城市道路机动车尾气污染物扩散模型研究概况

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1、环境科学导刊http://hjkxdk.yies.org.cn2012，31(1)CN53－1205/XISSN1673－9655城市道路机动车尾气污染物扩散模型研究概况刘迪，卢振兰(吉林农业大学资源与环境学院，吉林长春130118)摘要:介绍了国外几个主要城市道路机动车尾气污染物扩散模型，以及模型的分类、特点和发展过程。同时，简要介绍了国内学者利用主要扩散模型对于城市道路机动车污染物的研究。关键词:城市道路;扩散模型;机动车尾气污染中图分类号:X701文献标识码:A文章编号:1673－9655(2012)01－0010－02在过去的“十

2、一五”期间，我国经济得到迅1980年以纽约试验数据为基础，Petersen等人猛发展，经济发展的同时，国家也加大了对大中型对于现有的HIWAY模型进行了修正，从而提出了［2］城市道路建设的投入，交通的便利带动了机动车数HIWAY－2模型。除了对于一些参数的修订外，量的增长。公安部交管局发布的数据显示，我国机HIWAY－2模型最大的特点就是，抛弃了原先采用动车保有量已达1.99亿辆，其中，汽车8500多万的6类P－G扩散廓线，将大气稳定性分为不稳辆，每年新增机动车2000多万辆，我国的机动车定、中性、稳定三个等级。同时HIWAY－2也为数量

3、保持高速增长态势。然而随着机动车数量的增用户提供了同时模拟多条道路、多个时段的功能，长，也带来了一定的环境问题，机动车尾气对于城对于较大区域内的线源污染物模拟以及敏感性分析市空气质量的影响日益严重。环保部发布的《中提供有利条件。但是，HIWAY－2模型在模拟线源国机动车污染防治年报(2010年度)》中指出，污染物的时候没有考虑到垂直方向上热力湍流的影2009年全国113个环保重点城市中，1/3的空气质响，而是仅仅考虑由车辆引起的热力湍流。量不达标，机动车尾汽排放已成为大中城市空气污1.2CALINE［3］染的主要来源，很多城市尤其是大中城

4、市空气污染CALINE模型最早是在20世纪70年代由美已经呈现出煤烟型和汽车尾气复合型污染的特点，国的Beaton提出的，最初的CALINE模型主要是针加剧了大气污染治理的难度。对美国加州;在1975年基于最开始的CALINE模动车线源污染物扩散模型的研究可以为防治大型，Ward又提出了CALINE模型的新一代模型［4］气污染提供依据，也便于研究机动车尾气污染物的CALINE－2模型;在4a之后，也就是1979年基［5］迁移规律，同时也是进行环评工作的重要工具。于高斯烟羽线源模型式推出了CALINE－3模型;1国外市道路机动尾气染物扩散模

5、型1984年推出了CALINE模型系列的最后一个版本，［6］1.1HIWAY也是至今为止最新的一个版本CALINE－4模型。［1］HIWAY模型是美国环境保护局于1975年由经过十多年的版本更新，CALINE系列模型已经成Zimmerman，Thompson共同开发的第一个公路扩散为世界上应用最为广泛的模型之一。模型。HIWAY模型基于最早的大气扩散模式—高CALINE－4模型的基本思路是将道路划分成斯模式，同时HIWAY模型也继承了高斯模式的优一系列线源单元(简称线元)，分别计算各线元排点与不足。一般来说对于开阔平坦的公路上的机动放的污

6、染物对接受点浓度的贡献，然后，再求和计［7］车排放污染物扩散能很好地进行预测，但是不适用算整条道路流动源在接受点产生的污染浓度。于两侧高层建筑较密集的街道峡谷。而且，对于公同时，基于高斯模式和混合区域概念以及污染物沉路的边缘，大气稳定度较好，同时风速较小，风向积、沉降速率的综合考虑，得到CALINE－4模型，与公路接近于平行，预测值会偏高。因此CALINE－4模型需要更全面的考虑参数的设定;模型运行控制选项、污染源数据、气象数据和收稿日期:2011－08－08接受点位置坐标文件，这四项构成CALINE－4模作者简介:刘迪(1986－)，男

7、，吉林农业大学在读研究生。型的主要输入文件，其中污染源数据文件主要包括研究方向:环境规划与管理。通讯作者:卢振兰，女，吉林农业大学副教授。数据信息有车流量数据、各类污染物的排放因子、—10—http://hjkxdk.yies.org.cn城市道路机动车尾气污染物扩散模型研究概况刘迪道路集合参数等;气象数据主要包括风速、风向、应用任意风向下的高斯线源扩散模式，对监测站监大气稳定度、扩散参数等。测的常年的NOx日均浓度数据和某街道实测NOx有报道称，国外学者利用CALINE模型、CA-数据进行计算机模拟分析，取得较好的验证结果。LINE－2

8、模型和HIWAY模型两个线源模型进行对3结语比研究，结果表明，在平行风的条件下，三种模型机动车污染物扩散问题的研究最早起始于20的预测值与实际监测相比都偏高，CALINE系列模世纪30年代，在