مقاله بررسی رابطه بین غلظت گازهای آلاینده هوا و حجم ترافیک عبوری از تونل های اتومبیل رو : مطالعه موردی تونل رسالت

بررسی رابطه بین غلظت گازهای آلاینده هوا و حجم ترافیک عبوری از تونل های

اتومبیل رو : مطالعه موردی تونل رسالت

چکیده

میزان و غلظت گازهای آلاینده هوا که توسط وسایل نقلیه موتوری در مناطق شـهری منتشـر مـی شـود، از جمله مسائل زیست محیطی می باشد که همواره مورد توجه کارشناسان بوده است. غلظت گازهـای آلاینـده هوا در فضاهای سرپوشیده موتوری از جمله تونل ها و پارکینگ ها، از اهمیت ویژه ای برخوردار است، زیرا به دلیل سرپوشیده بودن این فضاها، در صورت عدم تهویه مناسب غلظت گازهای منتشر شـده توسـط وسـایل نقلیه موتوری عبوری به سرعت افزایش می یابد، که این امر برای سلامتی افراد حاضر در این فضـاها بسـیار خطرناک می باشد. در این مقاله سعی شده است طی یک مطالعه موردی بر روی تونل رسالت واقع در شـهر تهران، به بررسی رابطه بین ترافیک عبوری از تونل مذکور و غلظت گاز CO در فضای تونل پرداختـه شـود.

همچنین سعی شده است با بررسی نحوه فعالیت سیستم تهویه تونل در طول شـبانه روز و در سـاعت هـای اوج ترافیک، راهکارهایی جهت بهبود و ارتقا کیفیت هوای داخل تونل و افزایش بازدهی سیستم تهویه ارائـه شود.

کلمات کلیدی: گازهای آلاینده هوا، ترافیک، تونل رسالت، سیستم تهویه هوا

.۱ مقدمه

آلودگی هوای شهرها ناشی از منابع مختلفی میباشد که در این بین وسایل نقلیه موتـوری بـه عنـوان منبـع اصـلی آلودگی این مناطق شناخته شده اند .[۱] تونل های اتومبیل رو معمولا بدلیل شرایط توپوگرافی خـاص یـا بـه منظـور کـاهش ترافیک وسایل نقلیه در مناطق شهری احداث می شوند. عدم تهویه مناسب به همراه عبور ترافیک سنگین منجر بـه افـزایش سریع غلظت آلاینده ها در فضای تونل می شود که این امر برای سلامتی افراد حاضر در تونل می تواند خطرنـاک باشـد .[۲]

بعلاوه وجود آلاینده های با غلظت بالا به همراه ذرات معلق در فضای 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 فضای تونل هـای اتومبیل رو بسیار مهم می باشد. معمولا برای حفظ کیفیت هوای تونل ها در سطح مناسب و قابل قبول، از تهویه طبیعـی یـا مکانیکی استفاده می شود. تهویه طبیعی تونل های اتومبیل رو بوسیله وزش باد و جریان هوای ایجـاد شـده در اثـر حرکـت وسایل نقلیه از داخل تونل ( اثر پیستونی ) تامین می شود. متداولترین روش های تهویه مکانیکی تونل ها سـه روش تهویـه طولی، عرضی و نیمه عرضی است .[۳]

معمولا مطالعه آلاینده های هوا در تونل های اتومبیل رو به منظور تعیین ضرایب نشر آلاینده های مختلف و تعیـین سطح کیفیت هوای تونل انجام می شود [۴]، [۵]، [۶]، .[۷] در این مقاله سعی شده است بـا مطالعـه خصوصـیات ترافیـک عبوری و غلظت گاز مونوکسید کربن ( ( CO هوای داخل تونل رسالت شهر تهران، رابطه ی بین ترافیـک عبـوری و غلظـت گاز CO فضای داخلی این تونل بررسی شود.

.۲ مواد و روش ها

.۱٫۲ 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 های بلند و کوتاهمجموعاً به طول حدود ۱۰۰۰ متر می باشند که طول تونل بلند شرقی – غربی ۸۳۰ متـر و طول تونل بلند غربی – شرقی ۸۵۰ متر می باشد. تونل بلند رسالت از دو تونل مجزا تشکیل شـده اسـت کـه هـر کـدام از مسیرها دارای ارتفاع دهانه ۹ متر، عرض ۱۳/۵ متر با ۳ خط عبور اصلی و یک خط اضطراری به همـراه دو شـانه ۹۰ و ۱۱۰

سانتی متری 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.
.۲٫۲ آلاینده های مورد مطالعه

بیشترین آلاینده های منتشر شده توسط وسایل نقلیه موتوری ذرات معلق، مونوکسـید کـربن ( CO )، اکسـیدهای

