Ứng dụng mô hình để dự báo phát thải CO từ hoạt động giao thông tại khu vực phía Nam thành phố Huế

Chương 1
MỞ ĐẦU
Không khí chính là môi trường mà con người phải hít thở hằng ngày và là một
trong những yếu tố giúp duy trì sự sống của con người. Môi trường không khí có ý
nghĩa rất quan trọng với con người bởi vì người ta có thể nhịn ăn 7 – 10 ngày, nhịn
uống 2 – 3 ngày, nhưng chỉ sau 3 – 5 phút không hít thở không khí thì con người đã có
nguy cơ bị tử vong.
Việt Nam chúng ta đang trên đường công nghiệp hoá, hiện đại hóa đất nước, tốc
độ đô thị hoá và mức độ tập trung dân số tại các đô thị tăng nhanh. Năm 1990, nước ta
có 500 đô thị lớn nhỏ, đến năm 2005 thì đã lên tới 715 đô thị. Dân số đô thị cũng tăng
lên theo từng năm và theo dự báo đến năm 2010 thì dân số đô thị là 30,4 triệu người,
chiếm 33% dân số cả nước (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2007).
Dân số tăng nhanh tất nhiên các nhu cầu phục vụ con người cũng tăng theo. Một
nhu cầu rất quan trong đối với con người đó là giao thông vận tải, đây đang là một vấn
đề rất được quan tâm ở nước ta. Trung bình, lượng ôtô hàng năm tăng 11% và xe máy
tăng 15%. Tính đến tháng 6/2008, số lượng phương tiện đăng ký và quản lý tại thành
phố Hồ Chí Minh là trên 3,1 triệu xe, trong đó có hơn 2,8 triệu xe máy (chiếm 91%) và
gần 300 nghìn xe ô tô các loại, chiếm ¼ số phương tiện cả nước. Còn tại Hà Nội, tính
đến hết tháng 6/2007 tổng số xe máy đã đăng ký của thành phố đã vượt 1,8 triệu chiếc,
chưa tính khoảng 400.000 xe lai vãng từ các vùng lân cận hoạt động trên địa bàn (Bộ
Tài nguyên và Môi trường, 2007).
Hoạt động giao thông, sản xuất công nghiệp và xây dựng được coi là những
nguyên nhân chính gây ô nhiễm không khí tại các đô thị, tuy nhiên theo đánh giá của
các chuyên gia thì ô nhiễm không khí ở đô thị do giao thông gây ra chiếm 70%, đóng
góp tới 85% CO, 95% VOC và một lượng lớn hydrocacbon (HC). Một đặc trưng của
của các đô thị Việt Nam là xe máy chiếm tỷ trọng rất lớn, Thành phố Hồ Chí Minh có
đến 98% hộ gia đình sở hữu xe máy. Còn tại Hà Nội, xe máy chiếm hơn 87% lưu
lượng xe hoạt động trong nội thành ( Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2007).
Số lượng phương tiện giao thông tăng nhanh, kèm theo đó là chất lượng xe thấp,
đã qua nhiều năm sử dụng, chất lượng nhiên liệu chưa được kiểm soát chặt chẽ và hiện
tượng tắc nghẽn giao thông đã phát thải vào không khí một lượng lớn các chất độc hại,

gây ô nhiễm môi trường như bụi, CO, NO
X
, HC,…Bên cạnh đó cơ sở hạ tầng, chất
lượng đường sá kém và các điều kiện khí tượng cũng đã góp phần làm cho môi trường
không khí càng trầm trọng hơn.
1
Thành phố Huế là một thành phố du lịch và hoạt động giao thông, sản xuất công
nghiệp chưa phát triển mạnh như một số đô thị lớn nên môi trường không khí tại đây
vẫn chưa bị ô nhiễm nghiêm trọng. Tuy nhiên, giống như nhiều đô thị khác môi trường
không khí tại thành phố Huế cũng đã có các dấu hiệu và nguy cơ bị ô nhiễm do hoạt
động giao thông tăng nhanh, trong đó ô nhiễm bụi là nghiêm trọng nhất. Tính đến
24/3/2009 thì cả Tỉnh Thừa Thiên Huế có 320.383 mô tô và 12.235 ô tô. Tại các trục
đường chính tại thành phố Huế nồng độ bụi đo được tại thời điểm tháng 4/2008 đều
vượt quá tiêu chuẩn chất lượng không khí xung quanh 5937-2005, đặc biệt là đường
Trần Hưng Đạo, Kim Long, Phạm Văn Đồng.
Trong những năm qua, các nghiên cứu về chất lượng không khí ở Huế vẫn chưa
đồng bộ và đầy đủ, chưa chú trọng đến việc nghiên cứu nguồn gây ô nhiễm không khí
từ hoạt động giao thông. Đến nay vẫn chưa có nghiên cứu hoàn chỉnh nào đánh giá,
ước tính tải lượng các chất ô nhiễm từ hoạt động giao thông và cũng như tính toán
nồng độ các chất ô nhiễm thải ra từ hoạt động giao thông. Nhằm bước đầu đánh giá
ảnh hưởng của hoạt động giao thông đến chất lượng không khí xung quanh, chúng tôi
thực hiện đề tài: “Ứng dụng mô hình để dự báo phát thải CO từ hoạt động giao
thông tại khu vực phía Nam thành phố Huế” với mục đích ước tính phát thải chất CO
và ảnh hưởng của phát thải CO từ hoạt động giao thông đến chất lượng không khí xung
quanh tại một số trục đường chính tại khu vực phía Nam thành phố Huế.
2
Chương 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ TÌNH HÌNH Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ Ở CÁC
ĐÔ THỊ Ở VIỆT NAM

2.1.1. Khái niệm và các tác nhân ô nhiễm không khí
(1). Khái niệm ô nhiễm không khí
Ô nhiễm môi trường không khí là một vấn đề tổng hợp, nó được xác định bằng
sự biến đổi của môi trường theo hướng không tiện nghi, bất lợi đối với cuộc sống của
con người, của động vật và thực vật, mà sự ô nhiễm đó lại chính là do hoạt động của
con người gây ra với quy mô, phương thức và mức độ khác nhau, trực tiếp hoặc gián
tiếp tác động, làm thay đổi mô hình, thành phần hoá học, tính chất vật lý và sinh học
của môi trường không khí (Phạm Ngọc Đăng, 2003).
(2). Các chất ô nhiễm đặc trưng gây ô nhiễm không khí
Các chất ô nhiễm chính gây ô nhiễm không khí bao gồm: Lưu huỳnh điôxit
(SO
2
), Cácbon mônôxit (CO), Nitơ điôxit (NO
2
), Bụi (bao gồm tổng bụi lơ lững TSP có
đường kính khí động học dưới 50μm, bụi PM
10
có đường kính khí động học dưới 10μm
và bụi hô hấp PM
2,5
có đường kính dưới 2,5μm), các hợp chất hữu cơ bay hơi (VOCs),
Chì (Pb), tiếng ồn (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2007).
2.1.2. Các tác động của ô nhiễm không khí
(1). Ảnh hưởng đến sức khoẻ của con người
Ô nhiễm không khí tác động đối với cơ thể con người trước hết là qua đường hô
hấp, lên mắt và da. Chúng gây ra các bệnh như ngạt thở, viêm phù phổi, bệnh ho, hen
suyển, lao phổi, ung thư phổi, gây cay chảy nước mắt, gây bệnh di ứng, ngứa trên da,
mề đay,… và nguy hiểm nhất là một số chất ô nhiễm không khí gây ung thư (Phạm
Ngọc Đăng, 2003).
(2). Ảnh hưởng đến phát triển kinh tế

