申请/专利权人：天津市生态环境科学研究院(天津市环境规划院、天津市低碳发展研究中心)

申请日：2022-11-03

公开（公告）日：2023-03-14

公开（公告）号：CN115790705A

主分类号：G01D21/02

分类号：G01D21/02;G06F17/10

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2023.03.31#实质审查的生效;2023.03.14#公开

摘要：基于走航监测的产业集群VOCs污染溯源分析方法，S1.记录产业集群VOCs的排放水平进行反演模拟所需的参数；S2.经纬度的坐标变换；S3.走航监测点位与VOCs排放源相对位置的计算；S4.有组织源排放系数计算；S5.无组织源排放系数计算；S6.排放强度反演；S7.VOCs污染排放溯源；S8.模拟效果验证；S9.产业集群VOCs污染空间分布特征模拟。本发明以产业集群VOCs走航监测结果，反演低矮工业集群背景浓度及各个有组织、无组织源排放水平。在此基础上，根据反演获得的背景浓度及源强信息，重新模拟计算园区VOCs污染物分布特征，解决了产业集群VOCs污染排放溯源的困难，实现对环境的智慧化管理和监控。

主权项：1.基于走航监测的产业集群VOCs污染溯源分析方法，其特征在于，步骤如下：S1.记录产业集群VOCs的排放水平进行反演模拟所需的参数，参数包括观测日期、气象条件、走航监测数据、有组织源参数和无组织源参数；S2.经纬度的坐标变换：采用WGS-84坐标系对走航监测点位经纬度、排气筒经纬度、无组织源中心点经纬度进行坐标，在模拟分析前，将走航监测点位经纬度、排气筒经纬度、无组织源中心点经纬度，通过高斯投影坐标正算公式将经纬度坐标转换为平面直角坐标系坐标；S3.走航监测点位与VOCs排放源相对位置的计算：1排放源及走航监测点位平移，将排放源Mj平移至Z轴0,0,cj，在空间直角坐标系中，走航监测点位Aixi,yi,zi按向量平移至另一点Bijxij,yij,zi，则有： 2观测点位相对排放源的角度计算：以Y轴正方向为起点，沿顺时针方向转到所转过的角度为θij0≤θij2π，则：①yij≠0时：若yij0且xij＝0，则θij＝0；若yij0且xij＝0，则θij＝π；若xij0，则：若xij0，则：②yij＝0时：若xij＝0，走航监测点位与排放源不可能重合，数据错误；若xij0，则若xij0，则3判断走航监测点位是否位于排放源下风向，将风向为ω转化为弧度W为：ω的单位°，正北风为0°，正东风为90°，令βij＝|θij-W|，若或表明走航监测点位Ai位于排放源Qj的下风向，需要模拟排放源Qj的扩散对Ai点位VOCs浓度的影响；若表明走航监测点位Ai位于排放源Qj的上风向或垂直方向，不需要考虑排放源Qj的扩散对Ai点位VOCs浓度的影响；4计算Bij对风向的夹角：若或对Bijxij,yij,zi进行坐标旋转，旋转后的坐标为B1ijx1ij,y1ij,zij，其中：实现对走航监测点位Ai对排放源Mj的坐标变换，以B1ijx1ij,y1ij,zi作为走航监测点位坐标进行后续扩散模拟；S4.有组织源排放系数计算：逐一建立有组织源源强Qj与各个走航监测点位VOCs浓度Ci的变化关系，根据稳态扩散模型，二者满足如下关系式，定义αij为排放系数，Ci＝αijQj；若走航点位位于排气筒的下风向，αij可表示为： 其中：u为10m高度处的平均风速；σyij、σzij为扩散系数，受大气稳定度影响，大气稳定度通过Pasquill分类方法计算；S5.无组织源排放系数计算：通过虚拟点源法进行无组织源扩散的模拟，将污染企业按污染源的分布划分若干正方形，宽度为Bj，每一正方形均视为一个无组织源单元，将无组织源等效为上风向与其相距为x0ij的虚拟点源，虚拟点源在无组织源中心线处产生的烟流宽度与无组织源正方形宽度相等，x0ij可根据大气稳定度进行计算，根据大气稳定度进行扩散系数σyij、σzij计算，由此将无组织源扩散的浓度转化为虚拟点源向下风向区域的扩散，参照有组源扩散模拟公式，计算无组织源排放系数αij， S6.排放强度反演：工业园区模拟范围内有组织、无组织源总数量为p，排放强度分别为Q1，Q2，…，Qp，走航监测轨迹点数量为n，np，各点位的VOCs浓度分别为C1，C2，…，Cn，令单一排放源j扩散到走航监测点位i处的VOCs浓度为Cij，其中排放系数α矩阵表示背景浓度、有组织及无组织源排放速率与走航监测点位VOCs浓度的变化关系；走航监测点位VOCs浓度拟合值与各排放源的VOCs排放速率列向量Q分别为： Q＝Q0,Q1,Q2,…,QpT定义各个走航监测点位VOCs浓度拟合值与观测值的偏差为bias： 基于蒙特卡罗方法，不断随机生成新的列向量Q，计算相应的列向量使bias逐渐趋近于最小值，最终获得包含各个VOCs有组织、无组织源排放强度，以及产业集群VOCs背景浓度在内的VOCs排放速率列向量Q的最优拟合结果，记为Qfin；S7.VOCs污染排放溯源：在获得各个VOCs排放源的排放速率拟合结果Qfin后，统计各企业有组织源、无组织源及总VOCs排放速率，实现对高值排放企业的溯源追踪；S8.模拟效果验证：通过拟合结果Qfin和排放系数α矩阵，按照下式重新计算各个走航监测点位的VOCs浓度模拟结果，将各个走航监测点位VOCs浓度的监测结果与拟合结果进行对比，间接作为考察模型模拟效果的依据，S9.产业集群VOCs污染空间分布特征模拟：在模拟区域四周范围内，以固定间隔网格化选取模拟点位，计算各个模拟点位的经纬度及VOCs浓度，以掌握模拟区域内VOCs污染的空间分布情况；在XYZ坐标系中，计算各个模拟点位的坐标，计算各个模拟点位与VOCs排放源的相对位置、有组织源及无组织源排放系数αij，建立各个模拟点位与VOCs排放源、背景浓度间的排放系数α矩阵，按照下式计算各个模拟点位的VOCs浓度

全文数据：

权利要求：

百度查询： 天津市生态环境科学研究院(天津市环境规划院、天津市低碳发展研究中心) 基于走航监测的产业集群VOCs污染溯源分析方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD