大气环境的变化

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大气环境的变化范文第1篇

关键词　黑颈鹤；越冬；种群数量；大山包自然保护区

中图分类号　Q145+.1；Q958.1；Q959.3 文献标识码　A 文章编号　10002537（2012）04007004

黑颈鹤（Grusnigricollis）是世界上濒危鸟类之一，因其种群数量稀少，被列为国家Ⅰ级重点保护野生动物，并被世界自然保护联盟IUCN列为全球性易危物种［1］．大山包湿地是当今世界黑颈鹤最重要的越冬地之一，对到大山包越冬的黑颈鹤种群数量、栖息地分布进行调查研究，掌握其在生态保护进程中种群数量的变化与其栖息环境变迁的关系，对越冬地黑颈鹤的保护与栖息地的管理具有十分迫切的现实意义．

大气环境的变化范文第2篇

【关键词】 福州经济技术开发区 大气环境质量 变化趋势 对策措施

1 概况

福州经济技术开发区（马尾区）位于福州市东南，闽江口河谷盆地福州盆地东侧。北面为低山丘陵，南面临江，是中国船政文化的发源地，也是我国最早的14个国家级开发区之一。经过二十多年的努力，开发区社会经济取得了持续高速的发展，随着社会发展、科技进步以及物质生活条件的提高，人们越来越关注自身的生存环境，同时为了将开发区建设成一个环境优美的现代化港口城区，开发区在大气环境保护方面采取了多项措施，并取得了一定的成效。

本文以2001~2006年开发区环境空气质量监测数据为依据，对区域内大气SO2、NO2、PM10这三项主要污染物的变化特征与污染成因进行分析探讨，提出进一步改善开发区大气环境质量的对策与措施，为开发区的可持续发展，大气污染综合治理提供科学依据。

2 大气环境质量的变化特征与成因分析

2．1大气环境质量的年际变化趋势分析

近几年来开发区大气环境质量状况整体稳定，在比较良好的水平上波动，但随着经济的持续发展，给环境造成了一定的压力，大气环境污染虽然仍保持相对较轻的程度，但近一二年出现了污染回升的趋势。以API指数评价，2001~2006年大气质量状况见表1。

由表1可以看出目前大气三项主要污染物中的SO2、NO2年日均浓度均达到环境空气质量一级标准浓度限值，污染指数的大小顺序基本为：PM10＞NO2＞SO2，PM10的污染分指数对环境污染综合指数贡献最大，是首要污染物，其年日均浓度均处于二级水平。

图1表示出三种主要污染物SO2、NO2以及PM10在2001~2006年的年日均浓度变化规律。其中 SO2年均浓度连续5年逐年平稳下降，NO2和PM10污染物年日均浓度均经过了一个先升后降的过程，2005年，三项污染物浓度均降至较低水平，从2006年起，三项污染物浓度出现了较大幅度的上升。

从总的变化趋势上分析，2001~2005年年度空气污染指数（API）在波动中有所降低（见图2），说明大气环境质量得到了一定的改善，2006年空气API指数出现了回升现象，其中NO2和PM10浓度上升幅度较大，年日均浓度达到了自2001年大气质量监测以来的最高水平，这表明2006年开发区大气环境质量出现了污染回升的趋势。

分析大气中三种主要污染物近年来变化原因主要有：

(1)“十五”期间，开发区实施“蓝天工程”，采取了一系列大气污染防治措施：在建成区内禁止新建、扩建燃煤锅炉，建成区内燃煤含硫量不得超过0.8%，并对2蒸吨（含2蒸吨）以下燃煤锅炉予以拆除或改用清洁燃料；开展餐饮业油烟专项整治，并对饮食业和集体食堂炉灶全面禁煤，改用电或液化气等清洁燃料；进一步扩大烟控区的创建，烟控区面积21.9平方公里，覆盖率达到 100 %，有效减少了炉窑烟尘的排放，从源头上控制污染的一系列措施取得了一定的成效，自2002年起三项污染物浓度在波动中逐年平稳下降。