- Thiệt hại kinh tế do ảnh hưởng đến sức khoẻ
Thiệt hại kinh tế do ô nhiễm không khí ảnh hưởng đến sức khoẻ bao gồm các
khoản chi phí: chí phí khám và thuốc chữa bệnh, tổn thất mất ngày công lao động do
nghĩ ốm, tổn thất thời gian của người nhà chăm sóc người ốm, … (Bộ Tài nguyên và
Môi trường, 2007).
- Thiệt hại kinh tế do ảnh hưởng đến hoa màu
3
Bụi trong không khí hấp thụ những tia sóng cực ngắn làm cho cây không lớn và
khó nảy mầm. Những nơi bị ô nhiễm nặng, lá cây hai bên đường quốc lộ bị phủ một
lớp bụi dày đặc làm cho quá trình quang hợp khó khăn, do vậy cây cối ở đó còi cọc,
không phát triển và rất cằn cỗi (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2007).
- Thiệt hại kinh tế do ảnh hưởng đến chất lượng các công trình xây dựng và các
dạng vật liệu
Nói chung, ô nhiễm không khí có tác dụng xấu, làm vật liệu, kết cấu cũng như
đồ dùng và thiết bị mau bị hư hỏng. Chúng làm gỉ sắt thép, làm hư hỏng các mối hàn
kim loại và vật liệu xây dựng rất nhanh. Do đó làm giảm tuổi thọ công trình và tăng
nhanh tốc độ phải sửa chữa nhà cửa (Phạm Ngọc Đăng, 2003).
- Thiệt hại kinh tế do ảnh hưởng đến hoạt động du lịch
Ô nhiễm môi trường nói chung và ô nhiễm không khí nói riêng đã và đang là
một trong những yếu tố có ảnh hưởng đến hoạt động du lịch của Việt Nam. Điều đáng
là ngại là môi trường du lịch tại nhiều khu vực đã bị ô nhiễm do nhiều ngành kinh tế,
trong đó có tác động từ chính hoạt động du lịch (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2007).
(3). Ảnh hưởng đến môi trường
- Ảnh hưởng đến khí hậu
Ô nhiễm môi trường không khí không những gây ảnh hưởng xấu đối với khí hậu
khu vực mà còn gây ra ảnh hưởng tới khí hậu toàn cầu. Ảnh hưởng đến khí hậu toàn
cầu thể hiện ở sự hình thành hiệu ứng “nhà kính” của tầng khí CO
2
, làm tăng nhiệt độ
toàn cầu, nâng cao mực nước biển hay suy thoái tầng ozon, …

- Ảnh hưởng đến các hệ sinh thái
Cho đến nay, các nhà khoa học đều cho rằng ô nhiễm không khí là một nhân tố
làm suy giảm đa dạng sinh học. Sự ảnh hưởng của ô nhiễm không khí liên quan chủ
yếu đến việc làm suy giảm, làm yếu đi các loài mà không phải là gây ra tuyệt chủng.
Tuy nhiên, với xu hướng tiếp tục ô nhiễm như hiện nay thì một số loài động, thực vật
bị biến mất là điều không thể tránh khỏi (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2007).
2.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phân bố chất ô nhiễm trong không khí
Mức độ ô nhiễm ở tầng không khí gần mặt đất không chỉ phụ thuộc trực tiếp
vào mức độ thải, kích thước, thông số nguồn thải mà còn phụ thuộc vào các điều kiện
khí tượng, địa hình khu vực và tính chất của hỗn hợp chất thải độc hại.
Ảnh hưởng của điều kiện khí tượng quan trọng nhất là gió, nhiệt độ, độ ẩm và
mưa. Tốc độ gió càng cao thì khả năng khuyếch tán chất ô nhiễm càng tốt, nồng độ
chất ô nhiễm sẽ cao nhất ở cuối hướng gió. Nhiệt độ của không khí cũng ảnh hưởng
đến sự phân bố nồng độ chất ô nhiễm, trường hợp bất lợi nhất là khi xảy ra hiện tượng
4
nghịch đảo nhiệt. Độ ẩm cao và mưa có khả năng tăng cường quá trình lắng đọng các
chất ô nhiễm.
Địa hình cũng là nhân tố ảnh hưởng đến sự phân bố nồng độ chất ô nhiễm,
không khí ở phía sau các gò, đồi, phía sau gió có nồng độ chất ô nhiễm lớn hơn. Hướng
chuyển động và lực của dòng không khí sát mặt đất trong khu vực có đồi núi khác xa
với hướng và tốc độ gió ở các vùng trống trải.
Nhà cửa và các công trình sẽ làm thay đổi trường vân tốc của không khí. Ở phía
trên công trình vận tốc không khí sẽ tăng lên, ở phía sau công trình vận tốc không khí
giảm xuống và có hiện tượng gió xoáy (Phạm Ngọc Đăng, 2003).
2.1.4. Tình hình ô nhiễm không khí tại các đô thị Việt Nam
Hiện nay, môi trường không khí trên toàn lãnh thổ Việt Nam nói chung là tương
đối tốt, nhưng chất lượng môi trường không khí tại một số thành phố lớn, tại một số
khu công nghiệp và làng nghề đang ngày càng ô nhiễm.
Ô nhiễm đô thị chủ yếu bởi bụi lơ lững, PM
10

, tiếng ồn, SO
2
, NO
2
, CO, hơi xăng
dầu và bụi chì. Nguồn chủ yếu gây ô nhiễm tại các đô thị Việt Nam theo tính toán phần
lớn là từ hoạt động giao thông vận tải (chiếm đến 70%), từ hoạt động công nghiệp
(chiếm 20%), từ hoạt động xây dựng (chiếm 9%) và từ sinh hoạt của người dân trong
các đô thị (chiếm 1%).
Ở bảng 2.1 cho thấy hoạt động giao thông vận tải đóng góp một lượng lớn các
chất ô nhiễm, đặc biệt là CO, NO
2
và VOCs vào môi trường không khí.
Bảng 2.1. Ước tính tải lượng các chất ô nhiễm không khí từ các nguồn thải chính của
Việt Nam (Đơn vị: tấn/năm) (Bộ Tài nguyên và Môi trường Việt Nam, 2007)
TT Ngành sản xuất CO NO
2
SO
2
TSP VOCs
1 Nhiệt điện 4.562 57.263 123.665 22.329 1.389
2 Xi măng, gạch ngói nung 49.830 91.668 162.076 456.152 429
3 Các ngành công nghiệp, dịch
vụ, sinh hoạt
4.174 59.363 110.421 151.424 425
4 Giao thông vận tải 301.779 92.728 18.928 16.003 47.462
Tổng cộng 360.34
5
301.02
2

