PDF《大气估算模型 AERSCREEN》

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lem.org.cn 大气估算模型 AERSCREEN (v16216) 简要用户手册 环境保护部环境工程评估中心 国家环境保护环境影响评价数值模拟重点实验室

2017 年9月大气估算模型 AERSCREEN(v16216)简要用户手册 国家环境保护环境影响评价数值模拟重点实验室 http://www.lem.org.cn 手册说明 本手册基于 AERSCREEN(v16216)的英文版用户手册编写,主要对美国环境 保护署(U.S. EPA)网站所提供的 AERSCREEN 模型的使用方法提供中文版简要说 明,更详细的程序使用说明请查阅相关的软件手册及技术文档. 本手册由国家环境保护环境影响评价数值模拟重点实验室组织编写, 主要编 写与测试人员:于华通 丁峰 伯鑫 易爱华 牛晓静. 网络维护及平台支持:邢可佳、赵越、左文浩. 模型基础数据及在线计算服务平台支持:丁峰 伯鑫 易爱华 牛晓静. 国家环境保护环境影响评价数值模拟重点实验室网站:http://www.lem.org.cn 基于互联网的环境影响评价应用平台

网址: http://cloud.lem.org.cn/ 本手册所涉及的模型系统及本手册电子版本下载地址:http://www.lem.org.cn/hjzlmx/pages/air/air.html. 本手册版权所有,转载及印刷请与环境保护部环境工程评估中心联系. 意见反馈:[email protected] 环境保护部环境工程评估中心 国家环境保护环境影响评价数值模拟重点实验室

2017 年09 月01 日 大气估算模型 AERSCREEN(v16216)简要用户手册 国家环境保护环境影响评价数值模拟重点实验室 http://www.lem.org.cn 目录1AERSCREEN 简介

1 2 AERSCREEN 运行环境及流程

1 3 模型的参数及设置要求.2 3.1 输入初始信息.2 3.2 输入污染源信息.3 3.2.1 点源/POINT POINTCAP POINTHOR

3 3.2.2 火炬源/Flares.3 3.2.3 体源/Volume source.3 3.2.4 矩形面源/Rectangular area sources

4 3.2.5 圆形面源/Circular area sources.4 3.2.6 其它选项.4 3.3 建筑物下洗/DOWNWASH

4 3.4 气象和地表参数/METEOROLOGY AND SURFACE CHARACTERISTICS.5 3.4.1 气象参数.5 3.4.2 地表参数.5 3.5 地形/TERRAIN

6 3.5.1 复杂地形情况.7 3.6 熏烟/ FUMIGATION OPTIONS

7 3.7 其它选项.7

4 结果输出.8 大气估算模型 AERSCREEN(v16216)简要用户手册

1 国家环境保护环境影响评价数值模拟重点实验室 http://www.lem.org.cn

1 AERSCREEN 简介 AERSCREEN 为美国环保署(U.S. EPA,下同)开发的基于 AERMOD 估算 模式的单源估算模型, 可计算污染源包括点源、 带盖点源、 水平点源、 矩形面源、 圆形面源、体源和火炬源,能够考虑地形、熏烟和建筑物下洗的影响,可以输出