(2)2006年，受国际原油价格的大幅上扬，燃料供应紧张，为节约成本，工业企业锅窑炉燃料纷纷由轻油改为重油或燃料油，重油锅炉（含各类渣油锅炉）产生的PM量很大，TVOC、NOX、SO2、CO、PAHS等污染物排放量相应增大。导致2006年开发区SO2、NOx年排放量大幅度增长，其中SO2年排放量增长幅度为27.8 %。

(3) 受房地产热及旧城区拆迁改造的影响，2006年开发区出现了明显的台阶式的建筑，同时君竹路、建星路及罗星大道等几条主要交通干道及城市基础设施陆续改造扩建，造成城市建筑扬尘和道路扬尘污染加重，致使PM10浓度大幅升高。

(4)随着开发区经济的飞速发展，机动车保有量的迅速增加，以及区内几条主要的交通干道陆续改造建设，区内机动车运行工况较差，机动车怠速和减速运行状况时间延长，加大道路交通压力，机动车尾气排放所造成的污染日益严重，引起了NO2浓度的大幅增长，呈现出机动车尾气污染逐渐增强的特征。

2．2 大气环境质量月变化特征分析

为了深入分析开发区大气环境质量的变化特征，找出影响大气环境质量的主要因素，对三种主要大气污染物2001年~2006年的月均浓度变化进行了分析，研究三种大气主要污染物的月均浓度变化特征及影响因素分析。见图3、4、5。

从图3、4、5中可以看出，三种空气污染物的月均浓度变化规律基本相同，均表现在春冬季节浓度较高，夏秋季节污染物浓度水平相对较低，其中第一季度污染水平最高，第三季度污染水平最低。

分析大气中三种主要污染物月均浓度变化原因主要有：

空气污染的季节性变化特征与所在地的气象变化特征密切相关，福州开发区地处闽江河口处，属南亚热带过渡的海洋性季风气候，四季比较分明，全年降水多集中在5月~9月之间，这期间受台风影响显著，台风带来的大风和长时间的强降水十分有利于污染物的稀释和扩散，另外夏季太阳辐射强、气温高，热力对流强，空气扩散条件好，且NO2存在光分解反应，在强太阳辐射下，NO2的浓度会降低，故夏秋季节各项污染物水平相对较低，这时期大气环境质量较好。

春季本地区受入海高压后部影响，低层为西南气流，出现逆温现象，静风率高，平均风速小，空气流动缓慢，湿度大，阻碍气型污染物的迅速扩散，地面扩散能力下降，致使污染物停留在某一地段内。虽然本地区春季雨多，但量少，对大气污染物的影响不是很明显，长时间的强降水才会对污染物浓度有降低作用。故春季大气污染水平全年最高。有资料表明，当风速小于7m/s时，风速越大对污染物扩散越有利，这使地面不致于造成过高浓度，但是风速越大，地面扬尘也越大，如冬季有时SO2和NO2的浓度并不是很高，但PM10浓度很高，造成大气污染水平上升就是这个原因，这是不利的一面。

3进一步改善开发区大气环境质量的建议与对策

3．1目前影响开发区环境质量首要污染物是PM10，尤其是干燥少雨的冬春季节最为严重，其余二项SO2、NO2年均浓度均已达到环境空气质量一级标准，所以控制尘类污染是改善开发区空气质量最有效的措施。

3.1.1进一步扩大绿化面积，提高区域绿化率。开发区大部分土地是吹砂造地，在原河滩基础上由闽江北岸向江心延伸的新造陆地，地表以下3~5m为吹填砂层，是典型的软土地基土层，这样特殊的地质结构，应进行充分的防风固沙绿化建设，扩大绿化面，减少沙土表层的，对工业规划用地若在一定时期内尚未开工建设的，可先行绿化，以减少扬尘的产生源。

