3.3 SO 污染源路径:城市与可变排放
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。
3.3.10 指定城市源
AERMOD 可考虑城市区域增强地表加热对稳定条件下污染物扩散的影响。一个或多个城市区域的总体参数通过 CO 路径 URBANOPT 定义;SO 路径 URBANSRC 用于指定哪些污染源采用城市效应,以及多城市情形下各源对应哪一个城市区域。
未列入 URBANSRC 的污染源按非城市源处理。
多个城市区域
SO URBANSRC UrbanID SrcID's and/or SrcRng's
单个城市区域
SO URBANSRC SrcID's and/or SrcRng's
或将全部源设为城市源:
SO URBANSRC ALL
**类型:**可选,可重复。
**顺序:**普通记录必须位于相应源的 LOCATION 之后。
参数含义:
UrbanID:在CO URBANOPT中定义的城市区域 ID,最长 8 个字符;仅多城市区域时使用;SrcID、SrcRng:采用该城市区域效应的单个源 ID 和/或源范围。
单城市区域的语法与旧版 AERMOD 相同,因此现有控制文件无需修改。从 12060 版本开始,单城市区域应用可使用 URBANSRC ALL 将全部污染源设为城市源。由于 ALL 在预设置阶段识别,它在 SO 路径中的位置不受普通顺序限制。
3.3.11 指定可变排放系数:EMISFACT
AERMOD 可为单个污染源或源范围指定随时间或风速变化的排放倍率。
语法:
SO EMISFACT SrcID (or SrcRange) Qflag Qfact(i), i=1,n
**类型:**可选,可重复。
**顺序:**必须位于相应源的 LOCATION 之后。
SrcRange 的源范围解释规则见第 3.3.9 节。
Qflag 必须使用下列次级关键字之一,Qfact(i) 是按规定顺序输入的排放倍率数组。
Qflag | 排放变化方式 | n |
|---|---|---|
SEASON | 按季节 | 4 |
MONTH | 按月份 | 12 |
HROFDY | 按一天中的小时 | 24 |
WSPEED | 按风速类别 | 6 |
SEASHR | 按季节和小时 | 96 |
HRDOW | 按小时和三类星期日型:周一至周五、星期六、星期日 | 72 |
HRDOW7 | 按小时和星期一至星期日七天分别变化 | 168 |
SHRDOW | 按季节、小时和三类星期日型 | 288 |
SHRDOW7 | 按季节、小时和星期七天分别变化 | 672 |
MHRDOW | 按月份、小时和三类星期日型 | 864 |
MHRDOW7 | 按月份、小时和星期七天分别变化 | 2016 |
季节输入顺序为:冬季、春季、夏季、秋季。这里的季节基于北半球:
- 冬季:12 月、1 月、2 月;
- 春季:3 月、4 月、5 月;
- 夏季:6 月、7 月、8 月;
- 秋季:9 月、10 月、11 月。
南半球应用应将南半球冬季倍率填入 AERMOD 的夏季位置,南半球春季倍率填入秋季位置,其他季节相应转换。
WSPEED 的风速类别可通过 ME 路径 WINDCATS 定义。未定义时,前五类默认上限为:
1.54, 3.09, 5.14, 8.23, 10.8 m/s
第六类无上限。
EMISFACT 可重复任意次数,并支持 n*value 的重复值写法。
HRDOW 示例
每一种日型依次输入 24 个小时倍率,顺序为工作日、星期六、星期日:
** 工作日:小时 1-5,6,7-17,18,19-24
SO EMISFACT STK1 HRDOW 5*0.3 0.5 11*1.0 0.5 6*0.3
** 星期六
SO EMISFACT STK1 HRDOW 5*0.3 0.5 11*1.0 0.5 6*0.3
** 星期日
SO EMISFACT STK1 HRDOW 5*0.3 0.5 11*1.0 0.5 6*0.3
HRDOW7 示例
按星期一、星期二、……、星期六、星期日顺序,分别输入 24 个小时倍率:
** 星期一
SO EMISFACT STK1 HRDOW7 5*0.3 0.5 11*1.0 0.5 6*0.3
** 星期二
SO EMISFACT STK1 HRDOW7 5*0.3 0.5 11*1.0 0.5 6*0.3
...
