基于交叉通大氣污染影響范文

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隨著城市建設(shè)的迅速發(fā)展和城市人口的迅速膨脹，城市道路和車流量迅速增加，隨之而來的城市交通環(huán)境污染問題已成為城市環(huán)境污染的首要問題。世界各國極其重視交通對環(huán)境的影響問題，世界道路協(xié)會為此設(shè)置了專門的技術(shù)委員會，研究建立道路環(huán)境影響評價方法，為道路規(guī)劃、設(shè)計及管理提供一個環(huán)境要求的準(zhǔn)繩［1］。環(huán)境影響評價是對規(guī)劃和建設(shè)項目實施后可能造成的環(huán)境影響進(jìn)行分析、預(yù)測和評估，提出預(yù)防或者減輕不良環(huán)境影響的對策和措施［2］。

在交通系統(tǒng)對環(huán)境的影響方面的研究中，許多國家相繼開展了研究，并建立了理論計算方法及經(jīng)驗?zāi)Ｐ头椒āＴ诮煌ㄏ到y(tǒng)噪聲對環(huán)境的影響方面的研究中較典型的有Janczur的水平地面上任意建筑物分布條件下任意點聲場分析方法，我國學(xué)者吳碩賢的平行街道內(nèi)道路交通噪聲計算機模擬方法等［3］;在機動車尾氣排放擴(kuò)散污染模型方面的研究主要有美國環(huán)保局開發(fā)的ROADWAY，美國德克薩斯州交通研究所開發(fā)的TXLINE，北京工業(yè)大學(xué)公式(徐錦航等，1987)和中山大學(xué)公式(唐永鑾，1992)，東南大學(xué)應(yīng)用量綱分析法。

城市內(nèi)交叉口大多為平面信號交叉口。車輛在到達(dá)交叉口時一般要減速、等待、加速等，由此帶來的噪聲和大氣污染即交通環(huán)境污染問題及其嚴(yán)重，尤其是市中心交叉通環(huán)境污染現(xiàn)象更為嚴(yán)峻。本文在根據(jù)排放因子，車速，車型比例，交通量，停車延誤等條件，計算交叉通噪聲等級，在利用車流尾氣污染物排放量計算方法計算交叉口污染物排放量的基礎(chǔ)上，用灰色決策模型對芙蓉南路－赤嶺路(涂家沖)交叉通環(huán)境進(jìn)行評價。為道路交叉通設(shè)計及管理提供一定的指導(dǎo)策略。

1灰色聚類的基本原理

灰色聚類是以灰數(shù)的白化權(quán)函數(shù)生成為基礎(chǔ)，將一些觀測指標(biāo)或?qū)ο缶垲惓扇舾蓚€可定義的類別的方法［4］。由于交通對環(huán)境的影響過程可以看作是一個灰色系統(tǒng)，所以可以用灰色系統(tǒng)理論進(jìn)行交通環(huán)境影響評價。

1．1評判向量規(guī)范化［5］

由于交通環(huán)境影響因子均系屬性值越小越好的成本型指標(biāo)，本文采取下面公式進(jìn)行處理:其中，xij為第i條道路j類污染物的規(guī)范化評價值，值域分為4段，［0，70)，［70，80)，［80，90)，［90，100］，相應(yīng)的第i條道路j類污染物的評價狀態(tài)為差，一般，良，優(yōu);tij為第i條道路或交叉口j類污染物實際濃度值或預(yù)測值;D1j為j類污染物的第1級濃度分界值;D2j為j類污染物的第2級濃度分界值;D3j為j類污染物的第3級濃度分界值;污染物分級濃度分界值可以是日均濃度值或小時平均濃度，如表1所示。

1．2灰類的白化權(quán)函數(shù)

對城市道路環(huán)境質(zhì)量的評價分為4個灰類，即空氣質(zhì)量優(yōu)(A級)，空氣質(zhì)量良(B級)，空氣質(zhì)量一般(C級)，空氣質(zhì)量差(D級)4個灰類。因此，污染物評價指標(biāo)相應(yīng)的分為4個子灰類，其4個白其中，f1j(xij)為上限測度白化權(quán)函數(shù)，評價指標(biāo)j的A級的白化權(quán)函數(shù);f2j(xij)為適中測度白化權(quán)函數(shù)，評價指標(biāo)j的B級的白化權(quán)函數(shù);f3j(xij)為適中測度白化權(quán)函數(shù)，評價指標(biāo)j的C級的白化權(quán)函數(shù);f4j(xij)為下限測度白化權(quán)函數(shù)，評價指標(biāo)j的D級的白化權(quán)函數(shù);j為評價指標(biāo)，j=1，2，即CO，NOX的白化權(quán)函數(shù)相同。