3.1.2加强建筑施工管理，切实控制好建筑扬尘和道路扬尘。制定治理扬尘污染的具体措施，强化监督管理，加强建筑工地施工和各类料场的管理，尤其是在干燥少雨的春冬季节严格控制扬尘污染。如要求建筑工地封闭施工，不得随意堆料，对停建，闲置工地要进行简易绿化或防尘覆盖，建筑垃圾和易产生粉尘的作业须采取覆盖、封闭、洒水等控制扬尘措施；同时加强对渣土运输车辆管理，杜绝滴洒漏现象，环卫部门加强机扫洒水力度，保证道路清洁。

3．2在目前能源日益紧张的情况下，政府应出台相关政策鼓励支持企业技术创新，清洁生产，节能降耗来降低大气污染物的排放，同时引导太阳能、生物能等新能源的应用。

3．3随着开发区经济建设的飞速发展，居民生活水平的提高，机动车保有量将继续保持高速增长，机动车尾气造成的大气污染将日趋严重，将成为NOx和PM10等污染物的主要来源，在加强机动车尾气的治理工作的同时强化交通管理，疏导机动车辆，改善交通状况，通过提高车速，降低机动车怠速和减速运行时间，来有效控制机动车尾气污染。

4结语

通过近年来开发区大气环境质量的变化情况分析，开发区大气环境质量基本保持在优良水平，这与开发区实施“蓝天工程”采取的一系列大气污染防治措施是分不开的，煤烟型污染得到了有效控制，SO2、NO2年日均浓度基本保持在国家环境空气质量一级标准，但必须注意到随着开发区经济的发展，能源需求压力进一步加大，由此而造成的大气污染物排放量的增加；机动车保有量的增加而造成的尾气污染日益加重；随着城市建设步伐的加快以及基础设施的改造的二次扬尘污染，都致使大气环境污染加重的趋势，大气环境治理工作形势依然严峻，任重而道远，尚需要各方面长期不懈的努力。

参考文献

〔1〕 郑强,朱继业等. 苏州市大气环境质量变化趋势及建设生态城市的对策与途径[J]. 四川环境, 2005,24(5):30-33.

〔2〕 寇拴虎,杨荣等.延安市近年来大气环境质量的变化分析[J]. 环境科学与技术 2005,(28)12:93-95.

〔3〕 周新. 中国的能源消费和改善大气环境变化及可持续发展对策[J]. 环境保护,2003,(7):47-51

〔4〕 张乃弟,杨建伟. 我国机动车排气污染及控制现状分析[J]. 环境科学与技术,2002,25(增):78-80.

〔5〕 环境空气质量标准 [S].GB3095-1996.

