以大气物理机制为出发点，利用大气科学和数学方法借助计算机技术预测具有一定污染源的区域大气污染物浓度值的时空分布，是近年来国际上研究的一个热点。建立一种自动化、界面可视化、输出结果图形化、集污染浓度预测、污染源数据管理和查询为一体的环境空气质量预测系统意义重大。 本文利用小尺度大气扩散模式构建了环境空气质量预测系统，并将该系统在章丘市大气环境保护中进行应用，研究了章丘市区的城市布局调整、SO₂环境空气容量以及重点工业点源和面源的集中控制。主要研究内容和结果如下： 1．环境空气质量预测模式 污染源因素、污染气象条件、地形条件是影响环境空气质量的三大主要因素，本文分析了三方面因素对环境空气质量产生的影响。从湍流统计理论出发的基本高斯模式，即连续点源在无限空间扩散的高斯模式是本文系统构建的基础。由于实际的扩散情况与高斯模式推导时的假设条件有差距，所以论文在基本高斯模式的基础上，结合具体的气象条件，建立起连续点源、面源在有风条件、小风或静风条件、封闭条件、熏烟条件下有限空间内的大气扩散模式；发生非正常排放时的瞬时和持续有限时间T的大气扩散模式；中长期大气扩散模式和城市多源大气扩散模式。 2．环境空气质量预测系统构建及系统评价 （1）系统的目标及设计 系统的设计目标要求，能通过自动查询功能方便地更新和维护污染源数据，实现污染源的科学管理；能实现污染气象条件的统计分析；能预测和模拟污染物浓度分布，为大气环境改善提供科学依据。 以观测和收集到的污染气象数据、污染源数据和专题地图等资料为数据基础，在Mapinfo5.0、Visual FoxPro.5.0、Winsurf技术支持下，构建起环境空气质量预测系统的空间数据库和属性数据库；利用扩展和修正的高斯扩散模式建立起模型库；将基础数据库和模型库用程序关联起来，实现数据的调入调出，建立起环境空气质量预测系统。 （2）系统功能与评价 针对系统的特点对系统的功能进行分析和评价表明，与其他同类预测系统相比， — ———本系统在污染源数据管理、友好的可视化界面、图形化输出功能以及污染气象资料统计功能方面存在明显优势；但在系统集成性、自动性及稳定性方面存在不足，有待于进一步完善、优化和提高。 将章丘市的实际污染数据代入城市多源扩散模式，利用符合指数d对模式进行检验，d值计算结果为0．68，表明模式性能较好。 3．系统在章丘市区环境空气保护中的应用 对章丘市1999年的污染气象条件进行统计分析得知，章丘市的主导风向为S风，次主导风向为E、ESE风向；章丘市区排放量最大的污染源为工业点源，对环境贡献率最大的污染源类型为面源。几家重点工业点源恰好分布在E、ESE方位，而民用面源遍布整个市区，从而造成市区大气污染严重。 本文从环境保护角度出发，针对章丘市大气环境问题，利用环境空气质量预测系统对章丘市区的城市布局调整、环境空气容量和污染源集中控制分别进行了研究。 门)以明水热电厂为例，设计了主导风向S方位、次最小风频方位NNE和实际布局方位三种不同布局。三种布局下的环境空气质量预测结果表明，最大风频方位布局下污染程度最重、污染范围最广，最大风频方位布局下的最大浓度值是次最小风频方位布局下最大浓度值的1．67倍．建议城市布局时，优先考虑布局在最小风向及次最小风向ENE、NNE、SSE和WSW方位。 （2）污染源结构对环境空气质量影响的研究结果表明：点源和面源对环境空气质量产生单位影响的当量比为18：1。本文提出了两种不同削减方案来改变点源和面源结构，研究结果表明强调点源控制时的环境空气容量是强调面源控制时容量的2．98倍。从而得出结论：加大对面源污染的控制，实行集中供热，变面源污染为点源污染是增大城市环境空气容量的有效途径。 （3）本文提出对重点点源实行脱硫措施，提高城市集中供热率和气化率减少面源污染。通过对重点点源和面源实施上述集中控制措施，不但整个市区在采暖期无超标现象，且最高污染浓度由原来的 0．11mg加’降为 0．05 mg砌’，为以后发展经济新上污染企业腾出了环境空间。 预测实施集中控制后的环境空气质量全年均符合国家二级标准。