城市街谷型交叉口內(nèi)汽車尾氣污染的試驗(yàn)及數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著城市汽車保有量的不斷增大,汽車尾氣已成為導(dǎo)致城市環(huán)境空氣質(zhì)量急劇惡化的重要原因之一,加之城市道路兩側(cè)的建筑物朝高大、密集化方向發(fā)展,阻礙汽車尾氣向街道峽谷外部大氣擴(kuò)散,很容易造成尾氣濃度超標(biāo),進(jìn)而損害行人的身體健康。目前,有關(guān)汽車尾氣污染防治研究方法主要是風(fēng)洞試驗(yàn)-數(shù)值模擬結(jié)合和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)-數(shù)值模擬結(jié)合。受風(fēng)洞試驗(yàn)周期長(zhǎng)、成本高的限制,本文主要采用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和數(shù)值模擬對(duì)道路交叉口內(nèi)汽車尾氣所造成的污染狀況進(jìn)行研究。
　　道路交叉口

2、是城市中比較普遍的交通路段形式,是交通污染問題較為突出的區(qū)域,具有車流量大、人群密集和建筑林立的特點(diǎn)。道路交叉口處汽車尾氣污染與周圍建筑物幾何外形、局地氣象要素和汽車排放源強(qiáng)密切相關(guān)。本文立足于西安市道路交叉口實(shí)際情況,對(duì)周圍建筑物布局進(jìn)行調(diào)研,分析總結(jié)具有典型代表性的城市道路交叉口;通過與風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證,獲取適合于道路交叉口內(nèi)部風(fēng)場(chǎng)數(shù)值模擬研究的湍流模型和數(shù)值計(jì)算方法,得到合理的測(cè)點(diǎn)布置方案;并對(duì)內(nèi)部交通污染物(PM10)的

3、變化規(guī)律進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),探討造成該處PM10濃度污染的主因;運(yùn)用AP-42法和燃料估算法估算交通道路的PM10排放源強(qiáng),為后續(xù)的典型道路交叉口內(nèi)部PM10污染預(yù)測(cè)數(shù)值模擬研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　研究結(jié)果表明,西安市道路交叉口周圍建筑物平均高度具有兩種典型分布特征;數(shù)值模擬建筑物繞流時(shí),建議優(yōu)先采用Realizable k湍流模型;在常年主導(dǎo)風(fēng)向條件下,典型道路交叉口內(nèi)部容易形成不利于污染物擴(kuò)散的駐留式渦旋;氣象要素對(duì)交通道路PM10

4、排放源強(qiáng)存在兩方面的影響,濕度影響PM10源強(qiáng)的大小,氣溫和風(fēng)速則影響PM10源強(qiáng)的擴(kuò)散;道路交叉口內(nèi)粒徑小于1微米的細(xì)小顆粒物主要來源于交通排放,PM10質(zhì)量濃度與交通車流量的關(guān)系微弱,而與這部分細(xì)小顆粒的粒子數(shù)濃度關(guān)系明顯,道路交叉口處PM10濃度污染本質(zhì)上是細(xì)小顆粒物的數(shù)濃度污染;交通排放與高濕度是造成PM10污染的主因,局部風(fēng)速與PM10濃度隨時(shí)間變化的非線性特征明顯,主要是由周圍建筑外形干擾氣流造成的;使用天然氣作為車用燃料可