一种基于WRF‑CHEM的大型点污染源大气环境影响评价方法技术

一种基于WRF‑CHEM的大型点污染源大气环境影响评价方法，所述方法包括以下步骤：获取气象资料和地形资料，设置模拟区域并对气象资料和地形资料进行预处理；对模拟具有较大影响的不同参数化方案组合，设计对比实验方案；获取人为源排放和天然源排放清单，并进行空间、时间、排放高度和物种划分等预处理；运行WRF‑CHEM模型，对不同参数化方案组合的模拟结果与观测资料进行比较，获取最佳模拟方案；处理大型点污染源排放资料，在最佳模拟方案下加入模型中再次运行WRF‑CHEM；对比考虑大型点污染源后的模拟结果与最佳模拟方案下的结果，评价大型点污染源对周边大气环境影响的程度和范围；可视化展示模拟结果，为环境影响评价报告提供管理决策依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及大气环境影响评价
，尤其设及一种大型点污染源的大气环境 影响评价方法。
技术介绍
随着我国经济水平的快速发展，城市化进程的不断提高，城市机动车的快速增长， 能源消费需求日益增大，我国城市大气污染已由煤烟型污染转变为W高浓度PM2.5为特征的 复合型大气污染，雾靈问题成为困扰人类发展的严峻问题。 环境影响评价制度是我国的一项基本环境保护法律制度，是指对规划和建设项目 实施后可能造成的环境影响进行分析、预测和评估，提出预防或者减轻不良环境影响的对 策和措施，进行跟踪监测的方法与制度。为开发建设活动的决策、经济建设的合理布局、制 定环境保护对策和进行科学的环境管理提供科学依据，对确定经济发展方向和保护环境等 一系列重大决策上都有重要作用。 在我国，对于建设项目的大气环境影响评价，主要采用了《环境影响评价技术导 则-大气环境》（町2. 2-2008)中推荐的Ξ种模式：大气扩散模式AERM0D(AirDispersion Modeling)、稳态大气扩散模式ADMS和非稳态拉格朗日烟团模式CALPUFF。AERMOD是一个 稳态烟羽扩散模式，可基于大气边界层数据特征模拟点源、面源、体源等排放出的污染物在 短期和长期的浓度分布，适用于农村或城市地区、简单或复杂地形，评价范围小于等于50km 的一级、二级评价项目。ADMS是一个Ξ维高斯模型，W高斯分布公式为主计算污染浓度， 烟羽扩散的计算使用了当地边界层的参数，化学模块中使用了远处传输的轨迹模型和箱式 模型，可计算各取值时段的浓度值，适用于评价范围小于等于50km的一级、二级评价项目。 CALPUFF是一个烟团扩散模型系统，可模拟Ξ维流场随时间和空间发生变化时污染物的输 送、转化和清除过程，适用于从50公里到几百公里范围内的模拟尺度，包括了近距离模拟 和长距离模拟的计算功能。运些模式方法可W较好的模拟建设项目对于常规气态污染物和 颗粒物浓度的影响，是大气环境影响评价工作中重要的技术手段。 由于2013年W来我国频繁爆发了大范围的严重雾靈事件，PMz.e成为建设项目环 境影响评价中关注的新增指标。而现有的Ξ种模式中，AERMOD和ADMS模式系统均无法提 供PM2.诚模拟预测，虽然CALPUFF模式可W计算PM2J农度，但是由于模式中化学机理过于 简单，对PM2.5的模拟效果较差，尤其是对排放量大、对周边环境有较大影响的大型点污染源 项目的模拟误差可能更大，同时该模式对小于50公里的中小尺度环境影响描述能力不足。 现有的第Ξ代空气质量模式包括多尺度空气质量模型版)呢L-3/CAMQ(Community MultiscaleAir如alityModelingSysem)、大气化学传输模式CAMx(Community AtmosphereModel)和WRF-C肥Μ模式，第Ξ代模式包含复杂完善的气相化学和气溶胶化学 机理，对ΡΜ2.南较好的模拟能力。其中，WRF-C肥Μ是一种气象过程和化学过程同时发生，完 全在线禪合的大气化学模式，与M0DEk3/CMAQ和CAMx相比，它的化学和气象过程使用相同 的坐标体系和参数化方案，不存在时间上的插值，并且能够在线反映化学过程和气象过程 之间的反馈作用，从而能够模拟再现一种更加真实的大气环境。由于模式在区域模拟的效 果与物理化学参数化方案密切相关，需要针对福射、陆面过程、边界层、微物理、云物理、气 相化学、气溶胶化学等方案参数化来完善系统模拟的效果，而目前环境影响评价工作中缺 少使用WRF-CHEM开展的相关工作，没有能够适应环境影响评价的参数化方案和方法体系。 