415.090 645.908 49.705
Hiện nay, ô nhiễm bụi vẫn đang là vấn đề nổi cộm của chất lượng không khí đô
thị, đặc biệt là tại các nút giao thông, các khu vực có công trường xây dựng và những
nơi tập trung sản xuất công nghiệp. PM
10
trung bình năm của các thành phố lớn Việt
5
Nam như Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Hải Phòng đều vượt quá ngưỡng
mà Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) khuyến nghị (20μg/m
3
). Bụi lơ lững tổng số tại các
thành phố này cũng vượt quá mức Tiêu chuẩn Việt Nam cho phép (TCVN 5937-2005:
0,3mg/m
3
).
Nhìn chung các khí độc hại trong không khí tại các đô thị vẫn nằm trong giới
hạn cho phép. Tuy nhiên tại một số địa điểm và tại một số thời điểm thì nồng độ các
chất này tăng lên. NO
2
và CO cao hơn tại các trục giao thông chính, trong khí đó SO
2
lại tăng lên tại các khu vực tập trung sản xuất. Kể từ khi có Chỉ thị của Chính phủ về
triển khai sử dụng xăng không chì (sau 01/07/2001) thì nồng độ chì nằm trong giới hạn
cho phép, tuy nhiên trong những năm gần đây chì có dấu hiệu tăng lên. Benzen, toluen,
xylen có xu hướng tăng cao ở ven các trục giao thông.
Ô nhiễm tiếng ồn tăng cao ven các trục giao thông, đặc biệt đối với những tuyến
đường có mật độ giao thông lớn.
Môi trường không khí Việt Nam không những bị ảnh hưởng bởi hoạt động công
nghiệp, đô thị hoá trong nước mà còn bị ảnh hưởng bởi điều kiện tự nhiên như khí hậu,
diện tích che phủ thực vật,…, sự nóng lên và biến đổi khí hậu toàn cầu (Bộ Tài nguyên

và Môi trường, 2007).
2.2. CÁC MÔ HÌNH TÍNH TOÁN SỬ DỤNG TRONG KHOÁ LUẬN
2.2.1. Sơ lược về các mô hình khuyếch tán nguồn đường
Hiện nay, với sự phát triển của công nghiệp và giao thông vận tải cũng như các
hoạt động khác của con người đã làm cho môi trường không khí ngày càng bị ô nhiễm.
Để đánh giá chính xác mức độ ô nhiễm không khí cũng như tác động của ô nhiễm
không khí đến sức khỏe con người thì cần phải có các số liệu quan trắc môi trường liên
tục, đồng bộ và lâu dài. Tuy nhiên quan trắc môi trường không khí liên tục rất tốn kém
về cả nhân lực và vật lực. Sự xuất hiện các mô hình tính toán với độ chính xác cao đã
cho phép thực hiện công việc này một cách có hiệu quả hơn và giảm được sự tốn kém
về nhân lực và vật lực. Ngày nay, các mô hình tính toán sự khuyếch tán các chất ô
nhiễm từ các nguồn đường đã được sử dụng rất rộng rãi trên thế giới. Từ các mô hình
đơn giản đến các mô hình phức tạp. Có thể kể ra một số mô hình được sử dụng phổ
biến như sau:
(1). Các mô hình không tính toán cụ thể các cơ chế động học của không khí
Đặc điểm của các mô hình này không có hợp phần để tính toán quá trình tạo
thành của các hợp chất như quá trình kết tinh và không tính đến các cơ chế động học
của chất khí như quá trình lắng đọng, tạo bông, …
Thuộc loại mô hình này gồm có 4 kiểu mô hình:
6
- Mô hình dựa trên nguyên lý của khối hộp (ví dụ mô hình AURORA, CPB).
- Mô hình dựa trên mô hình vệt khói của Gauss (ví dụ như mô hình CALINE4,
HYWAY2, CAR-FMI, OSPM). Trong 4 mô hình trên, có hai mô hình được sử dụng
phổ biến nhất để tính toán phát thải từ giao thông là CALINE4 và HYWAY2. Đặc
điểm của hai mô hình này là tính toán trên cơ sở chia nhỏ nguồn đường thành các đoạn
thẳng. Hai mô hình này có ưu điểm là có tính đến sự xáo trộn của xe cộ (CALINE4
xem xét cả xáo trộn nhiệt và xáo trộn cơ học, trong khi đó HYWAY2 chỉ xét đến xáo
trộn cơ học mà không xét đến xáo trộn nhiệt). Tuy nhiên nhược điểm của mô hình này
là không xét đến ảnh hưởng của các công trình xung quanh (nhà cửa, cây, …) mà thay
vào đó sử dụng hệ số gồ ghề của bề mặt.

- Mô hình Lagrangian (ví dụ như mô hình GRAL).
- Mô hình tính toán thay đổi động học (ví dụ như mô hình ARIA Local,
MASKAM, MICRO-CALGRID).
(2). Các mô hình có liên quan đến việc xem xét các cơ chế động học của chất
khí.
Đặc điểm của loại mô hình này là có tính toán các cơ chế động học của các chất
khí, mô hình có thể tính toán đến quá trình kết tinh của bụi, các phản ứng quang hoá,
ngưng tụ hơi nước, quá trình tạo bông, …
Các mô hình đặc trưng cho loại mô hình này bao gồm mô hình GATOR,
MONO32, UHMA (N.S. Holmes, L. Morawska, 2006).
2.2.2. Mô hình tính toán phát thải MOBILE6
(1). Giới thiệu chung
MOBILE là một chương trình phần mềm ứng dụng dùng để ước tính hệ số phát
thải ô nhiễm trên đường của các phương tiện giao thông cơ giới. MOBILE6 tính toán
hệ số phát thải các loại chất ô nhiễm thải ra trong quá trình sử dụng nhiên liệu xăng,
dầu diesel và khí đốt thiên nhiên của các loại xe ô tô con, xe tải, xe buýt và mô tô. Mô
hình này do Cục Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (US_EPA) nghiên cứu và phát triển từ
năm 1978. Phiên bản đầu tiên của MOBILE6 ra đời vào tháng 1/2001 và phiên bản mở
rộng hiện này là MOBILE6.2. Các phiên bản đầu tiên của MOBILE cũng như phiên
bản MOBILE6.2 được viết bằng ngôn ngữ lập trình máy tính Fortran .
MOBILE được nghiên cứu và phát triển nhằm mục đích tạo ra một công cụ giúp
US_EPA đánh giá chiến lược kiểm soát nguồn ô nhiễm di động. Các cơ quan quy
hoạch của liên bang, của địa phương, của vùng có thể phát triển chiến lược đánh giá và
kiểm soát phát thải ô nhiễm trong các dự án khả thi của Luật không khí sạch (CAA-
Clean Air Act). Các cơ quan quy hoạch đô thị, các cơ quan quản lý giao thông có thể
quy hoạch hệ thống giao thông và đánh giá tính hợp lý của nó, dùng trong các nghiên
7
cứu cho giáo dục cũng như các nghiên cứu trong công nghiệp (lĩnh vực chế tạo, sản
xuất ô tô, nhiên liệu, …), sử dụng trong các báo cáo hiện trạng môi trường.
MOBILE6 cho phép người sử dụng tính toán và xuất các thành phần

