氣象監測方案范文
時間:2024-01-11 17:41:58
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篇1
[關鍵詞]放電離子化檢測器(DID),空分安全,C2H2,N2O,。
中圖分類號:TH833 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)13-0326-02
隨著冶金與三大化工(石化、化肥、煤化工)的快速發展,空分裝置的發展規模越來越大,空分設備也正向大型化、高效節能、安全性更高的方向發展[1],空分裝置多采用傳統的浴式冷凝蒸發器,它的循環倍率高,雜質聚積可能性低,一般都能長期安全生產。考慮到節能,現代大型制氧機很多采用膜式冷凝蒸發器,在長時間運行的情況下,會有N2O 固體的積累,可能造成裝置內局部通道的堵塞,液氧不能流動,促使CnHm濃度不斷提高。凝聚的CnHm在沸騰的液氧中引爆的危險是存在的。因此,要對空分周圍的N2O和CnHm含量定時分析監控,以保證空分安全生產。
目前,各生產單位在空分安全方面,傳統上采用氣相色譜法檢測N2O和CnHm 的含量。檢測室需要用TCD氣相色譜檢測N2O含量,同時配備另一臺FID氣相色譜儀檢測CnHm含量。此方法中間環節過于繁瑣且增大了分析檢測的誤差,而且兩種檢測器的精度難以達到工業生產的安全標準。因此,使用一種精確、快速測定液氧中N2O和CnHm含量的分析儀器和分析方法對空分設備的安全生產非常必要。放電離子化檢測器(DID)采用簡單的操作方法,能夠精確、快速、穩定地測定液氧中N2O和CnHm的含量,并已被運用到實際生產中,對生產過程中氧化亞氮含量進行監控,以滿足安全生產的需要。
1 原理及操作
放電離子化檢測器(DID)結構如圖1 所示。DID 檢測器有上下兩個小室構成,兩個小室由一狹縫連接,上邊的小室是放電室,超高純的氦氣充滿其中,小室內有一對相距很近的柱狀和針狀電極,當電極兩端施以高壓直流電后,兩級之間就會產生輝光放電,從而得到一束高能紫外線(400~500nm)。高能紫外線將放電氣He 原子激發至亞穩態的He*,亞穩態的He*和紫外線通過狹縫被引入下邊的小室――電離室,然后具有較高能量的He*再與經色譜柱分離的由載氣帶到電離室的雜質分子發生非彈性碰撞并使其電離。此時在收集極上施以適當的電壓收集被電離的離子,形成電流,并將其信號放大、記錄,即得到被測組分的譜峰。
一些常規檢測氣體的電離能如表1。
DID檢測器是一種非選擇性、通用型很強的檢測器,除了He氣以外對任何氣體都有十分靈敏的響應,檢測范圍可為10-9~1%,是目前測定痕量氣體雜質用的最多的檢測器之一。同時,由于亞穩態的He*或者說是光子具有很高的能量(24.5eV),因此可使包括氖(Ne)在內的一切氣體分子電離,所以DID檢測器是一種通用型檢測器。
操作過程中,DID氣相色譜儀分析空分氣體中的有機物采用直接進樣法,減少了使用傳統檢測器必須的中間環節(樣品氣濃縮,多次進樣等);DID檢測器配套使用的載氣純化器能將氦氣純化至7N的純度,而且DID氣相色譜儀的閥箱和檢測器受7N超純氦氣正壓環境保護,檢測器的靈敏度最大化的同時,防止了空氣中雜質的干擾。同時525V高壓下充分電離亞穩態的氦,電離能提高為24.5ev,可以使包括氖(電離能為21.6ev)在內的一切氣體電離;經色譜柱分離后的樣品組分在體積很小的電離室電離,由圖1可以看出,檢測器的放電室和電離室通過一條狹縫連接,如此的距離確保了檢測器的高靈敏度,檢測器對某些組分的檢測限見表2。
色譜氣路系統。
DID氣相色譜檢測氦氣中5ppmCO2和14ppmN2O的譜圖用該工作站自帶的測量基線噪聲的功能(RMS 方式),測量出峰前1 分鐘的基線噪聲,CO2 和N2O出峰前1分鐘的噪聲分別為11.35μV和11.55μV,CO2和N2O的峰高分別為15883.76μV和7844.69μV。
根據GB16912-2008《深度冷凍法生產氧氣及相關氣體安全技術規程》對吸風口空氣中N2O 的限量為0.35ppm[6],該方法完全滿足上述國家標準的要求。
圖3:DID 氣相色譜檢測氦氣中100ppbC2H2 的譜圖乙炔出峰前1 分鐘的基線噪聲為2.16μV,峰高為45.36μV,該情況下計算C2H2 的檢測限為14ppb。該方法能完全滿足空分安全的報警指標0.1ppm。
檢測液氧的樣品譜圖:
討論
DID檢測器的預柱和柱1的配置是用來分析高純氫、高純氧、高純氮和高純氬氣中H2、O2、N2、CH4、CO的,分析上述樣品時是用的柱2,如果用上述儀器的系統配置,將預柱和柱1分別更換上Hayesep T,利用閥3來放空主組分氧氣,當分析液氧時,可以認為是分析氦氣中的雜質,分析效果會更好。
篇2
摘 要:建筑物在施工過程中會對周圍環境產生影響,建筑物本身因受各種因素的綜合影響,也會產生變形這種變形在一定程度內,可視為正常現象,但超出某一限度就會影響建筑物的正常使用,會影響建筑物的安全,甚至造成嚴重事故。本文結合一高層建筑的施工,對建筑物,特別是高層建筑物的施工監測進行了研究,提出了監測方案。
關健詞:高層建筑 施工監測 研究
建筑物在施工過程中,因受建筑物地基的工程地質條件、地基處理方法、建筑物上部構筑物的荷載等因素的綜合影響,將引起基礎及四周的地層發生變化,建筑物本身因基礎變形及內外力作用也要發生變形。這種變形在一定程度內,可視為正常現象,但超出某一限度就會影響建筑物的正常使用,會影響建筑物的安全,甚至造成嚴重事故。同時,由于建筑物的施工,不可避免地對周邊環境產生影響。本工程為高層住宅及地下車庫,位于濟南市東南部,建筑面積約29107.58,建筑高度最高為91.10m,所以監測工作是必不可少的。為了更好更準確控制施工階段的各項變形指標,和建筑物施工過程中的安全,施工監測就顯得尤為重要。根據現場情況及相關技術要求,就本工程實施如下監測方案:
一、基坑及周圍建筑物變形監測方案
1 監測控制網的布設
我們依據基坑的相關資料,對相關監測點進行日常性的觀測,具體觀測由專業公司監測。
1) 平面控制點布設
本工程平面控制點計劃布設8個,來控制整個監測區域。平面控制點設在遠離基坑,不小于40米,較安全的地方,且觀測點盡量采用固定觀測墩,對于不能埋設觀測墩的點,應設在硬化地面上,且在地面的點用劃“十”字的鋼釘埋設。
2)水準控制點的布設
水準控制點計劃布設4個,分布在較安全的地方沿基坑四周。
2 基坑內及周圍建筑物監測點(孔)的布設
基坑內監測點,每隔25米設置一個觀測點,觀測點上用劃“十”字的鋼釘埋設。周圍建筑物的觀測盡量利用其原有的觀測點。
3 水平位移觀測
采用精密電子經緯儀進行量測。采用軸線投影法在兩個穩定的基準點之間連線為基準線,量測差值和累計位移量。
4 肉眼巡檢
由于支護結構的施工質量、施工條件的改變、基坑邊堆載的變化、施工用水不適當排放、管道滲露以及氣候條件的改變,還有工程隱患如地面裂縫、基坑結構的失穩、臨近建筑物裂縫等都可在巡檢工作中及時發現,因此巡檢是十分重要和很有必要的,應由有經驗的工程師按期進行巡檢,巡檢工作應列入觀測計劃,按期進行,并保持記錄。
5 觀測精度
沉降觀測中,水準儀i角≤±10″,每測站基輔讀數高差≤0.3mm,水準路線閉合差≤±0.3(n)1/2。
6 監測制度及信息反饋
基坑及周圍建筑物監測由專職的具有中級職稱的測量人員負責,監測數據、資料要及時整理分析,并做出觀測結果過程曲線,及時反饋給項目總工程師負責,發現異常現象要及時匯報。當測試值大于設計要求和規范要求時,要立即組織有關人員分析原因、研究對策,必要時采取果斷措施,以防發生意外。
二、高層結構變形監測方案
在基礎底板等部位設置監測點,進行各部位施工過程中應力及變形監測。
傾斜觀測 在進行觀測之前,首先要在進行傾斜觀測的建筑物上設置上、下兩點標志,作為觀測點,各點應位于同一垂直視準面內,見圖1。如果建筑物發生傾斜,MN將由垂直線變為傾斜線。
圖1 傾斜觀測示意圖
超高層建筑的傾斜觀測,必須分別在互成垂直的兩個方向上進行。
位移觀測 為了進行位移測量,在控制樁連接的直線上設置兩個觀測點。使觀測點與控制點應位于同一直線上,控制點之間的距離及觀測點與相鄰的控制點間的距離要大于30m,以保證測量的精度,建筑物上的觀測點標志要牢固、明顯。
三、沉降監測方案
采用精密的水準儀進行量測。主要采用精密水準測量方法進行,將遠離基坑設置的基準點和埋設的沉降觀測點進行測量比較。
