環境模擬軟件

AERMOD/ISC模型系統

AERMOD/ISC是由美國環保署開發的新一代穩態煙羽擴散模型,系統包括AERMOD(大氣擴散模型)、AERMET(氣象資料預處理模塊)和AERMPAP(地形資料預處理模塊)三部分。AERMOD/ISC模型可模擬預測多個、多種排放源(包括點源、面源和體源等)排放的污染物在短期、長期的濃度分布,適用于鄉村環境或城市環境、平坦地形或復雜地形、地面源和高架源等多種排放擴散情形。AERMOD/ISC模型系統在小于等于50公里的小尺度范圍具有較好的準確性,對于50公里以上至幾百公里范圍內的模擬尺度推薦使用CALPUFF模型。隨著模型技術的發展和完善,美國環保署持續更新發布AERMOD/ISC核心運算程式。



BREEZE AERMOD/ISC模型系統是根據中國環保部大氣環境影響評價導則要求定制化開發的一款大氣擴散模型系統,它包含大氣環評過程中所需的所有模式及分析處理工具,如:評價等級及范圍計算模塊(SCREEN3模式)、大氣環境防護距離計算模塊、氣象數據預處理模塊(AERMET模式)、核心計算模塊(AERMOD模式)、氣象數據統計分析/超標分析模塊以及數據圖形化處理模塊。通過友好的人機交互界面以及強大的數據兼容性設計,模型系統使環評工作者的模型預測操作更加便捷,提高環評效率。

  • 可變污染排放速率設置

  • GIS底圖導入

  • 多種坐標體系轉化

  • 滾動平均數據后處理

  • 百分位數據后處理

  • EXCEL等OFFICE軟件兼容

  • 各級幫助系統

  • 二維、三維圖像顯示功能

  • 建筑物下洗圖形顯示功能

  • 批量化模型運行功能

  • 斷點模擬功能

  • 模型對象的空間編輯

  • 多類源支持,包括特殊源類型(如火炬源,礦坑源等)

  • 多類實現環評導則要求的統計工具

 



CALPUFF模型系統

CALPUFF模型屬于多層、多種非定場煙團擴散模型,能模擬三維流場隨時間和空間發生變化時的污染物在大氣環境中的輸送、轉化和清除過程,該系統包括CALPUFF(大氣擴散模型),CALMET(氣象、地形資料預處理模塊)和CALPOST(污染指標后處理模塊)。CALPUFF 模型適用于從50公里到幾百公里范圍內的模擬尺度,包括了近距離模擬的計算功能,如建筑物下洗、煙羽抬升、排氣筒雨帽效應、次層網格區域的影響(如區域地形的影響),還包括長距離模擬的計算功能,如干、濕沉降引起的污染物清除、化學轉化、垂直風切變效應、跨越水面的傳輸、薰煙效應、以及顆粒物濃度對能見度的影響。適用于特殊情況,如穩定狀態下的持續靜風、風向逆轉等復雜風場中傳輸和擴散的模擬。

CALPUFF模型系統輸入氣象數據通常對常規地表氣象數據、探空數據以及地形數據有所要求,此外,也經常應用中尺度氣象模型(如MM5、WRF)計算的猜值風場數據作為初始風場,使整個氣象數據預處理(CALMET)過程變得更加專業、復雜。


 calpuff1

calpuff2.jpg


噪聲模型軟件(BREEZE NOISE)

三捷NOISE軟件是三捷軟件開發團隊根據中國環保部2010年正式實施的環境影響評價技術導則聲環境(HJ2[1].4-2009)中的相關模式要求編制,具有與導則嚴格一致性的特點,模式包括工業源模塊,交通源模塊,城市輕軌與鐵路源模塊等,適用于噪聲領域各個級別的評價。


模型具體性能

多窗口顯示方便項目識別——工程項目窗口,數據校核窗口,報告窗口等

多類噪聲源的預測——工業源:點源,線源,面源(水平、垂直);交通公路源; 城市輕軌與鐵路源等

多種空間傳播衰減預測——空間衰減、大氣衰減、建筑物衰減、房屋群衰減、聲屏障衰減、綠化帶衰減、地形衰減等

不同條件模擬修正——指向性修正、路面材料修正、反射修正等

各種形式的聲級圖,支持斷面垂向聲級圖

在模型的基礎運算功能上,還增加了更多有利于用戶提高工作效率的功能

多類型底圖導入(.jpg, .dxf, .dwg格式)