trong tổng khí thải của mỗi quá trình tạo ra chất ô nhiễm như phát thải khí của động cơ
khi khởi động, khi chạy, các chất ô nhiễm bay hơi khi tắt máy, bay hơi khi nhiệt độ
cao,… xuất kết quả theo từng loại đường, thời gian trong ngày, loại xe và những đặc
tính chi tiết khác (US_EPA, 2003).
(2). Đặc điểm mô hình Mobile6
- MOBILE chia các phương tiện thông cơ giới thành 28 loại theo kiểu xe, tải
trọng và nhiên liệu sử dụng như trình bày trong phụ lục 1.
- Các chế độ phát thải khí ô nhiễm của phương tiện giao thông cơ giới đường bộ
gồm 2 dạng: phát thải và bay hơi. Kết quả phát thải chất ô nhiễm gồm 10 dạng khác
nhau, trình bày ở phụ lục 2.
- Số lượng các dạng chất ô nhiễm của kết quả tính toán được là 19 dạng chất ô
nhiễm và 5 dạng hợp chất Hydrocacbon (tổng Hydrocacbon, hydrocacbon không
mêtan, hợp chất hữu cơ bay hơi, tổng hơi hữu cơ và hơi hữu cơ không mêtan), trình
bày ở phụ lục 3.
- Tất cả các kết quả phát thải, bay hơi đều được qui đổi thành đơn vị là gam trên
dặm (g/mi) hoặc gam trên ngày (g/day).
- Năm tính toán từ 1952 đến 2051.
- Hệ thống đường giao thông được MOBILE phân thành 4 loại đường theo các
chế độ vận tốc khác nhau được trình bày ở phụ luc 4.
(3). Đầu vào, đầu ra của MOBILE6
Đầu vào của MOBILE6:
File thông số đầu vào có tên phần mở rộng là *.IN, dạng mã ASCII, có cấu trúc
3 kiểu:command file, batch file, và file dữ liệu ngoài (file dữ liệu ngoài có một số yêu
cầu riêng), chứa tất cả các lệnh trong đó có các lệnh bắt buộc và các lệnh tuỳ chọn.
MOBILE có tất cả 98 lệnh, được chia làm 7 nhóm. Các lệnh này được định dạng nhất
định về tên cũng như dạng dữ liệu. Các thông số đầu vào cho mô hình được trình bày
trong phụ lục 5.
Đầu ra MOBILE6:
File kết quả MOBILE có 2 dạng: mô tả và cơ sở dữ liệu. File mô tả có tên phần
mở rộng là *.TXT, dạng mã ASCII. File cơ sở dữ liệu có tên phần mở rộng là *.TB1.

Các cột dữ liệu ngăn cách nhau bằng ký tự Tab dạng mã ASCII.
8
File kết quả chỉ rõ phần “run” hay kịch bản được chạy, xuất ra các thông số đầu
vào có hiệu chỉnh và không hiệu chỉnh, các loại phương tiện giao thông với hệ số VMT
(quãng đường xe đi được) cho từng loại xe…, hệ số phát thải từng loại chất ô nhiễm
tương ứng với từng loại xe đã phân loại (US_EPA, 2003)
(4). Phương pháp tính toán hệ số phát thải của mô hình Mobile6
Mô hình MOBILE tính toán ra hệ số phát thải dựa vào các thử nghiệm dưới các
điều kiện chuẩn về nhiệt độ, nhiên liệu, chu trình chạy bằng cách hiệu chỉnh lại hệ số
phát thải cơ bản trong điều kiện khác với điều kiện chuẩn. Sơ đồ tính toán hệ số phát
thải được trình bày trong phụ lục 6.
2.2.3. Mô hình tính toán nồng độ chất ô nhiễm CALINE4
(1). Giới thiệu chung
Mô hình phát tán nguồn đường California (California Line Source Dispersion
Model – CALINE) là một trong những công cụ để định lượng các tác động từ các phát
thải do hoạt động giao thông tạo ra. Mô hình này được thiết kế nhằm dự đoán nồng độ
cácbon mônôxít (CO) dọc các đường giao thông dựa vào các thông số khí tượng và
thông số về giao thông. Mô hình phát tán và vận chuyển CALINE ban đầu được lập
trình dựa vào sự biến đổi của dạng phát tán vệt khói Gauss đối với nguồn điểm. Tuy
nhiên đến phiên bản CALINE4 thì thuật toán này đã được kết hợp thêm ảnh hưởng của
sự xáo trộn nhiệt do các phát thải ở nhiệt độ cao của xe cộ ( Elizabeth Ann Yura và
nnk, 2007).
CALINE4 là phiên bản gần đây nhất của mô hình chất lượng không khí nguồn
đường, mô hình này được phát triển bởi Trung tâm Vận tải California (California
Department of Transportation – CALTRANS). Mục đích của mô hình là để đánh giá
tác động của các hoạt động giao thông đối với chất lượng không khí và giúp các nhà
lập kế hoạch bảo vệ sức khoẻ cộng đồng, tránh các tác động có hại do tiếp xúc quá
mức với CO. Dựa vào các thông số của nguồn phát thải, điều kiện khí tượng và vị trí
của nguồn thải, Caline có thể dự báo được nồng độ chất ô nhiễm tại nguồn nhận với
khoảng cách 500m từ đường giao thông (Benson, 1989; CALTRANS, 1998).

Mô hình CALINE4 được sử dụng rộng rãi để tính toán nồng độ chất ô nhiễm
gần các đường giao thông. Mô hình này đã được thử nghiệm và đánh giá để dự báo
nồng độ các chất ô nhiễm phát thải từ giao thông trong các điều kiện khí tượng cụ thể,
như CO, NOx, bụi lơ lững và các khí khác. Mô hình này có khả năng dự báo CO khá
tốt (Hao Chen, và nnk, 2008).
(2). Đặc điểm của mô hình CALINE4
9
- CALINE4 được thiết kế thành các cửa sổ giao diện đồ họa, giúp người sử
dụng dễ dàng nhập số liệu và tạo điều kiện giúp đỡ trực tiếp từ mô hình (CALTRANS,
1998).
- Mô hình được thiết kế dựa trên thuật toán vệt khói của Gauss và khái niệm
“vùng xáo trộn” (trong vùng xáo trộn, các cơ chế xáo trộn được tạo ra từ chuyển động
của xe và sự xáo trộn nhiệt do các phát thải ở nhiệt độ cao của xe) (Benson, 1989).
- CALINE4 chia nguồn đường thành các đoạn thẳng (gọi là các link) và tính
toán cho mỗi đoạn. Nồng độ chất ô nhiễm từ các nguồn nhận sẽ bằng tác động tổng
hợp của các đoạn do ảnh hưởng của các điều kiện khí tượng. CALINE4 chỉ cho phép
chia tối đa 20 đoạn nhỏ (CALTRANS, 1998).
- CALINE4 có thể tính được nồng độ chất ô nhiễm ở khoảng cách tối đa là
500m tính từ đường giao thông.
- CALINE4 có thể ứng dụng được cho cả các đường hẽm, các bãi đỗ xe.
- CALINE4 có thể áp dụng được đối với các chất khí trơ, các chất ô nhiễm dạng
hạt, các chất ô nhiễm thứ cấp (NO
2
) và cho phép áp dụng cho cả hỗn hợp các chất phản
ứng (NO, NO
2
, O
3
). Kết quả có thể là trung bình 1giờ hay trung bình 8giờ (Kerstin L.
Kenty và nnk, 2006).

