بخشی از مقاله
بررسی رابطه بین غلظت گازهاي آلاینده هوا و حجم ترافیک عبوري از تونل هاي
اتومبیل رو : مطالعه موردي تونل رسالت
چکیده
میزان و غلظت گازهاي آلاینده هوا که توسط وسایل نقلیه موتوري در مناطق شـهري منتشـر مـی شـود، از جمله مسائل زیست محیطی می باشد که همواره مورد توجه کارشناسان بوده است. غلظت گازهـاي آلاینـده هوا در فضاهاي سرپوشیده موتوري از جمله تونل ها و پارکینگ ها، از اهمیت ویژه اي برخوردار است، زیرا به دلیل سرپوشیده بودن این فضاها، در صورت عدم تهویه مناسب غلظت گازهاي منتشر شـده توسـط وسـایل نقلیه موتوري عبوري به سرعت افزایش می یابد، که این امر براي سلامتی افراد حاضر در این فضـاها بسـیار خطرناك می باشد. در این مقاله سعی شده است طی یک مطالعه موردي بر روي تونل رسالت واقع در شـهر تهران، به بررسی رابطه بین ترافیک عبوري از تونل مذکور و غلظت گاز CO در فضاي تونل پرداختـه شـود.
همچنین سعی شده است با بررسی نحوه فعالیت سیستم تهویه تونل در طول شـبانه روز و در سـاعت هـاي اوج ترافیک، راهکارهایی جهت بهبود و ارتقا کیفیت هواي داخل تونل و افزایش بازدهی سیستم تهویه ارائـه شود.
کلمات کلیدي: گازهاي آلاینده هوا، ترافیک، تونل رسالت، سیستم تهویه هوا
.1 مقدمه
آلودگی هواي شهرها ناشی از منابع مختلفی میباشد که در این بین وسایل نقلیه موتـوري بـه عنـوان منبـع اصـلی آلودگی این مناطق شناخته شده اند .[1] تونل هاي اتومبیل رو معمولا بدلیل شرایط توپوگرافی خـاص یـا بـه منظـور کـاهش ترافیک وسایل نقلیه در مناطق شهري احداث می شوند. عدم تهویه مناسب به همراه عبور ترافیک سنگین منجر بـه افـزایش سریع غلظت آلاینده ها در فضاي تونل می شود که این امر براي سلامتی افراد حاضر در تونل می تواند خطرنـاك باشـد .[2]
بعلاوه وجود آلاینده هاي با غلظت بالا به همراه ذرات معلق در فضاي تونل باعث کاهش فاصله دیـد راننـدگان، و در نتیجـه افزایش احتمال تصادف می شود. از اینرو کنترل و مدیریت غلظت آلاینده ها و ذرات معلق منتشر شده در فضاي تونل هـاي اتومبیل رو بسیار مهم می باشد. معمولا براي حفظ کیفیت هواي تونل ها در سطح مناسب و قابل قبول، از تهویه طبیعـی یـا مکانیکی استفاده می شود. تهویه طبیعی تونل هاي اتومبیل رو بوسیله وزش باد و جریان هواي ایجـاد شـده در اثـر حرکـت وسایل نقلیه از داخل تونل ( اثر پیستونی ) تامین می شود. متداولترین روش هاي تهویه مکانیکی تونل ها سـه روش تهویـه طولی، عرضی و نیمه عرضی است .[3]
معمولا مطالعه آلاینده هاي هوا در تونل هاي اتومبیل رو به منظور تعیین ضرایب نشر آلاینده هاي مختلف و تعیـین سطح کیفیت هواي تونل انجام می شود [4]، [5]، [6]، .[7] در این مقاله سعی شده است بـا مطالعـه خصوصـیات ترافیـک عبوري و غلظت گاز مونوکسید کربن ( ( CO هواي داخل تونل رسالت شهر تهران، رابطه ي بین ترافیـک عبـوري و غلظـت گاز CO فضاي داخلی این تونل بررسی شود.
.2 مواد و روش ها
.1.2 تونل رسالت
تونل رسالت در امتداد بزرگراه رسالت که شرق شهر تهران را به غرب این شهر متصل میکند قرار گرفته اسـت. ایـن تونل شامل تونل هاي بلند و کوتاهمجموعاً به طول حدود 1000 متر می باشند که طول تونل بلند شرقی – غربی 830 متـر و طول تونل بلند غربی – شرقی 850 متر می باشد. تونل بلند رسالت از دو تونل مجزا تشکیل شـده اسـت کـه هـر کـدام از مسیرها داراي ارتفاع دهانه 9 متر، عرض 13/5 متر با 3 خط عبور اصلی و یک خط اضطراري به همـراه دو شـانه 90 و 110
سانتی متري می باشد. این تونل ها در حد فاصل میدان آفریقا به بزرگراه کردستان قرار گرفتهاند. در مقاله حاضر از اطلاعـات بدست آمده از تونل مسیر غربی- شرقی، که بزرگراه کردستان را به میدان آفریقا متصل می نماید استفاده شده است.