本工程施工過程中必須對建筑物進行沉降觀測,沉降觀測使用AL-300自動安平水準儀加測微器及配套的銦鋼水準尺進行。施工過程中按每兩層進行一次觀測。建筑物使用階段的觀測次數,應視地基土類型和沉降速度大小確定。一般情況下,第一年觀測3~4次,第二年觀測2~3次,第三年后每年1次,直至穩定為止。沉降是否進入穩定階段,應由沉降量與時間關系曲線判定。若沉降速度小于0.01~0.04mm/d,可認為已進入穩定階段。建筑物的沉降觀測是依據場區首級高程控制點進行,為了保證水準基準點的準確,必須對首級水準點要定期進行復測,以保證沉降觀測成果的正確性。
為保證水準測量的精度,作業時必須按下列規定進行操作:
1 作業時必須始終按旋進方向轉動測微器夾住標尺分劃線進行讀數;
2 同一測站上,觀測前、后視標尺過程中,望遠鏡不得重新調焦;
3 在水準測量中要使兩水準尺在相鄰的測站上,輪流作前視標尺,并將測站數目安排為偶數站;
4 觀測時應盡量保持前、后視距相等并與地面保持一定的高度;
5 選擇有利的觀測時間。
沉降觀測結束后,應及時整理觀測資料,妥善保存,作為該工程技術檔案資料的一部分,觀測成果包括:沉降觀測點位分布圖及各周期沉降展開圖;v-t-s(沉降速度、時間、沉降量)曲線圖;等沉降量曲線圖;沉降觀測記錄;觀測分析報告等。
四、環境監測方案
本工程規模較大,工程建設中對環境的控制必須細致全面,環保要求很高。因此我們在方案制定初期就格外重視施工對環境的影響,在施工期間實施監測,相應的緩解措施,把不良影響降低到可接受的程度。現場設5個環境監測點,輔助施工過程控制。
1 為了解該區施工前水質情況,以便在日后證明所引用的環保控制工作是否適當,在開工前對該區的水質進行基線檢查。
2 工程開工前,在指定的監察站上進行連續兩星期的基線噪聲監察。監察時,監察站周圍不許有施工活動。工程施工期間,在指定的監察站每6天進行一次影響監察。
3 為了解工地附近在工程開工前的一般空氣質量狀況,在指定的監察站上持續進行24小時的懸浮粒子基線監察量度。在施工期間,每6天在指定站進行一次1小時和24小時懸浮粒子總量取樣。
五、氣象監測方案
本工程為高層建筑,測量精度要求高,天氣溫差變化、風速、溫度均會對測量產生一定的影響。我們除了從當地氣象局獲得相關資料,另在施工現場另設8個氣象監測點。
1 盡量避免雨中進行測量作業,如確需在雨中進行測量作業時,應打傘遮儀器主機及棱鏡等,避免雨淋;雨季測量作業完畢必須先對儀器表面水汽擦干、晾干或吹干后放入儀器箱內,保證儀器的準確性;
2 夏季空氣潮濕,備好防潮箱;在進行二等水準測量等精密測量作業時,應避開地面蒸汽大的時間段,減少地面蒸汽引起的視線誤差;
3 高溫氣候下作業需用遮陽傘遮擋儀器,避免高溫影響測量精度;
篇3
1.環境監測在環境影響評價中的地位和作用
環境監測是環境影響評價中的重要環節,貫穿環境影響評價的整個過程。環境評價單位進行環境影響評價,首先必須委托監測部門對項目擬建地進行環境本底監測,在環境本底值未超標的情況下再對具體項目進行環境影響預測和評價,并制定監測計劃;項目建成后并試運行3個月后,必須對項目進行驗收監測,以確保環境影響評價中規定的環境保護設施落實到位;在項目運行一段時間后,進行回顧性評價。總之,在環境影響評價的評價初期、建設期、運行期及后評價期都需要環境監測數據來支持。
環境監測對建設項目環境影響評價的作用主要表現在:①環境監測是環境影響評價的基礎。只有通過對建設項目擬建地進行環境現狀調查,開展環境監測,才能得到真實的環境現狀數據,進行正確的環境質量現狀評價。②通過追蹤分析已有污染的特點、分布情況和環境條件,尋找污染源,預測污染變化趨勢,為環境影響評價提供依據。根據監測數據,結合同步觀測的氣象、水文等資料和污染源料,驗證或調試評價預測模型,為擬建項目地區常規監測點的優化布局和項目環境監測計劃的制定提供依據。③環境影響評價報告中的建設項目環境監測計劃是項目環境保護措施的重要組成部分,是環境管理部門執法的依據之一。環境監測計劃的執行能預防和及時發現企業引發的環境污染事故,也可及時發現環境保護措施的不足,是確保區域環境質量的有效措施。④通過建設項目竣工驗收監測,可驗證建設項目周邊地區環境質量是否滿足環境管理的目標要求,同時對建設項目的環境影響評價報告的質量進行檢驗,這也是對環境評價單位的技術水平和工作質量進行定量考核、監督與管理的重要措施。⑤相同類別的已建建設項目環境監測資料為擬建建設項目提供類比調查的依據。
2.環境監測的基本內容和原則
根據工作階段,環境影響評價中環境監測的基本內容可分為兩個部分。
2.1調查階段所進行的環境監測
該階段的監測主要是根據項目的評價等級、經濟條件以及對環境產生的主要影響,選擇適合的監測對象和環境因子,確定適合的監測范圍,選擇正確的檢測方法,并制定一個較優的監測方案。在制定監測方案過程中應遵循以下基本原則:①經濟、實用的原則。在制定監測方案、設計技術路線、配置技術裝備時,應做費用效益分析,盡量做到既符合實際要求,又節約費用。②優先污染物優先監測的原則。優先污染物包括:毒性大、危害嚴重、影響廣的污染物;污染呈明顯增加趨勢,對環境具有危險的污染物;具有廣泛代表性的污染物質等。③全面規劃、合理布局的原則。環境問題的復雜性要求在制定監測方案時全面規劃、合理布局,不同情況采取不同的監測技術路線進行監測,以獲得最多的環境信息。同時,監測單位應嚴格按照環境評價單位提供的監測方案進行監測,在監測過程中最好有環境評價單位參與該項目監測方案制定的人員進行協助監測。當監測方案執行有困難時,應及時與環境評價單位進行聯系。監測采樣時應注重對外界環境的觀測,嚴禁在監測采樣技術導則所禁止的條件下進行工作;采樣中遇到異常情況,應在監測報告中予以說明。環境監測的全過程應嚴格遵循質量保證和質量控制原則,以正確反映環境質量及其時空變化。
2.2竣工驗收過程中的監測與調查
該階段監測與調查的主要內容有:環境保護管理檢查、環境保護設備運行效果測試、污染物達標排放監測、環境保護敏感點環境質量的監測以及生態調查。監測過程中應注意:監測一般應在工況穩定、生產負荷達到設計生產能力75%以上的情況下進行,監測污染因子為建設項目環境影響評價報告書和初步設計環境保護篇中確定的污染因子,監測過程中嚴格遵循質量保證和質量控制原則。
3.環境監測中存在的問題和建議
在環境監測中,由于自然和人為因素的干擾限制,致使監測頻率低、監測點位不全等現象時有發生,從而使獲得的監測數據不具代表性,某些監測數據結果不能準確地反映環境的實際狀況。同時,由于時間和經費的原因,環境評價單位對環境影響評價過程中的一些監測工作進行壓縮或省略,為了趕進度,監測單位對于某些監測項目的分析未嚴格按照規范進行操作,如固體廢物或土壤的監測分析本應在磨碎后自然狀況下進行風干,但為了省時間而采用烘干。此外,在生態環境監測方面,由于方法、技術及數據表述形式等方面的不足,造成該工作目前處于空白狀態或無實際運用價值,大多數項目的生態環境影響評價只是走形式。這些問題的存在使得監測數據準確性不高,不能及時、準確地反映環境質量狀況和變化趨勢,從而影響環境影響評價報告的質量。
篇4
【關鍵詞】深基坑;支護;坍塌;管理
隨著城市的發展,土地越來越寶貴。高層、超高層建筑不斷涌現,相鄰建筑物的距離越來越小,地下室的深度越來越大。在進行基礎施工時,由于基坑坍塌發生群死群傷事故、抽水造成比鄰建(構)筑物開裂、周邊道路下沉開裂、管線爆裂的現象屢見不鮮,不僅危及到生命財產的安全,也給正常的施工造成影響,增加工程造價,拖延施工工期。因此,對于深基坑,建設、設計、施工單位都應給予高度的重視,開工前應進行充分的論證,采取可靠的措施,確保基坑和基坑周邊道路、管線、建(構)筑物的安全。
一、重點監管的范圍
1、開挖深度超過5m(含5m)或地下室三層(含三層)以上,這類基坑由于土方開挖深度大,支護設計不滿足要求,支護施工質量差或支護不及時,容易造成坍塌事故,造成施工人員的傷亡,同時危機比鄰道路、管線、建(構)筑物的安全。
2、深度未超過5m,但地質條件和周圍環境及地下管線特別復雜,如土質差、地下水位高、地下管線多且近等。
3、人工挖孔樁較深,在施工過程中需要大量抽水,可能造成比鄰建(構)筑物開裂、道路下沉開裂、管線爆裂。
二、深基坑支護設計要求
1、設計前應取得詳細準確的工程地質及水文地質資料:場地內地下水的類型,含水層的厚度,地下水穩定水位的埋深和標高,含水層的富水性、滲透性、滲透系數和滲透影響半徑,場地地下水的補給與排泄條件,各地下水層之間的水力聯系;施工過程中地下水位變化對支護結構和基坑周邊環境的影響。
2、深入調查深基坑周邊環境條件:周邊地下管線(包括上下水、電纜、污水、雨水、熱力、通信、消防、煤氣等)的重要性、特征、走向、埋深,使用情況,周邊建(構)筑物的層數,結構形式、基礎形式基礎埋深、建設及竣工時間、結構完好情況及使用狀況。
3、設計方案的選定及論證