- CALINE4 chia kiểu đường thành 4 loại được trình bày ở phụ lục 7.
- Hệ số gồ ghề sử dụng trong mô hình được trình bày ở phụ lục 8.
(3). Đầu vào và đầu ra của mô hình
CALINE4 chia các thông số đầu vào thành 5 nhóm với 5 giao diện giúp người
sử dụng dễ dàng nhập trực tiếp dữ liệu vào:
- Các thông số kịch bản (Job Parameters).
- Các thông số địa lý của các đoạn (Link Geometry).
- Các thông số hoạt động của các đoạn đường (Link Activity).
- Điều kiện khí tượng (Run conditions).
- Vị trí của điểm cần tính toán (Receptor position).
Chi tiết về các thông số đầu vào được trình bày ở phụ lục 9.
Đầu ra của mô hình ở dạng file text. Tùy theo việc thiết lập các thông số kịch
bản mà kết quả đầu ra có thể là 1 trong 4 dạng sau: nồng độ trung bình 1 giờ, nồng độ
trung bình 8 giờ, nồng độ trung bình 1 giờ do mô hình lựa chọn hướng gió bất lợi nhất
hoặc nồng độ trung bình 8 giờ do mô hình lựa chọn hướng gió bất lợi nhất. Trong
trường hợp tính toán cho trường hợp có điều kiện xấu nhất thì mô hình sẽ tính toán
theo tất cả các hướng gió để tìm ra nồng độ cực đại tại vị trí tính toán (CALTRANS,
1998).
10
2.2.4. Mô hình tính toán nồng độ chất ô nhiễm CAL3QHC
(1). Giới thiệu chung
CAL3QHC là một mô hình được sử dụng để ước tính nồng độ cácbon mônôxít
hay các chất ô nhiễm trơ khác từ hoạt động lưu thông của xe cộ tại các điểm giao nhau
của các đường giao thông. Mô hình này bao gồm mô hình phát tán nguồn đường
CALINE3 (được phát triển bởi CALTRANS) và một thuật toán ước tính chiều dài của
lượng xe cộ tập trung tại các khu vực giao nhau có đèn tín hiệu.
Mô hình CAL3QHC đã nâng cấp mô hình CALINE3 để ước tính được nồng độ
chất ô nhiễm khi xe đang hoạt động lẫn khi đang đứng yên. Mô hình này được phát
triển bởi US_EPA.
Cho đến nay thì CAL3QHC có hai phiên bản và phiên bản gần đây nhất là

CAL3QHC 2.0. So với phiên bản CAL3QHC đầu tiên, phiên bản CAL3QHC 2.0 có
thêm ba thông số mới là: lưu lượng xe bão hòa, loại tín hiệu giao thông và loại hình tập
trung xe. Đầu vào của mô hình này bao tất cả các thông số đầu vào của mô hình
CALINE3 như các yếu tố hình học của đường, vị trí cần tính toán nồng độ, điều kiện
khí tượng, hệ số phát thải của xe. Ngoài ra, mô hình này còn có thêm các thông số khác
để tính toán cho những nơi có tín hiệu như hệ số phát thải lúc xe dừng lại, số làn đường
trên mỗi đoạn đường, thời gian có đèn tín hiệu giao thông, lưu lượng xe bão hòa, loại
tín hiệu và loại hình tập trung xe (US_EPA, 1995; Tippichai, A. và nnk, 2005).
(2). Đặc điểm và các giới hạn của CAL3QHC 2.0
- Đây là mô hình kết hợp của mô hình CALINE3 và thuật toán ước tính chiều
dài của lượng xe cộ tập trung tại các khu vực giao nhau có đèn tín hiệu.
- Mô hình này có thể thực hiện một lúc 120 đoạn đường, 60 vị trí cần tính toán
nồng độ với tất cả các hướng gió.
- Có thể tính toán cho những khu vực giao nhau có đèn tín hiệu giao thông hay
không có đèn tín hiệu giao thông.
- Tốc độ gió tối thiểu là 1m/s.
- Hệ số gồ ghề động học phải nằm trong khoảng (3 - 400cm). Hệ số gồ ghề động
học được trình bày trong phụ lục 9.
- Chỉ tính toán được nồng độ trung bình 1 giờ.
- CAL3QHC chia tín hiệu đèn thành 3 loại và kiểu tập trung xe thành 5 loại
( được trình bày trong phụ lục 11 và phụ lục 12).
(3). Đầu vào và đầu ra của mô hình CAL3QHC
11
File đầu vào của mô hình có phần mở rộng là “.DAT”. Các thông số đầu vào
của mô hình chia thành các nhóm chính sau:
- Các thông số chung
- Các thông số của vị trí cần tính toán
- Các thông số của kịch bản
- Các thông số mô tả các đoạn đường
- Các thông số khí tượng

Chi tiết về các thông số đầu vào cũng như cách định dạng file đầu vào được
trình bày trong phụ lục 13.
File đầu ra của mô hình có phần mở rộng là “.OUT”. Kết quả đầu ra có thể chọn
một trong hai dạng sau : dạng kết quả chi tiết (Long format) và dạng tóm tắt (Short
format) (US_EPA, 1995).
2.3. KHÁI QUÁT VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU
2.3.1. Điều kiện tự nhiên thành phố Huế
(1). Ví trí địa lý, địa hình
Thành phố Huế được hình thành ở trung tâm đồng bằng hẹp của hạ lưu sông
Hương và được phân thành 2 khu vực chính là Bắc sông Hương và Nam sông Hương.
Có tọa độ địa lý: 107
0
31’45’’-107
0
38’ kinh độ Đông và 16
0
30’45’’-16
0
24’ vĩ độ Bắc.
Thành phố Huế có đặc điểm cốt mặt đất tự nhiên thấp, phía Bắc có độ cao trung
bình so với mực nước biển là 1,6-2,5m và phía Nam là 2,0-4,0m.
(3). Đặc điểm khí hậu
Huế nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa, nhiệt độ không khí trung
bình năm là 25,2
0
C, lượng mưa trung bình hàng năm là 2856 mm, độ ẩm trung bình
năm là 84,5%. Số giờ nắng trung bình ngày là 5,7 giờ và số giờ nắng tối đa ngày là
13,3 giờ.
Về mùa đông thịnh hành hướng gió Bắc và Đông Bắc, về mùa hè là hướng gió
Nam và Tây Nam. Tốc độ gió lớn nhất thường xảy ra vào mùa mưa lũ (từ tháng 9 đến

tháng 12), tốc độ gió đạt 30-40m/s (Công ty Môi trường và Công trình Đô thị Huế,
2006).
2.2.2. Tình hình gia tăng các phương tiện giao thông
12
Cũng giống các đô thị khác, các phương tiện giao thông của thành phố nói riêng
và của Tỉnh Thừa Thiên Huế nói riêng tăng lên theo từng năm. Trong đó tăng mạnh
nhất là xe máy. Sự gia tăng các phương tiện giao thông được trình bày cụ thể ở bảng
2.4 và bảng 2.5.
Bảng 2.2 Thống kê sự gia tăng các loại mô tô của Tỉnh Thừa Thiên Huế
(Phòng CSGT đường bộ và đường sắt Thừa Thiên Huế)
TT Loại xe 2004 2005 2006 2007 2008 24/3/2009
1 Dưới 50 cm
3
37.357 38.087 38.948 39.874 40.694 40.762
2 50 – 175 cm
3
153.584 183.687 218.573 247.381 274.197 279.224
3 Trên 175 cm
3
35 40 59 67 71 75
4 Xe ba bánh 23 52 54 54 56 108
5 Xe khác 42 106 163 167 167 214
6 Tổng cộng 191.861 221.993 257.91
8
287.66
4
315.18
5
320.383
Bảng 2.3. Thống kê sự gia tăng các loại ô tô của Thừa Thiên Huế