模型對象編輯多樣化


WINDOWS最新導航欄形式

批量計算預測目標(廠界、敏感目標、多邊形受體、垂直受體、交通受體)

并行計算功能


聲級圖定制

軟件采用基于GIS 的人機交互設計理念,為用戶提供“所見即所得”的使用體驗

模型對象可直接通過地圖界面添加修改

項目布局、分布情況可以從地圖界面輕易獲取

圖形和統計結果可以方便的應用到環評報告中


數據窗口方便用戶有效校核輸入數據

數據窗口以表格形式顯示所有模型對象輸入參數,提高用戶輸入校核的便利性,此外,系統還提供了編輯修改功能,使用戶能直接修改模型輸入設置。


道路交通源特殊功能

道路交通受體分段布設功能,可選擇性針對敏感路段進行重點分析,減少模型運行時間

定制交通屏障,用戶可對交通屏障準確定位

特別定制交通受體,用戶可對預測范圍準確定位,方便圖形處理

模型提供車速以及平均A聲級經驗處理方式,方便源強分析

 


風險模型系統(BREEZE INCIDENT ANALYST)

BREEZE INCIDENT ANALYST是國內模擬有毒易燃化學物質排放最全面的模型軟件。BREEZE INCIDENT ANALYST包括源強計算向導模塊,四個擴散模式(分別模擬輕、重氣體的擴散過程),四個火災模式以及四個爆炸模式,符合《建設項目環境風險評價技術導則》(HJ/T169 – 2004)以及安全評價相關導則關于事故后果定量模擬的要求。此外,系統還包含140 多種常規化學物參數屬性的數據庫,幫助用戶準確設置模型輸入參數。

一、源強計算向導模塊

風險事故預測過程中,源項分析以及正確的風險模式選擇是關鍵。源強計算向導模塊根據用戶定義的化學品物理化學屬性、儲存條件、泄漏量以及所在地氣象條件,分析計算擴散模型需要的源項參數,例如蒸發速率,排放速率等。根據分析結果,該模塊幫助用戶選擇適合該泄露事故擴散預測的模式并直接將源強數據傳輸至模型輸入文件中。

二、擴散模塊

DEGADIS 模式(重氣體模式)

DEGADIS 是Dense Gas Dispersion Model的簡稱,用于重氣體(泄露條件時,比空氣密度大的氣體)泄露擴散的預測模型,分析評估高危險性的高密度燃氣或氣溶膠泄漏事故后果,適用穩定連續排放、瞬時意外泄露或者垂直噴射等危險物擴散情況。

SLAB 模式(重氣體模式)

SLAB 模式是Lawrence Livermore 國家實驗室在美國能源部、美國空軍工程和服務中心以及美國石油學會聯合支持下開發的重氣體擴散模型。適用地面池蒸發、水平噴射、垂直噴射和瞬時泄漏情況。SLAB 模型在穩定、中性及不穩定的氣象條件下均能得到較好的預測結果,屬于美國EPA 推薦模式。

AFTOX 模式(中性氣體模式)

AFTOX 模式是Air Force Toxics Model的簡稱,模型假定化學品蒸汽在擴散期間沒有二次化學反應變化,且氣團或煙云濃度分布符合高斯分布,適用于模擬中性氣體(泄露條件時與空氣密度相近的氣體)的泄露擴散情況。該模型適用于港口液體或氣體化學品貯運作業過程連續或不連續溢出情形下危險物擴散的模擬,亦可以較好地用于港口單點源或小型面源溢出情形下的油氣擴散模擬。

INPUFF 模式(輕氣體模式)

INPUFF 模式不考慮化學轉化和建筑物下洗,是一種高斯煙團擴散模型,屬于輕氣體模式,適用于處理單一源、多污染源以及移動源。模型可以模擬意外排放后短時間或者較長時間的危險物擴散軌跡,被廣泛應用于意外排放污染物的擴散模擬,屬于美國EPA 推薦使用模式。

