計算日均濃度方法有保證率法、典型日法、換算法等。
環境空氣質量標準gb3095―1996中對大多數污染物都規定了日均濃度的限值。為此,一般還需要預測日均濃度值,以便評價其是否超標。但是,在如何預測日均濃度這一問題上,卻一直存在不同的看法。質量標準中注明:日平均系指任何一日的平均濃度。這就又增加了預測的難度。在實際應用中,預測日平均濃度值的方法主要有以下三種。
(1)※保證率法
保證率法是國際上通用的一種比較好的方法,其計算步驟如下:
a.對任一關心點,根據一年的逐時氣象資料,計算其逐時地面濃度,并按日取平均,可得每日的日平均濃度;
b.將一年365天的日平均濃度值,按大小次序排列,確定某一累積頻率,例如95%或98%,則對應于這一頻率的日平均濃度值即該關心點的日均濃度。
如果累積頻率定為98%,就意味著一年之中,該關心點保證357天多(365×0.98)可以達標。
保證率法源于“最佳可行技術”(經濟上最佳,技術上可行),對于極少數幾天,可采取臨時措施,減少污染物排放。這一方法要求具備一年的逐時氣象資料,還應盡可能考慮到一些不利氣象條件,對于某些地區,這可能要增加一定的難度。
(2)典型日法
選擇可能出現的高濃度污染日3至5天,對任一關心點,按每天的氣象條件逐時預測其地面濃度,并按日取平均,然后,取其中最大的一個(也有取這幾日的平均值)作為該關心點的日平均濃度。所謂“典型日”即指擇的這幾天高濃度污染日。如果有典型日的監測資料,則應按上述作法用監測數據確定。
典型日法有一定的隨意性。利用這種方法時,也應注意熏煙、海岸線熏煙、山谷風、城市熱島等不利氣象條件。
(3)換算法
換算法是指用長期平均濃度(年或季)預測值按一定比例換算為日平均濃度的一種方法。由于預測值和實測值的誤差隨著平均時間的增加而減小,作為基準的長期平均濃度應該是比較準確的。因此,既使所采用的比例有誤差,也可由此得到一定的補償。
目前的實際預測中通常采用典型日法。
典型日法是利用典型日的氣象條件計算日平均濃度,即根據典型日的逐時氣象條件,利用擴散模式求得小時平均濃度,然后求其24h的平均值。
必須給出典型日逐時的風向、風速、大氣穩定度;所取典型日的每日小時數必需滿足gb3095-1996中對1小時平均濃度統計數據的有效性規定。
長期平均濃度:長期平均濃度的計算,通常采用聯合頻率法。即對于年、季、期長期平均濃度的計算,按氣象站觀測的逐時風向、風速、大氣穩定度聯合頻率,乘以相應氣象條件下各污染源的小時平均濃度值,即得相應各點的年、季、期長期平均濃度:
式中,i, j, k――風向、風速、大氣穩定度等級;
fijk――風向、風速、大氣穩定度聯合頻率;
cijk ―― i ,j,k氣象條件下小時濃度。