(Phòng CSGT đường bộ và đường sắt Thừa Thiên Huế)
TT Loại xe 2004 2005 2006 2007 2008 24/3/2009
1 Ô tô tải 3.905 4.146 4.529 5.118 5.905 6.093
1.1 < 3,5 tấn 1.553 1.726 2.027 2.482 3.150 3.287
1.2 3,5 – 10 tấn 1.909 1.961 2.021 2.104 2.225 2.271
1.3 > 10 tấn 443 459 481 532 530 535
2 Xe khách 3.503 3.695 3.848 4.059 4.551 4.673
2.1 < 10 chổ 2.107 2.224 2.329 2.498 2.893 2.998
2.2 10 – 30 chổ 1.107 1.168 1.207 1.248 1.313 1.331
2.3 > 30 chổ 289 303 312 313 345 344
3 Xe lam 103 103 103 103 103 103
4 CN –MK 473 614 621 621 621 621
5 Xe khác 411 472 502 522 711 745
6 Tổng cộng 8.395 9.030 9.603 10.423 11.891 12.235
Ghi chú : CN – MK : Công nông – Máy kéo
2.3.3. Cơ sở hạ tầng đường giao thông
Trong năm qua, Giao thông vận tải (GTVT) trên địa bàn Thừa Thiên Huế có
những bước phát triển quan trọng. Đó là việc hoàn thành và đưa vào sử dụng những
công trình giao thông mang tầm vóc quốc gia, tạo thành hệ thống liên hoàn giữa các
vùng, rút ngắn khoảng cách giữa vùng sâu, vùng xa với các vùng đồng bằng, đô thị.
13
Đến nay toàn tỉnh đã nhựa hóa được 80% đường tỉnh, bê tông hóa 70% đường giao
thông nông thôn (đường huyện, đường xã), 100% xã có đường ô tô đến trung tâm (Sở
GTVT Thừa Thiên Huế).
Bảng 2.4. Hệ thống cầu, cống và biển báo giao thông của Tỉnh Thừa Thiên Huế
(Sở GTVT Thừa Thiên Huế, 6/2008)
TT Loại
đường
Công trình trên tuyến
Cầu (cầu/m) Cống (dãy/m) Biển báo

1 Quốc lộ 134C/6616,83 1394D/14817,6 6351
2 Đường tỉnh 101C/4376,75 864D/7054,07 1647
3 Đường nội thị, vành đai, kiệt 51C/2513,71 704D/5553,3 907
4 Đường chuyên dụng
5 Đường huyện thành phố 189C/3546
6 Đường xã
Tổng cộng 475C/17053,29 3202D/28862,97 6351
2.3.4. Môi trường không khí Thành phố Huế
Hiện nay vẫn chưa có các nghiên cứu tổng thể, chưa có chương trình quan trắc
dài hạn, liên tục về môi trường không khí tại thành phố Huế. Số liệu về chất lượng
không khí ở thành phố rời rạc và không đồng bộ. Theo một số báo cáo nhỏ lẻ và rời rạc
cho thấy rằng:
So với các đô thị khác, thành phố Huế chỉ bị ô nhiễm bụi cục bộ tại một số
điểm đo trong những thời điểm nhất định. Trong những năm qua, các tuyến đường du
lịch của thành phố Huế được cải tạo, chỉnh trang và trải nhựa nên đã hạn chế được bụi
và tiếng ồn (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2007).
Môi trường không khí thành phố Huế chủ yếu bị ô nhiễm bụi. Nồng độ bụi tại
hầu hết các trục giao thông chính được đều vượt TCVN 5937-2005. Ngoài ảnh hưởng
của giao thông, nồng độ bụi còn chịu ảnh hưởng vào điều kiện thời tiết.
Môi trường không khí ở thành phố Huế nhìn chung chưa bị ô nhiễm bởi các khí
độc hại, giá trị trung bình của khí CO quan trắc được vào tháng 4/2008 dao động từ 2 –
24,4 mg/m
3
(thấp hơn TCVN 5937-2005: 30 mg/m
3
). Hoạt động giao thông vận tải thải
ra một lượng lớn khí CO nhưng chỉ gây ô nhiễm cục bộ và tức thời tại một số vị trí có
mật độ giao thông lớn vào các giờ cao điểm.
Hoạt động giao thông vận tải thải ra một lượng lớn khí CO (15 – 121 kg/h), cao
hơn nhiều so với VOC (2,1 – 17,5 kg/h) và NO

X
(1,1 – 9 kg/h) (Lê Thuỳ Dung, 2008).
14
Bảng 2.5. Hệ thống đường của Tỉnh Thừa Thiên Huế (Sở GTVT Thừa Thiên Huế, 6/2008)
T
T
Loại
đường
Chiều
dài (km)
Số tuyến
Chiều dài theo kết cấu mặt (km)
BTXM
BT
nhựa
ĐD
nhựa
Cấp
phối
Đất
1 Quốc lộ 453,149 4,000 51,000 268,835 124,914 8,400 98,164
2 Đường tỉnh 344,977 23,000 19,500 96,084 153,693 75,700 78,057
3 Đường đô thị, vành đai,
kiệt
205,807 384,000 0,068 100,415 85,209 14,115 93,142
4 Đường chuyên dụng 8,050 2,000 8,050 100,000
5 Đường huyện, thành phố 708,890 431,000 272,600 22,650 159,820 182,910 70,910 64,195
6 Đường xã 3055,190 1926,000 870,980 2,000 140,240 702,630 1339,340 33,164
Tổng cộng 4766,063 2770,000 1220,14
7

489,984 671,92
3
975,359 1418,650
Ghi chú: BTXM – Bê tông xi măng
BT Nhựa – Bê tông nhựa
ĐD Nhựa – Đá dăm nhựa
15
Chương 3
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
- Đối tượng nghiên cứu: Môi trường không khí tại khu vực phía Nam Thành phố
Huế.
- Phạm vi không gian nghiên cứu: Do thời gian hạn hẹp nên chúng tôi chỉ
nghiên cứu tại một số trục đường có mật độ giao thông lớn ( Lê Lợi, Nguyễn Huệ, Hà
Nội, Đường Hùng Vương, Bà Triệu, Phạm Văn Đồng ).
- Phạm vi thời gian nghiên cứu: Từ 02/02/2009 đến 30/05/2009.
- Các thông số nghiên cứu: CO
3.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Tìm hiều tình hình giao thông tại khu vực phía Nam thành phố Huế, bao gồm:
+ Thu thập số liệu về lượng xe, loại xe, loại hình đường.
+ Đếm và thống kê số lượng xe lưu thông trên đường.
- Thu thập số liệu về điều kiện khí tượng của thành phố Huế.
- Nghiên cứu, tìm hiểu về mô hình tính toán phát thải thải ra từ giao thông
(mobile6), mô hình tính toán nồng độ chất ô nhiễm thải ra từ hoạt động giao thông
(Caline4, Cal3qhc).
- Ứng dụng mô hình Mobile6 để tính toán phát thải các chất ô nhiễm không khí
từ các lọai hình phương tiện giao thông.
- Ứng dụng mô hình Caline4 và mô hình Cal3qhc để tính toán nồng độ các chất
ô nhiễm không khí thải ra từ hoạt động giao thông.
16

