《霧霾環境下城市機動車污染物擴散的時空動態特性研究》是依託山東大學，由雷麗擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：霧霾環境下城市機動車污染物擴散的時空動態特性研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：雷麗
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
霧霾天氣的形成主要是空氣中懸浮的大量有害物質和氣象條件共同作用的結果。本項目關注城市機動車污染物的擴散問題，深入剖析污染物擴散的影響因素和作用機理。通過開展城市交通流的實際觀測，利用交通仿真手段，建立污染物源強的時空分布模型。在此基礎上，根據城市布局的幾何特徵，抽象出高架路系統、含綠化帶的地面道路和地下停車場的物理模型，建立不同空間結構下城市機動車污染物擴散的數值模擬方案，研究各種靜態因素和風速風向、污染物源強等動態因素變化時計算區域內的流場與污染物濃度場的時空分布特性。利用CFD數值模擬手段，研究不同的公交專用道設定對街道峽谷內可吸入顆粒物擴散的影響，得到風速風向和源強分布等動態因素變化時可吸入顆粒物擴散的時空分布特性。研究結果對於完善機動車污染物擴散的模型與相關理論，指導未來城市道路設計與建築規劃，提升城市空氣品質具有重要意義。
結題摘要
本項目通過開展交通流實測和污染物濃度監測，建立了符合實際交通流特點的污染物源強分布模型。在此基礎上，對城市高架路系統、綠化帶、地下停車場、城市公交站台和公車內微環境等進行研究，建立了多空間維度下的污染物擴散模型，分析了各種靜態和動態因素對污染物擴散造成的影響，數值模擬得到了城市機動車污染物擴散的時空動態分布特性。目前已發表學術論文18篇，其中11篇和4篇分別被SCI和EI檢索。項目組成員參加國內學術會議6次，國際學術會議4次。目前有5名碩士研究生畢業，有5名碩士研究生在讀。 項目取得了預期的研究成果。主要內容包括：（1）針對城市街道峽谷，研究了道路綠化帶的樹冠高度和寬度、綠化帶布置方式、樹間距等因素變化時，對氣態污染物擴散分布的影響。同時對不同粒徑顆粒物在有綠化帶街道峽谷內的擴散分布情況進行了對比分析，並探究了不同風速的影響。（2）運用離散相模型和數值模擬方法，研究了高架路高度和寬度、分離式高架中間空隙、街谷高寬比、線源位置、風速等因素變化時對街谷內顆粒物擴散分布的影響。（3）針對地下停車場開展了交通流和污染物濃度的實地觀測，計算得到了通風量。自然通風條件下，研究了地下停車場立柱陣列和入口風速等因素對內部氣流組織和污染物擴散的影響；機械通風條件下，得到了不同通風方式下停車場內部的速度場、溫度場和CO濃度場，並進行了方案比較和分析。（4）採用數值模擬方法，研究了風速、風向、公車停靠位置、公車排氣管位置、停靠車輛數等因素對城市公交站台CO濃度分布和乘客暴露水平的影響。利用動格線技術，研究了公車進出站過程CO濃度的變化情況，分析了怠速停靠時間、排氣管位置和環境側風的影響。（5）針對空調公車內的顆粒物及乘客舒適性問題開展問卷調查、實地觀測和數值模擬研究，得到了公車內的速度場、溫度場、顆粒物濃度場和氣態污染物濃度場的分布情況。通過改變車廂幾何構造、送風量和送風角度等，改善了車內的污染現狀和乘客的舒適性感受。（6）針對交通仿真的需求，結合現實交通條件，對交通流巨觀模型和微觀模型進行了最佳化，並對最佳化後模型開展穩定性分析、線性分析和數值模擬，使之更加符合實際交通的運行環境和條件。 本項目研究成果對於完善機動車污染物擴散的模型與相關理論，指導未來城市高架路、綠化帶、地下空間和公交站台的規劃設計，減少機動車污染對城市居民身體健康的危害，具有重要的理論價值和現實意義。
