本文關(guān)鍵詞：基于中尺度耦合模型哈爾濱市轄區(qū)空氣污染特征研究

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【摘要】：隨著哈爾濱市社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和居民生活質(zhì)量的改善,哈爾濱市轄區(qū)化石能源消耗量及居民機(jī)動車保有量逐年上升,各類污染源排放到大氣中的污染物增多,在污染物排放量的增加及特殊天氣條件共同作用下,大氣污染現(xiàn)象頻發(fā)且多發(fā)于市轄區(qū),周邊地區(qū)秸稈焚燒的遠(yuǎn)距離傳輸同樣影響哈市空氣質(zhì)量。因此分析哈爾濱市轄區(qū)空氣質(zhì)量狀況,探究霧霾產(chǎn)生的原因,對污染物進(jìn)行追蹤溯源,根據(jù)未來哈爾濱市空氣質(zhì)量的要求確定污染源削減量是十分必要的。本研究選取WRF/CALPUFF/HYSPLIT耦合系統(tǒng)進(jìn)行研究。首先根據(jù)模型工作原理及其對輸入?yún)?shù)的要求,結(jié)合哈爾濱市轄區(qū)獨(dú)特的地理及氣象條件,確定模擬方案及模型相關(guān)參數(shù)。統(tǒng)計(jì)哈爾濱市轄區(qū)各類排放源的排放量數(shù)據(jù),分析排放特征并確定哈爾濱市轄區(qū)大氣污染源排放參數(shù)。使用WRF/CALPUFF耦合系統(tǒng)研究哈爾濱市轄區(qū)空氣質(zhì)量,將污染物模擬濃度與監(jiān)測濃度進(jìn)行對比,結(jié)果顯示該耦合系統(tǒng)可以基本反映哈爾濱市轄區(qū)實(shí)際空氣質(zhì)量,SO2、NO2及PM2.5的模擬濃度與監(jiān)測濃度相關(guān)性在0.8左右。利用該系統(tǒng)模擬哈爾濱市轄區(qū)采暖期和非采暖期內(nèi)三種大氣污染物質(zhì)量濃度的時空分布情況,研究采暖期和非采暖期內(nèi)不同氣象條件對污染物擴(kuò)散及空氣質(zhì)量的影響并進(jìn)行污染源和區(qū)域濃度貢獻(xiàn)分析,空氣質(zhì)量模擬結(jié)果顯示,采暖期內(nèi),SO2、NO2、PM2.5平均濃度分別為126?g/m3、68?g/m3、123?g/m3,非采暖期內(nèi),SO2、NO2、PM2.5平均濃度分別為8?g/m3、68?g/m3、49?g/m3,道里區(qū)、平房區(qū)、南崗區(qū)對污染物濃度貢獻(xiàn)排在前三位。氣象方面,采暖期內(nèi)平均風(fēng)速小于2m/s,平均混合層高度為455m,大氣以弱穩(wěn)定(E)及穩(wěn)定(F)為主,夜間混合層高度普遍小于200m,逆溫層底高度在100m左右,不利于垂直方向空氣流動,非采暖期大氣以不穩(wěn)定為主。采用WRF/CALPUFF/HYSPLIT耦合系統(tǒng)對2014年10月哈爾濱市轄區(qū)發(fā)生的一次嚴(yán)重霧霾天氣進(jìn)行模擬,對污染物進(jìn)行溯源和追蹤分析,結(jié)果顯示高空污染物來自內(nèi)蒙古,低空污染物來自于內(nèi)蒙古和遼寧省。最后根據(jù)黑龍江省對未來三年空氣質(zhì)量的要求及模型模擬結(jié)果確定哈爾濱市轄區(qū)大氣污染源減排量,為哈爾濱市轄區(qū)空氣污染預(yù)警預(yù)報(bào)提供理論依據(jù),模擬結(jié)果顯示采暖期及嚴(yán)重霧霾期內(nèi)當(dāng)PM2.5濃度每降低100?g/m3時,需削減煙塵排放量分別為2.60萬噸/年及2.86萬噸/年。
【關(guān)鍵詞】：WRF/CALPUFF/HYSPLIT 空氣質(zhì)量 軌跡模擬 減排量
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X51
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題研究背景10
• 1.2 課題研究目的及意義10-11
• 1.3 數(shù)值模式的發(fā)展11-13
• 1.3.1 第一代空氣質(zhì)量模型11-12
• 1.3.2 第二代空氣質(zhì)量模型12
• 1.3.3 第三代空氣質(zhì)量模型12-13
• 1.4 國內(nèi)外空氣質(zhì)量模型研究現(xiàn)狀13-17
