[科普中國(guó)]-煙羽

簡(jiǎn)介

從工廠(chǎng)煙囪中連續(xù)排出外形呈羽狀的煙體,也稱(chēng)煙流。它可以看作是由無(wú)數(shù)個(gè)依次排放的煙團(tuán)組成,每個(gè)煙團(tuán)排出后即沿風(fēng)向運(yùn)動(dòng)。排煙量通常用排放率(g/s或kg/h)表示;排放的污染物在下風(fēng)向的分布,一般用排放期間的平均濃度表示(mg/m3)。煙羽在垂直于煙軸方向上的尺度,通常用濃度分布標(biāo)準(zhǔn)差表示。煙羽形狀與大氣穩(wěn)定度即大氣的湍流狀況密切相關(guān)。不同的大氣穩(wěn)定度產(chǎn)生不同的煙羽形狀,從而導(dǎo)致不同的污染物濃度的空間分布。1

運(yùn)動(dòng)速率煙囪一開(kāi)始排放，每個(gè)煙團(tuán)就向下風(fēng)方向移動(dòng)。排放物的量，通常用排放率(千克/時(shí)或克/秒)表示；排放物在下風(fēng)方向的分布，一般用排放期間的平均濃度(毫克/米)表示。

空間分布

煙羽又稱(chēng)煙云、煙流。從煙囪中連續(xù)排放到大氣中的煙氣流。由于煙羽各部分的運(yùn)動(dòng)速度不同，因而其外形也千變?nèi)f化。不同的煙羽形狀表示污染物濃度的空間分布不同。它與大氣湍流、大氣穩(wěn)定度、地形地物、排放參數(shù)等有密切的關(guān)系。

幾何形態(tài)從煙囪中連續(xù)排放出來(lái)的煙體。因外形呈羽毛狀而得名。排放物的量通常用排放率（千克/時(shí)或克/秒）表示；排放物在下風(fēng)方向的分布，一 般用排放期間的平均濃度（毫克/米3）表示。通過(guò)示蹤煙羽的擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)或?qū)嶋H觀(guān)察 ，可以看到煙羽外形是與天氣情況和大氣湍流狀況密切相關(guān)的。

如果粗略地將大氣穩(wěn)定度劃分為不穩(wěn)定、中性和穩(wěn)定3種，則煙羽的幾何形態(tài)可概括為如圖所示的a、b、c、d、e5種。圖右邊定性地畫(huà)出污染源下風(fēng)方向某一截面處垂直穿過(guò)煙軸中心的平均濃度廓線(xiàn)，示意出煙羽的幾何形態(tài)和濃度沿垂直方向分布的關(guān)系，在大氣湍流強(qiáng)度近似均勻的情況下，濃度分布曲線(xiàn)相對(duì)于煙羽軸是對(duì)稱(chēng)的，符合正態(tài)分布；相反則是非正態(tài)分布。2

a.環(huán)鏈形：這種煙羽曲折呈環(huán)鏈狀，在水平和垂直方向上擺動(dòng)劇烈，容易分裂而消散，并隨著與煙囪距離的增大，污染物濃度迅速降低。這種煙羽多出現(xiàn)在午后低層大氣不穩(wěn)定、湍流發(fā)展強(qiáng)烈，在晴朗的夏天午后為常見(jiàn)。

b.錐形：這種煙羽的形狀像一個(gè)有水平軸的錐體，煙羽體外形清晰。錐形煙羽多出現(xiàn)在陰天、風(fēng)速較大、低層大氣處于中性平衡時(shí)，或在早晚大氣溫度層結(jié)轉(zhuǎn)換的過(guò)渡時(shí)刻（從穩(wěn)定過(guò)渡到不穩(wěn)定，或從不穩(wěn)定過(guò)渡到穩(wěn)定）。此時(shí)，近地面氣層里的煙羽常沿主導(dǎo)風(fēng)向流動(dòng)，呈錐形擴(kuò)散。 錐形煙羽從煙囪到達(dá)地面的距離比環(huán)鏈形煙羽長(zhǎng)。

c.扇形：俯視這種煙羽，外形呈扇形。 扇形煙羽多出現(xiàn)在晴朗夜間或早晨，當(dāng)?shù)蛯语L(fēng)小、氣溫自下向上增高、大氣處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)。在這種情況下，煙羽只能在穩(wěn)定氣層內(nèi)緩慢地向兩側(cè)擴(kuò)散。扇形煙羽內(nèi)部的污染物濃度很高，當(dāng)遇到山地、丘陵或高大建筑物時(shí)，污染物還會(huì)下沉，造成地面污染。