1 小时、8 小时、24 小时平均、及年均地面浓度最大值,评价评价源对周边空气 环境的影响程度和范围. AERSCREEN 主要程序见表 1-1. 表1-1 AERSCREEN 主要程序表 程序 说明 aerscreen.exe 主程序,必需程序.运行时调用其它程序. aermod.exe 估算程序,必需程序.aercreen.exe调用AERMOD的SCREEN 模式估算污染源影响. makemet.exe 气象程序,必需程序.根据用户给定的气温、土地利用参数 等内容,采用其内置的气象组合数据,生成边界层参数数据 和廓线数据 aermap.exe 地形程序,复杂地形情况下需要.用于在复杂地形下估算时 处理用户提供的地形文件. bpipprm.exe 建筑物程序,建筑物下洗计算时需要.用于考虑建筑物下洗 时处理用户提供的建筑物数据. AERSCREEN 主要文件见表 1-2,运行所需的所有文件和程序都必须与 aerscreen.exe 位于相同目录下, 结果文件也在该目录下, 除了 conus.las 和conus.los 外,其余文件均为 ASCII 码的文本文件. 表1-2 主要文件 文件名称 备注 aerscreen.inp 输出文件,aerscreen.exe根据用户输入的参数自动生成的控制文件 aerscreen.out 输出文件,计算结果文件,包括最大落地浓度及距离等结果 *.pfl 输出文件,makemet.exe生成的气象廓线文件 *.sfc 输出文件,makemet.exe生成的边界层参数文件 conus.las conus.los 输入文件,坐标系文件,模型提供 max_conc_distance.txt 输出文件,不同距离最大浓度文件 demlist.txt 输入文件,地形数据文件目录,复杂地形下用户提供 *.dem 输入文件,地形文件.

2 AERSCREEN 运行环境及流程 AERSCREEN 运行环境为 DOS,在DOS 提示符下键入命令 aerscreen.exe 或 大气估算模型 AERSCREEN(v16216)简要用户手册

2 国家环境保护环境影响评价数值模拟重点实验室 http://www.lem.org.cn 者在 windows 资源管理器窗口中双击 aerscreen.exe 运行,根据提示输入相应参 数,操作界面见图 2-1. 图2-1 AERSCREEN 运行界面 AERSCREEN 主要的运行流程见图 2-2. 图2-2 AERSCREEN 运行流程图

3 模型的参数及设置要求 3.1 输入初始信息 (1) 输入标题/Enter Title 用户自行输入,模型计算不需要. (2)采用公制还是英制单位/English or Metric Units?(E or M) 选择采用公制单位,输入 M 大气估算模型 AERSCREEN(v16216)简要用户手册

3 国家环境保护环境影响评价数值模拟重点实验室 http://www.lem.org.cn (3)输入污染源类型/ POINT, VOLUME, AREA, AREACIRC, FLARE, POINTCAP,or POINTHOR Source? (P, V, A, C, F, S, or H): 用户根据需要模拟的污染源进行选择. 3.2 输入污染源信息 污染源参数根据项目工程分析结果确定. 3.2.1 点源/POINT POINTCAP POINTHOR 点源、水平点源和带盖点源输入内容相同,如下. (1)释放速率/Enter Emission Rate(g/s) (2)源高/Enter Stack Height (meters) (3)烟囱出口内径/Enter Stack Diameter (meters) (4)烟气温度/Enter Stack Temperature (K) 如果烟气温度为常温,则设置为 0,如果烟气温度为与常温相关的的温度, 则设置为负值, 例如-10K 代表烟气温度随环境温度变化, 但持续环境温度高 10K. (5)烟气流速选项 共有三个选项,选择选项 1,即Option (1) C Exit Velocity (m/s),采用 m/s 的 方式输入烟气流速.随后输入烟气流速. 3.2.2 火炬源/Flares (1)释放速率/Enter Emission Rate(g/s) (2)源高/Enter Stack Height (meters) (3)总热释放速率/Enter Total Heat Release Rate (cal/sec) (4)辐射热损失/Enter Radiative Heat Loss Fraction C for default value of 0.55: 采用默认值 0.55. 3.2.3 体源/Volume source (1)释放速率/Enter Emission Rate(g/s) (2)体源中心高度/Enter Center of Volume Height (meters) (3)初始横向扩散参数/Enter Initial Lateral Dimension (meters) (4)初始垂向扩散参数/Enter initial Vertical Dimension (meters) 大气估算模型 AERSCREEN(v16216)简要用户手册

