王忠岱 張國鋒 黃麗雅

（1.同濟(jì)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院，上海201804；2.河北建投海上風(fēng)電公司，河北 唐山063000；3.交通運(yùn)輸部規(guī)劃研究院，北京100028）

0 引言

在港口煤炭堆場(chǎng)的環(huán)境影響評(píng)價(jià)中，堆場(chǎng)起塵量估算結(jié)果準(zhǔn)確與否關(guān)系到顆粒物濃度預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和評(píng)價(jià)結(jié)論的可靠性[1，2]。目前，國內(nèi)通常采用JTS 105-1—2011《港口建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)規(guī)范》（以下簡稱《規(guī)范》）[3]中的推薦公式計(jì)算堆場(chǎng)起塵量，公式中各計(jì)算參數(shù)的取值直接影響堆場(chǎng)起塵量的估算結(jié)果[4，5]。因此，起塵量估算參數(shù)是合理評(píng)價(jià)港口煤堆場(chǎng)大氣環(huán)境影響的關(guān)鍵數(shù)據(jù)[6]。

本文收集整理了我國多個(gè)典型港口的煤炭堆場(chǎng)基礎(chǔ)資料、氣象數(shù)據(jù)以及環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通過推算與驗(yàn)證，得出不同環(huán)境條件下堆場(chǎng)起塵量的主要計(jì)算參數(shù)取值范圍，為準(zhǔn)確合理地評(píng)估港口煤炭的大氣環(huán)境影響提供科學(xué)依據(jù)。

1 計(jì)算方法

1.1 計(jì)算公式

根據(jù)《規(guī)范》，港口煤堆場(chǎng)起塵量計(jì)算方法如下：

式中，Q為堆場(chǎng)起塵量，kg；α為起塵調(diào)節(jié)系數(shù)（原煤取0.8），無量綱；U為實(shí)際風(fēng)速，m/s；U0為混合粒徑顆粒的啟動(dòng)風(fēng)速，m/s；S為堆表面積，m2；ω為堆場(chǎng)貨物含水率，%。

1.2 計(jì)算參數(shù)選擇

由式（1）、式（2）可知，起塵量計(jì)算參數(shù)中，堆場(chǎng)實(shí)際風(fēng)速、堆表面積等參數(shù)均可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選取，而煤炭含水率則難以直接獲取。因此，煤炭含水率的取值差異將直接影響啟動(dòng)風(fēng)速及堆場(chǎng)起塵量計(jì)算結(jié)果，是導(dǎo)致堆場(chǎng)起塵量計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況存在偏差的主要因素。

表1 不同含水率條件下堆場(chǎng)的年起塵量

1.3 計(jì)算與驗(yàn)證方法

本文收集整理了我國有代表性的12個(gè)港口煤堆場(chǎng)的風(fēng)速統(tǒng)計(jì)資料及距離堆場(chǎng)較近的大氣例行監(jiān)測(cè)點(diǎn)總懸浮顆粒物（TSP）年均濃度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。計(jì)算與驗(yàn)證方法如下：（1）由于各堆場(chǎng)煤炭含水率存在動(dòng)態(tài)變化，計(jì)算時(shí)含水率從2%～7%范圍內(nèi)取整數(shù)值分別計(jì)算；（2）根據(jù)12個(gè)港口煤堆場(chǎng)的風(fēng)速統(tǒng)計(jì)資料、堆表面積等相關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算各堆場(chǎng)在不同煤炭含水率條件下的起塵量；（3）利用大氣預(yù)測(cè)軟件ADMS模式，對(duì)上述情景的堆場(chǎng)場(chǎng)界外例行監(jiān)測(cè)點(diǎn)TSP年均濃度進(jìn)行模擬，并與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比；（4）利用試差法求得最接近實(shí)際情況的起塵量啟動(dòng)風(fēng)速，進(jìn)而總結(jié)出含水率的取值規(guī)律。

2 結(jié)果與討論

通過上述方法，可以找出與實(shí)測(cè)值最接近的預(yù)測(cè)值計(jì)算參數(shù)，包括啟動(dòng)風(fēng)速和含水率，見表2。

表2 現(xiàn)狀采集數(shù)據(jù)及預(yù)測(cè)結(jié)果表

各港口的最貼近實(shí)際的啟動(dòng)風(fēng)速取值、含水率取值與常年平均風(fēng)速的關(guān)系如圖1所示。

圖1 最佳含水率取值與常年平均風(fēng)速關(guān)系

從圖1可以看出，當(dāng)港口所在區(qū)域的常年平均風(fēng)速小于4.0 m/s時(shí)，含水率取值范圍為3.8%±0.2%，對(duì)應(yīng)啟動(dòng)風(fēng)速取值位于（3.4±0.05）m/s范圍內(nèi)。當(dāng)港口所在區(qū)域的常年平均風(fēng)速大于4.0 m/s時(shí)，含水率取值范圍為5.6%±0.2%，對(duì)應(yīng)啟動(dòng)風(fēng)速最佳取值位于（3.7±0.05）m/s范圍內(nèi)。

在實(shí)際工作中，通過《規(guī)范》推薦公式進(jìn)行港口煤堆場(chǎng)起塵量預(yù)測(cè)時(shí)，含水率的取值是影響預(yù)測(cè)結(jié)果的關(guān)鍵因素。但是，港口堆存和裝卸的煤炭種類、煤炭品質(zhì)以及所采取的抑塵措施等，在時(shí)間和空間上都是動(dòng)態(tài)變化的，由此造成其含水率也是不斷變化的。單一的含水率取值計(jì)算出的起塵量，與實(shí)際起塵量之間肯定會(huì)存在一定差異[7，8]。

結(jié)合本研究的結(jié)果，若港口所在區(qū)域常年風(fēng)速較大（擬合結(jié)果為大于4 m/s），建議計(jì)算煤炭起塵量時(shí)的煤炭含水率取值在3.6%～4.0%范圍內(nèi)；若港口所在區(qū)域常年風(fēng)速較?。〝M合結(jié)果為小于4.0 m/s），建議煤炭含水率取值在5.4%～5.8%范圍內(nèi)。

3 結(jié)論

本文通過對(duì)12個(gè)港口煤堆場(chǎng)起塵量的計(jì)算與分析，得出了基于JTS 105-1—2011《港口建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)規(guī)范》推薦公式進(jìn)行煤堆場(chǎng)起塵量預(yù)測(cè)時(shí)的含水率取值建議，為科學(xué)評(píng)估港口煤炭裝卸和堆存的大氣環(huán)境影響提供依據(jù)。本文結(jié)論有待在更多的港口范圍內(nèi)進(jìn)一步論證，以確認(rèn)其是否具有更普遍的適用性。另外，煤炭堆場(chǎng)含水率的取值還需要綜合考慮港口本身的裝卸要求。