综上，国内现有的大气环境影响评价技术方法对于大型点污染源的环境PM2.5影响 模拟效果较差，不能适用大型点污染源的环境影响评价工作；现有的第Ξ代空气质量模型 缺少在环境影响评价领域的工作，没有相适应的方法体系。因此，急需在新一代空气质量模 型的基础上开发建立可准确评估大型点污染源对环境影响的方法（特别是严重污染气象 条件下对PMz.e影响的评估方法）。本专利技术为解决该问题提供了一套新的思路和方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于填补上述大气环境影响评价中PM2.5准确评价方法的空白，提出 一种基于WRF-CHEM的大型点污染源大气环境影响评价方法，W实现模拟更准确和适用范 围更大的优点。 为实现上述目的，本专利技术是采用W下技术手段实现的。 一种基于WRF-CHEM的大型点污染源大气环境影响评价方法，包括：数据预处理子 系统、最佳方案选择子系统、污染源大气环境影响预测子系统和可视化展示子系统；包括W 下步骤： W11] 1.获取模拟时间内，美国国家环境预报中屯、（肥CP)全球气象场分析资料 FNL(FinalOperationalGlobalAnalysisdata)数据和美国国家海洋和大气管理局(N0AA)全球海面溫度场SST(seasurfacetemperature)数据，作为驱动WRF-C肥Μ运行的 气象资料； 阳〇1引 2.获取模拟时间内，中分辨率成像光谱仪（Moderate-resolutionImaging Spectroradiometer，简称MODI巧地表利用类型数据和地面高程数据，作为驱动WRF-C肥Μ 运行的地形资料； 3.根据评估项目的地理位置和评估范围设定评估区域，对气象资料和地形资料进 行预处理，获得与WRF-CHEM模式设定网格分布一致的输入数据。 进一步的，在模式的网格设置上，水平方向采用兰勃特化ambert)投影方式，设定 四层嵌套网格，水平网格距分别为81km、27km、9km和3虹1，其中第一层范围为15~55。N， 70~140°E，包括了东亚的大部分地区，第二、Ξ、四层的范围根据具体项目进行设定，在 垂直方向上采用eta坐标系，共分为30层，其中距地表1km包含8层，模式顶为20hpa; 4.选择对空气质量模拟具有较大影响的不同参数化方案组合，设计对比实验方 案，其中对空气质量模拟具有较大影响的不同参数化方案组合具体为：福射过程、陆面过 程、边界层过程、微物理过程和云物理等物理过程，气相化学和气溶胶化学等化学过程。福 射过程包括RRTMG方案和Du化ia方案，陆面过程包括No址方案和RUC方案，边界层过程包 括YSU方案和MYJ方案，微物理过程包括Lin方案和WSM-3方案，云物理过程包括Grell3D 方案和KF方案，气相化学模拟包括RADM2方案和CBM-Z方案，气溶胶化学模拟包括MADE/ S0RGAM和MOSAIC方案，具体方案组合参见下表： 5.获取人为源排放和天然源排放清单，人为源排放主要包括了电力、工业、交通、 居民和农业等人类活动所排放的S化、NOx、畑3、VOCs、一次PMz.g、一次PMi。、BC和0C等污染 物，天然源排放主要包括了各类植被所排放的VOCs和森林、草原火灾等生物质燃烧排放的 各类污染物，对排放数据进行预处理，获得与WRF-CHEM模式区域设定一致的具有时间、水 平和垂直分布的输入数据。[001引进一步的，对不同排放源的数据预处理包括： 1)四层嵌套网格对应的人为源排放数据分别来自：第一层取自全球排放数据当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于WRF‑CHEM的大型点污染源大气环境影响评价方法，包括：数据预处理子系统、最佳方案选择子系统、污染源大气环境影响预测子系统和可视化展示子系统；其特征在于，包括以下步骤：(1)获取模拟时间内的气象资料和地形资料，设置评估区域并对气象资料和地形资料进行预处理；(2)选择对模拟具有较大影响的不同参数化方案组合，设计对比实验方案，运行WRF‑CHEM，筛选出最佳参数方案；(3)在最佳模拟方案下加入大型点污染源排放资料，再次运行WRF‑CHEM，将模拟结果与最佳参数方案下的结果进行对比；(4)将大型点污染源对周边大气环境影响的程度和范围可视化展示。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：苏燊燊，赵锦洋，
申请(专利权)人：电力规划设计总院，电力规划总院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11