a、設計方案的選定:通過分析工程地質特征,指明支護過程中應重點注意的地層,通過分析地下水特征,明確需進行降水截水控制的含水層,通過分析基坑周邊環境特征,預測深基坑工程對環境的影響,明確需要保護的鄰近建(構)筑物、管線、道路等提出相應的保護措施。結合上述分析結果,劃分深基坑安全等級,采用不同的支護方式和地下水控制設計方案。b、設計方案的論證審查:由于工程地質和水文地質的復雜性、勘探資料的局限性,建議組織地質勘探、巖土力學、結構設計、施工等方面的專家對基坑支護方案進行論證審查,確保支護設計的可靠性。
三、深基坑工程施工要求
1、專項施工方案的編制及論證審查:深基坑工程施工單位應依據設計文件、勘察報告及周圍環境資料,編制出具有針對性和可操作性的專項施工方案,從施工方法、施工程序、進度安排、安全防護等方面進行有效控制;對鄰近建(構)筑物及設施應有周密的保護措施;對地面堆載、地下水、地表水應有詳細的控制措施;對工程地質、水文地質條件復雜地區的工程應有控制險情的應急措施。專項施工方案必須由施工單位技術負責人審定簽章,并經該項目總監理工程師審定認可,由施工單位組織不少于5人專家組,對專項施工方案進行論證審查,并根據論證意見完善專項施工方案。
2、深基坑開挖前必須進行安全生產條件審查,只有當以下條件都具備時方可進行土方開挖:a、基坑支護設計方案及施工圖紙審查合格。b、基坑專項施工方案審查合格。c、比鄰建(構)筑物及地下管線采取了有效的保護措施或制訂了保護方案。d、擬建工程施工圖紙審查合格,建設資金已落實(防止因建設資金、規劃、設計等問題造成基坑長期暴露或超過支護設計安全期而危及周邊環境和建(構)筑物結構安全)。e、選定合格的施工隊伍,配備相應的技術、安全管理人員,進行安全技術交底和培訓。f、深基坑監測準備工作已完成。g、機械設備及各類材料已進場。
3、深基坑必須嚴格按照支護設計圖紙及專項施工方案實施:一次開挖深度必須嚴格按照設計方案要求,必須邊挖邊支,嚴禁先挖后支,這往往是造成事故的主要原因;排水措施必須按照設計方案及時到位;支護結構的施工質量必須符合設計規范要求。
四、深基坑工程的施工監測
1、通過了解建設方和相關單位的要求,收集和熟悉該深基坑的巖土工程勘察資料、氣象資料、周邊環境情況、施工組織設計后,編制具有可操作性的監測方案,監測方案應包括以下主要內容:基坑工程概況;巖土工程條件及周邊環境狀況;監測內容及監測項目;基準點、監測點的布設與保護;監測方法與精度;監測期與監測頻率;報警及處置措施;數據處理及信息反饋;人員設備的配置。
2、應確定主要監測對象:支護結構;地下水狀況;基坑底部及周邊土體;周邊建(構)筑物、道路及管線。
3、及時對監測數據進行分析處理,當出現下列情況之一時,必須立即進行危險報警,撤離施工人員,對基坑支護結構和周邊環境中的保護對象采取應急措施;監測數據達到報警值的累計值;基坑支護結構或周邊土體的位移突然明顯增大或基坑出現嚴重滲漏等;基坑支護結構的支撐或錨桿體系出現過大的變形、壓屈、斷裂松弛、拔出跡象的;周邊建筑物結構部分、周邊地面出現較嚴重裂縫;周邊管線變形突然明顯或出現裂縫、滲漏等。
五、深基坑工程的安全監管
篇5
關鍵詞:環境影響評價 , 環境監測,問題
Abstract: in the construction project of the environmental impact assessment environmental monitoring, mainly from the protection of environment, according to the characteristics of the construction project and the presence of the main environmental problems, make corresponding environmental protection measures, the implementation of environmental monitoring plan, to monitor the environment pollution, prevent environmental quality drop, ensure the economic and social sustainable development. This paper mainly analyzes the present existing in the environmental monitoring, and put forward the Suggestions for the future work.
Keywords: environmental impact assessment, environmental monitoring, problem
中圖分類號:X83 文獻標識碼:A文章編號:
目前,環境保護越來越受到黨和國家的重視、社會的關注,環境保護滲入到人民群眾生活的方方面面,而環境監測在實踐中常被形象地稱為“環境保護的眼睛”。特別是建設項目環境影響評價中的環境監測,更是為建設項目環境影響評價提供準確的監測依據,其目的主要是從保護環境出發,根據建設項目的特點以及存在的主要環境問題,制定相應的環境保護措施,實施環境監測計劃,以監控環境污染、防止環境質量下降、保障經濟和社會的可持續發展。
一、環境監測在環境影響評價中的地位和作用
環境監測是環境影響評價中的重要環節,貫穿環境影響評價的整個過程。環境評價單位進行環境影響評價,首先必須委托監測部門對項目擬建地進行環境本底監測,在環境本底值未超標的情況下再對具體項目進行環境影響預測和評價,并制定監測計劃;項目建成后并試運行三個月后,必須對項目進行驗收監測,以確保環境影響評價中規定的環境保護設施落實到位;在項目運行一段時間后,進行回顧性評價。總之,在環境影響評價的評價初期、建設期、運行期及后評價期都需要環境監測數據來支持。
環境監測對建設項目環境影響評價的作用主要表現在:第一,環境監測是環境影響評價的基礎。只有通過對建設項目擬建地進行環境現狀調查,開展環境監測,才能得到真實的環境現狀數據,進行正確的環境質量現狀評價。第二,通過追蹤分析已有污染的特點、分布情況和環境條件,尋找污染源,預測污染變化趨勢,為環境影響評價提供依據。根據監測數據,結合同步觀測的氣象、水文等資料和污染源料,驗證或調試評價預測模型,為擬建項目地區常規監測點的優化布局和項目環境監測計劃的制定提供依據。第三,環境影響評價報告中的建設項目環境監測計劃是項目環境保護措施的重要組成部分,是環境管理部門執法的依據之一。環境監測計劃的執行能預防和及時發現企業引發的環境污染事故,也可及時發現環境保護措施的不足,是確保區域環境質量的有效措施。第四,通過建設項目竣工驗收監測,可驗證建設項目周邊地區環境質量是否滿足環境管理的目標要求,同時對建設項目的環境影響評價報告的質量進行檢驗,這也是對環境評價單位的技術水平和工作質量進行定量考核、監督與管理的重要措施。第五,相同類別的已建建設項目環境監測資料為擬建建設項目提供類比調查的依據。
二、 環境監測的基本內容和原則
根據工作階段,環境影響評價中環境監測的基本內容可分為兩個部分。
(一)調查階段所進行的環境監測
該階段的監測主要是根據項目的評價等級、經濟條件以及對環境產生的主要影響,選擇適合的監測對象和環境因子,確定適合的監測范圍,選擇正確的檢測方法,并制定一個比較好的監測方案。在制定監測方案過程中應遵循以下基本原則:一是經濟、實用的原則。在制定監測方案、設計技術路線、配置技術裝備時,應做費用效益分析,盡量做到既符合實際要求,又節約費用。二是優先污染物優先監測的原則。優先污染物包括:毒性大、危害嚴重、影響廣的污染物;污染呈明顯增加趨勢,對環境具有危險的污染物;具有廣泛代表性的污染物質等。三是全面規劃、合理布局的原則。環境問題的復雜性要求在制定監測方案時全面規劃、合理布局,不同情況采取不同的監測技術路線進行監測,以獲得最多的環境信息。同時,監測單位應嚴格按照環境評價單位提供的監測方案進行監測,在監測過程中最好有環境評價單位參與該項目監測方案制定的人員進行協助監測。當監測方案執行有困難時,應及時與環境評價單位進行聯系。監測采樣時應注重對外界環境的觀測,嚴禁在監測采樣技術導則所禁止的條件下進行工作;采樣中遇到異常情況,應在監測報告中予以說明。環境監測的全過程應嚴格遵循質量保證和質量控制原則,以正確反映環境質量及其時空變化。
(二)竣工驗收過程中的監測與調查