1．3綜合決策權(quán)的確定

徐肇忠(1994，1997)和肖新平(1997)等指出當(dāng)某一評價因子，若其在某一點的監(jiān)測值低于國家標(biāo)準(zhǔn)，則其在評價中的重要程度應(yīng)相對較輕;若超過了國家標(biāo)準(zhǔn)，則在評價中的重要性應(yīng)較明顯，而且超標(biāo)越多，對評價的重要程度越大。綜上，選用超標(biāo)定權(quán)法(污染貢獻(xiàn)率法)確定評價因子的綜合決策權(quán)，計算公式如下［6］:其中，λj為j評價因子各級標(biāo)準(zhǔn)值的平均值;j=1，2，…，m;M為評價因子的個數(shù)，m=2，j=1時表示為CO，j=2時表示為NOX;ηij為i評價對象的j評價指標(biāo)綜合決策權(quán)，滿足式:∑mj=1ηij=1

1．4灰聚類分析

根據(jù)下式求出評價對象i屬于k灰類的聚類系數(shù)σki。

2芙蓉南路－赤嶺路(涂家沖)交叉通灰色聚類分析

芙蓉路是長沙市主干路，芙蓉南路－涂家沖交叉口屬于Y形信號交叉口，位于市中心。北進(jìn)口為雙向8車道，南進(jìn)口為雙向6車道，西進(jìn)口為雙向4車道，如圖3。采用交通調(diào)查相關(guān)方法測得交叉口的流量－流向圖如圖2，交叉口平面圖如圖3。根據(jù)交叉口類型確定的空氣污染物擴(kuò)散濃度，即北京工業(yè)大學(xué)Nichoson箱式模型的修正形式模型，機動車排放污染物濃度計算公式為［7］:CI=KQLLCuHB(9)其中，CI為交叉口機動車污染物濃度，mg/m3;QL為在交叉口排隊的機動車尾氣污染物線源強度(怠速排放)，mg/(m．s);LC為交叉口機動車排隊長度，m;u為道路上的風(fēng)速，m/s;H為交叉口周圍建筑物平均高度，m;B為交叉口處箱體的寬度，一般取交叉口入口寬度加上10～20m;K為系數(shù)，參考其他城市的資料，取0．67;其中，m為交叉口停車率，與控制方式有關(guān)，見表2;N為交叉口進(jìn)口流量總和，輛/h;hd為交叉口排隊車輛車頭間距，m;為停車時的車輛安全車間距與車輛的車身長度之和，對于標(biāo)準(zhǔn)小汽車取7m;Cy為交叉口排隊的周期，s;若為信號交叉口，則為信號周期。同時由式(6)、(7)、(8)求得λj，ηij及評價對象i屬于k灰類的聚類系數(shù)σki。得到σk*i1=0．4641837，σk*i2=0．3263，σk*i3=0．3003，所以綜上，西進(jìn)口的大氣環(huán)境較好，進(jìn)口道3即北進(jìn)口最差。根據(jù)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3095－96)對CO，NOX1h平均濃度的規(guī)定和參考國外的標(biāo)準(zhǔn)，將道路兩側(cè)的CO，NOX分為4個等級，見表5。由表3可以看出，涂家沖交叉口CO小時平均濃度大于20mg/m3，NOX小時平均濃度大于0．3mg/m3，所以整體交叉口總體大氣污染嚴(yán)重，空氣質(zhì)量較差。

3結(jié)論

(1)由于車輛尾氣排放、擴(kuò)散濃度和車流量、車速、加減速相關(guān)，所以，流量大，車速大的進(jìn)口道污染物排放量和擴(kuò)散濃度也較大，以上通過灰色聚類法對交叉通環(huán)境污染的分析說明，涂家沖交叉口屬于空氣污染較嚴(yán)重的交叉口，這與現(xiàn)實感覺相符，所以利用灰色聚類分析法進(jìn)行城市道路交叉通環(huán)境影響評價是可行的，從而為以后的交通影響分析評價工作提供了研究方向。

(2)交通環(huán)境污染不僅和機動車數(shù)量有關(guān)，同時和城市道路交通設(shè)施建設(shè)、城市交通管理水平關(guān)系密切。因此要改善這一現(xiàn)象，政府除了可以根據(jù)實際情況考慮采取更加嚴(yán)格的排放法規(guī)，針對性地限制車輛上路，也可以采取各單位彈性上班時間制，錯開車流的高峰期。另外，響應(yīng)城市“低碳環(huán)保”發(fā)展理念，提高燃油品質(zhì)或者采用潔凈的替代燃料，如壓縮天然氣或者液化石油氣也不失為一種好辦法。總之，未來緩解城市交通環(huán)境污染的空間還很大，要靠不懈努力才能實現(xiàn)。