نیتروژن ( NOx )، دی اکسید سولفور ( SO2 )، سولفید هیدروژن ( ( H2 S و اوزون ( ( O 3 می باشد .[۸] میزان مونوکسـید کربن، ذرات معلق و دی اکسید نیتروژن تولید شده توسط موتورهای دیزلی و بنزینی متفاوت است. اساسا غلظت مونوکسـید کربن و هیدروکربن های منتشر شده از موتورهای دیزلی کمتر از موتورهای بنزینی است. اگر غلظت گاز مونوکسید کربن در سطح قابل قبولی نگه داشته شود، سایر آلاینده ها نظیر دی اکسـید سـولفور و دی اکسـید کـربن در سـطح مناسـبی قـرار خواهند گرفت .[۹] 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 اکسیدهای نیتروژن و ذرات معلق نیز در نظر گرفته می شود .[۱۰]

به دلیل احداث تونل رسالت در محدوده شهری و همچنین با بررسـی جریـان ترافیـک عبـور کننـده از ایـن تونـل، مشخص گردید که عمده وسایل نقلیه عبوری از نوع خودروهای سواری مـی باشـند. بنـابراین گـاز CO بـه عنـوان شـاخص ارزیابی میزان آلودگی هوای تونل در گرفته شده است.

.۳٫۲ نحوه برداشت اطلاعات

برداشت اطلاعات ترافیکی و غلظت گاز CO طی یک دوره ۸ ساعته به صورت پیوسته از ساعت ۷:۰۰ الـی ۱۵:۰۰ و

در روزهای یکشنبه، دوشنبه و سهشنبه مورخ ۲۷، ۲۸ و ۲۹ دیماه سال ۸۸ 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 عبوری توسط شمارندههای نصب شده بین زوج تونلهـای کوتـاه و بلنـد بـه صـورت سـاعتی اندازه گیری شده است. همچنین غلظت گاز CO توسط سنسورهای نصب شـده در فاصـله ۶۰ متـری ( سنسـور ( ۱ و ۷۵۰

متری ( سنسور ( ۲ از دهانه ورودی تونل، به صورت ساعتی اندازهگیری شده است.

.۴ بررسی نتایج

.۱٫۴ نحوه انتشار گاز CO در طول تونل

در شکل شماره ۱ میانگین ۸ ساعته غلظت گاز CO با فرض تغییر خطـی غلظـت آلاینـده هـا در طـول تونـل طـی روزهای آمارگیری ترسیم شده است. با توجه به نمودار شکل شماره ۱ مشاهده می شود که کمترین غلظت میانگین ۸ ساعته ثبت شده توسط سنسور ۱ 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 ۲ به ترتیب متعلق به روزهای یکشنبه و دوشنبه میباشد.

شکل : ۱ میانگین ۸ ساعته غلظت گاز CO در طول تونل طی روزهای آمارگیری

.۲٫۴ خصوصیات ترافیک عبوری از تونل

در جدول شماره ۱ خصوصیات وسایل نقلیه عبوری از مسیر غربی ـ شرقی تون ل رسالت ثبت ش ده است. همان طور که قبلا نیز ذکر شد، تعداد وسایل نقلیه سنگین عبوری از تونل رسالت به دلیل قرارگرفتن در منطقه شهری کـم مـی باشـد. بـا توجه به اعداد موجود در جدول شماره ۱، نسبت مجموع کامیونت و وسـایل نقلیـه سـنگین ( اتوبـوس و کـامیون ) بـه کـل وسایل نقلیه عبوری طی دوره ۸ ساعته در روزهای یکشن به، دوشنبه و سه شنبه به ترتیـب ۴/۷۳، ۵ /۱۱ و ۵/۳۱ درصـد مـی باشد که نشان دهنده غال ب بودن تعداد خودروهای سواری نسبت به وسایل نقلیه سنگین است. از نکا ت جالب توجـه دیگـر، بالا بودن سرعت متوسط وسایل نقلیه عبوری از این تونل می باشد که بیانگر وجود جریان ترافیکی روان در داخل تونل است.

جدول : ۱ خصوصیات ترافیک عبوری از مسیر غربی ـ شرقی تونل رسالت

.۳٫۴ رابطه بین حجم ترافیک عبوری و غلظت گاز CO

در ابتدا و قبل از پرداختن به رابطه بین تعداد وسایل نقلیه عبوری از تونل و غلظت گاز CO، نمودار حجم سـاعتی (

که از مجموع تعداد وسایل نقلیه سواری، کامیونت ها و کامیون های سنگین بدست میآید )، در برابر غلظت گـاز CO در هـر ساعت از دوره آمارگیری ۸ ساعته و برای هر روز به صورت جداگانه در شکل های شماره ۲ 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 روی نمودارهای شکل شماره ۲ میتوان به این نتیجه رسید که با افزایش حجم ترافیک عبوری غلظت گـاز CO

داخل تونل نیز افزایش یافته است. البته در موارد اندکی با وجود افزایش حجم ترافیک عبوری غلظت گاز CO کاهش یافتـه است که می توان علت آنرا ناشی از عملکرد سایر عوامل موثر بر تهویه تونل دانست.

Facebook Twitter LinkedIn Pinterest Print