三、火災模塊

池火災模式

池火災模式是由氣體研究學會(GRI)開發,適用于模擬可燃液體泄漏形成液池后遇到火源而引起的火災熱輻射危害。模型根據用戶定義的不同熱輻射通量水平計算輻射影響半徑,用于評估火災損失,為決策者提出應急措施提供依據,屬于推薦模式。

蔓延火災模式

蔓延火災模式是由GRI開發,適用于模擬可燃液體在不受圍堰限制區域內遇到火源而引起的火災熱輻射危害。模型根據用戶定義的不同的熱輻射通量水平計算輻射影響半徑,用于評估火災損失,為決策者提出應急措施提供依據,屬于推薦模式。

沸騰液體擴展蒸氣云爆炸模式(BLEVE模式)

BLEVE模式是a boiling liquid expanding vapor explosion的縮寫,適用于易燃液體或液化氣容器在外部火焰的烘烤下突然破裂,導致壓力平衡破壞,容器內液體急劇氣化并隨即被火源點燃而產生的爆炸情況。該模型基于HYMES點源模型計算安全距離,屬于推薦使用模式。

噴射火災模式

噴射火災(Jet Fire)模型適用于模擬含有壓縮或者液化承壓氣體的管道發生破裂后化學品泄漏遇到火源而引起的火災。由于壓力差,氣體從泄漏口噴出后再燃燒,如同火焰噴射器。模型根據用戶定義計算不同熱輻射水平下的火焰距離,隨著事態的發展,該模型還可以計算在給定距離范圍內熱輻射水平隨時間變化的函數。

四、爆炸模塊

U.S. 陸軍TNT等當量模式

U.S. Army TNT Equivalency U.S. 陸軍TNT等當量模式把蒸氣云釋放的能量折合為等能量的TNT炸藥量,并利用美國陸軍TNT爆炸實驗數據預測蒸氣云的爆炸效應,從而給出安全距離,屬于推薦使用模式。

UK HSE TNT等當量模式

UK HSE TNT等當量模式把蒸氣云釋放的能量折合為等能量的TNT炸藥量,并利用英國HSE TNT爆炸實驗數據預測蒸氣云的爆炸效應,從而給出安全距離,屬于推薦使用模式。

TNO復合能量模式

TNO復合能量模式把蒸氣云爆炸釋放的能量折合成等能量的一系列等油氣量的組合。模式模擬過程中將爆炸視為蒸氣云內部一系列子源爆炸的疊加,并根據過壓水平給出安全距離,屬于推薦使用模式。

Baker-Strehlow模式

Baker-Strehlow模式以Baker和Strehlow的工作為基礎,其模擬過程類似于TNO復合能量模式,但是該模式中每個子源可以具有獨立特征的特點使該模式可以考慮一系列油氣量總爆炸強度的可變性。



健康風險模型系統

Breeze Risk Analyst是一款人群健康風險評價模型。Risk Analyst可以計算污染物對人群健康的長期(慢性)影響和短期(急性)危害。對于致癌物,風險評價結果用“致癌概率”來表示;對于非致癌物,風險評價結果用“危害指數”來表示。

Risk Analyst的算法完全按照美國環保局“Human Health Risk Assessment Protocol, HHRAP”導則的規定,是考慮一個多暴露途徑的風險評價模型。

評價涉及的暴露途徑包括:直接呼吸攝入、飲食攝入、飲用水攝入、皮膚接觸(土壤或水體)攝入,飲食攝入的具體類型涉及:牛肉和牛奶,豬肉,雞肉,雞蛋和魚類。

模型可以分別計算以下情景影響:不同暴露途徑下的影響,多種暴露途徑下總的影響。

不同污染物對人群健康的影響,多種污染物同時作用對人群健康的影響。

Risk Analyst中默認評估的人群對象包括城市居民(成人和兒童)和農村居民(成人和兒童)。用戶可以自定義其他的類型的暴露人群。長期影響的暴露默認頻率為一年350天,默認暴露時間為因評估對象的不同而有所不同。用戶也可以自定義暴露頻率和時間。

