大氣邊界層參數化方案在核電廠址擴散參數計算中的應用研究

摘要：在核電廠環境污染影響評價、環境質量管理、應急等工作中，需對核電廠排放的放射性污染物在大氣中遷移擴散特征進行評價，而擴散參數是棱電廠環評、設計、應急相關評價軟件中重要的參數。由邊界層參數化方案計算擴散參數的方法應用較為普遍，文章對兩種常用大氣邊界層參數化方案在核電廠址擴散參數計算中的效果進行了討論。與核電廠址湍流觀測數據的比較顯示：Mellor-Yamada 2層方案模擬結果具有較好的相關性，但方差更大；Hanna方案模擬結果相關性相對較弱，但其方差也較小，在應用中可根據兩種方案各自的特點選用具體的擴散參數計算方案。

關鍵詞：核電廠址；大氣邊界層參數化方案；擴散參數

中圖分類號：X591 文獻標志碼：B

前言

核電廠排放放射性物質在大氣中遷移擴散的評價是進行核電廠環境污染影響評價的重要內容，也是核電廠運行過程中對環境質量進行管理的重要依據。根據中國核安全法規及其導則的有關規定，在核電廠可研階段需給出廠址的大氣湍流特征和擴散參數，其中擴散參數是評價小尺度范圍內大氣擴散能力的一個指標，是環境影響評價、環境管理以及工程設計中重要的應用參數。目前，獲取廠址擴散參數的方法主要包括三種：基于穩定度分類的經驗擴散曲線法；風速標準差結合擴散函數的方法；通過常規氣象資料進行邊界層參數化并結合Taylor理論的計算方法。第一種方法的測定可采用發煙照相、激光雷達測煙、大氣示蹤實驗的方式計算擴散參數。第二種方法采用儀器測量風速或示蹤劑標準差計算擴散參數。第三種方法是在邊界層參數計算的基礎上根據Taylor理論計算大氣擴散參數，如法規空氣質量模式CALPUFF將該方法做為擴散參數計算方案之一。通過湍流特征量及其參數化方案表征大氣污染物擴散特征已是環境評價軟件、科學研究中的常用方法。此研究采用了兩種常用的邊界層參數化方案計算湍流相關量，并將其結合Taylor理論計算相應的擴散參數，同時對比了基于不同方案擴散參數的模擬效果，可為文章提供的擴散參數計算方法在環境污染評價、大氣擴散模式開發等應用中提供參考依據。