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基于CALPUFF模式的关中机动车PM2.5排放对环境空气质量的影响研究

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容和技术路线

第二章 中尺度PM2.5平流扩散模型

2.1 空气质量模型进展

2.2 CALPUFF模式简介

2.3 CALPUFF模式流程

2.4 小结

第三章 关中气象扩散条件分析

3.1 模拟参数设置

3.2 关中风场分析

3.3 混合层高度

3.4大气稳定度

3.5小结

第四章 关中PM2.5排放源分析

4.1 PM2.5源排放清单确定

4.2 关中机动车源PM2.5排放清单

4.3 西安市工业点源、机动车源排放清单

4.4 小结

第五章 关中机动车排放PM2.5浓度时空分布特征

5.1 模拟方案

5.2 PM2.5分季节空间分布特征

5.3 关中城市群PM2.5浓度对比分析

5.4 不确定性分析

5.5 小结

第六章 西安市PM2.5浓度贡献特征

6.1 模拟方案

6.2 西安市机动车源和工业点源PM2.5浓度空间分布特征

6.3 机动车排放源对西安地面(10m)PM2.5浓度贡献分析

6.4 小结

结论

结论

问题与展望

参考文献

致谢

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摘要

随着关中地区机动车保有量的逐年递增,关中地区环境空气污染类型已从传统的煤烟型污染逐渐向煤烟、扬尘和机动车混合型污染转变。测算关中地区机动车排放 PM2.5浓度时空分布,研究机动车排放PM2.5对城市近地面浓度的贡献规律,是阐明和解决现行复合型污染问题的关键,对政府部门及管理机构科学制定各项环保政策、合理规划道路路网布局具有重要的实际意义。
  本研究采用中尺度气象模型(MM5)和环境空气质量预测模型(CALPUFF)对关中地区2012年春、夏、秋和冬四季机动车排放PM2.5浓度进行模拟计算,并深入分析关中地形特征、气象条件和机动车排放源等因素对机动车排放PM2.5平流传输与扩散的影响;以西安市为例,根据西安市PM2.5排放量较大的工业点源和西安市的机动车排放源,分别分析工业点源和机动车源对城市PM2.5浓度的贡献。得到结论如下:
  (1)春、夏、秋和冬四季关中地区风场受南部秦岭山脉和北部黄土高原的阻隔,主导风为东北风,在西安和咸阳附近易形成大范围回旋风,不利于污染物的远距传输;关中地区各市混合层高度变化为昼间高、夜间低,夏季高(最高为1640m左右)、冬季低(最高为800m左右);关中地区各市大气稳定度等级昼间以不稳定(B)和弱不稳定(C)为主,夜间以较稳定(E)为主。
  (2)2012年全年关中地区机动车共排放PM2.50.4万吨,其中西安市排放0.19万吨,占关中地区总排放量的47.5%;2012年1月,西安市重点研究区域内机动车排放PM2.5108.34吨,西安市的主要工业点源排放PM2.5265.541吨,机动车排放PM2.5占西安市工业点源和机动车源总排放量的28.98%。
  (3)2012年各季节关中地区机动车源排放 PM2.5浓度均呈现由各城市中心城区向周围地区递减的规律,机动车排放对排放源区域附近的空气质量影响明显;关中地区各城市中,西安市的机动车PM2.5浓度最高;
  (4)2012年1月,在西安市所选的接受点点位处,机动车排放PM2.5浓度对地面浓度贡献率均超过机动车源和主要工业点源合计贡献的50%;在接受点点位远离机动车集中的污染源中心,机动车排放源对地面PM2.5浓度贡献降低,而主要工业点源的贡献升高。

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