城市典型街谷道路中污染物扩散特征模拟

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随着我国城市人口的持续增长,车辆激增、道路堵塞所导致的交通道路空气污染问题越来越严重。本文在分析西安市道路交通状况和大气污染特征的基础上,采用OSPM模型对不同街道模式的NO2浓度进行模拟,并分析了街道中不同建筑布局对污染物扩散的影响。主要结论如下:(1)2009-2016年,西安市SO2年均浓度为缓慢下降趋势,NO2和PM10年均浓度为上升趋势,每年11月至次年2月SO2和NO2浓度为全年最高,7-9月SO2和NO2浓度较小。PM10浓度在西安10月至次年3月出现较高值,每年的6-7月份出现最低值。(2)西安市的机动车保有量从1999至2016年以平均19.7%的速率增长,截至2016年底已有255万辆。市区道路上午8点-11点与下午14点-18点是车流量高峰期,南二环车流量最大,平均车流量达到9600辆/小时,桥梓口车流量最小,平均车流量为900辆/小时。(3)车流量从50辆/小时增加到9000辆/小时,NO2模拟浓度从6.4μg/m3增加到140μg/m3;风速从0m/s增加到7m/s,NO2模拟浓度从103.4μg/m3降低到51.5μg/m3;风向角从0°增加到360°,NO2模拟浓度循环变化,最高为80.2μg/m3,最低为28.4μg/m3;街道高宽比从0.3增加到4.1,NO2模拟浓度从48.7μg/m3增加到82.5μg/m3。因此流量、风速、风向、街道高宽比是OSPM模型的敏感性参数,温度为不敏感参数。(4)模拟北大街、东大街、太乙路、文艺路、桥梓口、友谊西路、高新街和南二环两侧的人行道的NO2浓度,车流量最多的南二环污染最为严重,NO2浓度主要在150-230μg/m3之间,车流量较少的街道污染情况较轻。街道的NO2浓度变化与车流量变化规律基本一致,在风向风速有较大改变时与车流量变化规律有差异。(5)利用OSPM模拟研究街道中不同建筑布局对污染物扩散的影响,不对称街谷道路中NO2浓度较小,两侧建筑物密集且高度相差很小时,NO2浓度较高;街谷中迎风面NO2浓度不随模拟点高度变化而变化,背风面则降低,高于35m时两侧浓度相同且不再变化;街谷中高宽比一定时,建筑物高度越低,循环区越小,浓度会较高,建筑高度由70m增加至110m,NO2浓度仅降低了4.1μg/m3。
摘要第3-5页
abstract第5-6页
1 绪论第9-19页
    1.1 研究背景第9-10页
    1.2 国内外研究现状第10-16页
        1.2.1 街道峡谷特点第10-12页
        1.2.2 街道峡谷扩散模型研究现状第12-16页
        1.2.3 目前研究中存在的问题第16页
    1.3 研究目标及内容第16-19页
        1.3.1 研究目标第16-17页
        1.3.2 研究内容第17-19页
2 西安交通道路与大气污染第19-29页
    2.1 西安大气污染变化特征第19-22页
        2.1.1 大气主要污染物浓度的年际变化特征第19-20页
        2.1.2 大气主要污染物浓度的月变化特征第20-22页
    2.2 西安市机动车污染状况第22-24页
        2.2.1 西安市机动车构成状况及发展趋势第22-23页
        2.2.2 机动车尾气引起的城市空气污染第23-24页
    2.3 西安市道路交通环境第24-28页
        2.3.1 西安交通网络形态第24-25页
        2.3.2 西安道路交通车流量特征第25-28页
    2.4 小结第28-29页
3 OSPM模型简介及参数敏感度分析第29-37页
    3.1 OSPM模型简介第29-32页
        3.1.1 原理第29-31页
        3.1.2 参数第31-32页
    3.2 OSPM模型敏感度分析第32-35页
        3.2.1 车流量敏感度分析第32-33页
        3.2.2 风速敏感度分析第33-34页
        3.2.3 风向敏感度分析第34页
        3.2.4 街道宽高比敏感度分析第34-35页
        3.2.5 温度敏感度分析第35页
    3.3 小结第35-37页
4 西安不同特征街道峡谷的交通污染模拟第37-55页
    4.1 模拟参数选择第37-43页
        4.1.1 模型模拟时的气象参数第37-42页
        4.1.2 各个街道的地形参数第42-43页
        4.1.3 各街道车流量第43页
    4.2 不同街道峡谷移动源污染特征第43-52页
        4.2.1 不同街道峡谷移动源污染日变化特征第43-52页
        4.2.2 不同街道峡谷移动源污染特征比较第52页
    4.3 小结第52-55页
5 街道建筑布局对移动源污染物扩散的影响第55-65页
    5.1 街道两边建筑物的对称性对污染扩散的影响第55-58页
        5.1.1 递降型街道峡谷第55-56页
        5.1.2 递升型街道峡谷第56-58页
    5.2 街谷中污染物垂直方向的浓度变化第58-60页
        5.2.1 递降型街道峡谷第58-59页
        5.2.2 递升型街道峡谷第59-60页
    5.3 街道两边建筑物的密实程度对污染扩散的影响第60-62页
        5.3.1 迎风侧密实程度第60-61页
        5.3.2 背风侧密实程度第61-62页
    5.4 街道宽高比相同时楼高对污染物扩散的影响第62-63页
        5.4.1 宽高比1:1第62页
        5.4.2 高宽比2:1第62-63页
    5.5 小结第63-65页
6 结论与展望第65-67页
    6.1 研究结论第65-66页
    6.2 研究展望第66-67页
致谢第67-69页
参考文献第69-73页
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