高斯模型

高斯模型介绍

高斯模式是一种应用较为广泛的气体扩散模型，适用于均一的大气条件，以及地面开阔平坦的地区、点源的扩散模式。排放大量污染物的烟囱、放散管、通风口等，虽然其大小不一，但是只要不是讨论例如烟囱底部很近距离的污染问题，均可视其为点源。本附录A 介绍高斯模型坐标系、模型假设及模型公式等内容。

F.1坐标系

高斯模型的坐标系如图A-1所示，原点为排放点(若为高架源，原点为排放点在地面的投影)，x 轴正向为风速力一向，y 轴在水平面上垂直于x 轴，正向在x 轴左侧，z 轴垂直于水平面xoy ，向上为正向。在此坐标下烟流中心线或烟流中心线在xoy 面的投影与x 轴重合。

图A-1 高斯模型坐标系

F.2 模型假设

高斯模型有如下假设条件：

（1）污染物的浓度在y 、z 轴上的分布是高斯分布(正态分布)的；

（2）污染源的源强是连续且均匀的，初始时刻云团内部的浓度、温度呈均匀分布；

（3）扩散过程中不考虑云团内部温度的变化，忽略热传递、热对流及热辐射；

（4）泄漏气体是理想气体，遵守理想气体状态方程；

（5）在水平方向，大气扩散系数呈各向同性；

（6）取x 轴为平均风速方向，整个扩散过程中风速的大小、方向保持不变，不随地点、时间变化而变化；

（7）地面对泄漏气体起全反射作用，不发生吸收或吸附作用；

（8）整个过程中，泄漏气体不发生沉降、分解，不发生任何化学反应等。 F.3 模型公式

距地面一定高度连续点源烟羽扩散模式的高斯修正模型为：

()()()()???

????????? ??+-+???? ??--???? ??-=22222221exp 21exp 21exp 2,,,z z y z y H z H z y k x Q H z y x C σασσσσπ（A-1）

式（A-1）中：

C (x,y,z,H)——表示横向x、纵向y、地面上方z处气体浓度，kg/m3；

Q(x)——表示源强(即源释放速率)，kg/s；

k——表示平均风速，m/s；

σy——表示水平扩散参数，m;

σz——表示垂直扩散参数，m；

H——表示泄漏源有效高度，m；

y——表示横向距离，m；

z——表示纵向距离，m。

根据高斯模型计算出的浓度单位为kg/m3，将其值与二氧化碳的密度相除，即可得到体积浓度(%)。其中，常压CO2密度P CO2=1.977kg/m3。