Fluidyn软件在京承高速(G45)机动车道路污染研究中的应用

2018-02-08

道路位置


京承高速公路是《国家高速公路网规划》中大广高速公路(G45的重要组成部分,对于打开承德连接内蒙古、东北,通向沿海的大通道,形成环京津地区北京、承德、秦皇岛的旅游“金三角”具有重要意义。对促进京、津、冀、环渤海地区经济发展,实现城市总体规划,引导城市空间布局和功能的调整,支持新城建设,促进城乡协调发展都将起到积极的协调作用。它也标志着京承经济区域合作将进入一个新阶段。


实测交通量

  • 1 河下桥2015月均分车型交通量观测数据
  • 单位:辆/


    观测站名称
    月份
    中小客
    大客车
    小货车
    中货车
    大货车
    特大货
    集装箱
    河下桥
    1
    5842
    1697
    2484
    1871
    1625
    1116
    1990
    河下桥
    2
    5974
    1709
    1916
    990
    867
    611
    1049
    河下桥
    3
    5866
    1721
    2508
    1895
    1649
    1140
    2014
    河下桥
    4
    5902
    1757
    2544
    1931
    1685
    1176
    2050
    河下桥
    5
    5950
    1805
    2592
    1979
    1733
    1224
    2098
    河下桥
    6
    5962
    1817
    2604
    1991
    1745
    1236
    2110
    河下桥
    7
    5998
    1853
    2640
    2027
    1781
    1272
    2146
    河下桥
    8
    6022
    1865
    2664
    2051
    1805
    1296
    2170
    河下桥
    9
    5962
    1817
    2604
    1991
    1745
    1236
    2110
    河下桥
    10
    6022
    1877
    2664
    2051
    1805
    1296
    2170
    河下桥
    11
    5710
    1565
    2352
    1739
    1493
    984
    1858
    河下桥
    12
    5806
    1661
    2448
    1835
    1589
    1080
    1954



    风频

    根据本地区多年的气象统计资料,累年各月份风向频率见表4.9。该地区全年主导风向为NW,出现频率为11%;其次是NNNW向风,各占7%。春、夏、秋、冬各季节盛行风也均为NW,分别占各季频率为11%8%11%18%

    风速

    该地区年平均风速为2.7m/s,冬、春季风速较大,夏、秋季风速较小。另外,各方向年风速变化情况为:NW风向平均风速最大(3.79m/s),其次是WNWNNW(分别为3.15m/s3.06m/s);W向年平均风速最小(l.23m/s),其次是ESE向风(均为l.55m/s)。


    公路沿线敏感点选取


    范围与时间段

    选取京承高速公路的三个路段区域,在四个年份逐时气象条件下进行基于CFD方法的扩散计算。计算时取5km×5km的计算域,其中包含4km×4km的范围内的地形起伏。


    气象数据

    距离计算选取的路段最近的气象站为密云上甸子气象站(站号54421),其位于东经117.1167北纬40.65,海拔293.3

    气象数据为2008年、2010年、2012年、2015年各年逐小时数据,每条数据包括:10min风向(度)10min平均风速(m/s气温(℃)总云量(成)低云量(成)等。


    各年风向玫瑰图


    源强数据

    道路上由于机动车排放的污染物源强根据实际交通量数据进行计算获得。根据《公路建设项目环境影响评价规范》(JTG B03-2006)中附录E车辆单车排放因子推荐值,对排放源强进行计算。



    年平均污染物浓度分布

    2008年NOx年均浓度分布

    2010年NOx年均浓度分布

    2012NOx年均浓度分布

    2015NOx年均浓度分布

    2010CO年均浓度分布

    2012CO年均浓度分布

    2015CO年均浓度分布


    典型日污染物浓度分布




    NOx(氮氧化物)24小时平均浓度分布

    CO(一氧化碳)24小时平均浓度分布


    结果分析

    从以上各计算结果可以得出以下规律

  • 各路段各年份NOx的年平均浓度在道路两侧200m范围外均满足大气环境质量标准二级标准
  • 由于CO没有年平均浓度标准值,故不做其达标性评价。但各路段各年份CO年平均浓度结果显示,其浓度分布在道路两侧200m外均远小于24小时平均的标准值。
  • 根据20102012年、2015年的NOxCO的年平均浓度结果,其分布均随年份逐渐增大,且2015年结果显示在道路两侧200mNOx浓度值已经接近标准值。原因是由于交通量逐年增加,其排放量也逐年增大。2008年结果略高,是由于没有获取该年份的交通量数据而采用了环境影响报告书中的预测数据。结合2010年、2012年实测交通量数据,该预测交通量明显偏大。故而也导致了2008年各污染物年平均浓度也相对较大。
  • 根据典型日气象条件下的计算结果各路段个别时段NOx1小时平均浓度和24小时平均浓度均有在道路两侧200m处超出相应的标准值,而CO的浓度小于标准值。
  • 根据主导风向下的计算结果各路段NOx的浓度分布在道路两侧200m处均有超出年平均浓度标准值。CO的浓度相对较低。

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