ADMS模型在大气环境影响评价中的应用
2018-11-08茹宝琳
茹宝琳
(甘肃有色冶金职业技术学院,甘肃 金昌 737100)
ADMS (Atmospheric Dispersion Management System)是由英国剑桥环境研究中心开发研制的新一代大气扩散模型,是基于对Monin-Obukhov 长度和边界层高度描述边界层结构的参数,这种形式是大气物理机制的最新理解,也是其他模型所不具备的。引入中国后,在全国各地的使用掀起了高潮,2008年被《环境影响评价技术导则大气环境》[1]列为大气环境影响预测与评估推荐模式。
1 ADMS模型组成及应用范围
ADMS模型主要由ADMS-环评、ADMS-工业、ADMS-道路、ADMS-城市等系统组成。
ADMS-环评是这个系列中最全面的的系统,能够同时处理几种不同类型的污染物,可模拟单个或多个污染源,且不受模拟范围的影响。适用于建设项目环境影响评价、交通道路环境影响评价、大气环境容量的核定等项目,同时适用于恶劣条件。
ADMS-工业用于对工业污染源进行详细模拟与评价,适用于工业建设项目、工业园区的环境影响评价、环境风险评价,以及对污染扩散特征进行研究的科研项目。可模拟多点源、线源、体源,对气象数据进行预处理,将建筑物、海岸线、恶臭、化学等因素考虑在内,输入、输出结果均与地理信息系统GIS相关联。
ADMS-道路适用于一个或者多个道路的详细的空气质量评价。其中污染浓度主要由道路交通与邻近的污染源产生,NOx光化学模型、街区峡谷模型与GIS结合。
ADMS-城市可用于一个城市区域的大气环境质量预报和评价,可以进行较为复杂的化学反应,并能做出污染物的高分辨率的浓度等值线图。
ADMS-环评模型界面-设置界面见图1。
图1 ADMS-环评模型界面-设置界面
2 ADMS模型的应用研究
在20世纪70年代,我国的环境工作者就开始了对ADMS模型的研究。大气污染物的监测技术的提高,也为ADMS模型的研究提供了便利条件。在2000年,ADMS模型被正式引入中国,后续的研究者们也做出了相应的研究成果。
胡刚,王里奥,张军,袁辉,崔志强[2]利用ADMS模型对重庆市某个复杂山区的H2S地面浓度进行了测定,然后将其与模型中的实际值和预测值进行了对比分析。对比结果证实,ADMS模型对复杂山区地形的处理是有效的,相比高斯模型来说,复杂地形利用该模型能够取得更加有效的预测结果,能够将其应用到复杂地形中,并进行大气环境的预测与评价。
徐鹤,丁洁,冯晓飞[13]对ADMS-Urban模型系统进行了详细的介绍,并应用ADMS-Urban模型,以ArcGIS和线性规划模式为辅助,对某城市区域在两种不同气象条件下的环境容量的最优化分配方案,并对SO2进行了测算与分析,对污染物的浓度分布进行了模拟。研究结果显示,气象条件对环境容量的优化值分配方案以及污染物的浓度分布有较大影响,但是对环境容量优化值的影响很小。
李卓,陈荣昌[4]以某城市的主干路为研究对象,应用ADMS-环评模型验证对城市道路来说,大气污染物扩散是否同样适用。另外,在此过程中,还计算了该区域内的日均、小时浓度值和最大地面浓度值。研究结果显示,此模型适用于模拟交通道路大气污染物的相关数值,并且满足《环境影响评价技术导则大气环境》的要求。
3 ADMS模型与其他模型的对比
AERMOD模型是由美国国家环保局与美国气象局学会联合开发的界面化大气预测模拟软件。可以对点源,线源,面源进行模拟与与预测,对气象数据的要求较高,需要地面及对应高空的气象数据,对气态污染物、颗粒物都可进行模拟。相比而言,ADMS模型在应用范围上有一定的差异性。ADMS除了对点源、线源、面源进行模拟,还可以对体源进行模拟。模拟的过程中,只需要地面的气象数据,对高空气象数据不作要求。但两者都只适用于评价范围小于50公里的区域,范围变大,将不再适用。孙大伟[5]在计算朝阳市区的SO2日均浓度的时候,对一建预制厂、市农机公司、园林管理处设点进行测定,分别采用了传统的高斯扩散模型和ADMS模型。将最终的模拟值与实际测定
值对比分析,结果显示,采用ADMS模型可以取得与实测值更接近的结果,也就是说,ADMS模型对污染物的模拟程度要远远好于高斯模型。
4 ADMS模型应用的优缺点分析
4.1 ADMS在应用方面的优点
ADMS为空气质量评价提供了一套先进的系统。软件的运行速度快,输入相关的数据以后,在很短的时间之内可以运行出结果,对不同的类型的污染源、污染物有很强的适应性。适用于中国大气标准和大气质量管理,对输入数据的要求包括中国通常的气象数据和排污数据,在中国大范围的地区,都可以应用进行大气质量的管理和预测。
ADMS可对3000个网格污染源,100个道路污染源和500个工业污染源同时模拟,在一定的时间内可处理大量的数据。并且,很多极其微小的污染源在实际运行中都可以设计在内,对其进行模拟与测定。
4.2 ADMS在应用方面的缺点
ADMS的应用范围有一定的局限性,只适用于评价范围小于50公里的一级、二级评价项目[6],对于评价范围大于50公里的项目,可用CALPUFF模型进行预测与评价。在不同的给定条件下,ADMS模型对污染物的预测结果的敏感性会略有降低。丁峰,赵越,伯鑫[7]等人通过研究发现,污染源的源高变高以后,该区域里最大浓度点的位置离污染源越来越远,浓度值也会随之降低,该模型对污染物的浓度预测结果对参数的敏感性会降低。
5 结语
我国的众多环保工作者在ADMS大气扩散模型相关领域进行了丰富的研究,并在实际工作中取得了广泛的应用,结果显示,ADMS模型对污染物的预测、模拟能力要好于其他模型[8],也能取得与实际值较为接近的结果。根据ADMS模型在所选参数不同的情况之下,敏感性出现差异的问题,研究人员也在进行不断地改进,以期达到最理想的工作状态。近几年来,对于ADMS模型的研究,可以为其他环境工作者提供有力帮助[9],并能在实际的工作中推广其应用范围[10]。