該階段監測與調查的主要內容有:環境保護管理檢查、環境保護設備運行效果測試、污染物達標排放監測、環境保護敏感點環境質量的監測以及生態調查。監測過程中應注意:監測一般應在工況穩定、生產負荷達到設計生產能力75%以上的情況下進行,監測污染因子為建設項目環境影響評價報告書和初步設計環境保護篇中確定的污染因子,監測過程中嚴格遵循質量保證和質量控制原則。
三、 環境監測中存在的問題和建議
在環境監測中,由于自然和人為因素的干擾限制,致使監測頻率低、監測點位不全等現象時有發生,從而使獲得的監測數據不具代表性,某些監測數據結果不能準確地反映環境的實際狀況。同時,由于時間和經費的原因,環境評價單位對環境影響評價過程中的一些監測工作進行壓縮或省略,為了趕進度,監測單位對于某些監測項目的分析未嚴格按照規范進行操作,如固體廢物或土壤的監測分析本應在磨碎后自然狀況下進行風干,但為了省時間而采用烘干。此外,在生態環境監測方面,由于方法、技術及數據表述形式等方面的不足,造成該工作目前處于空白狀態或無實際運用價值,大多數項目的生態環境影響評價只是走形式。這些問題的存在使得監測數據準確性不高,不能及時、準確地反映環境質量狀況和變化趨勢,從而影響環境影響評價報告的質量。
針對上述問題提出如下建議:一是加強環境評價單位和監測單位對環境影響評價過程中監測工作的認識,從思想上認識環境監測對于環境影響評價的重要性,尤其是加強對環境本底值的監測,為擬建項目的環保審批提供數據,確保對擬建項目在環保審批上的嚴格把關。二是完善環境評價報告書評審責任規范制度。在環境評價報告書和環境評價大綱審查時,要求環境監測技術專家參加,評審監測內容。三是建立并落實環境評價時間、難度和經費的制約機制。項目環境評價等級應與其評價時間、工作量及經費相關,評價時間進度應作為一個評審條件,杜絕速戰速決、急功近利的不良行為。根據環境監測方案計劃時間和預算相應的經費,確保環境監測工作順利進行,充分發揮其在環境影響評價中的重要作用。四是在生態環境監測方面積極應用ES、RS、GIS等新技術,準確測定監測點位,精確采集監測數據,繪制生態片
篇6
1五要素中的質量控制內容和常見問題
1.1“人”的要素“人”的因素在采樣質量控制中占首要位置。首先質上,采樣人員須經上崗培訓取得合格證,要求對《環境空氣手工監測技術規范》、《環境空氣點位布設技術規范》、《大氣污染物無組織排放監測技術指導》等規范性文件熟練掌握,掌握各類采樣設備的采樣原理和操作方法等;其次,采樣人員須有認真負責的工作態度,科學嚴謹的工作方法嚴格按有關要求進行采樣工作;再次量上,人員數量應滿足工作需要,采樣活動應有不少于2名人員進行采樣操作、還要指定專門質量監督員,對采樣人員使用儀器、落實監測方案、執行技術規范等環節進行監督。人員因素在采樣質量控制中易出現的問題主要有:(1)人員配備不足。如在建設項目環保竣工驗收監測中要求每個無組織監測點位至少1人,另外1人負責現場氣象條件測定和判斷[3],實際監測工作中常出現1人負責多點,更談不上專人負責氣象測定,無法保證監測點位隨氣象變化而改變位置。(2)人員過于依賴設備自動化。當前科技水平發達,使采樣儀器具備了自動定時、復電得啟、恒流、自動計算等功能,但再先進的設備也有出現故障的時候,人員過于依賴設備自動化而缺少采樣過程狀態的確認及檢查,如采樣中流量是否漂移、氣體吸收是否正常等,將不能保證所采樣品的代表性。(3)忽略現場專職質量監督員的配備。
1.2“機”的要素“機”的因素是指在采樣活動中采樣設備(工具)是否符合規范的要求,是確保監測數據能可靠溯源的重要保證。設備質量控制的基本要求有三個方面:⑴采樣設備符合計量要求和環境保護產品認定技術要求,如《PM10采樣器技術要求及檢測方法》(HJ/T93-2003),也就是指監測采樣設備須經國家計量許可并經過環保認證;⑵設備應按要求定期檢定且合格;⑶設備在檢定期間要進行期間核查,使用前須檢查采樣流量、氣路氣密性、吸收瓶阻及效率等。目前設備因素在質量控制中主要存在四個方面的問題:⑴吸收瓶為非強制檢定類。市場上各個廠家的吸收瓶質量良莠不齊,產品沒有統一標準,缺乏質量保障,吸收瓶密封性、吸收瓶阻、吸收效率等達不到要求,即使達到要求的吸收瓶在使用一段時間后這幾項指標也會有較大變化,嚴重影響采樣的準確性。⑵重金屬類項目采樣濾膜的使用。環境空氣中鐵、銅、鋅、隔、鉻等重金屬成份分析采樣中要求使用過氯乙烯等有機濾膜采樣[4],其采樣阻力較大,普通顆粒物采樣器不能滿足,存在使用超細玻璃纖維濾膜采樣,從而引入采樣誤差。⑶市場上部分設備不能滿足采樣要求。目前,市場上最好的采樣設備也是為特定項目研制的,如當前恒溫恒流的大氣采樣設備多為二氧化硫和氮氧化物的最佳吸收溫度設置,其樣品室溫度不可改變,適應性較差。此外,市場上還存在短時間采樣的非恒流樣品室未做溫度控制(還存在非恒流短時間采樣設備,樣品室也未做溫度控制),這都將導致樣品的吸收效率存在偏差。⑷用SUMMA罐采集揮發性有機物的自動采樣設備,價格昂貴,普及性不高,而其他的真空箱氣體采樣器效率差,且不能自動換樣。目前,多采用手工氣袋法直接采樣,采樣時間代表性較差,一般1L氣袋手工采樣2~3min即可完成,1h內等間隔采集4個樣品,真正有效采樣時間不足15min。針對上述問題,首先要選擇正規專業的廠家購買吸收瓶、濾膜、試劑等,必要時查看廠家生產濾膜的材質成份檢驗單、吸收瓶瓶阻和吸收效率等第三方檢測報告等,購買后自行抽檢,使用中定期檢查,及時淘汰不符合要求的產品。
1.3“樣”的要素中“樣”的因素主要是指采樣時所用到的濾膜、吸收液、富集管等以及樣品采集和保存過程,應符合采樣規范和采樣方法的要求。主要有兩個方面:一是能否按時按量準確采集到樣品;二是樣品在采集過程和貯存轉運中是否不受污染并得到有效保存,采集樣品的濾膜、吸收液等從實驗室至采樣現場,采樣結束后再至實驗室,路途遙遠,接觸外界時間長,應注意不同項目采樣過程中的注意事項,如采集硫化氫樣品時須在現場加顯色劑并避光低溫保存,顆粒物采樣前要保證濾膜平整無折痕、無針孔,采樣后要檢查塵斑邊界是否清晰等。“樣”的因素在采樣質量控制中存在的常見問題有:⑴對顆粒物和TSP判斷不清。顆粒物在污染源無組織排放煙(粉)塵監測中,采用中流量采樣器(無罩、無分級采樣頭)采樣[4],但隨著越來越多行業標準的出臺,無組織排放顆粒物監測更趨向于TSP監測,如《水泥工業大氣污染物排放標準》(GB4915-2013)、《磚瓦工業大氣污染物排放標準》(GB29620-2013)、《鉛、鋅工業污染物排放標準》(GB25466-2010)中均明確指出無組織監測總懸浮顆粒物(TSP),因此應根據最新行業標準要求,來確定在監測采樣工作中切割頭是否加罩;⑵易忽視避免使用常見材質要求,如在氨氣、氯氣等采樣中避免使用橡膠類連接管[4]。
1.4“法”的要素“法”因素在采樣質量控制中主要是指采樣方法、標準規范的正確選擇,以及采樣方案的合理制訂,它是采樣工作的開展提供主要依據。一個項目有多種分析方法和采樣方法,其選取原則是優先采用標準引用方法,若標準無引用方法,如現行《大氣污染物綜合排放標準》GB16297-1996)中沒有引用或給出采樣方法,則應根據監測目的、評價標準、擬用方法的最低檢出限(一般應低于評價標準一個數量級)和自身實驗室認證能力進行確定。“法”的因素在采樣中存在的常見問題主要有:⑴采樣體積的確定問題。如無組織氨的采樣,若采用納試劑分光光度法進行分析,其采樣體積是30L[4],采樣體積小導致氨未檢出,按最小采樣體積計算公式[4]來確定其最小采樣體積應為666L。若改用水楊酸分光光度法,由于其檢出限較低,其采集30L樣品則能滿足要求。此外實際工作中出現需加大采樣體積時,會有延長采樣時間和加大采樣流量兩種方式,此時應慎重選擇加大流量方式,加大流量在采樣中易引入較大的誤差,如顆粒物采樣中TSP粒徑的顆粒物切割是在0.3m/s流速下完成[4],如流速改變則切割效率必然影響,同樣在溶液吸收中也存在最佳吸收流量,過快的氣體通過速度則易導致吸收效率降低。⑵方法中時間代表性問題。污染物排放標準中規定的濃度限值多為小時均值(或1h內4次等間隔樣品的均值),實際工作中對于需直接采樣的(如注射器采樣)往往忽視4次等間隔采樣;⑶標準落實難問題,如現行環境空氣質量標準對TSP、苯并芘[a]的日均值時效性規定為24h,實際工作中不論從電力保障、儀器設備等方面都較難保證連續24h全覆蓋。⑷方案制定中質量控制內容簡單或缺失。在采樣方案制定中只重視點位、時間、頻次、項目等要求,而質量控制方面的現場校準、空白樣、密碼平行樣等容易忽視。
