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1、珠江三角洲机动车排放清单的开发及其不确定性分析毕业论文目 录第一章 绪论11.1 研究背景11.2 研究现状31.2.1 机动车排放模型的应用现状及其存在的问题31.2.2 PRD排放清单研究现状及存在的问题41.2.3 改进的方法71.3 研究容8第二章 机动车排放模型的比较与选择92.1 机动车排放模型概述92.1.1 机动车排放模型简介92.1.2 代表性模型简介102.2 模型的比较及选择142.2.1 模型类型142.2.2 模型地域性152.2.3 模型的开放性162.2.4 模型的比较与选择172.3 MOBILE6主要计算方法182.3.1 基础排放因子192.3.2 温度校正
2、212.3.3 空调校正232.3.4 速度校正232.4 小结25第三章 基于MOBILE模型的不确定性研究方法273.1 不确定性分析方法概述273.1.1 不确定性概念介绍273.1.2 定量的不确定性分析方法273.2 MOBILE模型不确定性来源分析293.3 基于MOBILE模型的不确定性分析方法293.3.1 MOBILE模型的基本框架303.3.2 主程序303.3.3 MOBILE子程序303.3.4 PRSCRN子程序流程323.3.5 EFCLAX子程序流程333.3.6 HRLOOP子程序流程343.3.7 EFCASE子程序流程363.4 基于MOBILE模型的不确定
3、性分析框架373.5 小结39第四章 珠三角机动车排放清单404.1 清单编制思路404.2 数据的收集414.3.模型参数的确定424.3.1 机动车的分类424.3.2 基本排放率424.3.3 车龄登记分布484.3.4 行驶里程增长率494.3.5 机动车行驶里程比例534.3.6 平均速度534.3.7 道路类型的速度比例544.3.8 道路类型的VMT比例544.3.9 年均行驶里程564.3.10 柴油车比例564.3.11 其他参数574.4 模型计算结果574.5 珠三角机动车排放清单594.6 小结60第五章 清单的不确定性分析625.1 本文不确定性的研究围625.2 基
4、础数据625.3 选择概率分布模型625.4 拟合度的图形检验645.5 轻型车排放因子不确定性围675.6 轻型车排放量不确定性围685.7小结71第六章 结论与展望72参考文献74致 谢78第一章 绪论1.1 研究背景随着珠江三角洲（Pearl River Delta Region，简称PRD）经济的快速发展，城市及区域的空气污染问题也日益凸现。 2000年省21个地级以上市和空气质量综合污染指数前10位的有7个在珠江三角洲，酸雨频率居高不下1。2003年有霾的天数总共有124天，有轻雾天数为221天，均是50年以来的最高记录。其中氮氧化物超标是最严重的问题之一2。据预测，由于脱硫工程的实
5、施，未来珠江三角洲大气SO2浓度将呈下降趋势，而NOx浓度则可能维持较高的水平或略有下降，其变化趋势有如香港大气污染的历程，NOx/SO2比值将进一步升高1。氮氧化物超标引发的另一严重问题是区域性光化学氧化剂污染，使得大气能见度日益下降。表示光化学烟雾污染的臭氧浓度高值时有出现：2000年、和大气O3最大小时均值高达0.30-0.37mg/m3， 超过国家标准近1倍。在2000年4-12月新垦具有监测数据的232天中，有31天大气臭氧浓度超过国家空气质量标准，超标率为13.4%，在2000年9月6日30日的典型过程中，25天中有12天臭氧浓度超标，超标天数占监测总天数的比例（超标率）为481。
6、由此可见，珠江三角洲大气污染性质正在发生根本性的转变，大气氧化性将逐步增强，珠江三角洲今后将主要从煤烟型污染转为以机动车为代表的NOx污染，以及由臭氧代表的光化学大气污染的严峻污染局面。由于城市中氮氧化物的主要来源是机动车，而随着经济的持续快速增长，机动车数量也随之迅猛增长，在2000到2005的六年时间，机动车的数量攀升了将近一倍3，这极大的增强了控制难度。因此为了采取及时有效的控制措施和方法，需要对机动车的污染进行全面研究。一份相对准确的排放清单是所有空气污染研究的前提和良好保证，而机动车排放清单又是排放清单中不确定性最大的部分，因此珠三角地区机动车的排放清单及其不确定性的研究在珠三角空气
7、污染和区域规划来说是十分必要的。表1-1 2000-2004年珠三角机动车保有量Table 1-1 vehicle numbers in PRD from 2000-2004城市机动车保有量2000200120022003200413405481443751158438217054571722105323680382987464143541679659472863279330713603013215314593213583081399012140598915051761620360305074369590422783470796528295637855709213863810958707100
