【摘要】：京津冀區(qū)域工業(yè)化和城市化發(fā)展,每年消耗了大量的化石燃料資源,火電廠及重污染企業(yè)排放大量的煙(粉)塵、S0_2、NO_x等,是霧霾污染的主要組成成分。近年來,國家和各級政府也逐漸加強了對空氣質(zhì)量的重視程度,出臺了一系列的政策法規(guī),如發(fā)布《大氣污染防治行動計劃》(大氣十條),期間中國的空氣質(zhì)量也得到了顯著的改善。但大氣環(huán)境面臨的形勢仍然嚴峻,尤其是京津冀區(qū)域,依然是霧霾的多發(fā)地,需要在大氣污染治理和經(jīng)濟發(fā)展之間找準平衡點。本文對空氣質(zhì)量的歷史數(shù)據(jù)進行分析,并利用WRF模型對京津冀區(qū)域的霧霾進行模擬,進而分析霧霾的成因。設計并實現(xiàn)了區(qū)域大氣環(huán)境模擬分析系統(tǒng),對監(jiān)測數(shù)據(jù)及模擬結(jié)果進行可視化分析,為區(qū)域污染研究提供支持。具體的研究內(nèi)容如下:(1)空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)和氣象同化資料數(shù)據(jù)庫的建立:通過多種渠道搜集了包括全國1500個氣象站點,包含AQI、PM_(2.5)、PM_(10)和S0_2等8種數(shù)據(jù)指標,時間跨度從2000年至今的逐小時空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)。同時下載了從1979年開始30余年的ERA同化資料,數(shù)據(jù)量達到10余TB。并根據(jù)這些數(shù)據(jù)建立了相應的數(shù)據(jù)庫,為后續(xù)的數(shù)據(jù)模擬和平臺搭建奠定了數(shù)據(jù)基礎。(2)京津冀區(qū)域PM_(2.5)時空分布特征分析:對《大氣污染防治行動計劃》發(fā)布以來，2014年至2018年10月的京津冀區(qū)域PM_(2.5)氣象站點監(jiān)測數(shù)據(jù)進行詳細分析。從日均濃度分布、污染天數(shù)年變化、日均指數(shù)月變化趨勢和重度污染天數(shù)等方面,分析京津冀區(qū)域霧霾污染的分布特征。(3)京津冀區(qū)域火電廠水蒸氣及煙塵排放分析:使用國家統(tǒng)計局公布的火電廠裝機容量和發(fā)電量數(shù)據(jù),對京津冀區(qū)域單位時間內(nèi)火電廠水蒸氣排放量進行計算。并對火電廠除塵設備進行歸類,統(tǒng)計各種除塵設備的煙塵和PM_(2.5)過濾效率,從而分析出京津冀區(qū)域燃煤火電廠年度煙塵排放總量情況。(4)構(gòu)建WRF-Chem模擬參數(shù)化方案:通過對空氣質(zhì)量模型的發(fā)展歷程進行分析,并結(jié)合京津冀區(qū)域的特點,選定了模擬的研究區(qū)域和對應的參數(shù)化方案,構(gòu)建了 WRF-Chem模擬的人為排放源清單。(5)京津冀區(qū)域霧霾模擬結(jié)果及成因分析:對霧霾模擬的結(jié)果進行數(shù)據(jù)后處理,提取相關的污染物指標,并進行可視化分析。首先對模擬的結(jié)果與監(jiān)測值進行對比,驗證結(jié)果的可信度。其次,結(jié)合京津冀區(qū)域的地理和氣候特征,詳細分析2016年12月的一次持續(xù)重度污染過程,并對霧霾的成因進行分析。(6)區(qū)域大氣環(huán)境模擬分析系統(tǒng)開發(fā):以本文前期搜集和模擬的數(shù)據(jù)結(jié)果為數(shù)據(jù)支撐,使用相關的計算機圖形處理技術(shù),對京津冀區(qū)域空氣質(zhì)量歷史數(shù)據(jù)和模擬結(jié)果進行可視化分析展示,實現(xiàn)霧霾模擬輸入文件的預處理工作,為氣象研究人員和政府機構(gòu)提供相關的計算機輔助支持。
【圖文】：

從而觀察該段時間內(nèi)區(qū)域環(huán)境治理的成效，為接下來進一步的工作提供數(shù)據(jù)支逡逑持。逡逑如圖２－１為環(huán)京津冀區(qū)域ＰＭ２５日均濃度分布區(qū)間，按年份統(tǒng)計了邋ＰＭ２．５不同濃逡逑度區(qū)間出現(xiàn)的天數(shù)。從圖可以看出，ＰＭ２．５日均濃度主要集中在ＩＳＯｐｇ／ｍ３以下。２０１４－逡逑２０１８年ＰＭ２．５濃度分布的峰值逐年提升普寬變窄，優(yōu)良天數(shù)逐年增加。在《環(huán)境空逡逑氣質(zhì)量指數(shù)（ＡＱＩ）技術(shù)規(guī)定（試行）》中規(guī)定ＰＭ２．５的污染物濃度限值為３５ｐｇ／ｍ３，逡逑濃度超過１５0ｎｇ／ｍ３即為重度污染天氣。２０１４－２０１８年的超標天數(shù)分別為２０５８天、逡逑１８９４天、１７７０天、１７３３天、１２３６天，ＰＭ２５重度污染天數(shù)分別出現(xiàn)３５９天、２４０天、逡逑２０８天、１４９天、４３天，可見京津冀區(qū)域ＰＭ２．５的污染情況逐年改善。逡逑９逡逑

華北電力大學碩士學位論文逡逑２．２．２環(huán)京津冀區(qū)域ＰＭ２．５時間變化特征逡逑如圖２－２為環(huán)京津冀區(qū)域ＰＭ２．５日均質(zhì)量指數(shù)月變化趨勢。２０１４－２０１８年環(huán)京津逡逑冀區(qū)域８個城市的ＰＭ２．５日均濃度優(yōu)良級別比例逐年上升，空氣質(zhì)量正在不斷的改逡逑善，，分別占比５４．５％、６０．８％、６７．２％、７２．１％、７５．７％；邋ＰＭ２．５重度和嚴重污染天數(shù)的逡逑比例相應的逐年下降，分別為１２％、８．２％、６．６％、４．７°／。、１．９％。從圖中可以明顯看逡逑至ＩＪ，環(huán)京津冀區(qū)域污染天氣主要集中在１０月到第二年的４月份左右，在夏季和初逡逑秋為天氣最好的時間段。出現(xiàn)這種特征的主要原因是京津冀區(qū)域進入供暖期后，采逡逑暖排放大量的污染物，加上冬季空氣擴散條件差，污染物不利于擴散，最終導致重逡逑度污染天氣集中出現(xiàn)。在２０１３－２０１８冬季，重度污染級別以上的比例峰值分別出現(xiàn)逡逑在２０１４年１月、２０１５年３月、２０１５年１２月、２０１６年１２月和２０１８年的３月。其逡逑中
【學位授予單位】：華北電力大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X513

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本文編號：2689162