论文部分内容阅读
包头市是资源、能源密集型重工业城市。包钢工业园区作为包头市的重要工业产业,对带动包头市的经济发展做了重要的贡献,但伴随而来的环境污染问题也不可小觑。包钢工业园区占地面积广,排放源多,烟粉尘颗粒物的排放量大,作为一个集群污染源,包钢工业园区对包头市的大气颗粒物排放贡献相当可观,造成了严重的影响,极大的威胁着人们的生活与健康。鉴于此,本文用数值模拟方法研究了包钢工业园区颗粒物的扩散和迁移特性,并从模拟结果中总结出颗粒物迁移扩散规律、落地浓度分布规律以及高空浓度分布规律,探索了包钢排放的烟粉尘颗粒物在不同条件下对周围环境的影响程度及污染区域,这对包头市大气污染防治对策的提出有很重要的意义。 本文根据包头市的气象条件和包钢工业园区的烟粉尘颗粒物特性,基于 F lue nt软件,应用DPM模型对包钢工业园区排放的烟粉尘颗粒物迁移扩散进行数值模拟。首先建立了二维计算模型,研究了颗粒物迁移扩散轨迹,得到了不同的风速(1 m/s、2 m/s、3 m/s、4 m/s)对颗粒物在不同生命周期内(5000 s、10000 s、15000 s、20000 s、30000 s、40000 s)的迁移扩散趋势的影响。研究表明,随着风速的增大,湍流作用的影响在增强,因此颗粒物扩散也在加快;在二维模型的基础上,建立了三维计算模型。应用三维模型模拟研究了包头市主导风向,西风情况下的颗粒物扩散迁移特性,探索了包钢工业园区排放的颗粒物在不同风速(1m/s、2m/s、3m/s、4m/s)和不同粒径条件下(2.5μm、10μm、20μm、30μm)的迁移扩散规律、落地浓度分布规律以及高空浓度分布规律。模拟结果表明,颗粒物粒径和风速对颗粒物的迁移扩散起重要作用。对于不同粒径的颗粒物而言,粒径越小,污染范围越广,污染程度越大。在本模拟条件下(风速1m/s,西风),2.5μm的颗粒物污染区域最大,约为76 km2,颗粒物最大浓度值为1.45×10-6 kg/m3;而粒径为30μm的颗粒物污染面积为14 km2,较2.5μm颗粒物污染面积减少62 k m2。对于不同风速而言,风速越小,颗粒物污染范围越广,污染程度越大。在本模拟条件下(粒径2.5μm,西风),风速为1 m/s时,颗粒物污染区域最大,约为76 km2,颗粒物最大浓度值为1.45×10-6 kg/m3;而风速为4m/s时,颗粒物的污染区域仅在排放源附近,对人类影响不大。