大气环境的变化范文第3篇

1应对气候变化的国际法律规范分析

气候变化是在相对长时期里气候呈现出恶劣趋势,导致有害于人类的不良影响发生,主要由人类自身原因所造成,例如:过量排放温室气体,不合理开发土地,森林植被锐减等等。而气候变暖带来的是全球性的生态灾难:陆地面积减小,粮食减产,物种多样性遭受破坏,疾病流行等等。为此国际社会制定了5联合国气候变化框架公约6(U-nitedNationsFrameworkConventiononClimateChange)和5京都议定书6(KyotoProtocol)。为寻求和保持适应与减缓气候变化的平衡,建立了相应的国际合作机制。按照温室气体减排责任分担理论,实行共同但有区别的责任。依照各国商讨拟定的行动计划时间表削减排放量,其中发达国家承担更多的减排责任,其实际履行效果具有决定性作用。为此各国积极开展气候变化影响评价,依此提出气候变化政策建议,力图形成清洁发展机制,实现节能降耗,从而减少温室气体排放。例如,南非政府与企业签订/气候变迁协议0,政府更加精确地估计温室气体排放量,拟定温室气体清单,通过清洁能源行动计划提高政策实施力度,运用税收激励、排污费等市场手段的创新机制。德国执行年度5国家气候保护计划6,建立对于每年气候保护执行情况进行跟踪监督的机制,增强能源使用效率,确立政府燃料战略,成立二氧化碳削减部际工作组,编制政府温室气体减排报告,多方面、多途径、全方位地控制有害气体排放,清洁生产的实施和生活方式的转变从根本上防止了气候变化造成的不良影响。5联合国气候变化框架公约6提出:对于全球变暖,各国都应当承担责任,其中发达国家应当承担主要责任,确立了共同但有区别的责任原则。基于此,要求发达国家采取积极措施防止气候变化造成有害影响,并且给予发展中国家资金和技术的支持和援助,共同遏制全球变暖的趋势。5京都议定书6是框架公约的具体化,规定了美国、俄罗斯及欧盟等主要发达国家减少排放温室气体的具体额度,要求他们到2010年至少减少1990年排放总量的5%。提倡各国建立清洁发展机制(CDM)、排放贸易(ET)和联合履行(JI)。温室气体排放的数量与工业、交通等的行业规模、生产方式相关。发达国家经济规模和发展速度处于先进水平,与之相应的能源和原材料消耗量也是巨大的,因此其控制温室气体排放的压力也随之加大。减少排放也就意味着控制生产建设规模,势必影响到经济发展。这也是各国关注的焦点问题。怎样才能既有效控制温室气体排放又不有碍于经济发展呢?公约是各国利益和人类共同利益调和的产物,其间大国施加了更多的影响。美国对于减排采取强硬态度,没有遵守国际承诺,势必加重各国减排的负担,由此也使国际法的效力大打折扣。在国际法律机制的建立到执行的过程中,国家立场、国际政治格局、经济全球化等等因素掺杂综合,形成错综复杂的国际法律关系,其调整、整合及协调是博弈各方此消彼长、相互制约的结果。

2我国应对气候变化的研究与立法实践进展

我国对于气候变化的研究也是随着相关国际公约的起草和制定逐步开展起来的。气候变化本身具有不确定性,因而气候变化导致的影响也是具有不确定性的,这就增加了研究的难度和可变化性。目前我们已经开展了气候变化预测、影响评估、综合对策等方面的研究。制定5中国国家气候计划纲要6和5中国气候系统观测计划6,系统研究气候变化与生态环境的关系和相互影响,为科学决策提供客观、全面、真实的信息资料;建立大气环境监测预测,分析、模拟气象灾害及其危害后果,及时了解掌握大气、气象及气候发展变化状况,采取适应性技术措施,有效控制导致气候变化的有害因素;进行农业气象灾害预警及控制技术研究,在于防治气候变化对于农业生产的不良影响。着手研究编写气候变化国家评估报告,从宏观战略角度考察全国气候现状水平、气候资源潜力、气候变化趋势,结合经济、社会生活、文化、科技等限制因素,提出气候变化的对策措施;正确评估气候资源水平,合理开发利用气候资源优势,实现/资源气候0、/安全气候0。发挥国际和国内两种力量的作用,共同解决大气环境保护和气候变化问题。为此,中国、日本、韩国、印度、美国和澳大利亚确立了亚太地区清洁发展和气候变化伙伴关系,通过各国之间清洁能源技术的交流与合作,研究开发先进的清洁能源技术,减少有害气体排放,减轻对大气环境的污染危害。为控制大气污染造成气候有害变化,颁布实施了5中华人民共和国大气污染防治法6,为适应大气、气候环境变化该法已经进行了两次修改。将大气环境保护工作纳入国民经济和社会发展计划,合理规划工业布局,加强防治大气污染的科学研究,采取防治大气污染的措施,保护和改善大气环境。国家有计划地控制或者逐步削减各地方主要大气污染物的排放总量,即在限制排污总量指标的基础上实现逐渐削减。并且与大气污染物排放许可证制度结合实施,同时引进市场机制,逐步开展排污权交易,充分发挥市场因素的自觉调整功能,实现排放者之间排放量的余缺调配。地方各级人民政府对于本辖区的大气环境质量负责,制定规划,采取措施,使本辖区的大气环境质量达到规定的标准,即实行大气环境质量标准制度和大气污染物排放标准制度,实现量化、标准化的管理和监督。实行大气环境的区域控制制度,包括划定/两控区0、大气污染防治重点城市、主要大气污染物排放总量控制区。通过采取更加严格的制度措施,有效扭转上述区域大气污染恶化的趋势。改善能源结构,鼓励和支持开发利用太阳能、风能、水能等清洁能源。植树种草,因地制宜地采取有效措施做好防沙、治沙工作,改善大气环境质量。国家鼓励、支持消耗臭氧层物质替代品的生产和使用,逐步减少消耗臭氧层物质的产量,直至停止消耗臭氧层物质的生产和使用,从而有效遏制臭氧层空洞的扩大。我国现行的5大气污染防治法6主要是针对燃煤产生的气体、其他工业生产废气的排放、机动车船排放的尾气以及粉尘、恶臭气体排放而实施的法律控制,在进行末端治理的同时实行源头管理,包括清洁能源使用和清洁生产。立法鼓励清洁生产技术的开发和推广应用,实行落后工艺设备的强制淘汰制度,并且国家鼓励采用的生产设备和技术名录。