3.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1.1. Thu thập các tài liệu
+ Thu thập các tài liệu liên quan đến các mô hình tính toán: thông tin tổng quát
về mô hình, ứng dụng của mô hình, hướng cách dẫn sử dụng …
+ Thu thập các thông số đầu vào để chạy mô hình: các số liệu về khí hậu khí
tượng, các số liệu về phương tiện tham gia lưu thông, phân loại đường giao thông, …
3.3.2. Phương pháp xác định lưu lượng xe lưu thông
(1). Thời gian quan trắc
Quan trắc hai đợt vào hai khoảng thời gian có thể có sự thay đổi lưu lượng xe lớn:
+ Đợt 1: quan trắc vào những ngày làm việc (từ thứ 2 đến thứ 6).
+ Đợt 2: quan trắc vào những ngày nghỉ ( thứ 7 và chủ nhật).
(2). Vị trí quan trắc
Vị trí các điểm quan trắc trên các tuyến đường được trình bày ở hình 3.1 và phụ
lục 14.
(3). Các thiết bị quan trắc
Máy ảnh Canon IXY Digital, nhiệt kế, máy định vị GPS
(4). Cách xác định lưu lượng xe lưu thông
- Sử dụng máy ảnh Canon IXY Digital ghi hình ảnh xe cộ lưu thông trên các
tuyến đường tại điểm quan trắc.
- Tại mỗi vị trí, ghi hình 20 phút/giờ (cứ ghi hình 5 phút, dừng 10 phút) trong
các 6 khoảng thời gian như sau: 6h30 – 7h30; 9h00 – 10h00; 11h00 – 12h00; 14h00 –
15h00; 16h45 – 17h45; 20h00 – 21h00.
- Sử dụng Windows Media Player để xem các đoạn phim, phân loại xe và đếm.
- Tính lưu lượng xe lưu thông trong 6 khoảng thời gian trên.
17
Hình 3.1. Các vị trí quan trắc lưu lượng xe và tính toán nồng độ CO
Ghi chú: - Vị trí tính toán nồng độ trong Caline4 ; - vị trí quan trắc xe và tính toán nồng độ trong Cal3qhc
R6
K7
K9

K8
K6
K4
K3
K2
K5
K1
R8
R1
R1*
R2
R2*
R3
R3*
R4
R5
R6*
R6
R8*
R7
R7*
R10 R10*
R9*
R9
R11
R11*
18
3.3.3. Phương pháp xây dựng các kịch bản
(1). Kịch bản Mobile6
Các thông số đầu vào của kịch bản Mobile6 được trình bày như phụ lục Đối

với các dữ liệu khí tượng chúng tôi chọn số liệu khí tượng của một ngày trong tháng ba
có số liệu đặc trưng cho tháng để sử dụng, đó là ngày 20 tháng 3 năm 2009.
Giả thiết rằng lượng xe lưu thông trong những ngày thường giống nhau và giữa
các ngày nghĩ giống nhau. Từ hệ số phát thải riêng của mỗi loại xe, hệ số phát thải
chung của xe (EF) cho mỗi đoạn đường ở mỗi thời điểm khác nhau bằng công thức:

∑
×=
ii
VMTEFEF
(1)
Trong đó: - EF
i
là hệ số phát thải của mỗi loại xe.
- VMT
i
là tỷ lệ quãng đường mỗi loại xe đi được.
Vì điều kiện thành phố Huế có số lượng xe tải ít và để tiện cho việc đếm xe,
chúng tôi chỉ tiến hành phân thành 6 loại là xe máy, xe tô 4-7 chỗ, ô tô 12-16 chỗ, xe
buýt, xe tải nhẹ, xe tải nặng. Để phù hợp với mô hình Mobile6 chúng tôi giả thiết xếp
xe tô 4-7 chỗ và ô tô 12-16 chỗ thành xe khách nhẹ, tỷ lệ giữa các loại ô tô tải nhẹ là
giống nhau, xe tải được chia thành 6 loại có tỷ lệ giống nhau (trừ xe LDDT8a và
LDDT8b).
Chúng tôi giả thiết rằng tất cả xe máy và xe khách nhẹ đều chạy xăng, 1/3 xe tải
nhẹ chạy dầu, 2/3 xe tải nhẹ chạy xăng, tất cả xe tải nặng và xe buýt đều chạy dầu.
(2). Kịch bản Caline4
Đối với kịch bản Caline4, do hạn chế về số liệu khí tượng. Số liệu của gió chỉ có
dữ liệu ngày mà không có dữ liệu theo giờ nên chúng tôi chạy hai kịch bản với một
kịch bản chạy theo hướng gió trong ngày của thành phố và một kịch bản chạy trong
trường hợp xấu nhất theo tất cả hướng gió để tìm ra nồng độ cực đại tại mỗi vị trí tính

toán nồng độ. Các thông số khí tượng chạy mô hình được trình bày trong mục 4.1.
Trong mô hình còn có thông số chiều rộng vùng xáo trộn. Thông số này được
tính toán bằng cách lấy chiều rộng của đường cộng thêm cho mỗi bên 3m.
(3). Kịch bản Cal3qhc
Tương tự như kịch bản Caline4, chúng tôi cũng chạy hai kịch bản với với một
kịch bản chạy theo hướng gió trong ngày của thành phố và một kịch bản chạy trong
trường hợp xấu nhất theo tất cả hướng gió để tìm ra nồng độ cực đại tại mỗi vị trí tính
toán nồng độ.
Để tính toán nồng độ tại các điểm giao nhau không có tín hiệu thì mỗi chiều
đường ta cần thông tin cho hai đoạn đường A (nét xanh lá cây) và B (nét xanh dương).
19
Đối với các đoạn đường giao nhau, mỗi chiều có thêm thông tin cho đoạn tín hiệu C
(nét đỏ). Các đoạn đường này được mô tả trong hình 3.2 và 3.3.
Với các đoạn A và B ta cần cung cấp thông tin kiểu đường, tọa độ, lưu lượng xe
trong một giờ, hệ số phát thải, độ cao nguồn và chiều rộng xáo trộn (chiều rộng của
chiều đường cộng thêm mỗi bên 3m). Đối với đoạn C ngoài những thông giống đoạn A
và B cần có thêm thông tin về số làn đường, chu kì tín hiệu, thời gian đèn đỏ, thời gian
đèn vàng, hệ số phát thải lúc xe đứng yên nhưng vẫn nổ máy, kiểu tín hiệu và kiểu tập
trung xe, lưu lượng xe bão hoà cho mỗi làn. Lưu lượng xe bão hoà được tính bằng cách
lấy số lượng xe của hai đoạn A và C chia cho số làn đường).
Hệ số phát thải lúc đứng yên nhưng vẫn nổ máy được tính theo công thức của
US_EPA.
EF
D
(g/h) = EF
2,5
(g/mi) × 2,5 (mi/h) (2)
Trong đó: - EF
D
là hệ số phát thải lúc đứng yên

