环评:公路汽车尾气预测模式

公路汽车尾气预测模式

公路汽车尾气预测模式

1.1.1.1 1.1.1.2 1.1.1.3 1.1.1.4 1.1.1.5 1.1.1.6 1.1.1.7

概述

污染物排放强度

坐标变换与计算的起、止点 HIWAY-2模式 CALINE4模式 小风静风模式

垂直风和平行风时的解析式

1.1.1.1 概述

对汽车尾气的扩散预测,以高斯扩散模式为基础,各国曾推导出多种实用的气态污染物扩散模式,如我国常用的近似式、内插式,美国EPA的HIWAY-2、加州运输部的CALINE4,得克萨斯州的TXLINE和英国的简单桌面模式等。经过监测、验算和对比,除内插式和桌面式差别较大外,对平原微丘地区的直线公路,其它模式的计算结果相差并不大。这里采用了HIWAY-2积分模式和CALINE4模式。

HIWAY-2模式的基本思想是:将公路线源划分成一系列微元,每一微元可作为点源处理,以高斯点源扩散公式计算每一微元对预测点的贡献值,然后线性叠加,结果作为公路线源对预测点的形成浓度的近似值。而CALINE4模式的基本思想是:将公路线源划分成一系列线元,每一线元看作一个中点在线元中心,方向与风向垂直的有限长线源(FLS),以高斯点源扩散公式计算每一线元对预测点的贡献值,然后线性叠加,结果作为公路线源对预测点的形成浓度的近似值。

HIWAY-2模式的微元长度为1~2m,可直接用高斯点源模式计算微元在预测点的浓度,然后叠加。CALINE4划分出的线元是一种变长度的划分法,长度比HIWAY-2的微元大得多,且要用有限长线源的积分式来计算每个线元对预测点的贡献值。对于CALINE4,不能直接用于曲线公路,对曲线公路要先划分成一系列直线段来近似模拟;而HIWAY-2则可直接应用。此外,这两个模式对初始扩散参数和其它扩散参数的计算方法也是不同的。

原则上,CALINE4和HIWAY-2及其参数只适用于有风模式(U10≥1.5m/s),但我们这里将所有U10≥1m/s的情况都应用该模式。作为一个补充,对U10<1m/s(包括U10=0m/s的完全静风)的情况,我们应用HJT2.2-1993的小风静风模式和相关的扩散参数计算法。

为了加快计算速度和提高计算精度,对于高度可视为不变的直线公路(无纵向坡度),有风(U≥1m/s)并且风向与公路线源可视为垂直时,自动采用解析式计算。

这两个模式一般仅用于预测距公路500m范围以内的预测点,但预测点离路肩的距离应在10m以上(离路中心线一般应在15m以上)。而对风向、风速、稳定度和公路状态(直线或曲线、变高度、公路网等)均无限制。

两者计算的差别:这两种算法的结果差别主要由线元或微元的不同取法引起,其次扩散参数的算法不同也是一个重要原因。当路面宽度很小时(<5m)两者计算结果很接近。在离公路距离较近时,HIWAY-2结果一般大于CALINE4结果,但差别不大;HIWAY-2的结果随距离衰减要快得多,因此离公路较远处,CALINE4结果反而比HIWAY-2结果大。另外一

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