大气环境的变化范文第4篇

关键词：铜山矿 大气环境质量 污染物排放 监测分析

中图分类号：X37 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）01（a）-0000-00

作者简介：李毛毛（1986-），汉族，女，安徽池州，本科，助理工程师，主要从事矿山环境保护的管理工作。

铜山矿是铜陵有色金属集团公司的主力矿山之一，地处安徽省池州市境内，主要从事铜矿采选，采选能力为2000t/d。矿山深部资源项目分两期开采，一期开采-613m中段以上矿体，二期开采-613m中段以下矿体。工程主要包括主井、副井和风井等采矿工程、选矿工程及其他公共辅助设施。矿山采选作业可能会产生矿区环境大气污染，为了了解其正常生产情况下的污染情况，对该矿区大气环境进行现状调查与分析。

1工程概况

该矿原工程设计内容中选矿工艺为“三段一闭路破碎+球磨”，充填工艺为分级尾砂充填。随着全尾充填技术日臻成熟并在集团内的冬瓜山铜矿和凤凰山矿业公司的运用，企业采用“全尾充填替代分级尾砂充填”，增加尾砂井下充填量。

另外，矿山在实际建设中还发生了一些工程内容变更，主要变更内容包括以下四方面：

（1）破碎磨矿工艺变更。采用“半自磨+直线振动筛闭路系统”替代“三段一闭路破碎+球磨”，取消了地面破碎工序，增加井下粗破碎工序，减少粉尘污染。

（2）尾矿脱水设施变更。采用全尾充填工艺，尾砂输送量和输送浓度大幅度提高，配套的浓缩和过滤设施能力也相应提高，因此采用高效率的新型浓密机和陶瓷过滤机取代老式浓密机和外滤式过滤机，优化浓缩和脱水效果，从而提高充填输送浓度和充填能力。

（3）充填工艺和充填站位置变化。充填工艺由原来设计的分级充填变更为全尾充填。另外，由于充填送浓度的提高，最大输送距离受到限制，将充填站迁建于距离选矿厂较近的位置，缩短了地表尾砂输送距离。

（4）尾矿库尾砂入库地点变更。实施全尾充填后，由于进入尾矿库的尾砂将大幅度减少，尾矿库所需库容也相应减少。为了减少尾矿库对环境的影响，在原有尾矿库干滩上建立子坝，将尾矿放砂地点由坝体变更到子坝，将子坝和原坝体之间实施生态复垦工程，从而缩小干滩面，减少尾矿库干滩扬尘污染范围。

2 大气污染物排放变化情况

该矿工程项目变更前废气污染源主要是井下采矿作业粉尘、选矿破碎筛分产生的粉尘，道路运输扬尘水泥仓扬尘、尾矿库扬尘等。变更后，项目废气污染源主要有井下废气（包括粗碎系统粉尘）、转运站粉尘、充填站粉尘、尾矿库扬尘、以及运输道路扬尘、废石场粉尘等。工程变更前后主要大气污染物排放变化情况见表1所示。

