ADMS模型在大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

茹寶琳

(甘肅有色冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院,甘肅 金昌 737100)

ADMS (Atmospheric Dispersion Management System)是由英國(guó)劍橋環(huán)境研究中心開(kāi)發(fā)研制的新一代大氣擴(kuò)散模型，是基于對(duì)Monin-Obukhov 長(zhǎng)度和邊界層高度描述邊界層結(jié)構(gòu)的參數(shù)，這種形式是大氣物理機(jī)制的最新理解，也是其他模型所不具備的。引入中國(guó)后，在全國(guó)各地的使用掀起了高潮，2008年被《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則大氣環(huán)境》[1]列為大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)估推薦模式。

1 ADMS模型組成及應(yīng)用范圍

ADMS模型主要由ADMS-環(huán)評(píng)、ADMS-工業(yè)、ADMS-道路、ADMS-城市等系統(tǒng)組成。

ADMS-環(huán)評(píng)是這個(gè)系列中最全面的的系統(tǒng)，能夠同時(shí)處理幾種不同類(lèi)型的污染物，可模擬單個(gè)或多個(gè)污染源，且不受模擬范圍的影響。適用于建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)、交通道路環(huán)境影響評(píng)價(jià)、大氣環(huán)境容量的核定等項(xiàng)目，同時(shí)適用于惡劣條件。

ADMS-工業(yè)用于對(duì)工業(yè)污染源進(jìn)行詳細(xì)模擬與評(píng)價(jià)，適用于工業(yè)建設(shè)項(xiàng)目、工業(yè)園區(qū)的環(huán)境影響評(píng)價(jià)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，以及對(duì)污染擴(kuò)散特征進(jìn)行研究的科研項(xiàng)目。可模擬多點(diǎn)源、線源、體源，對(duì)氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，將建筑物、海岸線、惡臭、化學(xué)等因素考慮在內(nèi)，輸入、輸出結(jié)果均與地理信息系統(tǒng)GIS相關(guān)聯(lián)。

ADMS-道路適用于一個(gè)或者多個(gè)道路的詳細(xì)的空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)。其中污染濃度主要由道路交通與鄰近的污染源產(chǎn)生，NOx光化學(xué)模型、街區(qū)峽谷模型與GIS結(jié)合。

ADMS-城市可用于一個(gè)城市區(qū)域的大氣環(huán)境質(zhì)量預(yù)報(bào)和評(píng)價(jià)，可以進(jìn)行較為復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，并能做出污染物的高分辨率的濃度等值線圖。

ADMS-環(huán)評(píng)模型界面-設(shè)置界面見(jiàn)圖1。

圖1 ADMS-環(huán)評(píng)模型界面-設(shè)置界面

2 ADMS模型的應(yīng)用研究

在20世紀(jì)70年代，我國(guó)的環(huán)境工作者就開(kāi)始了對(duì)ADMS模型的研究。大氣污染物的監(jiān)測(cè)技術(shù)的提高，也為ADMS模型的研究提供了便利條件。在2000年，ADMS模型被正式引入中國(guó)，后續(xù)的研究者們也做出了相應(yīng)的研究成果。

胡剛,王里奧,張軍,袁輝,崔志強(qiáng)[2]利用ADMS模型對(duì)重慶市某個(gè)復(fù)雜山區(qū)的H2S地面濃度進(jìn)行了測(cè)定，然后將其與模型中的實(shí)際值和預(yù)測(cè)值進(jìn)行了對(duì)比分析。對(duì)比結(jié)果證實(shí)，ADMS模型對(duì)復(fù)雜山區(qū)地形的處理是有效的，相比高斯模型來(lái)說(shuō)，復(fù)雜地形利用該模型能夠取得更加有效的預(yù)測(cè)結(jié)果，能夠?qū)⑵鋺?yīng)用到復(fù)雜地形中，并進(jìn)行大氣環(huán)境的預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)。

徐鶴，丁潔，馮曉飛[13]對(duì)ADMS-Urban模型系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并應(yīng)用ADMS-Urban模型，以ArcGIS和線性規(guī)劃模式為輔助，對(duì)某城市區(qū)域在兩種不同氣象條件下的環(huán)境容量的最優(yōu)化分配方案，并對(duì)SO2進(jìn)行了測(cè)算與分析，對(duì)污染物的濃度分布進(jìn)行了模擬。研究結(jié)果顯示，氣象條件對(duì)環(huán)境容量的優(yōu)化值分配方案以及污染物的濃度分布有較大影響，但是對(duì)環(huán)境容量?jī)?yōu)化值的影響很小。

李卓，陳榮昌[4]以某城市的主干路為研究對(duì)象，應(yīng)用ADMS-環(huán)評(píng)模型驗(yàn)證對(duì)城市道路來(lái)說(shuō)，大氣污染物擴(kuò)散是否同樣適用。另外，在此過(guò)程中，還計(jì)算了該區(qū)域內(nèi)的日均、小時(shí)濃度值和最大地面濃度值。研究結(jié)果顯示，此模型適用于模擬交通道路大氣污染物的相關(guān)數(shù)值，并且滿(mǎn)足《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則大氣環(huán)境》的要求。