4 国家环境保护环境影响评价数值模拟重点实验室 http://www.lem.org.cn 3.2.4 矩形面源/Rectangular area sources (1)释放速率/Enter Emission Rate(g/s) (2)释放高度/release height above gournd (meters) (3)面源长边尺寸/Enter Long Side of Area Source (meters) (4)面源短边尺寸/Enter Short Side of Area Source (meters) (5)初始垂向扩散参数/Enter initial Vertical Dimension (meters) 3.2.5 圆形面源/Circular area sources (1)释放速率/Enter Emission Rate(g/s) (2)释放高度/release height above gournd (meters) (3)面源半径/Enter Radius of AREACIRC Source (meters) (4)初始垂向扩散参数/Enter initial Vertical Dimension (meters) 3.2.6 其它选项 (1)NOx 向NO2 的转化转化/Enter an option for modeling NO2 chemistry 共有三个选项,包括 1) 不考虑化学转化或者污染物不是 NO2/No chemistry or pollutant is not NO2 2) 适用 OLM 方法/Use Ozone Limiting Method (OLM) 3) 适用 PVMRM 方法/Use Plume Volume Molar Ratio Method (PVMRM) 在进行评价等级估算时,不考虑 NOx 的化学转化,选择选项 1. (2)农村城市选项/ Rural or Urban? (R or U): 如果项目位于城市建成区或者规划区,则设置为城市,其余设置为农村,设 置为城市时,需要输入城市人口/ Enter Population of Urban Area:,输入项目所在 城市实际人口数. (3)最小环境距离选项/Enters the minimum distance to ambient air for default (1m) 采用默认值 1m. 3.3 建筑物下洗/DOWNWASH 是否考虑建筑物下洗/Include Building Downwash? (y/n): 在进行评价等级估算时,不考虑建筑物下洗的影响,因此输入 n. 大气估算模型 AERSCREEN(v16216)简要用户手册

5 国家环境保护环境影响评价数值模拟重点实验室 http://www.lem.org.cn 3.4 气象和地表参数/METEOROLOGY AND SURFACE CHARACTERISTICS 3.4.1 气象参数 (1)最高和最低环境温度 输入最低环境温度/Enter Minimum Temperature (K) 输入最高环境温度/Enter Maximum Temperature (K) 输入项目所在区域

20 年气候统计数据中的最高和最低气温,单位为 K. (2)最小风速/Enter Minimum Wind Speed or to default to 0.5 m/s 采用模型默认的 0.5m/s 作为做小风速 (3)风速计高度/Enter Anemometer Height or to default to 10.0 meters 采用模型默认的 10m 作为风速计高度. 3.4.2 地表参数 (1)地表参数输入方法 模型地表参数输入方法共有三种,分别为: 1)用户自定义值/Single user specified values 2)AERMET 季节表/AERMET seasonal tables 3)外部文件/External file 评价等级估算是选择方法 2, (2)土地利用类型 当地表参数输入方法选择

2 后,使用 AERMET 的季节表中土地利用类型, 共有

8 类: 1)水体/Water 2)阔叶林/Deciduous Forest 3)针叶林、Coniferous Forest 4)沼泽湿地/Swamp 5)农田/Cultivated Land 6)草地/Grassland 7)城市/Urban 8)荒漠/Desert Shrubland 在进行评价等级估算时,根据项目周边 1km 内的土地利用及已批复规划的 情况, 选择所有存在的土地利用类型, 分别计算相应地表参数下的最大落地浓度, 选择最大落地浓度最大的情况来判断评价等级. (3)区域湿度条件/ Enter Dominant Surface Profile 大气估算模型 AERSCREEN(v16216)简要用户手册