1.5“環”的要素“環”即采樣環境,包括采樣的空間環境、氣象環境和生產工況環境。空間環境即點位布設時周邊環境滿足規范要求,如環境空氣監測時應避開局部污染源,采樣口平面應有270度無阻擋空間等;氣象環境即采樣時氣象條件滿足相關要求,如無組織采樣時應避開大風等空氣極不穩定狀態、特殊樣品采樣和運輸中應低溫避光等要求;生產工況環境即在驗收監測中根據不同的行業對生產工況或主要生產設備要求的工況不同等。“環”的因素在采樣質量控制中常見的問題主要存在于無組織排放監測中,主要有四方面:⑴采樣點位設置不規范,未考慮特殊因子。環境中有較大本底影響的監測因子如顆粒物、二氧化硫等項目按要求于無組織排放源的下風向設監控點,同時在其上風向設對照點[5],其他污染則在周界外濃度可能最大處設點。但實際工作中無組織排放監測采樣點位布設時常將污染源下風監控點與周界外監控點混淆。⑵監測工況要求不一致,采樣人員易忽視無組織源工況。建設項目驗收監測要求企業驗收監測期間生產負荷達到設計能力的75%及其以上[3],而《大氣污染物綜合排放標準》中無組織排放限值制定的原則是在最大負荷下生產和排放,以及在最不利于污染物擴散稀釋的條件下能達到的限值,兩者的矛盾讓采樣人員無所適從。⑶氣象條件的影響。由于地理環境和季節氣侯等原因,常出現風速不穩、風向變化大和大氣穩定度等不適宜監測的情況,若在采樣限定時間內完成采樣,則會出現在不適宜采樣的條件下進行采樣,結果導致采樣準確性。⑷缺少對現場實際情況的了解。采樣人員如對無組織排放源分布情況不了解,導致在現場點位布設中缺乏針對性從而影響其采集樣品代表性,最終導致評價判斷的不科學。
2結束語
綜上所述,大氣手工采樣的質量控制是一項系統性工作,為保證采樣環節的質量,不但需采樣人員嚴格按技術規范、標準方法進行操作,尤其是在現場條件較為艱苦的情況下,發揮監測人員科學嚴謹的職業素養,同時也需要上級部門從監測設備性能指標的強制統一、相關技術規范的完善等方面繼續努力,環保監測設備的不斷科技進步也是采樣質量控制的重要推手。
作者:范存峰 邱坤艷 單位:濟源市環境監測站
參考文獻:
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[3]劉芳,敬紅等.建設項目竣工環境保護驗收監測培訓教材(第二版)[M].北京:中國環境出版社,2013.
篇7
Abstract: According to the current wind power projects in the acceptance of the environmental protection work in Jiangsu province on the project noise assessment requirements of discharging standard, this paper puts forward the implementation scheme of noise monitoring.
關鍵詞: 風電;環境保護;竣工驗收;噪聲監測
Key words: wind power;environmental protection;completion inspection and acceptance;noise monitoring
中圖分類號:X839.1 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)26-0096-02
0 引言
江蘇沿海風能資源的優勢促進了該區域風力發電項目(以下簡稱風電項目)的建設,而風電項目竣工環境保護(以下簡稱環保)驗收監測內容之一,就是噪聲監測。風電項目因其與一般工業類項目的不同,其噪聲監測要求與一般工業類項目也存在較大差異。具體簡要分析如下:
1 風電項目竣工環保驗收噪聲執行標準
風電項目營運期噪聲主要為布置在風電場內幾十臺風力發電機組(以下簡稱風機)的運轉噪聲以及在風電場內配套建設的升壓站內主變壓器、電抗器等大型聲源設備運行噪聲,并通過選用低噪聲設備、合理布局等措施降低噪聲。根據風電項目環境影響評價文件和環境影響評價審批文件的要求,風機周圍及升壓站廠界噪聲執行《工業企業廠界環境噪聲排放標準》(GB12348-2008),風電場內噪聲敏感目標執行《聲環境質量標準》(GB3096-2008),此為風電項目竣工環保驗收監測及評價的依據。
2 風電項目竣工環保驗收噪聲監測布點
2.1 廠界定義 GB12348-2008規定了工業企業和固定設備廠界環境噪聲排放限值及其測量方法,適用于工業企業噪聲排放的管理、評價與控制等,并定義了“廠界:由法律文書(如土地使用證、房產證、租賃合同等)中確定的業主所擁有使用權(或所有權)的場所或建筑物邊界。各種產生噪聲的固定設備的廠界為其實際占地的邊界。”
2.2 升壓站廠界噪聲布點 風機項目在風電場內需要建設(或者依托)一座升壓站,升壓站具有明顯的邊界(廠界),類似工業類項目,只需要按有關標準要求設置升壓站邊界(廠界)噪聲監測點位。
2.3 風機噪聲布點 和我國其他省風電場占地情況不同,布置在江蘇沿海的風電場沒有明顯的邊界(廠界)。較之于工業類項目,風電場范圍較大(長、寬約為幾公里~幾十公里),幾十臺風機在風電場內呈點狀分布,但是每臺風機機位占地(征用或租用)僅約20米×20米。由于每兩臺風機之間的間距一般大于500米,兩臺或兩臺以上風機的噪聲疊加影響很小,因此可以只監測單臺風機的運行噪聲。
根據GB12348-2008中對“廠界”的定義,應將單臺風機機位的占地(征用或租用)作為單臺風機的邊界(廠界);因此監測單臺風機廠界噪聲時,噪聲測點應該設置在風機機位占地的邊界(廠界)處,并根據風機槳葉轉子迎風特性,將噪聲測點布置在風機機位占地邊界噪聲較高一側。
2.4 風電場內環境敏感目標的噪聲監測 風機噪聲防護距離內如存在環境敏感目標,則根據《聲環境質量標準》(GB3096-2008)要求,對環境敏感目標實施噪聲監測。
3 風電項目竣工環保驗收風機噪聲監測氣象條件
3.1 GB12348-2008要求 GB12348-2008規定了噪聲監測的氣象條件為“無雨雪、無雷電天氣,風速為5m/s以下時進行”,此規定主要適用于工業類項目。考慮到風力發電等噪聲的產生與氣象因素密切相關,GB12348-2008又增加了“不得不在特殊氣象條件下測量時,應采取必要措施保證測量精度,同時注明當時所采取的措施及氣象情況”。
3.2 國家環境保護總局環函〔2002〕156號要求 國家環境保護總局在環函〔2002〕156號《關于風力發電機噪聲監測執行標準有關問題的復函》明確表示,風力發電機的噪聲監測應在其正常工況下進行,GB12348-90(自2008/10/01起被GB12348-2008替代)中“企事業單位噪聲的監測應在無雨、無雪的氣候中進行,風力為5.5m/s以上時停止測量”的規定,不適用于風力發電機的噪聲監測。
3.3 風機噪聲監測氣象條件要求 風力發電是將自然風能轉變為機械能,再將機械能轉變為電能的過程,依據目前的風力發電機組技術,風速大約在3m/s(微風的程度)就可以開始發電,最佳發電風速為12m/s,此時單臺風機基本可處于滿負荷運行工況。風機項目選擇在沿海建設,就是要充分利用沿海豐富的的風力資源。
參照電力行業《風電場噪聲限值及測量方法》(DL/T1084-2008)中測量氣象條件為“無雨、無雪、風速12m/s以下時進行”的規定,風機噪聲監測可在“無雨雪、無雷電、風速12m/s以下時進行”,同時在監測風機噪聲時,應在噪聲測量儀上安裝專用裝置,消除風力對噪聲測量儀的影響。
4 風電項目竣工環保驗收風機背景噪聲的測量
背景噪聲是“被測量噪聲源以外的聲源發出的環境噪聲的總和”,風機噪聲的產生與氣象因素密切相關,停止某臺風機的運行約需5分鐘的時間,驗收監測時可要求企業配合,停止被測風機的運行,實施背景噪聲的監測,并對該風機廠界噪聲測量值按GB12348-2008規定進行修正。
5 風電項目竣工環保驗收噪聲監測工礦要求
為保證監測數據的有效性,工業類項目竣工環保驗收監測的前提條件是“驗收監測期間生產負荷達到設計能力75%或以上”。但是風電項目屬于生態類項目,風機運行工況取決于當時的氣象因素,尤其是風速。根據《建設項目竣工環境保護驗收技術規范 生態影響類》(HJ/T394-2007)以及環函〔2002〕156號文件要求,驗收監測期間,可不要求風電項目生產負荷達到設計能力75%或以上,只要工程正常運行即可進行噪聲監測,同時記錄升壓站以及被監測風機的工況(即風電場出力)。
6 結論
發電項目竣工環保驗收噪聲監測,風機噪聲測點應布置在風機機位占地邊界處,并要求監測風機背景噪聲;測量氣象條件為“無雨、無雪、風速12m/s以下時進行”;工況要求為升壓站及風機正常運轉。
以上是筆者通過對近年來所完成風電項目竣工環保驗收監測工作的積累并多方咨詢同行專家后,提出的風電項目噪聲監測方案,供同行們探討。
參考文獻:
[1]國家已出臺環境保護法律、法規、標準及規章制度.
