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  • 阅读说明
  • 前置部分
  • 第 1 章 引言
    • 1.1 如何使用 AERMOD 手册
      • 1.1.1 初学者
      • 1.1.2 有经验的模拟人员
      • 1.1.3 管理人员和决策者
    • 1.2 AERMOD 模型概述
      • 1.2.1 法规适用性
      • 1.2.2 基本输入数据要求
      • 1.2.3 计算机硬件要求
      • 1.2.4 扩散选项
      • 1.2.5 污染源选项
      • 1.2.6 受体选项
      • 1.2.7 气象选项
      • 1.2.8 输出选项
      • 1.2.9 源贡献分析
  • 第 2 章 入门——简明教程
    • 2.1 输入与输出文件控制
      • 2.1.1 AERMOD 输入文件说明
      • 2.1.2 AERMOD 输出文件说明
      • 2.1.3 文件输入与输出控制
    • 2.2 关键字/参数方式说明
      • 2.2.1 构建输入控制文件的基本规则
      • 2.2.2 关键字方式的优点
    • 2.3 法规默认模拟选项
    • 2.4 建立一个简单控制文件
      • 2.4.1 简单工业污染源应用
      • 2.4.2 选择模拟选项——CO 路径
      • 2.4.3 指定污染源输入——SO 路径
      • 2.4.4 指定受体网络——RE 路径
      • 2.4.5 指定气象输入——ME 路径
      • 2.4.6 选择输出选项——OU 路径
      • 2.4.7 错误消息与调试
      • 2.4.8 运行模型并检查结果
    • 2.5 修改已有控制文件
      • 2.5.1 修改模拟选项
      • 2.5.2 添加或修改污染源及污染源组
      • 2.5.3 添加或修改受体网络
      • 2.5.4 修改输出选项
  • 第 3 章 详细关键字参考
    • 3.1 关键字总索引
    • 3.2 CO 控制路径
      • 3.2.1 标题信息
      • 3.2.2 扩散选项
      • 3.2.3 低风速参数
      • 3.2.4 建筑物下洗选项
      • 3.2.5 NO₂ 转换输入参数
      • 3.2.6 平均时间选项
      • 3.2.7 MULTYEAR 多年分析
      • 3.2.8 城市模拟选项
      • 3.2.9 指定污染物类型
      • 3.2.10 指数衰减模拟
      • 3.2.11 旗杆式受体高度
      • 3.2.12 航空器烟羽抬升
      • 3.2.13 运行或仅检查输入
      • 3.2.14 生成 EVENT 输入文件
      • 3.2.15 模型重新启动
      • 3.2.16 颗粒物 NAAQS
      • 3.2.17 1小时 NO₂/SO₂ NAAQS
      • 3.2.18 调试输出选项
      • 3.2.19 详细错误消息文件
    • 3.3 SO 污染源路径
      • 3.3.1 标识源类型和位置
      • 3.3.2 指定污染源排放参数
      • 3.3.3 气态污染物沉降参数
      • 3.3.4 颗粒物沉降参数
      • 3.3.5 排放与输出单位
      • 3.3.6 NO₂ 转换的源输入参数
      • 3.3.7 PVMRM 与 PSD 增量抵扣
      • 3.3.8 背景浓度
      • 3.3.9 建筑物下洗信息
      • 3.3.10 城市源
      • 3.3.11 可变排放系数 EMISFACT
      • 3.3.12 逐小时排放文件 HOUREMIS
      • 3.3.13 排放速率与输出单位转换
      • 3.3.14 外部污染源文件
      • 3.3.15 污染源组
      • 3.3.16 海上平台下洗
      • 3.3.17 HBP 高浮力点源
      • 3.3.18 飞机源
    • 3.4 RE 受体路径
      • 3.4.0 受体高程单位
      • 3.4.1 网格受体网络
      • 3.4.2 多个受体网络
      • 3.4.3 离散受体位置
      • 3.4.4 外部受体文件
    • 3.5 ME 气象路径
      • 3.5.1 输入气象文件与格式
      • 3.5.2 气象站信息
      • 3.5.3 位温廓线基准高程
      • 3.5.4 数据处理时段
      • 3.5.5 风向旋转修正
      • 3.5.6 风速类别
      • 3.5.7 SCIM 抽样参数
      • 3.5.8 处理年份数量
      • 3.5.9 湍流处理选项
    • 3.6 EV 事件路径
      • 3.6.0 事件定义与语法
      • 3.6.1 AERMOD 自动生成事件
      • 3.6.2 指定离散事件
      • 3.6.3 外部事件文件
    • 3.7 OU 输出路径
      • 3.7.1 表格打印输出
      • 3.7.2 专用输出文件
        • 3.7.2.1 MAXIFILE
        • 3.7.2.2 POSTFILE
        • 3.7.2.3 PLOTFILE
        • 3.7.2.4 TOXXFILE
        • 3.7.2.5 RANKFILE
        • 3.7.2.6 EVALFILE
        • 3.7.2.7 SEASONHR
        • 3.7.2.8 MAXDCONT
        • 3.7.2.9 MAXDAILY
        • 3.7.2.10 MAXDYBYYR / MXDYBYYR
      • 3.7.3 EVENT 处理输出
      • 3.7.4 其他输出选项
  • 第 4 章 参考文献
    • 4.1 AECOM—EPA
      • 4.1.1 AECOM—Carruthers
      • 4.1.2 EPA 1995—2015
      • 4.1.3 EPA 2017—2023
    • 4.2 Hanna—Murray
      • 4.2.1 Hanna—Heist
      • 4.2.2 Luhar—Murray
    • 4.3 Pandey—Yang
      • 4.3.1 Pandey—Petersen
      • 4.3.2 Qian—Snyder
      • 4.3.3 Venkatram—Yang

