武汉市街道机动车排放污染物扩散模式分析

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1、武汉理工大学硕士学位论文矢，达到综合治理的目的。同时本研究成果可供公路项目环境影响评价和城市规划部门参考使用，为交通规划和环保部门的相关决策提供量化的科学判据。1．2街道机动车排放污染物扩散模型的研究动态欧洲、美国和日本等国家白60年代末对机动车排气污染物扩散模式进行了多方面研究，主要是研究适用于公路扩散和城市街道扩散的模式。于70年代初提出了很多模式，20多年来又不断改进和开发新模式。这些模式大体是以扩散微分方程的解析解为基础的烟流、烟团模式；直接求解微分方程的数值模拟模式：基于观测结果的半经验

2、模式。模式的开发和校验通常以现场监测、野外示踪剂试验和风洞模拟试验的结果为基础。具体可分为：(1)高斯型模式。高斯模式包括HIWAY模式、CALINE模式、GM模式、高斯分布型的烟流、烟团方程。高斯型模式特别注意车辆行驶引起的初始扩散参数，其值是根据实测数据估算，因而间接考虑了车辆行驶引起的湍流效应。高斯型模式适用于建筑物少和建筑物低矮的道路扩散，以及适用于道路周围平坦的高速公路机动车污染物的扩散模拟，但不适用于道路两侧存在高层建筑物时污染物的扩散模拟。(2)经验模式。包括SRI模式、均匀混合模式

3、、JEA模式。SRI模式把街道两倒存在高层建筑物的道路称为街道峡谷，以街道峡谷内现场监测数据为基础提出SRI模式。其基本原理是把街谷某一高度内的谷间视为一个箱体，并假设污染物在垂直方向均匀分布，拟合实测数据得到预测污染物浓度的经验公式。均匀混合模式垂直方向浓度均匀方程是日本产业公害防止协会开发的模式，它假设在城区建筑高度以下的地层浓度在垂直方向上均匀分布。(3)数值模拟模式。数值模拟模式是从大气湍流流体动力学理论出发，给出边界条件及确定湍流扩散系数K后用数值方法求解。(4)箱模式。Nicholso

4、n开发的箱式扩散模式，是作为峡谷内平均上升气流的函数给出，基于街道峡谷内污染物质量守衡求浓度。通过输入箱下2武汉毽工大学硕士学饭论文边爨豹风速、藏淘和污染物总接放，以预测搿遒蛱貉连污染物体积平均浓度。模式假设建筑物和街道上方的风速符合对数风德廓线，并利用连续方程预测涡流速度，当风向乎褥子街邀时，通_；建假设峡谷内风速符合指数律风速廓线预测风速。谯上述模式中，楚凝型模式能较好地模拟开闼乎坦公路上机动辈排气污染物的扩散，而不适用于存在密集高层建筑物的衡道。数值模拟模式可处理缩构复杂的街邀大气扩散，但过

5、程十分复杂、不刹于普遍推广，且梯度理论用于模拟小尺度扩散在理论上的可靠性尚需避一步研究：经验模式方法简单，假缺乏正确的理论基础，限制了模式豹普遍应用。机动车摊气污染物扩散的研究，关键是解决梳动车行驶弓}起的大气梳械混念作用、机动车排热引越妁大气热湍流和伴随糟的浮力效应、以及建筑物蹲致的大气湍流对污染街扩散的影响。在高新黧等模式中，遥过弓l入初始扩散参数考虑上述影响，但定量描述这些影响述十分豳难。数值模拟模式怒用近蛾层气象资料确定风速和扩散参数，因诧来考虑车辆行驶对平均风向风速和湍流的影响。弱前研究

6、机动车排气污染物扩散模式的难点和热点童要轰：道路两侧存在离层建筑物时对气体扩散豹影响获城市街道获谷内气流和湍流的数值模拟；机动翠行驶引起的机械湍流模拟：城市街道峡谷雨垂直方向污染物浓度分布模掇；机动车捧气污染物静二次浮染耨穰拟，即模拟光化学反应。“’黼内对城市梳动车撬放污染扩散模式貔研究穴多集中在对鬻外滋较成熟、与实际情况符合较好的模式的改进上。清华大学环境科学与工程系谯城市梳动车稚藏污染控赣方霹散了丈量酶王作，傅蛊薪等瓣秀麦国家环境研究所开发的OSPM(operationalstreetpoll

7、utionmodel)进行了再开发工俸，并取褥了较辩豹效采。舅舞寇索大学环境秘学孛心环境模拟与污染控制国家联合重点实验室在相关方面也开膨了大爨工作。但翻瓣蘸为庶还没寄形成真疆逶合我国实舔情况酶跑较猿褥豹袋彩模式。{。3研究方法1．3．1实地监测、收集资料，嫩握武汉市机动车排气污染特征武援蘧工大学鞭士学像论文(1)对武汉辔的典裂交通予道进行实地监测，监测连客包括污染物浓度，车流檄，温度、风速、风向、大气压等气象参数。同时对衡道的几何特征进荦亍测量，包括整个衡道的筑度、肇道宽度、两边建筑物乎均高度。(

8、2)为了真实的反陕各种因素对武汉市衡道机动率排气污染物扩散的影响，本论文全褥系统的收集了武汉市历年来的气象疑斟，城区交通于道环境空气中的污染物浓度监测数据，国内大城市的机劝车排气污染控制水平数据以及武汉市的一些相关糖础数攒包括街道网络、街道几何参数、建筑物高度、机动车保有量及车攒等。1。3，2引进模型，加以修正弓

9、迸美圈EPA掭荐使用的线源扩散模式CALINE4(第霸代美国粕卵}线源扩散模式，CallforniaLineSourceDispersionModel)和丹麦国家环境研究