8、9535424902440257463048472068497222江门5546127519998628499872361114090329693346114469018500529523820珠三角总计53609995936230667205272738017820831图1-1：2000-2004珠三角经济增长趋势和机动车增长趋势Figure1-1: The economy and vehicle numbers growth trend in PRD from 2000-20041.2 研究现状1.2.1 机动车排放模型的应用现状及其存在的问题目前，机动车污染物排放计算方法主要有两种：模
9、型计算和现实道路测试（on road measurement）。道路测试是通过安装在车辆上的污染排放收集系统，精确测量逐秒机动车行驶状态和污染物的排放，大大提高了对现实道路机动车排放的研究能力。在美国最新开发的机动车模型MOVES（Mobile Vehicle Emission Simulator）中也用到了大量的道路测试PEMS装置（portable emission measurement system, 可持污染测试系统）的测试数据。尽管道路测试比传统的台架测试更接近现实情况，但它同时也引进了很多额外的影响因素，并且由于其选择测试车辆的随机性，在应用层面，比如编制排放清单，并不如模型计算
10、来的全面以及简单4。因此，道路测试在目前情况下多用于研究层面，目的是在中观和微观层面，将污染排放和行驶工况结合起来，进一步研究现实情况下机动车的排放。而模型，尤其是以美国EPA 开发的MOBILE和欧洲的COPERT 为代表的模型，经过几十年的发展，以其从中观到宏观的泛应用层面，相对低的成本而被广泛应用。在中国在基础数据缺乏的条件下，使用应用经验丰富的模型，不失为机动车排放研究开展的途径。此类模型使用平均速度，以计算排放因子为结果，排放因子是指车辆行驶单位距离排放的污染物的量。但由于中国车辆管理部门的分类方式与美国的统计方式并不接轨，分类粗略，不分燃料种类，而且由于各地车辆管理方式不统一造成车
11、辆登记数据缺失，达不到模型的数据要求，因此往往需要重新通过调查估算机动车种类及其分布。其他的参数例如当地的机动车保有量及其构成、车辆登记分布和累积里程，VMT，速度，车流量等，基本都是通过大型的问卷，实地以及跟踪调查获得。而调查往往会受到样本的数量，统计的方法，调查地点，被调查者的很大影响，给结果造成较大的不确定性。基本排放率是机动车模型的核心，也是对模型进行本地化修正的重要部分。多数中国城市的机动车污染控制尚处于起步阶段，缺少在用车工况法的测定结果，而且由于没有统一的组织部门，检测结果零散且不成系统与美国累积几十年的上万辆测试数据相比，我国现有的检测实验结果远远不够。以1996年中国环境科学
12、院等进行的171辆工况法检验测试结果为例，由于数量有限，而测试时的排放标准为欧前，车辆控制水平参差不齐，劣化水平高低不一，数据的离散性很大，给结果造成了很大的不确定性5。表1-2 1996年研究测试车辆清单Table 1-2 The list of test vehicles in 1996车型厂牌测试车数轿车桑塔纳、捷达CL、奥迪100、红旗、标致505、丰田、皇冠、尼桑、夏利TJ7100、中华62微型车、长安SC1010、大发、松花江18吉普车北京吉普、切诺基15中型车BK6581（红叶）、尼桑（卡车）、尼桑（客车）、丰田（客车）、CA644011重型发动机BN 492QA、EQ6100、
13、CA610213摩托车本田、嘉陵、铃木、雅马哈等二冲程、四冲程52图1-2 汽油轿车排放因子与行驶里程回归结果Figure 1-2 The regression result of LDV emission factor and VMT1.2.2 PRD排放清单研究现状及存在的问题从90年代起，珠三角开始致力于排放清单的编制以期研究珠三角区域大气环境问题。在至今近二十年的时间，从两地政府到各个研究机构都进行过类似的清单研究，交通源是其中重要的一部分，但由于数据获取途径不同，计算方式繁简不一，因此清单的结果之间相差较大。香港特别行政区环保署和环保局以1997年为基准年，共同编制了珠三角地区的排放
14、清单，编制单位是CH2M HILL，是唯一得到政府和承认的排放清单。该清单研究了区域的RSP，NO2，SO2，VOC，和NH3，识别了这些污染的主要来源，包括能源、工业、交通，VOC源。清单的数据来源主要来自于环保局，政府公开发表的报告，以及现场调查。清单将机动车分为五种类型：摩托车、载客汽车、出租车、轻型汽油货车，和重型柴油货车。VKT等活动数据由每个城市的交管局和统计局提供，并由省环境监测中心核实。排放因子采用公开发表和会议发表科学研究。在这个CH2M HILL清单中，珠三角经济特区每年排放240.7千吨的VOC，31.5千吨的RSP，140.8千吨的NOx，21.1千吨的SO2。交通是V
15、OC和NOx的最大排放源，以及RSP的第二排放源6。David Streets用CH2M HILL清单中的数据估算了珠三角2000年的污染排放清单。清单研究结果得到2000年交通源排放了375.9千吨VOC，56.3千吨RSP，291.4千吨NOx，和39.9千吨SO27。王等使用2000年的清单研究了省交通、工业、电厂的O3，CO，NOx，SO2的排放。清单显示65.5%的CO，49.2%的NOx人为源，68.0%的VOC人为源，17.8%的室外的O3都是交通源排放的8。欣等在珠江三角洲大气质量模拟和总量控制研究中模拟了珠三角2002年的空气质量，并研究了珠三角每个城市对空气质量的贡献以及城市间相互的影响。其中，污染源的位置，污染源的排放量
