文档介绍：公路隧道空气质量模拟与控制
陈文艺(环境工程)
导师: 邓顺熙教授
摘要
公路隧道是一个相对封闭的空间, 隧道内的大气扩散过程受到限制, 机动车排放
, 。
的污染物在隧道内不断积聚, 污染隧道空气环境危害隧道安全本论文以公路隧道
,
内的空气污染问题为研究对象以确保人体健康和机动车行驶安全为公路隧道内空气
质量控制的主要目标, 首先对公路隧道空气污染和污染物进行了介绍, 接着研究了公
、、。
路隧道主要空气污染物浓度的控制限值空气质量模式模式中参数的灵敏度等问题
, ,
在建立模式的基础上以秦岭终南山公路隧道为实例对隧道内的空气质量进行了数
值分析。
一一,
本研究从 C bo 徽 Fo srt er K na e 方程出发计算了人体血液中 C O H b 浓度和暴露时
.
间及 c o 浓度的关系, 并以人体血液中碳氧血红蛋白浓度民 O H b] 不高于 2 0% 为基准,
确定了不同通行时间下公路隧道内 C O 浓度设计限值, 结果表明秦岭终南山公路隧道
。
的通行车速为 4 0 km 月1 时, 隧道内 C O 浓度限值约为 105 p m
, ,
针对公路隧道的结构特点本文从大气扩散方程出发建立了公路隧道内空气质
量的一维模式, 用有限体积方法对模式进行了数值求解, 并对求解过程的稳定性进行
。
了讨论为了了解各工程及环境条件对隧道内空气污染物浓度分布的影响, 我们对模
。、
式中输入参数对输出结果的影响进行了灵敏度分析结果表明, 隧道内的纵向风速
,
机动车排放污染物的强度是影响隧道内污染物浓度及其分布的主要因素初始浓度和
边界浓度对公路隧道内污染物浓度的影响相对较小, 受隧道狭长空间结构的限制, 大
。
气扩散过程对隧道内空气污染物浓度的影响几乎可以忽略
,
秦岭终南山公路隧道作为世界最长的双向山岭公路隧道其空气污染问题十分突
。
出本文根据公路隧道空气质量模式对秦岭终南山公路隧道营运期的空气质量进行了
。,
模拟结果表明秦岭终南山公路隧道内最主要的空气污染物是 C O , H C 和 N O 、的
。. ,
浓度要低得多在隧道内纵向风速为 2 5m /S 时隧道营运近期( 2 01 0 年) 交通高峰
,
时段隧道出洞口附近的 C O 浓度为 1 57 p pm 营运中期( 2 01 5 年) 交通高峰时段隧道
,
出洞口附近的 C O 浓度为 2 04 p m 营运远期( 2 0 2 0 年一 2 02 5 年) 采用竖井通风后隧
。
道内的 C O 浓度下降明显
关键词: 公路隧道; 空气污染; 空气质量模拟; 灵敏度分析
T h e S im u lat io n a n d C o n tr o l o f A ir Q u a liyt In s id e Ro a d Tu n n e l
C h e n 叭 e/ n y i (E n v ir o n m e n t a l E n g in e e r in g )
D ir e e te d b y
P r o .f D e n g S hu nx i
A b s t ar c t
H ig hw ya tu n n e l 15 a r e lat iv e o b t ur at e s P a e e , 5 0 t he a tm o s P h e r ie d 伪i s io n P r o e e s s 15
e r o u a n s e e o o r v e e e s s e u n n e e e o a
l mi it d na d t he ai P ll t t m it d b y m t h i l P as ing ht t l mu lat Pu t
,
h ig h le v e l in s ide h ig hw ya t u n n e l d e P r e s s in g ht e ai r q ua liyt na d e nd na g e r in g t he s a ef ty o f
.
v e h ie le s dri v in g hrt o u hg ht e tu n n e l In th is P pa e ,r the of e u s 15 P lac e d o n ht e P or b le m o f a ir
, ,
P o llut io n in h ig hw ya t un e l na d t h e P ri m e P u pr o s e o