由表1可以看出，变更后，因转运站、原矿仓的无组织排放变为有组织排放，同时中细碎系统和筛分系统取消，因此废气产生量大大减少，减少约13.843t/a。

3 大气环境质量监测变化情况

3.1变更前大气环境质量监测分析

工程变更前于2007年3月12日-3月16日委托铜陵市环境监测站对项目所在地环境质量进行了连续5天的监测，监测项目为PM10、TSP、SO2、NO2，共布设铜山矿区、南泉村、铜山镇政府三个点，监测结果见表2。

由表2监测结果可知，矿区环境影响范围内SO2、NO2均达到《环境空气质量标准》（GB3095―1996）中二级标准，TSP浓度超标率达6.7%、PM10浓度超标率达46.7%。

TSP、PM10浓度超标时段出现在3月14日的2#点（南泉村）、和3#点的（镇政府），主要因气象条件与汽车扬尘影响所致。

3.2 变更后大气环境质量监测分析

1、监测结果

工程变更后，委托上海检测技术有限公司于2015年3月24日至3月28日、3月30日至31日共7天对设定的监测点（刘冲村、铜山镇政府、铜源村、南泉村4个监测点）进行了大气环境质量现状监测，日均浓度监测结果见表3。

2、监测结果分析

分析方法

评价方法采用单因子标准指数法：

分析标准

分析标准采用《环境空气质量标准》（GB3095-2012）二级标准。

结果分析

日均浓度监测结果分析见表4。

由表4可以看出：刘冲村、铜山镇政府、铜源村、南泉村4个监测点TSP、PM10、SO2、NO2标准指数均小于1，日均浓度未出现超标。总体来看，项目区域环境空气TSP、PM10、SO2及NO2日均浓度可满足《环境空气质量标准》（GB3095-2012）二级标准要求，无超标现象。

4 结论与分析

经过对铜山矿深部矿产资源采选工程项目变更后的工程分析，计算了项目变更前后大气污染物排放的变化情况，主要大气污染物排放总量有所减少；同时对变更前后的大气环境质量进行了现场监测，结果表明项目变更后的大气环境影响在当地环境可接受的允许范围内。

变更后的大气环境质量现状与变更前的相比，区域环境质量大大改善，主要原因是因企业最近几年加强了矿区的大气污染控制措施，改善了运输路面，增设了洒水车，同时废弃了原有的选厂，新建了选厂，取消了中细碎车间，并配套建设各项除尘设施。

参考文献

大气环境的变化范文第5篇

关键词：GIS大气质量模型

中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）01-0082-02

1 绪论

1.1 研究意义

现在，越来越严重的大气污染问题已经成为了当前影响社会发展进步的一大难题。随着我国经济发展和人民生活水平的不断提高，生活与工作过程中对能源的需求也越来越大。1980年中国能源消费总量为58587万吨标准煤，到2010年，中国能源消费总量为307987万吨标准煤[1]。1980年以来，中国原煤消耗量已增加了两倍以上，2002年原煤消耗量已达14.8亿吨。2011年中国原煤产量为35.2亿吨，同比增加2.8亿吨，增量为历史最高水平。煤炭在一次能源生产结构中的比重接近80%，石油则在20%左右变化。而煤炭和石油产品为主的能源消耗是大气颗粒物的主要来源。大气颗粒物中PM10（细颗物）和PM2.5（超细颗粒物）是对人体最为有害的两种物质。

城市不断发展，燃料消耗也越来越多。近几年来，我国各大中城市的机动车数量大幅度增长。机动车数量增长也意味着而且城市内的燃料、危险品运输和存储也会因为种种原因发生事故。对这些突发事故设立预警和预案处理系统能减少损失。