模型的輸入文件

Breeze Risk Analyst可以支持多種模型的輸出結果,包括ISC, AERMOD, CALPUFF等,可以直接打開Breeze Aermod的.amz輸出文件;Breeze Risk Analyst的輸入格式主要包括3列,X,Y和Average Concentration。

GIS功能

Breeze Risk Analyst的GIS功能是通過ESRI ArcViewTM來完成,需要用戶自己購買。自帶GIS功能的Risk Analyst版本正在開發當中。

工廠及當地的特征信息

Breeze Risk Analyst中所有參數均采用HHRAP的默認值,用戶需要設定工廠及當地的信息時,在這一界面下進行修改。同時如果需要,還可以在該界面下導入水體和水域的信息。

分析界面

選擇暴露途徑和暴露人群類別后,可以開始運行模型。運行時,可同時記錄模擬所用到的公式以備查詢。

模型的輸出結果

模型的輸出結果中包括致癌概率和危害指數兩部分,這兩個值都是無量綱值。模型可以按照不同的污染物類別,污染物組,暴露途徑,污染源和受體點分別給出計算結果。計算結果和所用公式與參數值可以導出為excel表格,結果也可以以等值線圖顯示。


BREEZE ROADS

BREEZE ROADS是我公司開發的專門用于評估道路交通排放污染物濃度分布的商業軟件,包括了CALINE4,CAL3QHC和CAL3QHCR三個模型。這三個模型是經美國國家環保局(USEPA)認可的,美國道路交通評估的專用模型,在世界上多個國家也得到廣泛的使用。

BREEZE ROADS可以用來模擬道路交通,十字路口和停車場的污染物排放??赡M的污染物包括CO,NO2, 顆粒物(PM),以及常溫常壓下其他不易發生化學反應的氣態污染物。

CALINE4是三個模型中運用最廣泛的,專門用于車流不間斷時(free flow)對道路兩側空氣質量的模擬。而CAL3QHC and CAL3QHCR 則既可以模擬車流不間斷行駛時的情況,也可以模擬車流排隊等待情況下(queue flow)對周圍環境空氣的影響,特別適用于模擬交通紅綠燈設置和交通狀況對車隊排放的影響,可以全面評估移動中車輛和怠速狀態下車輛的總污染濃度。

BREEZE ROADS的三個模型所需要的氣象數據不盡相同。其中,CAL3QHC和CALINE4所需的氣象數據比較簡單,只需要用戶提供用戶自定義的單個小時氣象數據,主要包括風速、風向、大氣穩定度和混合層高度等參數。

CAL3QHCR可以使用氣象站提供的逐時氣象數據文件。對于CAL3QHCR的使用有兩種靈活的方式,一種是使用全年的氣象數據,使用一小時的交通排放量。另一種方式是同樣使用一年的氣象數據,而排放數據方面,則可以使用每周7天的逐小時排放數據,來反映不一周內每天不同的排放情況。

此外,還需說明CAL3QHC和CALINE4只計算污染物的單個(最大)小時平均濃度。而CAL3QHCR既能夠計算污染物的小時平均濃度,也能計算8小時滾動平均濃度和24小時平均濃度。另外,CAL3QHCR輸出包含了一個靜風狀態的風頻表,并可以根據需要選擇是否考慮背景濃度。

BREEZE ROADS在模型原代碼的基礎上,對其功能進行了加強。模型受體點的數目增加到200-1000個。BREEZE ROADS版本中的CAL3QHCR進一步加強了從NOx到NO2的計算。作為商業軟件,BREEZE ROADS在方便用戶使用和設置參數(包括受體點的設置,路段的分割)等方面做了很大的改進。同時提供背景圖疊加,圖形顯示和等值線作圖功能。能夠大大提高用戶的工作效率,減少錯誤的產生,以期得到滿意的計算結果。

 

