何 飞 陈正洪 成 驰 廖 洁
(湖北暴雨监测预警中心 湖北武汉 430205)
铅酸蓄电池电源厂会产生铅尘和硫酸雾两种污染物,这两种污染物对于人体健康影响较大,因此在设置和建设铅酸蓄电池厂时必须测量好安全防护距离,以保护周边居民的身体健康。而在测量安全防护距离时,除了污染源的影响外,风速也是重要的影响因素,因此需要加强风速与安全防护距离方面的研究。本文为了提高职业卫生防护距离标准实施的科学性,对厂区近五年平均风速进行核实订正。在厂区代表位置建立一个短期的自动气象观测站,对厂区的风速风向进行实地观测,然后将厂区气象站与崇阳县气象站的风速、风向进行对比观测,将气象站观测的长期平均风速推算到厂区位置上,得到厂区位置平均风速,并通过数值模拟的方法对结果进行核实。
通过考察厂区地形,由于周边有低丘陵山包围绕,将厂区的自动站建立在厂区二层办公楼屋顶上,以排除地形对测风的干扰,并参照《地面气象观测规范》标准进行建站。计量器具采用与崇阳气象站相同的三杯风速传感器(型号ZQZ-TF),经湖北省气象计量检定站检验,该气象站测风仪器检定合格。
本文主要采用滑动T 检验法和比值法两种方法进行分析和计算。其中,滑动T 检验是通过考察两组样本平均值的差异是否显著来检验突变;比值法用来探究厂区的逐日风速和逐时风速与崇阳气象站的相关性
2.1.1 观测期两站日平均风速
对厂区自动站和崇阳站2 月13 日至3 月31 日共47 天的逐日风速资料进行统计分析。发现厂区日平均风速基本高于崇阳本站,仅在2015 年3 月6 日崇阳气象站的日均风速略微高于厂区日均风速,工业园自动站的平均风速为1.76m/s,崇阳气象站的平均风速为1.27m/s,两者比值为1.387。厂区和崇阳站的日均风速47 天以来变化趋势基本一致,最大值均出现在3 月4 日,自动站为4.35m/s,气象站为2.94m/s;自动站最小值为0.74m/s,出现在2015 年3 月6 日,气象站最小值为0.58m/s,出现在2015 年2 月13 日。
2.1.2 各风向下的平均风速及频率
经调查发现,厂区的E 风平均风速最大,为2.8m/s;E 风的频率最大,为20.2%,其次是ENE,为10.3%。崇阳站ENE 风平均风速最大,为2.3m/s;ENE 风的频率最大,为18.2%,其次是E 风,为8.4%。工业园站的静风频率较崇阳站略大,工业园站的静风频率为6.7%,崇阳站的静风频率为5.2%。工业园站的主导风向更加偏东,且主导风向更集中,主导风向上相对有更大的风速。
将崇阳站和厂区自动站2 月13 日至3 月31 日的逐日平均风速作相关分析,得出相关系数为0.95;选取工业园站与崇阳气象站2 月13 日到3 月31 日的逐小时风速进行两者的相关分析,得出相关系数为0.84,可见,厂区自动站的日平均风速和逐时风速与崇阳气象站均存在极显著相关性。
此外,在风俗的调查研究中发现:厂区的平均风速是崇阳站平均风速的1.387 倍,崇阳站近5 年的平均风速订正为1.50m/s,采用比值法可推求得到厂区近5 年的平均风速为2.08m/s。主导风向的风俗明显高于其他风向的平均风速,因此在设置安全防护距离时需要充分考虑主导风向与其他风向的差异性,对于主导风向的影响区域的安全防护距离应该尽量拉长,使安全防护距离整体呈现椭圆形,确保周边居民的生活安全。
本研究通过合理的选址,建立崇阳经济开发区某电源厂区自动监测站,对其风特征进行了期47 天(从2015 年2 月13 日到2015 年3 月31 日)的短期观测,并选取崇阳气象站作为参证站对厂区的多年平均风速进行了延长订正,得到符合实际情况的厂区所在地近五年的平均风速,采用准确的气象资料进行环评,提高了标准使用的科学性,也大大节省了人力物力。