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城市环境信息系统(2)

时间:2010-01-29 01:09 来源:地理教师网 作者:云中雪 责任编辑:地理教师
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  数据库的结构:D:\TS\DBF\ESIG.DBF

  数据记录数:112

  最后更新的日期:11/20/90。

表9-1ESIG.DBF文件的数据结构

  

  (三)数据文件组织

  进入系统的基础数据主要有属性数据、图形数据和图像数据三大类。属性数据以DBF文件的形式存放,由关系数据库FOXBASE管理。图形数据以VEC的形式存放,由系统管理。

四、应用模型

应用模型是系统的中心所在,其它一切都是应用模型的辅助。TSEMIS中共有大气现状评价、大气质量预测与大气环境规划三个应用模型。

  (一)大气环境质量评价模型

  大气环境的质量评价过程,可分为五个步骤,即建立扩散计算模型、评价区域网格划分、扩散计算、与国家标准对比和结果输出(图9-4)。

  1.扩散计算模型:大气污染源按其排放口高度可分为高架点源和面源两类。排放高度在40米以上的划分为高架点源,否则为面源。

  (1)连续点源模型:大气污染扩散与风速有极大关系,按风速,连续点源扩散模式又分为有风、小风和静风模型三种。

  (a)有风扩散模型:在风向较为一致,风速大于1m/s的情况下,风向风速可近似看作不变,污染物随气流方向向下风扩散,每个污染源造成的大气污染浓度分布采用连续点源的高斯公式计算。取x轴为平均风向,y轴为横截风向,污染源作为坐标原点。

  某一污染源下风方坐标(x,y)点的浓度值可表示为:

  考虑到污染物在传输过程中的衰减,增加了衰减项,(9-1)式变为

  

  式中,Qi为某排放源源强(mg/s);μi为排放源烟囱口高度处平均风速(m/s);σy、σz分别为横截风向和垂直方向的大气扩散参数;H为烟囱有效高度(m);τ为污染物在扩散过程中的转化系数。

  若地面有N个连续点源,则坐标(x,y)点的浓度值为:

  

  (b)小风扩散模型:当风速大于0.4m/s,小于1m/s时,坐标(x,y)点的污染物浓度值按下式计算:

  (c)无风扩散模型:当风速小于0.4m/s时,坐标(x,y)点的污染物浓度值按烟囱扩散模型计算:

  

  )(9-4)、(9-5)式中C(x,y,0)、C(R)为污染物近地面浓度(mg/m3);(x,y)为计算点坐标(以污染源中心为原点);Q为点源源强;μ为排气筒出口处风速(m/s);H为排气筒有效高度(m);a为水平方向静风扩散系统;γ为垂直方向静风扩散系数;T为烟羽运行时间(s);R为污染源到计算点的水平距离。

  (2)面源扩散模型:面源模型有许多模式,计算较为简便且应用广泛的是Giffordt Hanna提出的大气湍流与实验模式(简称ATDL模式),本系统采用有面源高度的ATDL模式,这个模型采用高斯模型的积分形式,把城市污染源分布划分成许多箱排列的面源,并假设源强在每处箱体中分布均匀,则计算点的浓度公式可为

  

  假设污染烟云遵循窄烟云分布,可去掉公式中对变量y的依赖关系,则(9-6)式可表示为:

  

  式中C(x,0)为计算点地面浓度值(mg/m3);Q0为计算点所在网格的

  

  为实测平均风速值(m/s);a、b为扩散参数σz的待定系数;L为网格的边长(m)。小风和无风时,风向不固定,污染物以湍流方式扩散,向四面八方均匀展开,仍采用(9-8)式计算(x,y)点浓度,风速取0.4m/s,浓度取所得结果的1/16。

  2.长期平均浓度计算模型:

  (1)长期点源排放扩散模型:假设污染物的扩散在污染源的下风方22.5°范围内均匀分布,则长期平均浓度计算公式为:

  
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