d.漫煙形（熏煙形）：漫煙形煙羽多出現(xiàn)在日出后輻射逆溫被破壞時(shí)。此時(shí)，煙軸之上有逆溫層，而煙軸之下至地面間氣層不穩(wěn)定，因而煙羽上升擴(kuò)散到一定程度就受到逆溫層的阻擋，使垂直擴(kuò)散空間僅局限于地面至逆溫層底之間。 在這種情況下，如果低層風(fēng)小，則大氣稀釋能力就更低，高濃度的煙羽會(huì)迅速擴(kuò)展到地面，造成地面的嚴(yán)重污染。 煙霧事件大都是在這種情況下發(fā)生的。

e.屋脊形（上升形）：這種煙羽多出現(xiàn)在傍晚，當(dāng)煙軸之下至地面間氣層穩(wěn)定而煙軸之上氣層不穩(wěn)定時(shí)，煙羽則在上面不穩(wěn)定氣層中沿主導(dǎo)風(fēng)向流動(dòng)，呈屋脊形擴(kuò)散。 屋脊形煙羽體的下邊邊緣清晰，煙氣濃密；而煙羽體上邊稀疏，甚至出現(xiàn)不連續(xù)的碎片。

主要類(lèi)型

氣象條件不同，煙氣在大氣中的擴(kuò)散情況也不同。煙氣流在大氣中呈現(xiàn)的形狀，像羽毛在空氣飄揚(yáng)，稱(chēng)為煙羽。煙羽可分為5種類(lèi)型：（1）波浪型。大氣條件穩(wěn)定，煙氣上下左右大幅度地?zé)o規(guī)劃地?cái)U(kuò)散和湍動(dòng)，煙羽呈波浪型。（2）錐型。大氣溫度自下而上的遞減較弱，煙羽呈圓錐型擴(kuò)散。（3）扇型。近地面出現(xiàn)大氣溫度隨高度增加而增加情況（稱(chēng)之為逆溫）下，大氣穩(wěn)定，風(fēng)速小而無(wú)紊流，煙羽薄而寬，近似扇型。（4）上揚(yáng)型。地面至排氣筒頂部氣溫隨高度升高，煙囪頂部以上氣溫隨高度降低，煙羽類(lèi)似斜屋頂。（5）下噴型。溫度和煙羽形狀與屋頂型相反，夜間出現(xiàn)逆溫時(shí)有此種情況。

應(yīng)急計(jì)劃核電站煙羽應(yīng)急計(jì)劃

1、核電站煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)是如何劃分的？

煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)系以核電廠(chǎng)為中心、半徑為7至10公里劃定的需做好撤離、隱蔽和服碘防護(hù)的區(qū)域。這種應(yīng)急計(jì)劃區(qū)又可分為內(nèi)、外兩區(qū)，內(nèi)區(qū)的半徑為3至5公里，撤離（包括預(yù)防性撤離）準(zhǔn)備一般主要在內(nèi)區(qū)進(jìn)行。3

2、核電站煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)內(nèi)區(qū)是如何劃分的？

以核電站為圓心，半徑4公里的劃定區(qū)域?yàn)闊熡饝?yīng)急計(jì)劃區(qū)內(nèi)區(qū)。同樣，根據(jù)地形特點(diǎn)和主導(dǎo)風(fēng)向的實(shí)際，考慮到實(shí)施應(yīng)急防護(hù)措施的需要，局部地區(qū)有調(diào)整。因此，實(shí)際劃定的煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)內(nèi)區(qū)范圍不完全是圓，局部地區(qū)距核電站約5公里。

3、核電站煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)內(nèi)區(qū)可能實(shí)施的主要應(yīng)急防護(hù)措施有哪些？

在煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)內(nèi)區(qū)可能實(shí)施的主要應(yīng)急防護(hù)措施有：隱蔽、撤離、服用穩(wěn)定碘、食物和飲水控制等。

4、核電站煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)外區(qū)是如何劃分的？

煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)內(nèi)的內(nèi)區(qū)以外的劃定區(qū)域就是煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)外區(qū)，也就是以核電站為圓心，半徑為4—8公里的環(huán)形區(qū)域。

煙羽濃度的定量研究目的探索一種應(yīng)用于拖槽中模擬煙羽濃度定量分析的便利方法.方法用圖像處理的手段研究煙羽彩色照片的三原色灰度值與煙羽濃度值的關(guān)系.結(jié)果模擬煙羽的濃度 與其圖像紅、綠灰度差在一定范圍內(nèi)有雙對(duì)數(shù)線(xiàn)性關(guān)系,其線(xiàn)性相關(guān)系數(shù)達(dá)99.4%. 使某復(fù)雜地貌模型拖槽實(shí)驗(yàn)的煙羽濃度得以量化. 用DEC圖像工作站處理煙羽照片,得到的量化偽彩色圖像與實(shí)拍照片的視覺(jué)效果一致.結(jié)論拖槽中模擬煙羽的濃度可以通過(guò)圖像處理由普通攝影光源拍攝的彩色照 片進(jìn)行定量分析.4