茹寶琳
(甘肅有色冶金職業(yè)技術學院,甘肅 金昌 737100)
ADMS (Atmospheric Dispersion Management System)是由英國劍橋環(huán)境研究中心開發(fā)研制的新一代大氣擴散模型,是基于對Monin-Obukhov 長度和邊界層高度描述邊界層結構的參數,這種形式是大氣物理機制的最新理解,也是其他模型所不具備的。引入中國后,在全國各地的使用掀起了高潮,2008年被《環(huán)境影響評價技術導則大氣環(huán)境》[1]列為大氣環(huán)境影響預測與評估推薦模式。
ADMS模型主要由ADMS-環(huán)評、ADMS-工業(yè)、ADMS-道路、ADMS-城市等系統(tǒng)組成。
ADMS-環(huán)評是這個系列中最全面的的系統(tǒng),能夠同時處理幾種不同類型的污染物,可模擬單個或多個污染源,且不受模擬范圍的影響。適用于建設項目環(huán)境影響評價、交通道路環(huán)境影響評價、大氣環(huán)境容量的核定等項目,同時適用于惡劣條件。
ADMS-工業(yè)用于對工業(yè)污染源進行詳細模擬與評價,適用于工業(yè)建設項目、工業(yè)園區(qū)的環(huán)境影響評價、環(huán)境風險評價,以及對污染擴散特征進行研究的科研項目??赡M多點源、線源、體源,對氣象數據進行預處理,將建筑物、海岸線、惡臭、化學等因素考慮在內,輸入、輸出結果均與地理信息系統(tǒng)GIS相關聯(lián)。
ADMS-道路適用于一個或者多個道路的詳細的空氣質量評價。其中污染濃度主要由道路交通與鄰近的污染源產生,NOx光化學模型、街區(qū)峽谷模型與GIS結合。
ADMS-城市可用于一個城市區(qū)域的大氣環(huán)境質量預報和評價,可以進行較為復雜的化學反應,并能做出污染物的高分辨率的濃度等值線圖。
ADMS-環(huán)評模型界面-設置界面見圖1。
圖1 ADMS-環(huán)評模型界面-設置界面
在20世紀70年代,我國的環(huán)境工作者就開始了對ADMS模型的研究。大氣污染物的監(jiān)測技術的提高,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,后續(xù)的研究者們也做出了相應的研究成果。
胡剛,王里奧,張軍,袁輝,崔志強[2]利用ADMS模型對重慶市某個復雜山區(qū)的H2S地面濃度進行了測定,然后將其與模型中的實際值和預測值進行了對比分析。對比結果證實,ADMS模型對復雜山區(qū)地形的處理是有效的,相比高斯模型來說,復雜地形利用該模型能夠取得更加有效的預測結果,能夠將其應用到復雜地形中,并進行大氣環(huán)境的預測與評價。
徐鶴,丁潔,馮曉飛[13]對ADMS-Urban模型系統(tǒng)進行了詳細的介紹,并應用ADMS-Urban模型,以ArcGIS和線性規(guī)劃模式為輔助,對某城市區(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SO2進行了測算與分析,對污染物的濃度分布進行了模擬。研究結果顯示,氣象條件對環(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,但是對環(huán)境容量優(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象,應用ADMS-環(huán)評模型驗證對城市道路來說,大氣污染物擴散是否同樣適用。另外,在此過程中,還計算了該區(qū)域內的日均、小時濃度值和最大地面濃度值。研究結果顯示,此模型適用于模擬交通道路大氣污染物的相關數值,并且滿足《環(huán)境影響評價技術導則大氣環(huán)境》的要求。
AERMOD模型是由美國國家環(huán)保局與美國氣象局學會聯(lián)合開發(fā)的界面化大氣預測模擬軟件。可以對點源,線源,面源進行模擬與與預測,對氣象數據的要求較高,需要地面及對應高空的氣象數據,對氣態(tài)污染物、顆粒物都可進行模擬。相比而言,ADMS模型在應用范圍上有一定的差異性。ADMS除了對點源、線源、面源進行模擬,還可以對體源進行模擬。模擬的過程中,只需要地面的氣象數據,對高空氣象數據不作要求。但兩者都只適用于評價范圍小于50公里的區(qū)域,范圍變大,將不再適用。孫大偉[5]在計算朝陽市區(qū)的SO2日均濃度的時候,對一建預制廠、市農機公司、園林管理處設點進行測定,分別采用了傳統(tǒng)的高斯擴散模型和ADMS模型。將最終的模擬值與實際測定
值對比分析,結果顯示,采用ADMS模型可以取得與實測值更接近的結果,也就是說,ADMS模型對污染物的模擬程度要遠遠好于高斯模型。
ADMS為空氣質量評價提供了一套先進的系統(tǒng)。軟件的運行速度快,輸入相關的數據以后,在很短的時間之內可以運行出結果,對不同的類型的污染源、污染物有很強的適應性。適用于中國大氣標準和大氣質量管理,對輸入數據的要求包括中國通常的氣象數據和排污數據,在中國大范圍的地區(qū),都可以應用進行大氣質量的管理和預測。
ADMS可對3000個網格污染源,100個道路污染源和500個工業(yè)污染源同時模擬,在一定的時間內可處理大量的數據。并且,很多極其微小的污染源在實際運行中都可以設計在內,對其進行模擬與測定。
ADMS的應用范圍有一定的局限性,只適用于評價范圍小于50公里的一級、二級評價項目[6],對于評價范圍大于50公里的項目,可用CALPUFF模型進行預測與評價。在不同的給定條件下,ADMS模型對污染物的預測結果的敏感性會略有降低。丁峰,趙越,伯鑫[7]等人通過研究發(fā)現(xiàn),污染源的源高變高以后,該區(qū)域里最大濃度點的位置離污染源越來越遠,濃度值也會隨之降低,該模型對污染物的濃度預測結果對參數的敏感性會降低。
我國的眾多環(huán)保工作者在ADMS大氣擴散模型相關領域進行了豐富的研究,并在實際工作中取得了廣泛的應用,結果顯示,ADMS模型對污染物的預測、模擬能力要好于其他模型[8],也能取得與實際值較為接近的結果。根據ADMS模型在所選參數不同的情況之下,敏感性出現(xiàn)差異的問題,研究人員也在進行不斷地改進,以期達到最理想的工作狀態(tài)。近幾年來,對于ADMS模型的研究,可以為其他環(huán)境工作者提供有力幫助[9],并能在實際的工作中推廣其應用范圍[10]。