所以，对大气污染状况分析、对大气污染的影响的控制和预警已经是环境保护中的一个紧迫任务。对已有的固定点源大气污染状况和突发事件引起的大气污染预警而建立专门的系统，能为整个城市发展和规划带来很大的好处。

1.2 GIS在大气环境研究中的应用

地理信息系统（GIS）技术是融合地理学、图形学、计算机科学等多项技术的新兴交叉学科，是对空间信息进行采集、存储、处理与输出的计算机系统。随着近些年来GIS技术的不断发展，利用GIS技术进行大气环境研究的越来越多。GIS技术为大气环境研究提供了强有力的技术保障，大气环境研究提供了理论支持，两者结合则为科研人员提供了全方位的信息研究处理平台。

2 大气环境质量模型

2.1 大气环境质量模型的特点

大气环境质量模型是了解区域环境质量、分析污染物扩散的有力工具。不同的大气环境质量模型适用于不同尺度和不同类型污染源的各种大气扩散模式，能够在时间和空间尺度上准确描述各种污染物的迁移、输送、转化等变化特征。

大气环境质量模型发展到现在，尽管它们具有不同的表达方式，但是它们都具有以下几个特点：空间性、动态性、多元性、复杂性、综合性。

2.2 几种常见的大气扩散模式

国内外有多种描述大气污染扩散过程的数学模型。点源扩散模式常用的有高斯模式、萨顿模式以及赫-帕斯奎尔模式等；线源扩散模式常用的有点源求和法、线源直线化模式等；面源扩散模式常用的有箱模式、虚拟点源模式（或称等效点源模式、倒退点源模式）和吉福德-汉纳模式（或称G-H模式）[2]。

一般研究认为，高斯模型是相对其他模型反应大气污染扩散的过程是最简单的，利用高斯模型计算出的浓度场与实际的的浓度场较为吻合。部分线源模型和面源模型也是由高斯模型发展而来的。

大气环境质量基本模型基本方程如式（2-1）：

（2-1）

式中：x轴为平均风向，z轴铅直向上，uz=0、uy=0，Et，x、Et，y、Et，z为湍流扩散系数常数。在研究污染物对大气污染的整个研究过程内，可忽略污染物的自身衰减，即K=0。可将公式简化，可得式（2-2）：

（2-2）

当对上述模型使用不同的初始条件和边界条件来解的时，就能表示不同情况的污染源在各种气象条件下所造成的大气污染情况。

2.2.1 高架连续点源扩散模式

城市大气污染最常见的污染源是工厂烟囱。一般将每一个排放的烟囱视为一个污染点源。而由于烟囱自身的高度使得计算烟囱所导致的大气污染于和在地面上污染源的不一样。一般将高度高于15m的污染源视为高架点源，低于15m的污染源为非高架源。非高架点源的大气污染扩散模式就为基本模型，而高架点源扩散模式则在基本模型上有所修正。

高架连续点源扩散模式由于在推导过程中设定的假定条件，使得它在使用时有很多情况不适用。并且当出现静风、微风或大气中有逆温发生时，仍用这个模式计算会与实际情况出现比较大的偏差。

2.2.2 线源扩散模式

线源扩散模型一般用于计算道路上的机动车尾气污染。线源扩散的计算曾采用点源求和法计算公路下风向任一点的浓度，但计算过程复杂。于是提出了线源直线化模式来解决上述方法的不足。目前较为常用的线源直线化模式有垂直风模式、平行风模式和内插模式三组模式。

2.2.3 面源扩散模式

城市中的低矮烟囱和大量分散的炉灶摊点产生的污染物数量多，排放高度低，污染源强度不大，但是却会对城市大气质量产生比较严重的影响。但实际操作时却无法用点源和线源模式处理。所以我国绝大部分城市都采用简单箱模式、G-H模式及虚拟点源模式来评估城市大气环境质量。