• 1.4.1 模型的驗(yàn)證13-14
• 1.4.2 大氣污染成因及來源解析14-15
• 1.4.3 控制策略的選擇與優(yōu)化15-16
• 1.4.4 重污染事件模擬研究16-17
• 1.5 課題研究內(nèi)容和技術(shù)路線17-19
• 1.5.1 研究內(nèi)容17
• 1.5.2 技術(shù)路線17-19
• 第2章 中尺度空氣質(zhì)量耦合系統(tǒng)19-31
• 2.1 引言19
• 2.2 中尺度氣象模式WRF19-23
• 2.2.1 WRF模式簡介19-21
• 2.2.2 WRF模式流程及原理21-22
• 2.2.3 WRF模式模擬方案及參數(shù)設(shè)置22-23
• 2.3 空氣質(zhì)量模型CALPUFF23-29
• 2.3.1 CALPUFF模型簡介24-25
• 2.3.2 CALPUFF模型流程及原理25-28
• 2.3.3 CALPUFF模型模擬方案及參數(shù)設(shè)置28-29
• 2.4 污染物輸送軌跡模式HYSPLIT29-31
• 2.4.1 HYSPLIT模式簡介29-30
• 2.4.2 HYSPLIT模式流程及原理30
• 2.4.3 HYSPLIT模式模擬方案及參數(shù)設(shè)置30-31
• 第3章 市轄區(qū)污染源排放量計(jì)算及排放源參數(shù)確定31-41
• 3.1 引言31
• 3.2 大氣污染源現(xiàn)狀調(diào)查31-34
• 3.2.1 排放源分類31-32
• 3.2.2 污染物排放量統(tǒng)計(jì)32-33
• 3.2.3 污染源空間分布特征33-34
• 3.3 污染源參數(shù)設(shè)置34
• 3.4 污染物排放量確定方法34-38
• 3.4.1 點(diǎn)源排放量計(jì)算35-36
• 3.4.2 面源排放量計(jì)算36-37
• 3.4.3 線源排放量計(jì)算37-38
• 3.5 大氣污染排放源參數(shù)的確定38-40
• 3.6 本章小結(jié)40-41
• 第4章 市轄區(qū)空氣質(zhì)量及氣象條件模擬分析41-68
• 4.1 引言41
• 4.2 模擬效果檢驗(yàn)41-45
• 4.2.1 模擬區(qū)域41-42
• 4.2.2 濃度模擬效果檢驗(yàn)42-45
• 4.3 空氣質(zhì)量模擬結(jié)果分析45-47
• 4.3.1 SO2濃度模擬結(jié)果分析45-46
• 4.3.2 NO2濃度模擬結(jié)果分析46
• 4.3.3 PM2.5 濃度模擬結(jié)果分析46-47
• 4.4 氣象條件對模擬結(jié)果分析47-61
• 4.4.1 風(fēng)對污染物擴(kuò)散的影響48-50
• 4.4.2 混合層高度對污染物擴(kuò)散的影響50-54
• 4.4.3 熱力學(xué)條件對污染物擴(kuò)散的影響54-61
• 4.5 污染源及區(qū)域濃度貢獻(xiàn)分析61-66
• 4.5.1 污染源濃度貢獻(xiàn)分析62-63
• 4.5.2 區(qū)域濃度貢獻(xiàn)63-66
• 4.6 本章小結(jié)66-68
• 第5章 嚴(yán)重霧霾天氣數(shù)值模擬及預(yù)測研究68-87
• 5.1 引言68
• 5.2 濃度模擬結(jié)果分析68-71
• 5.3 氣象因素對嚴(yán)重霧霾天氣的影響71-80
• 5.3.1 溫度對PM2.5濃度的影響71-73
• 5.3.2 相對濕度對PM2.5濃度的影響73-74
• 5.3.3 風(fēng)對PM2.5濃度的影響74-77
• 5.3.4 混合層高度對PM2.5濃度的影響77-78
• 5.3.5 逆溫對PM2.5濃度的影響78-80
• 5.4 嚴(yán)重霧霾天氣前向和后向軌跡模擬80-83
• 5.5 中度污染以上天氣煙塵減排量確定83-86
• 5.6 本章小結(jié)86-87
• 結(jié)論87-88
• 參考文獻(xiàn)88-94
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果94-96
• 致謝96

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10 史s，

本文編號：996448