产业与解决方案

Products & Solutions

2022年第一季度,葫芦岛市环境空气质量同比改善幅度在全国168个重点城市中排名第1。截止当前,葫芦岛市城市环境空气质量改善排名仍位居全省第1位。环境空气质量的显著改善,离不开葫芦岛市委、市政府一直以来的高度重视和环保部门的严密组织,也得益于中科三清的科技助力。

在2022年1月入驻葫芦岛市后,中科三清专家团队深入实地调研,针对葫芦岛市污染排放特点,选用了包括“重点污染源影响评估、基于天气分型最佳管控提前量模拟、基于历史污染的管控措施有效性模拟评估”等多项自主研发的数值模式服务产品,为葫芦岛市的空气质量保障工作提供了卓有成效的科技支撑。




重点污染源影响评估

及最优生产调整方案服务


为帮助葫芦岛市实施精准化污染源管控,中科三清针对葫芦岛市排放量较大的重点工业源,使用空气质量模型定量评估其对当地空气质量的影响,分类识别不同月份、不同天气型及一天中不同时刻需加强管控的重点工业源。同时,在不影响企业年产能的前提下,针对月产能和日生产时间设计多组生产调整方案,分别模拟其对城市或站点空气质量的影响,从中遴选出最优生产调整方案。


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基于天气分型最佳管控

提前量模拟服务


对重污染过程来说,管控措施的实施及发挥效用需要一定提前量,管控时间过早会对社会经济产生较大影响,管控时间过晚则无法达到预期效果,因此确定适当的管控提前量可有效提升单位降污效益。


中科三清基于葫芦岛市历史不同天气型污染过程进行分类,发现不同天气形势下重污染过程的最佳管控提前量存在较大差异:冷锋型污染过程为12小时,地形槽和高后型污染过程为24小时,均压场型污染过程为36小时。以上研究结论为葫芦岛市在重污染天气预警和精细化、差异化管控方面提供重要抓手。

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基于历史污染的管控措施

有效性模拟评估服务


为实现污染排放影响最小化,葫芦岛市针对当地污染源排放特征,制定了多项污染管控预案。中科三清一方面利用空气质量模式评估管控预案的有效性,另一方面对照预期目标,给出确保达标的多种减排方案,为葫芦岛市大气污染管控预案及重污染应急清单修订提供了科学依据。


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当前,大气污染防治攻坚战逐渐由“坚决打好”向“深入打好”转变,为推动环境空气质量持续好转,精准溯源、精准分析、精准管控势在必行。中科三清依托专业的技术优势和丰富的项目经验,研发了多种模式应用服务产品,可提供污染管控事前、事中、事后环节所需的全流程、全方位科技支撑。除上述服务产品外,中科三清还拥有更多应用于不同场景的特色模式服务产品。





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污染过程应急管控效果预评估及后评估产品
应用场景:在污染过程发生前,当地希望提前了解启动什么等级管控措施最合适,污染过程结束后,希望搞清楚针对污染过程采取的管控措施效果到底如何。
利用WRF-NAQPMS空气质量模式结合气象资料(GFSFNL)、排放清单数据、应急减排清单数据、可采取的各等级管控措施(一般为红、橙、黄色预警或自定义管控措施)或实际管控措施进行模式模拟,定量评估不同等级管控措施预期效果或实际管控措施下空气质量改善效果,为选取合适的管控措施等级或定量评估管控措施有效性提供有益参考。

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重点污染源影响快速定量预报评估产品
应用场景:在污染过程发生前,当地希望提前了解应该重点管控哪些企业。
当前各城市建立了重污染天气应急减排清单,针对不同环保绩效水平的工业企业,采取了差异化应急减排措施。但是对于同等绩效的工业企业仍缺乏更加有针对性的精细化管控指导。

中科三清建立了一套重点源影响快速定量预报评估系统,利用气象-空气质量模式,结合未来3-7天GFS气象预报资料和当地重点污染源排放数据,定量预报评估重点源对城市或站点SO2、NO2、O3、PM2.5浓度的影响程度(贡献量、贡献比例、贡献排名等),精准识别管控重点企业。

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臭氧及颗粒物来源解析产品
应用场景:当地希望了解应对不同天气形势污染过程应该分别重点管控哪些区域和行业。

常规空气质量模式源解析仅对年或月尺度进行来源解析,对具体污染过程的管控指导意义不大。中科三清基于自主研发的WRF-NAQPMS-OSAM空气质量模拟系统在常规源解析的基础上,基于天气分型技术,增加了不同天气型污染过程源解析,明确不同天气型下需重点管控的区域和行业,对污染管控更具指导意义。



颗粒物与O3协同管控产品
应用场景:当地希望了解采取哪种NOX和VOCs减排比例可以更好地实现颗粒物和O3协同管控。
目前治理臭氧污染的主要方法是针对NOX和VOCs进行减排,但是NOX、VOCs与臭氧存在较大的非线性关系,在特定范围内NOX和VOCs的减排比例控制不当,会导致臭氧浓度不降反升。对于O3与颗粒物的协同管控,当前主要采用OBM模型和VOCs、NOx监测数据绘制EKMA曲线,该方法仅能给出所属管控区且减排比例较为粗略,对当地指导意义有限。

中科三清基于空气质量模式考虑了更充分的化学场、气象场等,对VOCs以及NOx的排放量进行不同比例削减的多组模拟,改进后的EKMA曲线可明确提供出NOx和VOCs不同减排比例对O3浓度的影响,为当地制定颗粒物和O3的协同管控措施提供更具操作性的科学支撑。

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气象与排放变化影响评估产品
应用场景:当地希望了解空气质量变化分别受气象影响、排放影响及传输影响的贡献占比。
污染物浓度变化主要受气象和污染源排放两方面因素的影响。量化污染物浓度受气象及排放变化的影响可以合理评价年度工作对改善空气质量的贡献。当前在量化气象变化和排放变化对污染物浓度影响时,主要是利用空气质量模式,通过“固定排放清单,改变气象条件”的敏感性测试方法,分别得到气象和排放变化对空气质量的影响,但是在排放变化中无法定量本地和周边的贡献占比。

为了更加准确地量化本地排放变化对空气质量的影响,中科三清在原方案基础上,增加源解析模块用于评估传输情况差异,从而实现更为全面、准确的本地排放变化影响评估。

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基于区域达标及减排潜力的环境容量模拟评估产品
应用场景:当地希望得到更加符合实际、减排措施操作性强的环境容量产品。
当前环境容量模拟通常使用迭代法,一般采用各污染物同比例削减或以关键组分作为约束值进行模拟,容易造成某一污染物的减排量超出污染物的最大减排潜力的情况,缺乏实际操作性。

中科三清针对以上不足,对环境容量产品进行了探索、改进。在周边城市达标的情况下,进行目标城市污染源调研,确定各污染物的最大减排潜力,以该减排潜力约束进行迭代模拟,最终得到更符合实际的环境容量。