3 ADMS模型與其他模型的對(duì)比

AERMOD模型是由美國(guó)國(guó)家環(huán)保局與美國(guó)氣象局學(xué)會(huì)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的界面化大氣預(yù)測(cè)模擬軟件。可以對(duì)點(diǎn)源，線源，面源進(jìn)行模擬與與預(yù)測(cè)，對(duì)氣象數(shù)據(jù)的要求較高，需要地面及對(duì)應(yīng)高空的氣象數(shù)據(jù)，對(duì)氣態(tài)污染物、顆粒物都可進(jìn)行模擬。相比而言，ADMS模型在應(yīng)用范圍上有一定的差異性。ADMS除了對(duì)點(diǎn)源、線源、面源進(jìn)行模擬，還可以對(duì)體源進(jìn)行模擬。模擬的過(guò)程中，只需要地面的氣象數(shù)據(jù)，對(duì)高空氣象數(shù)據(jù)不作要求。但兩者都只適用于評(píng)價(jià)范圍小于50公里的區(qū)域，范圍變大，將不再適用。孫大偉[5]在計(jì)算朝陽(yáng)市區(qū)的SO2日均濃度的時(shí)候，對(duì)一建預(yù)制廠、市農(nóng)機(jī)公司、園林管理處設(shè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定，分別采用了傳統(tǒng)的高斯擴(kuò)散模型和ADMS模型。將最終的模擬值與實(shí)際測(cè)定

值對(duì)比分析，結(jié)果顯示，采用ADMS模型可以取得與實(shí)測(cè)值更接近的結(jié)果，也就是說(shuō)，ADMS模型對(duì)污染物的模擬程度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于高斯模型。

4 ADMS模型應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)分析

4.1 ADMS在應(yīng)用方面的優(yōu)點(diǎn)

ADMS為空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)提供了一套先進(jìn)的系統(tǒng)。軟件的運(yùn)行速度快，輸入相關(guān)的數(shù)據(jù)以后，在很短的時(shí)間之內(nèi)可以運(yùn)行出結(jié)果，對(duì)不同的類(lèi)型的污染源、污染物有很強(qiáng)的適應(yīng)性。適用于中國(guó)大氣標(biāo)準(zhǔn)和大氣質(zhì)量管理，對(duì)輸入數(shù)據(jù)的要求包括中國(guó)通常的氣象數(shù)據(jù)和排污數(shù)據(jù)，在中國(guó)大范圍的地區(qū)，都可以應(yīng)用進(jìn)行大氣質(zhì)量的管理和預(yù)測(cè)。

ADMS可對(duì)3000個(gè)網(wǎng)格污染源，100個(gè)道路污染源和500個(gè)工業(yè)污染源同時(shí)模擬，在一定的時(shí)間內(nèi)可處理大量的數(shù)據(jù)。并且，很多極其微小的污染源在實(shí)際運(yùn)行中都可以設(shè)計(jì)在內(nèi)，對(duì)其進(jìn)行模擬與測(cè)定。

4.2 ADMS在應(yīng)用方面的缺點(diǎn)

ADMS的應(yīng)用范圍有一定的局限性，只適用于評(píng)價(jià)范圍小于50公里的一級(jí)、二級(jí)評(píng)價(jià)項(xiàng)目[6]，對(duì)于評(píng)價(jià)范圍大于50公里的項(xiàng)目，可用CALPUFF模型進(jìn)行預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)。在不同的給定條件下，ADMS模型對(duì)污染物的預(yù)測(cè)結(jié)果的敏感性會(huì)略有降低。丁峰,趙越,伯鑫[7]等人通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，污染源的源高變高以后，該區(qū)域里最大濃度點(diǎn)的位置離污染源越來(lái)越遠(yuǎn)，濃度值也會(huì)隨之降低，該模型對(duì)污染物的濃度預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)參數(shù)的敏感性會(huì)降低。

5 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的眾多環(huán)保工作者在ADMS大氣擴(kuò)散模型相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行了豐富的研究，并在實(shí)際工作中取得了廣泛的應(yīng)用，結(jié)果顯示，ADMS模型對(duì)污染物的預(yù)測(cè)、模擬能力要好于其他模型[8]，也能取得與實(shí)際值較為接近的結(jié)果。根據(jù)ADMS模型在所選參數(shù)不同的情況之下，敏感性出現(xiàn)差異的問(wèn)題，研究人員也在進(jìn)行不斷地改進(jìn)，以期達(dá)到最理想的工作狀態(tài)。近幾年來(lái)，對(duì)于ADMS模型的研究，可以為其他環(huán)境工作者提供有力幫助[9]，并能在實(shí)際的工作中推廣其應(yīng)用范圍[10]。