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《华东师范大学》 2010年
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基于GIS的大气点源污染高斯烟羽扩散模拟研究

邬毅敏  
【摘要】: 近几年,上海城市经济的快速发展导致了工农业生产节奏日益加快,各种污染问题也随之而来,尤其是突发性大气污染发生的概率大幅度上升,直接威胁到人民群众的身体健康。因此加强突发性大气污染事故的应急监测,研究其处理处置技术是环境保护领域中一项非常重要的工作。 大气污染扩散模型是一种时空复合型的、描述大气对污染物的输移、扩散和稀释作用的环境模型,是进行环境评价和环境预测的有力手段。国内外当前普遍采用仿真技术,通过数学模型对重大大气污染事故进行模拟和分析,这些系统基于专有平台,自成系统,所以很难同环保局具体的业务系统进行整合。 地理信息系统(GIS)作为一门介于信息科学,计算机科学,地理学,数学,测绘遥感学和管理科学之间新兴的边缘科学,以其强大、先进的空间展示和空间分析引擎日益受到国内外众多环境模拟专家的瞩目。GIS与环境模型相结合将使GIS与环境模型二者的功能更加强大,已成为GIS领域和环境领域的一个研究与应用热点。 本文首先对各种扩散模式的组成原理、方法及优缺点进行探讨,并基于我国法规所规定的应用级模型,选用高斯解析扩散模型作为本文模拟突发性大气污染扩散时空分布的模型。 随后重点介绍高斯解析扩散模型的基本原理及计算方法。在突发性大气污染事故中,瞬间排放的废气由于风向和风速等影响,在大气中通常形成羽状烟流,而事故发生地在高斯模型中常视为坐标原点。本文以著名化工基地宝山区大场镇为研究案例,根据当地气候特征、环境条件等要素,选择高斯烟羽扩散模型描述该研究区域的污染质量浓度的分布。 最后在GIS的二次开发技术支持下,采用紧密耦合的方式将高斯点源烟羽模型与GIS功能进行有机整合,形成空间分析、空间可视化与大气污染模型一体化的模拟平台,并以此对大场镇进行突发性大气污染扩散模拟演示。模拟的具体实现步骤为:(1)用户选择各种扩散条件参数,如大气稳定度、下垫面、横向及扩散幂函数扩散系数;(2)确定污染源点并作为起点,按右手法则建立高斯坐标系,x轴代表下风方向,y轴为横向;(3)通过坐标转换公式将高斯坐标转换为地理坐标;(4)用扇形图形对下风区域进行筛选计算点;(5)采用克里金插值法对计算点插值,计算任一点的污染浓度值;(6)对大气扩散影响范围生成等值线。
【学位授予单位】:华东师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:X51;P208

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【引证文献】
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【参考文献】
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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7 记者 刘修兵;滁州将GIS引入文物普查[N];中国文化报;2008年
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