** 星期六
SO EMISFACT STK1 HRDOW7 5*0.3 0.5 11*1.0 0.5 6*0.3
** 星期日
SO EMISFACT STK1 HRDOW7 5*0.3 0.5 11*1.0 0.5 6*0.3
MHRDOW 示例
对工作日、星期六、星期日分别输入 12 个月,每个月 24 个小时倍率:
** 工作日:JAN FEB MAR APR MAY JUN ... NOV DEC
SO EMISFACT STK1 MHRDOW 24*1.0 24*0.8 24*0.6 24*0.8 24*1.0 24*0.8 ... 24*0.6 24*0.8
** 星期六
SO EMISFACT STK1 MHRDOW 24*1.0 24*0.8 24*0.6 24*0.8 24*1.0 24*0.8 ... 24*0.6 24*0.8
** 星期日
SO EMISFACT STK1 MHRDOW 24*1.0 24*0.8 24*0.6 24*0.8 24*1.0 24*0.8 ... 24*0.6 24*0.8
MHRDOW7 示例
按星期一至星期日分别输入 12 个月、每月 24 个倍率:
** 星期一:JAN FEB MAR APR MAY JUN ... NOV DEC
SO EMISFACT STK1 MHRDOW7 24*1.0 24*0.8 24*0.6 24*0.8 24*1.0 24*0.8 ... 24*0.6 24*0.8
** 星期二
SO EMISFACT STK1 MHRDOW7 24*1.0 24*0.8 24*0.6 24*0.8 24*1.0 24*0.8 ... 24*0.6 24*0.8
...
** 星期六
SO EMISFACT STK1 MHRDOW7 24*1.0 24*0.8 24*0.6 24*0.8 24*1.0 24*0.8 ... 24*0.6 24*0.8
** 星期日
SO EMISFACT STK1 MHRDOW7 24*1.0 24*0.8 24*0.6 24*0.8 24*1.0 24*0.8 ... 24*0.6 24*0.8
3.3.12 指定逐小时排放速率文件:HOUREMIS
SO 路径通过 HOUREMIS 输入逐小时排放速率。一次 AERMOD 运行目前只能使用一个逐小时排放文件。
语法:
SO HOUREMIS Emifil Srcid's (and/or Srcrng's)
**类型:**可选,可重复。
**顺序:**必须位于相应源的 LOCATION 之后。
参数含义:
Emifil:逐小时排放文件名,默认程序设置下最长 200 个字符;含空格时可用双引号括起;Srcid、Srcrng:该文件包含逐小时排放数据的污染源或源范围。
控制文件可以使用多条 HOUREMIS 来列出更多污染源,但所有记录必须引用同一个文件名。
基本记录格式
逐小时排放文件中的每条记录一般包括:
SO HOUREMIS Year Month Day Hour SrcID EmissionRate ...
后续参数因源类型而异。
POINT、POINTHOR、POINTCAP
除逐小时排放速率外,还必须输入:
StackExitTemperature(K) StackExitVelocity(m/s)
模型继续使用 SO SRCPARAM 中定义的烟囱排放高度和烟囱内径,但使用逐小时文件中的排放速率、出口温度和出口速度。
VOLUME、AREA、AREAPOLY、AREACIRC、LINE
从 09292 版本开始,可在逐小时文件中改变排放高度和初始扩散尺度。
VOLUME可逐小时改变排放速率、排放高度、Syinit、Szinit;AREA类和LINE可逐小时改变排放速率、排放高度和Szinit。
飞机源扩展参数
从 23132 版本开始,ARCFTOPT ALPHA 选项可对表示为 AREA、AREAPOLY、AREACIRC、LINE 或 VOLUME 的飞机排放考虑动量和浮力造成的烟羽抬升。
由 ARCFTSRC 标识为飞机源的每个 AREA 或 VOLUME 源,在每个小时的排放记录末尾必须按下列顺序附加:
| 参数 | 含义 |
|---|---|
MFUEL | 燃油消耗速率,g/s |
THRUST | 飞机推力,N |
VAA | 飞机速度,m/s |
AFR | 空燃比 |
BYPR | 涡扇发动机旁通比,应大于 0;轴功率发动机填 -999 |
RPWR | 额定功率,kW;涡扇发动机填 -99999,轴功率发动机应大于 0 |
SRCANGLE | 空中源着陆或起飞轨迹与地面的夹角,度 |
这些参数必须出现在每个飞机源的每个小时记录中;非飞机 AREA 或 VOLUME 源不得包含这些字段。字段过多或过少都会触发致命错误。
RLINE 与 RLINEXT
从 19191 版本开始,可逐小时改变排放高度和初始扩散。是否使用增强格式,由模型根据每个源的第一条 HOUREMIS 记录判断。一旦第一条记录包含附加参数,后续所有记录都必须包含,除非该小时数据缺失。