篇8
【關鍵詞】微波成像;資料同化;進展
0 引言
微波成像資料的同化一直是數值模式發展過程中的熱點問題,國外利用微波成像資料進行同化最早采用的是先反演再分析的間接同化方法,但是間接同化由于包含了反演過程中各個環節的誤差,使得觀測誤差來源復雜化,并帶有系統性偏差,同化過程中產生背景與觀測誤差偏離正態分布較遠等問題,因此目前在微波成像資料同化中通常采用的是直接同化的方式,研究表明直接同化的同化效果產生了一定的正影響,使得數值預報準確率得到了一定程度的提升。目前,同化系統中主要應用的微波成像載荷有SSM/I,SSMIS和AMSR-E等。
1 國外研究進展
1.1 SSM/I
美國從1987年開始實施DMSP計劃后陸續發射了搭載SSM/I,SSM/T和SSM/T-2的衛星,提高了空間對地遙感探測的能力。全球資料同化系統(GDAS)和美國環境預報中心(NCEP)利用SSI三維同化分析系統對大部分的衛星數據進行了同化,其中就包括SSM/I。對于SSM/I資料的應用,一開始采用的是間接同化,Treadon[1]對SSMI反演的降水資料進行了間接同化,研究表明加入同化資料起到了一定的作用,但是當某些地區沒有降水的時候就沒有資料進入同化系統中,此外Treadon發現采用間接同化大氣可降水量(TCWV)會中斷哈德萊環流。鑒于間接同化有這樣的缺點,Okamoto通過實驗發現相比間接同化海表面風速和大氣可降水量,直接同化SSM/I輻射率資料效果更好,而且不會中斷哈德萊環流。Jean-Deancois[2]采用SSM/I及TMI降水率資料和歐洲四維同化系統進行了對比試驗,發現SSM/I和TMI對溫帶地區的降水預報都有很大的改進作用,但相比較而言SSM/I的同化效果整體好于TMI。Okamoto[3]使用NCEP的GSI同化系統對SSM/I的輻射率資料進行直接同化,并利用輻射傳輸模式剔除了受云雨條件影響的數據,質量控制方案為:(1)剔除亮溫小于70K或大于320K的數據;(2)剔除水平極化亮溫減去垂直極化亮溫大于2K的數據。云檢測方案為:(1)19GHz、22GHz、37GHz和89GHz各通道的云中液態水含量分別超過0.35kg/m2、0.27kg/m2、0.10kg/m2和0.024kg/m2時,剔除該數據;(2)觀測場與背景場之差如果大于對應通道的特定觀測誤差,予以剔除。表1列出了各通道的云中液態水含量臨界值和觀測誤差臨界值。同化結果表明,熱帶地區和北半球的降水量得到了一定增加,南半球中高緯地區的降水量有輕微減小。總體而言,SSM/I資料的加入提高了全球預報技術,尤其是測量熱帶地區200hPa的風矢量誤差,并且在臺風路徑模擬方面也減小了誤差(表1)。
1.2 SSMIS
目前,在DMSP計劃中,SSMIS取代了SSM/I,SSM/T和SSM/T-2,實現垂直探測和成像遙感的有機結合,SSMIS在SSMI通道頻率調整的基礎上增加了17個通道。Kazumori[4]等利用日本氣象廳全球數據同化系統,對SSMIS南半球500hPa高度數據進行低分辨率(TL319L60)同化試驗,發現預報時間為一天時,加入SSMIS數據效果全面好于不加入SSMIS,而預報時間為3、5、7天時,加入SSMIS資料的絕大部分效果都好于不加入,表明SSMIS資料能夠顯著地改善預報的準確性,下一步計劃采用日本業務系統進行高分辨率(TL959L60)同化試。Okamoto等研究發現經過偏差訂正后SSMIS數據質量和SSMI非常相似,他們采用了和SSMI相同的質量控制和云檢測方案,同化結果表明對分析850hPa溫度和大氣水汽總量有一定的積極作用。為了同化SSMIS資料,NOAA還發展了新的質量控制方法和云檢測方案:(1)觀測場與沒有經過偏差訂正的背景場的差值大于等于3.5K時,予以剔除;(2)第2通道(52.8GHz)與經過偏差訂正的背景場的差值大于1.5K時,剔除12―16通道(19V/H,22V,37V/H)數據;(3)云中液態水含量臨界值剔除方法,具體數值不同于SSM/I(見表2)。可以看出,新的質量控制方法在原有基礎上加入了對非成像通道數據的利用,更具準確性。NOAA的全球預報系統同化SSMIS資料后,對提高全球中期數值預報水平產生了較小的正效果。Bell[5]等基于MetOffice,ECMWF,NCEP和NRL四個業務數值預報中心對DMPS-F16的SSMIS成像資料進行同化,結果顯示在南半球產生了正影響,1―4天的海平面氣壓預報誤差減小了0.5%-2.5%(表2)。
1.3 AMSR-E
AMSR-E微波成像儀與SSM/I最大的區別在于它有四個低頻通道,即6.9GHz和10.6GHz(雙極化),而低頻通道對地表和海表面的氣象要素非常敏感,因此研究人員針對這兩個低頻通道在同化系統的應用效果開展了許多工作。Kazumori[6]發現同化AMSR-E資料對海表面風速的研究具有積極作用,6.9GHz和10.6GHz垂直極化通道對海溫非常敏感,在高風速的條件下,6.9GHz和10.6GHz的水平通道敏感性迅速變大,同化AMSR-E資料對臺風和暴雨等天氣現象進行模擬,發現在所有天氣條件下AMSR-E的風速數據都使得分析場中的表面風速增加,并增加了臺風中心的強度和最大風速,提高了臺風的預報水平。此外,Kazumori還發現在同化系統中加入AMSR-E資料使得數值模式對于降水的模擬更接近實際觀測情況,采用的質量控制方案和云檢測方案和Okamoto對于SSMI的方案相似,具體數值見表3。
在微波成像資料的同化研究過程中,許多和同化相關的技術和方法也同步得到了快速發展。譬如,NCEP針對AMSR-E的低頻通道設計了一個新的微波海洋輻射模式,應用于CRTM快速輻射傳輸模式中,研究發現新的海洋輻射模式能夠更加有效地從AMSR-E輻射率資料中獲取海表面信息,對比試驗結果表明采用該海洋輻射模式對南半球的正影響更加顯著[6]。
2 我國研究進展