.2.2 آلاینده هاي مورد مطالعه
بیشترین آلاینده هاي منتشر شده توسط وسایل نقلیه موتوري ذرات معلق، مونوکسـید کـربن ( CO )، اکسـیدهاي
نیتروژن ( NOx )، دي اکسید سولفور ( SO2 )، سولفید هیدروژن ( ( H2 S و اوزون ( ( O 3 می باشد .[8] میزان مونوکسـید کربن، ذرات معلق و دي اکسید نیتروژن تولید شده توسط موتورهاي دیزلی و بنزینی متفاوت است. اساسا غلظت مونوکسـید کربن و هیدروکربن هاي منتشر شده از موتورهاي دیزلی کمتر از موتورهاي بنزینی است. اگر غلظت گاز مونوکسید کربن در سطح قابل قبولی نگه داشته شود، سایر آلاینده ها نظیر دي اکسـید سـولفور و دي اکسـید کـربن در سـطح مناسـبی قـرار خواهند گرفت .[9] به همین دلیل معمولا گاز مونوکسید کربن به عنوان شاخص کیفیت هوا در طراحـی و ارزیـابی سیسـتم تهویه تونل ها مورد استفاده قرار می گیرد. اخیرا غلظت اکسیدهاي نیتروژن و ذرات معلق نیز در نظر گرفته می شود .[10]
به دلیل احداث تونل رسالت در محدوده شهري و همچنین با بررسـی جریـان ترافیـک عبـور کننـده از ایـن تونـل، مشخص گردید که عمده وسایل نقلیه عبوري از نوع خودروهاي سواري مـی باشـند. بنـابراین گـاز CO بـه عنـوان شـاخص ارزیابی میزان آلودگی هواي تونل در گرفته شده است.
.3.2 نحوه برداشت اطلاعات
برداشت اطلاعات ترافیکی و غلظت گاز CO طی یک دوره 8 ساعته به صورت پیوسته از ساعت 7:00 الـی 15:00 و
در روزهاي یکشنبه، دوشنبه و سهشنبه مورخ 27، 28 و 29 ديماه سال 88 در قطعه بزرگ تونل غربی ـ شرقی رسالت کـه جهت حرکت آن از بزرگراه کردستان به سمت میدان آفریقا می باشد، انجام گرفته است. اطلاعات ترافیکی شامل حجم، نوع و سرعت متوسط وسایل نقلیه عبوري توسط شمارندههاي نصب شده بین زوج تونلهـاي کوتـاه و بلنـد بـه صـورت سـاعتی اندازه گیري شده است. همچنین غلظت گاز CO توسط سنسورهاي نصب شـده در فاصـله 60 متـري ( سنسـور ( 1 و 750
متري ( سنسور ( 2 از دهانه ورودي تونل، به صورت ساعتی اندازهگیري شده است.
.4 بررسی نتایج
.1.4 نحوه انتشار گاز CO در طول تونل
در شکل شماره 1 میانگین 8 ساعته غلظت گاز CO با فرض تغییر خطـی غلظـت آلاینـده هـا در طـول تونـل طـی روزهاي آمارگیري ترسیم شده است. با توجه به نمودار شکل شماره 1 مشاهده می شود که کمترین غلظت میانگین 8 ساعته ثبت شده توسط سنسور 1 متعلق به روز سه شنبه و بیشترین مقدار آن متعلق به روز یک شنبه می باشد. همچنین کمترین و بیشترین غلظت ثبت شده توسط سنسور 2 به ترتیب متعلق به روزهاي یکشنبه و دوشنبه میباشد.
شکل : 1 میانگین 8 ساعته غلظت گاز CO در طول تونل طی روزهاي آمارگیري
.2.4 خصوصیات ترافیک عبوري از تونل
در جدول شماره 1 خصوصیات وسایل نقلیه عبوري از مسیر غربی ـ شرقی تون ل رسالت ثبت ش ده است. همان طور که قبلا نیز ذکر شد، تعداد وسایل نقلیه سنگین عبوري از تونل رسالت به دلیل قرارگرفتن در منطقه شهري کـم مـی باشـد. بـا توجه به اعداد موجود در جدول شماره 1، نسبت مجموع کامیونت و وسـایل نقلیـه سـنگین ( اتوبـوس و کـامیون ) بـه کـل وسایل نقلیه عبوري طی دوره 8 ساعته در روزهاي یکشن به، دوشنبه و سه شنبه به ترتیـب 4/73، 5 /11 و 5/31 درصـد مـی باشد که نشان دهنده غال ب بودن تعداد خودروهاي سواري نسبت به وسایل نقلیه سنگین است. از نکا ت جالب توجـه دیگـر، بالا بودن سرعت متوسط وسایل نقلیه عبوري از این تونل می باشد که بیانگر وجود جریان ترافیکی روان در داخل تونل است.
جدول : 1 خصوصیات ترافیک عبوري از مسیر غربی ـ شرقی تونل رسالت
.3.4 رابطه بین حجم ترافیک عبوري و غلظت گاز CO
در ابتدا و قبل از پرداختن به رابطه بین تعداد وسایل نقلیه عبوري از تونل و غلظت گاز CO، نمودار حجم سـاعتی (
که از مجموع تعداد وسایل نقلیه سواري، کامیونت ها و کامیون هاي سنگین بدست میآید )، در برابر غلظت گـاز CO در هـر ساعت از دوره آمارگیري 8 ساعته و براي هر روز به صورت جداگانه در شکل هاي شماره 2 ترسیم شده است. با وجود اینکـه غلظت گاز CO داخل تونل به عوامل مختلفی از قبیل سرعت و جهت باد، نوع و نحوه عملکرد سیستم تهویه بستگی دارد، با این وجود از روي نمودارهاي شکل شماره 2 میتوان به این نتیجه رسید که با افزایش حجم ترافیک عبوري غلظت گـاز CO
داخل تونل نیز افزایش یافته است. البته در موارد اندکی با وجود افزایش حجم ترافیک عبوري غلظت گاز CO کاهش یافتـه است که می توان علت آنرا ناشی از عملکرد سایر عوامل موثر بر تهویه تونل دانست.