SANGEA

隨著氣候變化的加劇,石油工業企業溫室氣體排放和能源消耗的核算、管理和通報登記問題越來越受到人們的重視。早在2000年,美國石油協會(API)就推薦將當時的SANGEA 3.0 作為石油公司溫室氣體排放核算的標準工具,在美國和中東的石油企業被大量應用。2009年,API和EPA先后發布了新的石油工業企業溫室氣體排放和能源消耗核算導則。為了更好的支持石油工業企業進行溫室氣體排放清單核算,API主持并委托Trinity公司開發了這款SANGEATM 4.1。

相較于SANGEA 3.0,SANGEATM 4.1依托于Access數據庫系統,有更大的數據容量,更友好的界面化系統,更簡便的用戶輸入系統,以及更完整的報告生成體系。

SANGEATM 4.1還是同類軟件工具中,唯一一款同時包含API和EPA發布的相關計算方法軟件。SANGEATM 4.1按照API和EPA中規定的排放源的形式與種類,設定了多個模塊,每個模塊都按照導則和法規,提供了一種或多種的計算方法。用戶可根據自身企業的情況,創建相應排放源,這些模塊包括:

同時包含API導則和EPA法規兩套系統,用戶可根據自身企業情況進行選擇,并生成相應的結果報告文件;

將API導則和EPA法規中提到的排放因子及其他默認參數值都進行了內嵌,當用戶本身沒有實測活更具體的參數時,可直接調用,非常方便;或者用戶也可以在Tool – Emission Factor Tables 查詢各種排放因子;

設定了兩套環境標準溫度,用戶可根據當地的規定自由選擇;

將排放源的創建與活動水平數據的輸入分開,用戶可方便的進行各類參數的輸入與調整。

 

BREEZE ExDAM

BREEZE ExDAM是一款專門用于爆炸模擬分析的3D仿真軟件,可高效計算爆炸產生的對建筑物的損傷及對人體的傷害。BREEZE ExDAM是由HExDAM和VExDAM改進發展而來的新一代爆炸模型,其流線型界面及先進的三維圖形效果大大簡化了模型的構建同時又增強了分析效果的展示。

一、用戶界面特征

工具欄

BREEZE ExDAM軟件提供了非常簡潔又充滿活力的界面供用戶設定模型參數、進行爆炸分析并處理模型運算結果。

交互界面

BREEZE ExDAM軟件擁有完美的3D交互界面,允許用戶在3D視圖里對目標進行縮放、旋轉、修改及執行其他操作,從而更高效逼真地創建模型對象并察看允許結果。

項目數據樹管理方式

BREEZE ExDAM采用了項目數據數的方式對模型里的物體進行管理,每一個模型物體(包括構筑物、人、爆炸物、地圖、運算網格等)都按組來分別管理,這樣的管理方式使模型構建更加簡潔,參數修改更高效,并使得用戶自定義展示不同模擬情境極為方便快捷。

3D構筑物編輯

BREEZE ExDAM中對簡單、復雜或彎曲形狀的構筑物進行創建和編輯都是十分方便的,用戶可以對構筑物的單個或多個組成部分進行編輯修改。另外,BREEZE ExDAM 還采用了構筑物子模塊的概念,用戶可以利用很多個自定義的子模塊來創建單個構筑物。

操作快捷鍵

BREEZE ExDAM包含有超過200個快捷鍵和鼠標操作,這些快捷鍵和常規的3D CAD畫圖操作工具是一致的,這些快捷鍵的設置可以讓用戶更加快捷方便地創建模型構筑物。

結果展示

BREEZE ExDAM可以不同形式展示其計算模擬結果:

圖形式:以不同的顏色顯示超壓、動壓、沖擊波等產生的壓力等值線等值面,展示爆炸對構筑物和人體的損傷程度。

表格形式:用戶自定義表格展示各種結果參數。

二、模型特征

構筑物庫

BREEZE ExDAM可以存儲之前使用過的構筑物到構筑物庫里面,并在以后需要時將這個構筑物從構筑物庫里面調出應用,從而節省大量的時間。例如建筑、工廠設備、家庭家具以及汽車等等構筑物都可以存儲到構筑物庫里。