我國在微波成像資料同化方面起步較晚,對于微波成像儀,利用AMSR-E進行的研究較多,但對SSM/I和SSMIS等其他微波成像儀研究很少。例如鄭祚芳等[7]針對衛星觀測資料具有水平分辨率高,觀測面廣闊,測量誤差易于掌握等優點,分析和總結了目前衛星觀測資料在數值天氣預報模式中的應用情況,并對其未來發展做了一些有益的探討。付秀麗等通過研究發展一個數據分析方法,判斷AMSR-E亮溫同化系統土壤水分的預報誤差[8]。史小康等利用AMSR-E亮度溫度資料,估算了高原東北部的土壤濕度值;還利用耦合了Noah陸面模型的WRF中尺度模式WRF-Noah,結合牛頓松馳逼近同化法對AMSR-E估算的土壤濕度進行了同化試驗[9]。皇群博設計了一個一維+四維變分同化系統的流程,并將其應用于云水污染的SSM/I資料的同化,發現結果好于不加入受云水污染的SSM/I資料[10]。對于我國自主研發的MWRI微波成像儀,陸其峰利用歐洲中期天氣預報中心系統對FY-3A資料進行了同化研究,結果表明同化FY-3A數據對預報準確度有一定改進[11]。
3 總結
相比于國外的研究進展,我國在微波成像資料同化方面發展水平和國外還存在一定差距。DMSP-F16作為美國國防衛星,已搭載SSMIS成功運行多年,資料使用效果良好,在軍事氣象保障、天氣預報、強對流監測和洪澇災害監測、水文應用方面發揮了巨大作用。該系列衛星不僅已經更新多次,而且在美國未來的衛星計劃中,同時擁有微波成像和微波探測兩類通道的微波探測器將繼續發展,因為通道細化后能采集到更加豐富的微波遙感信息,帶來更加廣闊的應用前景。目前我國自主氣象衛星的發展正進入一個快速發展的時期,特別是即將發射的氣象衛星搭載的微波成像傳感器,與SSMIS成像通道頻率接近,針對微波成像資料在數值天氣預報中的應用研究迫在眉睫,因此借鑒國外先進的經驗和完善的技術對改進我國微波成像資料同化在數值模式中的應用將大有裨益。
【參考文獻】
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篇9
關鍵詞:氣象能見度;理論;觀測技術
中圖分類號:P412.17 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)04-0224-01
隨著社會不斷的發展,人們的生活水平逐漸提高,對于社會的需求也在逐漸提高。氣象能見度可以在天氣預報、環境監測、交通運輸等方面進行廣泛應用,可以有效的滿足現代人們的需求。而氣象能見度的時空變化較大,只有對其進行全方面的觀察,才能保證氣象能見度的使用穩定性。近年來,我國經濟水平逐漸提高,對于氣象能見度資料準確性的要求也越來越高,對此,我國相關工作人員已經根據氣象能見度理論研發了多種氣象能見度探測儀器,以確保氣象能見度觀測工作順利進行。
1 氣象能見度理論
現階段,氣象能見度的觀測工作在實際開展過程中,常常會通過不同的觀測方法進行,并將不同的觀測結果進行比較,只有這樣才能形成一項準確、合理、標準的氣象能見度理論[1]。然而,氣象能見度的相關理論概念較多,在對其實際觀測時常常會出現一些混淆的現象發生,如果這一現象不能及時解決就會影響氣象能見度觀測技術的發展。隨著社會不斷的發展,通過國內外專業技術人員不斷的研究,現有的氣象能見度理論體系逐漸完善,越來越多的氣象能見度觀測技術慢慢的出現在人們眼前。
1.1 能見度
氣象能見度的理論主要根據Purkinje理論形成的,而氣象能見度理論在實際使用過程中可以有效的決定一些目標與背景的亮度差異,并根據這些差異制定出對應的能見度目標。在制定能見度目標時還應該將其中的背景固有亮度進行標記,并做好能見度與固有背景亮度的對比工作,只有這樣才能更好的將能見度的真正意義體現出來[2]。當背景固有亮度與能見度對比時,可以根據能見度理論中的主要概念將其在空間目標識別領域中應用,完成能見度的觀測工作。另外,在能見度與一些固定目標對比過程中,常常會受到一些大氣學光的特性、自然光照度、目標固有亮度等方面的影響,導致氣象能見度中的真正理論、含義被掩蓋。
1.2 氣象能見度
通過國內外專業技術人員對氣象能見度理論不斷的研究、探討,已經規定了一項氣象能見度理論,在對氣象能見度觀測時可以通過觀測時間、觀測對象、觀測方向、觀測背景、觀察目標這一系列標準的觀測環節進行觀測,保證觀測技術在其中氣象能見度理論應用時的工作質量與效率。
2 氣象能見度的觀測
2.1 目測氣象能見度
目測氣象能見度主要由白晝與夜間兩部分組成,其中的白晝的觀測主要通過指定的觀測線路經進行操作,并將氣象能見度中的相關數值體現出來。但是通過目測的形式了解氣象能見度導致其中的數據信息的準確性較低,很難滿足人們人眼的對比需求與生理特性、心理狀態的需求[3]。而一些目標幾何、背景亮度、觀測時間段等方面的因素都與目測質量有著一定的關系,其次,在使用目測的形式對氣象能見度進行觀測其中的假定意義也很難得到滿足,而這一現象主主要由一些實際的觀測現場與環境所引起的,很難通過對應的解決對策解決。當觀測目標與背景不符合觀測技術的指定要求時,只有將其中的業務進行全方面的創新、完善、矯正,才能保證觀測工作的完成。最后,通過目測的方式對氣象能見度進行觀測,所得出的相關的觀測數據就可以通過“發現”、“識別”、“判定”的形式總結出來,保證目測出來的氣象能見度理論與世界標準的氣象能見度理論之間的誤差較少。對于不同的任務目標來說,要根據氣象能見度現狀制定出對應的觀測方案;第二種夜間目測是在開展夜間氣象能見度觀測工作時,人們的視覺會隨著夜晚的到來而發生變化,主要以WMO的相關電光源作為整個電光目標,并將其中低能見度目標作為整個夜間目測氣象能見度的工作的重要依據,只有這樣才能保證夜間氣象能見度觀測工作得以實現。
2.2 器測氣象能見度
在開展器測能見度理論的觀測工作時應該使用對應的透射儀器進行操作,并將進入、接收終端的散射光以及基線進行偏離,等到實際觀測時再將其進行準確矯正。對于散射儀器來說,還可以有效的對一些大霧的天氣的氣象能見度進行觀測。
3 結語
在開展氣象能見度的觀測工作時可以根本不同的天氣情況、特征進行操作。在觀測工作實際進行時可以根據不同的天氣情況使用不同的定律進行,并將作為整個氣象能見度觀測工作的重要理論基礎。本文對關于氣象能見度理論與觀測技術進行了簡單的分析,文中還存在著一定不足,今后氣象專業技術人員對氣象能見度理論與觀測技術工作進行更加深刻嚴謹的分析,將氣象能見度的觀測更加精細準確。
參考文獻
[1]李浩,孫學金,單陳華,.關于氣象能見度理論與觀測的討論[J].理工大學學報(自然科學版),2013(03):297-302.