BUOYLINE
若对浮力线源输入逐小时排放:
- 构成浮力线源的每一条独立
BUOYLINE,每个小时都必须出现在文件中; - 每条线的逐小时排放速率后必须输入该线的浮力参数,单位 m⁴/s³;
- 单条线浮力可在同一小时不同线之间变化,也可随小时变化;
- AERMOD 根据组内各独立线的逐小时浮力,计算该浮力线源当小时的平均浮力。
文件解析与日期、源顺序要求
逐小时排放文件采用与控制文件相同的解析程序,因此:
- 各字段至少用一个空格分隔;
- 除此之外格式较灵活;
- 每行可以省略
SO HOUREMIS,但Year等参数不得早于第 13 列开始; - 日期必须与气象输入文件完全一致;
- 源 ID 必须对应
SO LOCATION中定义的源,并与aermod.inp中源定义顺序一致。
AERMOD 检查逐小时排放文件与气象数据的日期是否匹配。使用 ME DAYRANGE 或 ME STARTEND 时,不必在每次运行中处理整个排放文件;但文件中所有日期,包括本次处理和跳过的日期,都必须与气象文件一致。
点源逐小时文件示例
SO HOUREMIS 88 8 16 1 STACK1 52.5 382.60 12.27
SO HOUREMIS 88 8 16 1 STACK2 44.3 432.33 22.17
SO HOUREMIS 88 8 16 2 STACK1 22.3 377.88 9.27
SO HOUREMIS 88 8 16 2 STACK2 42.2 437.68 19.67
SO HOUREMIS 88 8 16 3 STACK1 51.5 373.72 11.87
SO HOUREMIS 88 8 16 3 STACK2 41.3 437.28 18.77
SO HOUREMIS 88 8 16 4 STACK1 36.0 374.83 9.63
SO HOUREMIS 88 8 16 4 STACK2 43.7 437.68 18.23
VOLUME 与 AREA 逐小时高度和扩散示例
SO HOUREMIS 88 3 1 1 VOL1 500.0 2.0 2.0 2.0
SO HOUREMIS 88 3 1 1 AREA1 5.000 2.0 2.0
SO HOUREMIS 88 3 1 2 VOL1 500.0 2.0 2.0 3.0
SO HOUREMIS 88 3 1 2 AREA1 5.000 2.0 3.0
SO HOUREMIS 88 3 1 3 VOL1 500.0 2.0 2.0 4.0
SO HOUREMIS 88 3 1 3 AREA1 5.000 2.0 4.0
缺失排放数据
对于 POINT、POINTHOR、POINTCAP,若某小时排放速率、出口温度或出口速度中任何字段为空,模型将该小时视为排放数据缺失,并把相关参数设为零。由于排放速率为零,该源在该小时不进行浓度计算。
对于采用增强逐小时格式的其他源,缺失小时应在源 ID 之后将排放速率及其后的全部字段留空。
3.3.13 调整排放速率与输出单位
AERMOD 的默认排放速率单位为:
POINT、POINTHOR、POINTCAP、VOLUME:g/s;RLINEXT:g/(s·m);AREA、LINE、OPENPIT、RLINE:g/(s·m²)。
浓度计算默认将输入排放换算为 μg/m³,使用的默认浓度单位因子为:
1.0E06
EMISUNIT
EMISUNIT 可设置其他单位换算因子和输出标签。
语法:
SO EMISUNIT Emifac Emilbl Conlbl
**类型:**可选,不可重复。
**顺序:**必须位于污染源 LOCATION 之后。
参数含义:
Emifac:排放速率单位换算因子;Emilbl:排放输入单位标签,最长 40 个字符;Conlbl:浓度输出单位标签,最长 40 个字符。
例如,输入单位为 g/s、希望输出 mg/m³ 时:
SO EMISUNIT 1.0E3 GRAMS/SEC MILLIGRAMS/M**3
因为 1 g = 1000 mg。
Emifac 应用于该次运行的全部污染源。控制文件以一个或多个空格分隔字段,因此标签内部不能有空格。不要使用:
GRAMS PER SECOND
应使用:
GRAMS/SECOND
或:
GRAMS-PER-SECOND
一次运行同时输出浓度和沉降时,应分别使用前述 CONCUNIT 和 DEPOUNIT。
RLEMCONV
从 19191 版本开始,RLINE 和 RLINEXT 可以使用每条道路链路每小时克数作为排放输入单位。
语法:
SO RLEMCONV
**类型:**可选,不可重复。
**顺序:**可位于 SO 路径任意位置。
该关键字没有其他参数。出现后,模型假定所有 RLINE 和 RLINEXT 排放单位均为:
g/(h·link)
模型在内部将其换算为原生单位,再按正常流程计算。