西北地区重工业论文提纲

论文题目：兰州市大气颗粒物人工干预措施情景模拟及对策建议

摘要：兰州市是我国西北地区重工业重镇,有较高的工业排放,其特殊的盆地地形、脆弱的生态环境及常年不利于污染物大气扩散的气象条件使得其大气环境容量非常有限。兰州市历史上曾成为我国乃至全球大气颗粒物污染最严重的城市之一。近年来,兰州市为治理大气颗粒物污染已采取了一系列措施,取得了明显成效,但目前依然存在较大的达标压力,进一步降低兰州市大气颗粒物浓度及实现达标依然面临较大的挑战。为了解人工干预措施对兰州市大气颗粒物浓度的降低效果,本学位论文分别基于兰州市定西路街道、城关区24条主要道路和兰州市城区及其周边三个不同范围的研究区域,利用城市街区空气质量模型PALM、i-Tree Streets生态模型和空气质量模型CALPUFF对几类人工干预措施进行情景模拟,对不同人工干预措施改善空气质量的效果进行了定量分析研究。主要结果如下:（1）基于PALM城市街区空气质量模型:大气颗粒物控制效果较好的三种人工干预措施依次为:洒水、街区南侧建筑物增高一倍和机动车限行;而气态污染物控制效果较好的前三种人工干预措施依次为:街区南侧建筑物增高一倍、机动车限行和建设绿化带。（2）基于i-Tree Streets生态模型:兰州市城关区24条主要道路行道树改善空气质量效益共计51.9万元人民币,节约能源效益共计307.6万元人民币,吸收CO2效益共计26.9万元人民币,截留雨水效益共计134.4万元人民币,美学及其他效益共计519.1万元人民币。兰州市城关区24条街道共13711棵行道树总效益价值为1039.9万元人民币,总成本为175.53万元人民币,净效益为864.4万元人民币,效益与成本的比率为5.92。（3）基于CALPUFF空气质量模型:在对兰州市城区及周边不同范围进行绿化的情景模拟中,PM2.5和PM10浓度降低程度在0-15 ug/m3之间不等,对PM2.5浓度降低的效果更佳;在兰州市城区及周边范围全部进行绿化,颗粒物浓度降低的范围是几种情景中最大的,PM2.5浓度降低区域占研究区域的67.74%,PM10浓度降低区域占研究区域的68.67%。本学位论文运用了多种模型对降低兰州市大气颗粒物浓度的人工干预措施及生态效益进行了模拟研究,结论可为兰州市大气颗粒物污染治理提供思路参考和理论依据。基于本研究结果,兰州环保部门应该从洒水、机动车限行、绿化等多方面协同对兰州市大气颗粒物污染进行治理和防控。

关键词：大气颗粒物;人工干预措施;街区模型;i-Tree模型;CALPUFF模型;兰州市

学科专业：工程·环境工程（专业学位）

中文摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.1.3 研究目的

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国内研究现状

1.2.2 国外研究现状

1.3 研究内容及技术路线

1.3.1 研究思路和具体内容

1.3.2 研究方案

1.3.3 技术路线

第二章 研究方法

2.1 城市街区空气质量模型PALM

2.1.1 PALM模型介绍

2.1.2 PALM模型的输入和输出

2.2 生态模型i-Tree

2.2.1 i-Tree模型介绍

2.2.2 i-Tree模型的输入输出

2.3 空气质量模型CALPUFF

2.3.1 CALPUFF模型介绍

2.3.2 CALPUFF模型的输入输出

第三章 基于PALM模型模拟的人工干预措施效果定量评估及优化

3.1 模型背景构建

3.1.1 三维地形构建

3.1.2 背景设置

3.1.3 交通源排放清单构建

3.1.4 风场模拟结果

3.1.5 基于观测值的污染物浓度三维分布图

3.2 PALM模型敏感性分析

3.2.1 城市街区大气颗粒物扩散模拟结果验证

3.2.2 模型不确定性分析

3.3 基准情况下污染物浓度时序图

3.4 情景模拟分析

3.4.1 情景一——机动车单双号限行

3.4.2 情景二——道路洒水

3.4.3 情景三——绿化带建设

3.4.4 情景四——街区建筑物高度比(北:南=2:1)

3.4.5 情景五——街区建筑物高度比(南:北=2:1)

3.4.6 情景六——街区裸露地表全覆盖

3.4.7 情景七——街区道路斜坡设计

3.4.8 人工干预情景模拟浓度与自动监测污染物浓度对比

3.5 本章小结

第四章 基于i-Tree模型评估行道树生态效益及树种优化

4.1 研究区内行道树的信息采集

4.2 模型参数设置及运行过程

4.3 行道树树种优化及生态功能效益评估

4.3.1 行道树结构分析

4.3.2 行道树生态效益分析

4.4 本章小结

第五章 基于CALPUFF模型评估绿化对颗粒物的降低效果

5.1 兰州市土地利用类型及气象数据获取

5.2 模型参数设置

5.2.1 WRF模型参数设置

5.2.2 CALMET模块参数设置

5.2.3 CALPUFF模块参数设置

5.3 CALPUFF模型不确定性分析

5.4 CALPUFF模拟结果分析

5.4.1 情景一——保持原有绿化情况不变

5.4.2 情景二——城区及周边10公里范围内进行绿化

5.4.3 情景三——城区及周边20公里范围内进行绿化

5.4.4 情景四——城区西北方向进行绿化

5.4.5 情景五——城区及兴隆山区域内进行绿化

5.4.6 情景六——研究区范围全部进行绿化

5.4.7 五种绿化情景效果对比

5.5 本章小结

第六章 研究结论与展望

6.1 研究结论与对策建议

6.1.1 研究结论

6.1.2 对策建议

6.2 不足与展望

参考文献

致谢