2.3 GIS与大气环境模型的结合方式

GIS和大气环境模型的结合在不同阶段和技术条件下，按照结合方式和数据交换形式分类，可分为三种：

松散结合：GIS和大气环境模型都为独立的系统并且有不同的用户界面，GIS能够为大气环境模型提供数据并输入，大气环境模型计算后的输出结果能够利用GIS处理或显示。

紧密结合：GIS和大气环境模型为独立的系统，但是有共用用户界面来管理2个系统的公共数据和两者之间的数据交换。

完全集成：GIS和大气环境模型有共用的用户界面并实现两者的数据共享。完全集成需要从底层开发来实现各部分的紧密融合。

由于各种条件的限制，当前GIS和大气环境模型完全集成的系统非常少，主要的集成模式还是前两者，主要发展方向是紧密结合方式。

3 系统设计与实现

3.1 系统的建模

为了实现出现污染源时候，计算某时刻某一坐标位置的污染物浓度，需要将高斯模型转化成可以计算的解析式（3-1）。

前提条件：大气流场均匀稳定，忽略纵向弥散作用。

（3-1）

高斯模型解析式

式中：

C：浓度，mg/m3；

He：污染源高度，m；

Q：单位时间排放量，mg/s；

σy：横向扩散参数，mz；

σz：铅直扩散参数，m；

ux：平均风速，m/s。

3.2 GIS与大气质量模型集成步骤

GIS与大气环境质量模型集成可由以下五个步骤完成（图1）。

图1 GIS与大气质量模型集成的框架步骤

（1）问题定义：根据研究目的，确定污染物研究区域范围大小和时间跨度，选择合适的大气污染扩散模型。

（2）数据输入：输入污染源信息，气象资料，地形资料。

（3）大气环境模型：输入气象环境数据和污染源数据，输出污染物浓度信息。

（4）数据分析操作：对各种输入数据和模型计算计算出的结果进行分析处理。

（5）数据显示输出：最终处理结果的显示和输出。

3.2 系统总体设计

城市大气环境污染模块是作为完整的地理信息系统的一个部分而产生的。系统需要实现的功能包括污染数据输入，大气污染模拟，污染区域可视化等几部分。由于是作为系统的一个模块，数据交换由设定好的接口实现。

3.3 系统功能设计

城市大气环境污染模块主要需求是提供城市环境下的污染情况模拟。并将模拟结果输出提供给其他系统模块处理生成预警信息或模拟污染情况设定预案用。需要实现的功能包括：

污染数据输入：由多种方式输入污染源的情况数据，包括污染源的空间信息。污染物类型，扩散参数。同时也需要设定模拟的环境条件，包括大气温度，风向等等。

大气污染模拟：按照大气扩散模型，依照输入的污染源信息和环境信息来计算模拟污染物的扩散的情况。

污染区域可视化：当污染物扩散情况计算完成之后。在地图显示单元分级显示污染物的扩散分布等级，按照污染严重程度的不同上不同的颜色。并在最后生成shape文件。这部分最后会共享给地理信息系统的各部分模块来处理。

3.4 系统应用开发实验

采用.Net开发环境，基于ArcGis Engine开发组件，完成了城市大气污染模拟模块的开发。系统模块基本达到了要求。能够为城市大气污染预警和预案提供有效的支持。系统主界面如图2所示。

图2 城市大气污染模拟界面

4 结语

城市大气污染模拟模块能够在地理信息系统平台上增加大气污染模拟功能，提供大气污染的模拟数据给预警和预案工作。实现大气环境管理调控的现代化，为政府决策，居民出行，企业选址等提供信息化平台。而且由于组件化的关系，能够方便灵活的与不同的专业地理信息系统整合，提供处理服务，具有较高的实用价值。

参考文献

[1]国家统计局能源统计司.中国能源统计年鉴，2011.

[2]华敏洁.大气环境质量模型和GIS结合的研究[D].上海师范大学硕士论文，2005.

[3]蒋波涛.插件式GIS应用框架的设计与实现──基于C#和ArcGIS Engine 9.2[M].北京：电子工业出版社，2008.