6 国家环境保护环境影响评价数值模拟重点实验室 http://www.lem.org.cn 1) 中等湿度/Average Moisture 2) 潮湿/Wet Conditions 3) 干燥/Dry Conditions 区域湿度条件参考图 3-1 进行选择,其中湿润区选择选项 2,半湿润和半干 旱区选择选项 1,干旱区选择选项 3. 图3-1 中国干湿状况划分 3.5 地形/TERRAIN (1)是否考虑地形/Include Terrain Heights? (y/n) 根据导则要求判断项目是否属于复杂地形,复杂地形考虑地形影响,简单地 形不考虑地形影响. (2)最大的计算距离/Enter Maximum Distance (m) to probe 最大的计算距离采用 25000m. (3)烟囱基座高程/Enter stack elevation (m) or for AERMAP derived elevation: 简单地形情况下,输入 0,复杂地形情况下采用 AERMAP 的计算结果. (4)离散点/Include up to

10 discrete receptors (y/n)? 不使用离散点. 大气估算模型 AERSCREEN(v16216)简要用户手册

7 国家环境保护环境影响评价数值模拟重点实验室 http://www.lem.org.cn (5)接受点高度/Use Flagpole receptors? (y or n): 不考虑接受点高度. 3.5.1 复杂地形情况 当项目位于复杂地形时, 需要输入以下内容,当污染源为矩形面源时不能使 用复杂地形选项,将矩形面源按面积相等的圆形面源计,其它参数不变. (1)选择坐标类型/Enter coordinate type: LATLON for latitutde &

longitude or UTM for UTM coordinates 共有两种坐标类型, 一种为经纬度坐标 (LATLON) , 另外一种为 UTM 坐标, 计算评价等级时,选择经纬度坐标 (2)经纬度坐标 输入维度坐标/Enter Source Latitude (North positive) (xx.xxxx): 输入经度坐标/Enter Source Longitude (West negaitive) (xxx.xxxx): (3)参考坐标系 1)选项

1 NAD27 /Option (1) - North American Datum of

1927 2)选项

4 NAD83 /Option (4) - North American Datum of

1983 参考坐标系选择 4,NAD83. 3.6 熏烟/ FUMIGATION OPTIONS (1)逆温破坏型熏烟/ Apply inversion break-up fumigation (y/n): 不考虑逆温破坏型熏烟. (2)海岸线熏烟/ Apply shoreline fumigation (y/n): 当项目 3km 范围内有海岸线时,考虑海岸线熏烟. (3)海岸线方向/ Enter optional direction to shoreline (0 -

360 degrees) or enter -9 or for no specific direction: 复杂地形情况下, 输入海岸线方向, 简单地形情况下, 设置为没有特定方向. 3.7 其它选项 (1)调试选项/ Enter Y or y to turn on the debug option or to not use the debug option 不使用调试选项. 大气估算模型 AERSCREEN(v16216)简要用户手册

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4 结果输出 AERSCREEN 预测结果文件依据用户定义的文件名称不同而不同, 如果用户 采用模型默认的输出文件名称,则主要结果文件见表 4-1. 表4-1 AERSCREEN 主要输出结果文件 序号 文件名称 文件主要内容

1 aerscreen.log AERSCREEN生成的日志文件,包含AERSCREEN主要 运行信息、错误信息、警告信息.

2 AERSCREEN.OUT AERSCREEN运行结果文件,主要包括参数设置,不同 距离下的最大浓度,预测最大落地浓度及出现的距离.

3 max_conc_distance.txt AERSCREEN运行结果文件,主要包括不同距离的最大 落地浓度、高程、最大落地浓度出现的季节等参数. 用户可在 AERSCREEN.OUT 文件中可以浏览用户已经输入的参数,获取所 需的大部分预测结果数据,其包含的主要内容见图 4-1~图4-4. 图4-1 污染源参数部分 图4-2 气象参数部分 大气估算模型 AERSCREEN(v16216)简要用户手册

9 国家环境保护环境影响评价数值模拟重点实验室 http://www.lem.org.cn 图4-3 下风向距离对应的最大浓度部分 图4-4 最大影响综合结果 ................