生態環境部環境工程評估中心高爽獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉生態環境部環境工程評估中心申請的專利一種基于CALPUFF-CMB耦合模型的大氣污染源解析方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN118133554B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-19發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202410323388.2,技術領域涉及:G06F30/20;該發明授權一種基于CALPUFF-CMB耦合模型的大氣污染源解析方法是由高爽;李時蓓;馬巖;雷團團;任麗紅;楊小陽;李剛;呂巍;張俊華設計研發完成,并于2019-03-06向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于CALPUFF-CMB耦合模型的大氣污染源解析方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種基于CALPUFF?CMB耦合模型的大氣污染源解析方法,涉及空氣污染檢測技術領域,該方法,包括:將一區域的排放清單中的各源類劃分子源類;利用CALPUFF模型,對一區域的排放清單中的各源類中的子源類的排放、擴散過程進行模擬,得到所述區域的各個所述子源類對受體點的污染貢獻比例;利用源成分譜和受體組分數據,對所述區域進行CMB模型的來源解析,得到所述區域的各類源的污染貢獻比例;將所述CALPUFF模型模擬得到的各個子源類對受體點的污染貢獻比例和所述CMB模型得到的所述區域的各類源的污染貢獻比例進行耦合,建立細化的來源解析結果。
本發明授權一種基于CALPUFF-CMB耦合模型的大氣污染源解析方法在權利要求書中公布了:1.一種基于CALPUFF-CMB耦合模型的大氣污染源解析方法,其特征在于,所述方法包括: 步驟11、將一區域的排放清單中的各源類劃分子源類; 所述各源類包括:工業源、交通源、燃煤源和揚塵源; 所述工業源的子源類包括:重點企業和重點行業;所述重點行業包括:鋼鐵、石油化工和鑄造行業; 所述交通源的子源類包括:道路移動源和非道路移動源,其中,道路移動源按城市主干道路劃分; 所述燃煤源包括:民用燃煤源和非民用燃煤源,其中民用燃煤源按各個地理區域分; 所述揚塵源的子源類包括:道路揚塵、施工揚塵和堆場揚塵; 步驟12、利用CALPUFF模型,對一區域的排放清單中的各源類中的子源類的排放、擴散過程進行模擬,得到所述區域的各個所述子源類對受體點的污染貢獻比例; 所述CALPUFF模型為三維非穩態拉格朗日擴散模型,包括:CALMET模塊、CALPUFF模塊和CALPOST模塊;所述CALPUFF模型模擬考慮有地形、氣象和化學轉化因素的綜合影響;CALMET是三維氣象模塊,含有海風程序,用以模擬沿海城市的海陸風影響;CALPUFF為污染預測模塊,用以模擬非穩態情況,包括:靜小風、熏煙、環流和海岸效應; 這里基于城市的污染源清單,以污染源清單中固定燃燒源、工藝過程源、移動源、農業源、揚塵源和生物質燃燒源作為模型輸入;根據污染源清單,將工業源細分到重點企業和重點行業,民用源分到區域,交通源精細化到城市主干道路;CALPUFF模型模擬污染源清單的各子源類對受體點的污染貢獻,最終輸出貢獻濃度,計算得到各子源類的貢獻比例; 所述CALPUFF模型包括5種化學反應機制:①MESOPUFFII;②RIVAD;③RIVAD+ISORROPIA;④S0A;⑤RIVAD+ISORROPIA+CaITechS0A; 其中,前三種所述化學反應機制用于計算無機氣溶膠的生成;第四種化學反應機制用于計算有機氣溶膠的生成;第五種化學反應機制用于計算無機和有機氣溶膠的化學轉化; 由于城市PM2.5中二次粒子貢獻占重要地位,因此采用RIVAD+ISORROPIA+CaITechSOA機制,在考慮SO2向硫酸鹽和NONO2向硝酸鹽的轉化基礎上,包含4種VOCs組分及其轉化產物;將VOCs排放量分擔到4種VOCs組分,為甲苯、二甲苯、長鏈烷烴和多環芳烴,同時考慮SNA和SOA的化學轉化; 步驟13、利用源成分譜和受體組分數據,對所述區域進行CMB模型的來源解析,得到所述區域的各類源的污染貢獻比例; CMB模型由一組線性方程構成,受體中每一種化學元素的濃度等于源成分譜的元素含量值和源貢獻濃度值乘積的線性和;數學表達式為: 式中,Cij是受體點測得的組分j在樣品i中的環境大氣濃度;p是源的數目;gik是k排放源對i樣品的總貢獻值;fkj是k排放源所排出的j組分的濃度,代表源的組成; CMB模型采用的算法是有效方差最小二乘法,該方法就是使加權的元素測量值與計算值之差的平方和最??; 有效方差最小二乘法基本公式如下所示: 式中:Ci為環境受體中VOCs化學組分i的濃度檢測值;Fi為第j類源的化學組分i的含量測量值;Sj為第j類源貢獻的濃度計算值;Veff,i為有效方差,權重值; 式中:σ為相應數值的標準偏差; CMB模型的輸入數據包括:各排放源各化學組分的質量分數,即源成分譜,受體點各化學組分的濃度以及排放源和受體點各組分測定的不確定值;輸出結果包括:排放源對受體點的貢獻值,相應的源貢獻率以及驗證模型輸出結果有效性的診斷參數,診斷參數包括擬合方程的回歸系數、殘差平方和和百分質量,診斷參數的范圍分別是0.8-1、0-4.0和80%-120%; 步驟14、將所述CALPUFF模型模擬得到的各個子源類對受體點的污染貢獻比例和所述CMB模型得到的所述區域的各類源的污染貢獻比例進行耦合,建立細化的來源解析結果; 通過CALPUFF模型,開展城市排放源清單中各污染源對受體點貢獻的模擬,模型考慮地形、氣象、傳輸條件因素,并將其結果納入CMB模型源解析中,建立具體到工業行業、燃燒類型的精細化來源解析方法,為城市大氣污染有效管控和精準減排提供科學支撐。
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