基于CALPUFF模型的核电站事故源项大气扩散研究

论文摘要

在发生不可控的放射性释放事故的情况下,放射性物质经由大气的扩散过程,可在短时间内对环境产生大范围的影响。在进行核事故的实时环境后果评估和应急决策时,对大气扩散过程放射性核素的传输、扩散的估计和预测是必须充分考虑的,是采取一系列应急措施的基础和前提。?CALPUFF是美国EPA推荐的由Sigma Research Corporation开发的空气质量扩散模式,可以进行各种尺度的大气污染研究,是当前国际上用于复杂地形下的常用大气扩散模式,并且在大气扩散领域有着广泛的应用。但是国内CALPUFF模型用于核电站正常工况或事故工况的大气扩散模拟研究并不多见,本文介绍了CALPUFF大气扩散模式工作原理和CALPUFF烟团扩散模型,并与RODOS系统中两大扩散RIMPUFF和ATSTEP做了定量的比较,分析了不同大气扩散模型间的差异,结果表明,三种模型模拟结果吻合较好,CALPUFF模型可以用于核电站的事故源项大气扩散研究。同时以大亚湾核电站为背景,对核电站事故源项进行大气扩散研究,对不同季节的特征污染物(本文选取131I)的扩散过程进行了模拟,分析其在不同季节的扩散规律,结果表明核电站发生事故后,冬季会对核电站周围产生较大的影响,而夏季影响较弱。通过对一年的气象数据进行分类,在极限条件下进行扩散模拟,分析预测在极限平均条件下的放射性核素的分布情况。?随着城镇化进程的加快,核电站周围会发生大规模的土地覆被变化,改变了这些地区地表环境的能量平衡,造成大气流场特征和湍流?特征的改变,使得区域内污染物的扩散、转化和积累等规律也发生变化。并且随着内陆核电站的建立,对内陆下垫面状况下的大气扩散研究也具有重要意义,对核电站选址和事故的环境评价均有重要理论价值。因此,本文分别在城镇用地、农业用地和水域三种单一下垫面条件下,应用CALPUFF污染扩散模式,模拟预测土地覆被变化对特征污染物分布、扩散过程的影响,结果表明,下垫面的影响受气象因素影响严重,规律复杂。??

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪 论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 大气扩散研究方法
• 1.2.2 大气扩散模式研究进展
• 1.2.3 研究和实践中存在的问题
• 1.3 本文的研究内容
• 第二章 CALPUFF 大气扩散模式介绍
• 2.1 CALPUFF 模式简介
• 2.2 CALMET 气象场原理
• 2.2.1 CALMET 模型中的网格系统
• 2.2.2 诊断风场模块
• 2.2.3 微气象模块
• 2.3.4 降水插补
• 2.3 CALPUFF 烟团模型基本原理
• 2.4 本章小结
• 第三章 CALPUFF 与RIMPUFF 和ATSTEP 大气扩散模型比较
• 3.1 RIMPUFF 模型简介
• 3.2 ATSTEP 模型简介
• 3.3 模型比较分析
• 3.3.1 模型比较条件假设
• 3.3.2 均匀气象条件下模型比较
• 3.3.3 非均匀气象条件下模型比较
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于CALPUFF 模型的大气扩散模式的建立
• 4.1 数据收集与参数选择
• 4.1.1 模拟区域及点源确定
• 4.1.2 气象数据
• 4.1.3 大气稳定度的计算
• 4.1.4 扩散参数选择
• 4.1.5 释放高度处风速的修正
• 4.2 源项计算
• 4.3 沉降的选择
• 4.3.1 干沉降
• 4.3.2 湿沉降
• 4.4 本章小结
• 第五章 现状下垫面条件下事故源项大气扩散
• 5.1 气象数据选取
• 5.1.1 季节气象数据
• 5.1.2 恒定气象数据取样
• 5.2 模拟分析
• 5.2.1 季节模拟分析
• 5.2.2 分类气象数据模拟
• 5.3 本章小结
• 第六章 典型气象条件下土地覆被变化对大气扩散的影响
• 6.1 气象条件的选取
• 6.1.1 恒定污染气象条件
• 6.1.2 季节气象条件
• 6.2 模拟分析
• 6.2.1 空气浓度分布
• 6.2.2 地面沉降分布
• 6.3 本章小结
• 第七章 全文总结与讨论
• 7.1 论文工作总结
• 7.2 论文创新点说明
• 7.3 进一步研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文