公路隧道空氣質(zhì)量模擬與控制.pdf

1、公路隧道是一個(gè)相對(duì)封閉的空間，隧道內(nèi)的大氣擴(kuò)散過(guò)程受到限制，機(jī)動(dòng)車排放的污染物在隧道內(nèi)不斷積聚，污染隧道空氣環(huán)境，危害隧道安全。本論文以公路隧道內(nèi)的空氣污染問(wèn)題為研究對(duì)象，以確保人體健康和機(jī)動(dòng)車行駛安全為公路隧道內(nèi)空氣質(zhì)量控制的主要目標(biāo)，首先對(duì)公路隧道空氣污染和污染物進(jìn)行了介紹，接著研究了公路隧道主要空氣污染物濃度的控制限值、空氣質(zhì)量模式、模式中參數(shù)的靈敏度等問(wèn)題。在建立模式的基礎(chǔ)上，以秦嶺終南山公路隧道為實(shí)例，對(duì)隧道內(nèi)的空氣質(zhì)量進(jìn)行了

2、數(shù)值分析。 本研究從Coburn-Forster-Kane方程出發(fā)，計(jì)算了人體血液中COHb濃度和暴露時(shí)間及CO濃度的關(guān)系，并以人體血液中碳氧血紅蛋白濃度[COHb]不高于2.0％為基準(zhǔn)，確定了不同通行時(shí)間下公路隧道內(nèi)CO濃度設(shè)計(jì)限值，結(jié)果表明秦嶺終南山公路隧道的通行車速為40km/h時(shí)，隧道內(nèi)CO濃度限值約為105ppm。 針對(duì)公路隧道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本文從大氣擴(kuò)散方程出發(fā)，建立了公路隧道內(nèi)空氣質(zhì)量的一維模式，用有限體

3、積方法對(duì)模式進(jìn)行了數(shù)值求解，并對(duì)求解過(guò)程的穩(wěn)定性進(jìn)行了討論。為了了解各工程及環(huán)境條件對(duì)隧道內(nèi)空氣污染物濃度分布的影響，我們對(duì)模式中輸入?yún)?shù)對(duì)輸出結(jié)果的影響進(jìn)行了靈敏度分析。結(jié)果表明，隧道內(nèi)的縱向風(fēng)速、機(jī)動(dòng)車排放污染物的強(qiáng)度是影響隧道內(nèi)污染物濃度及其分布的主要因素，初始濃度和邊界濃度對(duì)公路隧道內(nèi)污染物濃度的影響相對(duì)較小，受隧道狹長(zhǎng)空間結(jié)構(gòu)的限制，大氣擴(kuò)散過(guò)程對(duì)隧道內(nèi)空氣污染物濃度的影響幾乎可以忽略。 秦嶺終南山公路隧道作為世界最

4、長(zhǎng)的雙向山嶺公路隧道，其空氣污染問(wèn)題十分突出。本文根據(jù)公路隧道空氣質(zhì)量模式對(duì)秦嶺終南山公路隧道營(yíng)運(yùn)期的空氣質(zhì)量進(jìn)行了模擬。結(jié)果表明，秦嶺終南山公路隧道內(nèi)最主要的空氣污染物是CO，HC和NOx的濃度要低得多。在隧道內(nèi)縱向風(fēng)速為2.5m/s時(shí)，隧道營(yíng)運(yùn)近期(2010年)交通高峰時(shí)段隧道出洞口附近的CO濃度為157ppm，營(yíng)運(yùn)中期(2015年)交通高峰時(shí)段隧道出洞口附近的CO濃度為204ppm，營(yíng)運(yùn)遠(yuǎn)期(2020年～2025年)采用豎井通風(fēng)后