篇10
【關鍵詞】地面觀測業務改革調整;氣象觀測工作;重要變化
為大力發展我國氣象觀測業務現代化,縮小與國際先進水平之間的差距,中國氣象局在繼《綜合氣象觀測系統發展規劃(2010-2015年)》(氣發[2009]463號)的基礎上,進一步提出了在未來2014年至2020年期間我國發展綜合氣象觀測系統的總體目標和戰略部署。“一網、二鏈、三星”業務格局的構建、“四化”“五高”目標的實現離不開氣象工作基礎業務水平的提升,發展規劃中再一次明確地面觀測業務改革調整是綜合氣象觀測系統實現實質性飛越的基礎,加強貫徹落實《2012年地面氣象觀測業務改革調整和試點工作方案》(氣發[2012]15號)文件精神仍是目前我國實現現代氣象業務體系的工作重心和基本要求。自2012年3月31日起實施的全國地面觀測業務改革調整工作以來近兩年半時間里,我國的氣象觀測工作發生了一系列重要變化,下面將結合工作中的實際情況作重點介紹。
一、地面觀測新型自動站ISOS軟件系統運行情況
相比地面氣象測報業務系統軟件OSSMO 2004來說,地面觀測新型自動站ISOS軟件系統在地面監控模塊和通訊組網接口模塊等方面都有了進一步的升級,大大降低了故障率,提高了觀測數據的質量,更加適應地面觀測業務改革調整的需求。下面對ISOS軟件系統進行簡要介紹:
1、SOS系統架構
平臺具有以下特點:
(1)開發人員、氣象業務流程設計人員、氣象業務操作人員、其他用戶職責分明,工作流程清晰,使平臺實現了數據的實時采集,具有業務數據處理層級清晰的顯著特點。
(2)平臺中配置有調度控制器,通過一系列計劃消息和時間消息的相互傳遞,可實現自動化調度。
(3)通過文件存儲系統,分類形成“每日逐分數據文件”、“每月逐時數據文件”、“每日逐分狀態文件”,并且文件的存儲格式靈活可配。
(4)設備的接入可采用COM方式、以太網方式或其他方式進行接入,接口集約化,接入方式靈活可配。
(5)具有非常系統清晰的分層架構體系和業務流程體系設計。
(6)采用SQLite關系數據庫作為基礎數據庫,易于管理和操作,并方便日常的維護和配置及多應用需求端口的接入。
2、SMO模塊
在成功安裝臺站地面綜合觀測業務軟件ISOS-SS 之后,系統要求對臺站參數、分鐘極值參數、小時極值參數、通信參數等進行正確設置,在軟件進入正常運行狀態之后,臺站就可以進行實時觀測、數據處理、數據查詢、設備管理、工作管理等一系列操作。這些操作實現了自動報測、故障預警、人工訂正、歷史數據下載、數據自動歸檔、各類型要素數據查詢、數據導出、綜合查詢等功能,大大降低了故障率,提高了觀測數據的質量,減少了人為干預的因素。
3、MOI模塊
MOI(地面氣象業務觀測平臺)模塊的主要功能是它可以實現人工交互數據的實時處理、對觀測數據進行質量控制并對運行監控過程中出現的異常進行自動報警、輸出氣象資料和電報文件、對觀測數據自析并自動形成各類氣象報表、對數據進行實時快速的傳輸、進行系統維護和業務管理。MOI模塊由MOI軟件和MOIFtp軟件構成,其中MOI軟件可實現自動錄入、正點觀測、形成重要的天氣報、進行日維護和輻射日維護。MOIFtp軟件主要是用于形成長Z文件和報文傳輸。
二、地面觀測業務改革調整后臺站對質量控制的著力點
地面觀測業務改革調整涉及范圍廣,涉及所有國家級氣象臺站的氣象觀測基礎性工作(觀測、發報、信息傳輸、報表編制),改革后對于數據資料的處理,在方法和程序上與以往相比有很大不同,同時,在運行期間也發現一些新的問題,比如個別類型臺站個別時段數據資料的處理、文件的上傳及維護等因沒有詳細的技術指標規定,因此缺乏統一規范和可操作性。根據工作實際,在地面觀測業務改革調整后臺站對質量控制的著力點表現在以下幾個方面:
1、調整前后基礎業務的轉換
這次改革的重點主要集中在以下幾個方面:(1)取消包括虹吸雨量計在內的自記儀器的使用。自動臺站進行降雨量監測時,如果出現缺測現象,自記儀器的使用是一個很好的替代方式,因此,自記儀器的取消對于自動臺站這方面的影響較大。(2)氣象觀測方式與守班時段的調整。對于基準站和基本站氣象守班時段調整為08-20時連續觀測,但4次定時觀測時段守班;20-08時夜間不守班,僅在觀測時的部分時段守班。一般站仍按原規定對天氣現象進行觀測和記錄,夜間不再守班。(3)發報任務的增加與變化。對于基準站和基本站,改革之后要將以前的8次定時天氣報發報任務改用新長Z文件上傳,其中增加了質量控制信息、加密報等重要的信息,極大豐富了數據內容,同時20-08時的重要報的發報有特別的規定。
2、按照改革調整的規定,對夜間降水記錄的處理方式較以前有較大變化。
夜間降水記錄的處理包括夜間滯后降水量的處理、夜間固態降水數據的處理、夜間雨量計故障的降水處理。對于夜間滯后降水量的處理,應按照夜間不守班臺站的相關要求及規定執行,分清“夜間”欄和“白天”欄的記錄內容,“夜間”欄不記錄起止時間和方位,只標記符號即可。固態降水的處理不同于夜間滯后降水量的處理,它主要表現為特定時段內的記錄。如果能夠確定固態降水的降水起止時間的,要以時加蓋時段內降水量作缺測處理。對于夜間雨量計故障的降水處理,按原規定,可以使用自記儀器作為替代方法,而調整后,不再使用包括虹吸雨量計在內的自記儀器,那么在這種情況下,如果因故障無法獲取相關數據時,應按缺測處理。
3、地面天氣報(加密報)、降雪加密報的取消對上傳資料的處理方式上有較大影響。
原規定中要求上報地面天氣報(加密報)和降雪加密報,而調整改革后取消了這項規定,轉而由編發新長Z文件的方式替代,因為規定細則不同,故而在上傳資料的具體處理過程中容易造成誤操作。這也是在地面觀測業務改革調整后臺站對質量控制的著力點之一。
三、地面觀測業務改革后出現的地面測報異常數據類型及處理措施
在地面氣象測報業務系統軟件(OSSMO)改革升級后,大大降低了人工觀測和編發報的工作量,使收集到的地面觀測資料的傳輸及相關流程得到優化,提高了數據上傳的質量、時效、頻次和總量,上傳數據的時間改革前為10min,改革后為5min。在觀測數據得到精細化和時效化的同時,我們發現一些臺站出現了一些新發生的錯情率,這對于業務人員的技術水平和業務素質提出了更進一步的要求。出現的地面測報異常數據類型及相應對策大致包括以下幾個方面:
1、因自動站監控軟件判斷出分鐘降水量累積與小時降水量不一致時質控程序無法正常運行。
臺站在軟件的“自記降水設置”參數中設為“有:人工”,如果自動站監控軟件在進行正點地面觀測數據維護時觀測到的分鐘降水量顯示為“-”,而小時降水量為空,那么就會判定分鐘降水量累積與小時降水量不一致而使質控程序無法正常運行。
對策:自動站的運行燈顯示為黃燈和綠燈兩種,在顯示為黃燈時表示自動監控軟件正在進行觀測或是進行數據的卸載,此時無法進行人工干預,當恢復至綠燈時,業務人員可以進行人工干預,此時,可以將小時降水量的值由空白填為“-”,使之與分鐘降水量的累積值顯示一致,那么質控程序就可以重新進行正常運行狀態。
2、確保設備的正常運行,那么得到的監測數據一般來說是客觀的、連續的,不存在人為因素,但在某些特殊情況下也可能發生缺測現象。
對策:在發現有缺測現象時,應想到的就是軟件中存儲的RTD文件、Z文件和J文件,在從RTD文件中選取數據進行補救的同時,應查看Z文件和J文件,確定缺測事件的真實存在性,如果確定就應從人工定時觀測記錄和自動觀測記錄兩個方面選取日極值加以彌補。
3、因某一時段的時極值監測出現異常影響到當日日極值的挑取
對策:如果確定當日的日極值出現在某時內,而該時的時極值又出現了異常,那么可以將該時的時極值先做缺測處理,然后從人工記錄的數值中選取日極值進行分析。
四、自動化程度的提升減少了人工觀測和編發報的工作量
改革調整中陸續取消了一些需要人工觀測記錄的儀器設備的使用,比如虹吸雨量器、溫濕度計、氣壓計等,相應的對于一些基本氣象要素的記錄也由人工記錄轉變為自動觀測,同時,也省去了對以前因手工記錄產生的自記紙等資料的整理。這樣,大量的人力資源從繁瑣的基礎性工作中解放出來,可以專心地做一些業務研究工作,有利于促進氣象工作的發展。另一方面,現代化設備的高效利用確保了數據質量和上傳時效,同時也減少了辦公物資的浪費。
五、因地面觀測業務改革調整政策的全面實施,促使相關部門和業務人員加強業務學習,加強網絡運行管控
為保證地面氣象測報業務軟件的正常升級運行,提升氣象觀測和服務質量,穩步推進地面觀測業務自動化,相關部門和業務人員認真組織學習相關文件和軟件使用操作細則,細化部門、人員和業務流程,對相關技術要求、規章制度、改革調整技術規定進行了熟練的掌握和考核,確保了改革前后業務的銜接。
六、改革調整后數據質量更加準確、科學、客觀
在人工觀測的條件下,因每個業務員都有自已的觀測方式和習慣,因此,數據資料往往存有很大的主觀性,一旦發生誤差,事后就必須使用一些數學方法進行矯正補救,這大大影響了數據的準確性、科學性和客觀性。改革調整后,由設備自動觀測收集數據資料,只要確保設備的正常運行,那么得到的數據就是客觀的、連續的,不存在人為因素,并且數據的處理、計算、傳輸、發報都是由程序自動完成,這樣在確保數據質量的同時,也為氣象預警提供了及時、精細、可靠的信息支持。
七、結語
進一步貫徹落實《2012年地面氣象觀測業務改革調整和試點工作方案》(氣發[2012]15號)文件精神是目前我國實現現代氣象業務體系的工作重心和基本要求。自改革調整實施近兩年半時間里,我們的氣象觀測工作發生了一系列重要變化,也出現了許多新的問題,同時,也促使相關部門和業務人員加強業務學習,加強網絡運行管控,為加快實現我國的氣象業務現代化做好準備。
參考文獻:
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[2]中國氣象局.2012年地面氣象觀測業務改革調整和試點工作方案.