“防護盾”算法

BREEZE ExDAM采用了一套很成熟的算法來模擬爆炸波在建筑物周邊的傳播,這時有些建筑物能防護爆炸波對其他建筑物的沖擊。

毀壞與傷害

BREEZE ExDAM根據壓力-脈沖(P-I)數據所得的傷害數據來計算爆炸對建筑物的毀壞程度和對人體的傷害程度。

二次爆炸

BREEZE ExDAM能模擬在一次爆炸中由構筑物毀壞產生的二次爆炸,并計算二次爆炸對其他構筑物和人體的附加損傷。

HExDAM人體數據庫

HExDAM人體數據庫包含了各種人體模型-男人、女人、兒童等等,每個人體包含有28個人體組成部分,可以朝向任何方向,并且有40多種不同的姿勢,可以被直接放到模型中去進行模擬。

構筑物材料數據庫

BREEZE ExDAM的構筑物材料數據庫包含有超過100種工業標準建筑材料,用戶可以使用這些建筑材料來修改構建構筑物,或從BREEZE VASDIP中創造新的構筑物材料。

三、應用領域

爆炸結果分析

工廠選址安全性分析

超壓分析

危險品爆炸風險定量評估

爆炸應急響應計劃設計與開發

爆炸事故重現與分析

安全性與事故漏洞分析

爆炸保護措施模擬與分析

安全防護距離分析

其他


定制化軟件開發

一、空氣質量預測預報系統

將科學預測模式與客戶的現有系統的結合,進行定制化開發各地的環科院,環保局或者相關研究單位有自己的一些現有研究成果,三捷公司根據客戶需要將已有的成果系統化軟件化以及跟三捷的模型產品相結合,整合成為一個系統的工具,進行定制化開發。主要有常規污染因子濃度分布實時預報系統、灰霾實時預報系統、臭氣影響預報系統。

二、環境風險預警以及應急反應系統

三捷公司幫助企業分析生產運行過程中的環境風險,并為企業管理層決策提供依據,使企業保持正常運行的前提下,滿足國家各類環境法規的要求,將環境風險控制在最低的水平。

當前,突發事情已經成為國家和各大企業的關注焦點之一,建立環境風險監測及影響預報系統日漸成為各大企業環境風險管理的重要手段之一。三捷環境公司通過將風險模型嵌入環境管理系統,并利用網絡以及軟件開發技術實現企業風險管理的遠程化和自動化,提高企業風險管理的準確性及便利性,降低企業的環境風險管理成本。比如將風險模式應用到GIS 系統中,結合客戶已有的污染源調查結果,定制成為一個應急響應系統等。

 

氣象和地理數據服務

三捷環境針對空氣擴散模型氣象數據及地形數據的需要組建了專業的數據處理團隊,并與中國部分著名高校研究機構建立良好的合作關系,為客戶提供AERMOD、CALPUFF、區域光化學模型、各類應急響應模型等數據處理服務。根據中國高空氣象數據分布較疏的特點,數據處理團隊根據中國環??偛吭u估中心的技術方法采用中尺度模式MM5為廣大環評業內客戶提供高空氣象數據服務。

一、地面氣象數據

三捷環境提供全球范圍內所有國際氣象交換站地面數據及相應的數據分析處理服務,在國內可提供四百多個氣象站點的地面數據(國際交換站數據)。所有數據均可處理成AERMOD、ADMS和CALPUFF等模式應用格式。

二、格點高空氣象數據

三捷環境提供全國各地的高空氣象數據。該數據采用中尺度氣象數值模式MM5模擬生成,分辨率為27km。模式的原始輸入數據包括地形、土地利用、陸地-水體標志、植被覆蓋等數據,數據主要來自于美國地質調查局(USGS)。模式采用美國國家環境預報中心(NCEP)的再分析數據作為初始場及邊界場。

從該模式中提取的格點高空氣象數據一般為國際標準的FSL格式,可直接應用于AERMOD和CALPUFF等模式氣象預處理模塊。該數據也可根據用戶實際需求轉化成其他標準格式。

三、中尺度氣象數據定制

三捷環境還可以根據項目需要定制MM5中尺度氣象數據,用于CALPUFF及其它區域空氣質量擴散模式,模式分辨率通常為12km和4km,最高可達1km。在數據處理過程中可使用四位變分資料同化、以及觀測站資料同化等方法進一步提高MM5中尺度數據的質量。


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