3.3 SO 污染源路径:概述与源位置

对应 EPA 2023版用户指南第3章 SO路径完整译文(英文原文印刷页码3-61至3-127)。路径标识、关键字、次级关键字、参数名、源类型、文件名和控制文件语法保留英文;法规应用应以EPA英文原文及当前模型版本为准。

SO(Source)路径包含用于定义某次模型运行中污染源信息的关键字。AERMOD 当前可处理的主要源类型包括:

  • 点源,包括 POINT、水平排放点源 POINTHOR 和带帽点源 POINTCAP;
  • 体积源 VOLUME;
  • 面源,包括 AREA、AREAPOLY、AREACIRC、LINE 和 OPENPIT;
  • 道路线源 RLINE 与扩展道路线源 RLINEXT;
  • 浮力线源 BUOYLINE;
  • 用于研究建筑物侧洗效应的点源 SWPOINT。

不同源类型所需的输入参数不同。对于点源,用户还可以输入邻近建筑物的尺寸,以模拟建筑物空气动力学下洗对排放的影响。用户也可以将多个污染源划分为污染源组,由模型合并计算每组污染源的影响。

用于标识源类型和位置的 LOCATION 关键字,必须是每个污染源输入的第一条关键字记录。一般而言,SO 路径中其他关键字的顺序并不重要,但存在以下例外:

  • 除非在 CO 路径的 MODELOPT 记录中指定了 PSDCREDIT,否则 SRCGROUP 必须是 SO FINISHED 之前的最后一个关键字;
  • 指定 PSDCREDIT 时,以 PSDGROUP 取代 SRCGROUP;
  • 其他顺序限制将在相应关键字的小节中说明。

用户既可以先集中输入全部 LOCATION 记录,再集中输入各种源参数记录;也可以将同一污染源的全部输入记录放在一起。每个污染源都必须由用户指定一个源 ID,用于将后续参数与正确的污染源关联。源 ID 可以是最长 12 个字符的字母数字字符串。

AERMOD 在运行时动态分配污染源数组,因此污染源数量与其他动态数组一样,主要受计算机可用内存和输入规模限制。


3.3.1 标识源类型和位置

LOCATION 关键字用于标识每个污染源的类型和位置。由于源类型决定后续需要或允许输入哪些参数,因此 LOCATION 必须是每个污染源的第一条输入记录。

语法:

当 Srctyp = POINT、POINTHOR、POINTCAP、VOLUME、AREA、AREAPOLY、AREACIRC、OPENPIT 或 SWPOINT 时:

SO LOCATION Srcid Srctyp Xs Ys (Zs)

当 Srctyp = LINE、RLINE 或 BUOYLINE 时:

SO LOCATION Srcid Srctyp Xs1 Ys1 Xs2 Ys2 (Zs)

当 Srctyp = RLINEXT 时:

SO LOCATION Srcid Srctyp Xs1 Ys1 Zs1 Xs2 Ys2 Zs2 (Zs)

**类型:**必需,可重复。
**顺序:**必须是每个污染源的第一条输入记录。

参数含义如下:

  • Srcid:用户定义的字母数字源 ID,最长 12 个字符;
  • Srctyp:源类型,必须使用以下次级关键字之一:POINT、POINTHOR、POINTCAP、VOLUME、AREA、AREAPOLY、AREACIRC、OPENPIT、LINE、RLINE、RLINEXT、BUOYLINE 或 SWPOINT;
  • Xs、Ys:对于 POINT、POINTHOR、POINTCAP、VOLUME、AREA、AREAPOLY、AREACIRC、OPENPIT 和 SWPOINT,为源位置的 x、y 坐标,单位为米;
  • Xs1、Ys1:对于 LINE 和 RLINE,为线源一端中点的 x、y 坐标;
  • Xs2、Ys2:对于 LINE 和 RLINE,为线源另一端中点的 x、y 坐标;
  • Zs1、Zs2:对于 RLINEXT,为源线两个端点的排放高度;
  • Zs:可选的源基底海拔高程。对于 OPENPIT,Zs 表示矿坑顶部高程,模型根据矿坑横向尺寸和体积计算有效深度。

RLINE 与 RLINEXT 道路线源

从 19191 版本开始,SO 路径增加了用于道路排放的 RLINE 和 RLINEXT 源类型。

  • RLINE 必须在 CO 路径的 MODELOPT 中同时指定 BETA;
  • RLINEXT 属于 ALPHA 研究选项,必须在 MODELOPT 中同时指定 ALPHA。

最初的实现以近地面排放的 R-LINE 1.2 版本数值积分方法和算法为基础(Snyder 等,2013)。此后,为使 RLINE、RLINEXT 与 AERMOD 中的 POINT、AREA、VOLUME 等源类型更协调,EPA 对其进行了重新构造,详见相应技术支持文件(EPA,2023d)。

R-LINE 原模型以平坦地形为基础,因此 AERMOD 的早期实现要求将地形指定为 FLAT。从 AERMOD 23132 版本开始,RLINE 和 RLINEXT 可以考虑高地形。在用于交通项目层面的达标一致性和热点分析时,应参照美国 EPA 交通与空气质量办公室发布的最新道路源模拟指南。

RLINEXT 要求用户为每条道路链路输入:

  • 距道路中心线的偏移距离;
  • 车道数;
  • 单车道宽度;
  • 初始垂向扩散参数。

这些参数在第 3.3.2 节进一步说明。关于原始 RLINE 算法及 23132 版本以后重新构造的算法,另见《R-LINE Model Version 1.2 User's Guide》(Snyder and Heist,2013)和 EPA 2023 年技术支持文件(EPA,2023d)。

BUOYLINE 浮力线源

从 15181 版本开始,SO 路径加入 BUOYLINE 源类型。当前实现基本沿用 BLP(Buoyant Line and Point Source)扩散模型中的浮力线源算法(Schulman and Scire,1980),修改较少,因此也具有相近的适用限制。

一个浮力线源可以由一条或多条线组成。多条线应当相互平行,但各线的长度、高度和基底高程可以不同。AERMOD 会检查同一浮力线源中的各条线相对于第一条线是否平行,允许的方向偏差为 5°。某条线超过该容差时,模型会给出警告,但仍继续运行。

BUOYLINE 还要求输入构成该浮力线源的各条线的平均长度、平均宽度、平均高度和平均间距,详见第 3.3.2.11 节。浮力线源算法的理论说明见 BLP 用户指南。

输入浮力线源时,应为构成该源的每一条线重复使用 LOCATION 关键字,并满足以下要求:

  1. Srctyp 均指定为 BUOYLINE;
  2. 每条线使用唯一的 Srcid;
  3. 各条线在控制文件中的输入顺序具有实际意义;
  4. AERMOD 假定所有浮力线相互平行,并对 5° 容差进行检查。

对于不是严格南北向,而是沿东南—西北或西南—东北方向排列的多条线,应按其空间位置由南向北输入:最南侧线首先定义,随后依次定义其北侧相邻线,最后定义最北侧线。对于每一条线,应先输入最西侧端点,再输入最东侧端点,即:

  • Xs1、Ys1:最西侧端点坐标;
  • Xs2、Ys2:最东侧端点坐标。

若浮力线平行于 y 轴,则各线输入顺序取决于每条线先输入南端点还是北端点:

  • 若先输入南端点,各条线应由东向西排列;
  • 若先输入北端点,各条线应由西向东排列。

第一条线采用的端点和排列约定,必须对后续所有线保持一致。

SWPOINT 侧洗研究源

从 22112 版本开始,SO 路径加入 SWPOINT。该源类型用于研究建筑物背风侧再循环空腔的侧洗效应:当风向斜交建筑物迎风面时,再循环空腔会发生横向偏移。SWPOINT 仍属于持续研发的研究工具,必须在 CO 路径的 MODELOPT 中指定 ALPHA。

面源及线源算法之间的关系

AREA、AREACIRC 和 AREAPOLY 三种面源类型以及 LINE 源类型,均使用同一套面源数值积分算法估算浓度影响,区别主要在于源几何形状的输入方式:

  • AREA:任意方向的矩形面源;
  • AREAPOLY:最多 20 条边的不规则多边形面源;
  • AREACIRC:圆形面源,模型内部将其表示为等面积的 20 边形;
  • LINE:通过起点、终点和线宽定义的狭长面源,是矩形 AREA 的简化输入方式。

对于等价的几何与排放输入,LINE 与 AREA 使用相同程序,结果应完全一致。LINE 的 SRCPARAM 记录还允许输入可选的初始 sigma-z,用于表示排放初始稀释。

默认情况下,AREA、AREAPOLY、AREACIRC、LINE 和 OPENPIT 不包括 AERMOD 的水平摆动分量。23132 版本增加了 CO 路径的 AREAMNDR ALPHA 选项;指定后,可对 AREA、AREAPOLY、AREACIRC 和 LINE 加入摆动处理。但若同时使用 FASTAREA,AREAMNDR 不会为这些源类型增加摆动。

RLINE 和 RLINEXT 使用 Snyder 等(2013)所述的数值积分算法,主要用于道路源。其宽度与初始 sigma-z 通过 SO 路径的 SRCPARAM 输入;RLINEXT 还需要一个距中心线的附加距离参数,用于声屏障和下沉道路算法。两种道路源均包括适用于道路排放的水平摆动分量。

OPENPIT 露天矿源

OPENPIT 算法可用于模拟露天矿坑中的颗粒物或气态污染物排放,例如露天煤矿和采石场。模型首先根据气象条件确定一个有效排放面积,再使用面源数值积分算法计算该有效面积源的影响。完整技术说明见《ISC3 Model User's Guide - Volume II》(EPA,1995b)。

源高程与坐标说明

Zs 是可选参数。若采用默认的高地形处理而省略源高程,模型会给出警告,并将源高程设为 0.0。采用非法规 FLAT 地形选项时,模型不使用源高程。

Zs 默认单位为米。用户也可在 SO STARTING 之后立即加入以下记录,以英尺输入源高程:

SO ELEVUNIT FEET

不同源类型中 x、y 坐标所表示的位置如下:

  • POINT、POINTHOR、POINTCAP、VOLUME、AREACIRC、SWPOINT:源中心;
  • AREA、AREAPOLY、OPENPIT:源的一个顶点;
  • LINE、RLINE、RLINEXT、BUOYLINE:源线端点。

源坐标可以采用通用横轴墨卡托(UTM)坐标,也可以相对于用户自定义原点输入。

某些非浮力线源可以用一系列体积源、狭长面源或道路源表示:

  • 具有一定初始烟羽深度的线源,如输送带和铁路,更适合采用一系列 VOLUME 源;
  • 近地面线源,如高架结构附近的线性排放,可采用狭长矩形 AREA 或 LINE;
  • 对等价输入,AREA 与 LINE 应产生相同结果。

LOCATION 中的源 ID 将在后续 SO 路径输入中持续标识该污染源。由于源 ID 最长可达 12 个字母数字字符,可使用具有描述性的名称,例如 STACK1、STACK2、BOILER3、SLAGPILE。若同一物理线源被拆分为多个体积源或面源,也可使用 LINE1A、LINE1B、LINE1C 等名称表示其关联关系。

并非所有 NO₂ 转换方法都已针对所有 AERMOD 源类型实现。各源类型支持哪些 NO₂ 转换选项,见表 3-2。



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