- EF
2,5
hệ số phát thải lúc xe chay với tốc độ 2,5 dặm/giờ.
Do hạn chế về thời gian nên đối với các đoạn đường giao nhau, chúng tôi giả
thiết rằng lượng xe lưu thông trên hai đoạn đối xứng nhau là như nhau.
Hình 3.2. Các đoạn đường tại điểm giao
nhau không có đèn tín hiệu giao thông
Hình 3.3. Các đoạn đường tại điểm giao
nhau có đèn tín hiệu giao thông
Ghi chú: đường phân chiều xe
đoạn đường xe đi đến điểm giao nhau của các đường (A)
đoạn đường xe đi từ giao điểm sang phía bên kia đường (B)
đoạn đường xe tập trung đến đèn tín hiệu (C)
20
Chương 4
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
4.1. KẾT QUẢ THU THẬP CÁC DỮ LIỆU KHÍ TƯỢNG
Các số liệu cần thiết để chạy mô hình Mobile6, Cal3qhc và Caline 4 được trình
bày trong bảng 4.1.
Bảng 4.1. Số liệu khí tượng ngày 20/03/2009
(Trạm Khí tượng Thuỷ văn thành phố Huế)
Thông số Đơn vị Giá trị
Nhiệt độ (h) (
0
C) 24,1 23,8 23,8 23,9 24,0 24,2 24,4 24,8
25,9 27,6 28,9 29,0 28,4 28,9 28,4 26,8
26,4 26,1 25,4 24,8 24,9 24,9 24,9 24,8
Độ ẩm (h) % 99 99 99 99 99 99 99 97 91 80 77 75
78 77 79 83 85 88 90 95 95 95 95 95
Đô mây che phủ (TB) % 0,98

Áp suất khí quyển (TB) hPa 1009,3
Hướng gió (TB) Đông Đông Bắc
Vận tốc gió (TB) m/s 3
Ghi chú: h – giá trị trung bình giờ và lấy 24 giá trị cho 24 giờ trong ngày
TB – giá trị trung bình ngày
4.2. KẾT QUẢ QUAN TRẮC LƯU LƯỢNG XE
Giả thiết rằng lượng xe lưu thông giống nhau giữa các ngày thường và giữa các
ngày nghĩ.
Tổng lượng xe tại các vị trí quan trắc được trình bày trong bảng 4.2. Số lượng
xe của mỗi loại sẽ được trình bày chi tiết trong phụ lục 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22.
21
Bảng 4.2. Kết quả quan trắc lưu lượng xe
Vị trí
Lê Lợi Nguyễn Huệ Hà Nội Hùng Vương Bà Triệu LTK NQ ĐĐ
K1 K2 K3 K1 K6 K7 K2 K4 K5 K3 K51 K52 K7 K7 K8 K9 K4 K6 K4 K5
T
1
1887
457
5
4014 1773 2649 3741 6984
452
4
6282 3702 4611 5391 6636 4443 6810 6123
255
6
3078 2598 2492
2
1221 3330 2874
109

5
2196
254
1
351
3
3198 3072
295
2
3024 3495 4287 3000 4389 3471 1806 2448 1902 2133
3
1386
424
5
3060 1401 2439 3717
453
9
3498 3482
331
5
3253 4236 5871 3660 4143
335
7
220
5
232
5
2316 2493
4
1023 3222 2103 1146 1749 2487

356
7
257
7
2865 2439 2388 3069 4317 2838 3198
257
1
157
5
155
7
1648 1748
5
1629 4470
367
5
193
5
3630 3807 5088 4380 4862
456
9
4455 5199 6372 4281
599
4
4737 2682 2946 2781 2575
6
1170
265
5
2343 903 1830 2139 2799 2322 2221 2940 2049 2601 3168 2427 2916 2430 1074 2073

156
5
1529
C
1
1222 3324
315
3
1111
156
3
2877 4221 3174 4617 3009 3399 3822
405
3
304
5
385
5
3102 1284 1791 1518 2125
2
885 3261 2262 866 1677 2760
375
6
3024 3768
251
1
3135 3279
354
3
2916 4083 2856

150
0
2169 1578 2102
3
1214 3108 2289
115
1
1437 2724 3471
271
5
325
5
2799 2970 3399 3219 2733 3366 2586 1404 1266 1401 2009
4
865 2361 1923 829 1173 2130
275
4
255
9
2286
199
5
2112 2664 2679 2136 2469 2367 1017
135
0
1089 1435
5
1334 3999 3021 1464 1863 2826 4200 3087 3843
365
7

3753 4068 3924 3036 4269 3282 1587 2160 1818 2589
6
612 2463 1971 565
135
6
1788 2859 2169 2862 2391 2607 2616
277
5
2268 3828 2343 918 1248 1317 1761
Ghi chú: T – Ngày thường
C – Ngày nghĩ
1, 2, 3, 4, 5, 6 tương ứng với các khoảng thời gian 06h30-7h30, 09h00-10h00, 11h00-12h00, 14h00-
15h00, 16h45-17h45, 20h00-21h00
22
Từ các kết quả trên cho thấy:
- Tại tất cả các thời điểm và các vị trí quan trắc đều cho thấy loại phương tiện
tham gia giao thông lớn nhất tại các tuyến đường của thành phố Huế là xe máy (trên
85%).
- Có sự thay đổi giữa lưu lượng xe lưu thông giữa ngày thường và ngày nghỉ.
Kết quả quan trắc tại tất cả vị trí cho thấy lưu lượng xe máy lưu thông vào
ngày thường lớn hơn so với ngày nghỉ (gấp 1,1 – 1,61 lần). Tuy nhiên đối với ô tô thì
sự thay đổi lưu lượng xe giữa ngày thường và ngày nghĩ không theo quy luật giống với
xe máy và có biên dao động lớn hơn xe máy (0,85 – 8,56 lần). Hầu hết các vị trí quan
trắc đều cho thấy ô tô lưu thông vào ngày thường có xu hướng cao hơn ngày nghỉ,
nhưng cũng có vị trị lưu lượng ô tô lưu thông vào ngày thường lại thấp hơn ngày nghỉ.
Từ phân tích trên cho thấy lưu lượng xe máy vào ngày thường tăng lên so với ngày
nghỉ là do chịu ảnh hưởng của những ngày làm việc của hầu hết cán bộ, học sinh, sinh
viên … Trong khi đó lưu lượng ô tô lưu thông ít nên không tìm thấy được quy luật thay
đổi lưu lượng xe ô tô giữa ngày thường và ngày nghĩ.
- Có sự thay đổi lưu lượng xe giữa các thời điểm trong ngày.

Kết quả quan trắc cho thấy lưu lượng xe lưu thông thay đổi giữa các thời điểm
ngày và sự thay đổi này cũng có sự khác nhau giữa ngày thường và ngày nghỉ:
+ Đối với những ngày thường, lưu lượng xe máy thay đổi theo các khoảng
thời gian trong ngày khá lớn. Theo kết quả quan trắc 6 thời điểm khác nhau trong ngày
cho thấy lượng xe máy lưu thông vào thời điểm 6h30-7h30; 11h00-12h00; 16h45-
17h45 cao hơn nhiều lần so với thời điểm 9h00-10h00; 14h00-15h00; 20h00-21h00.
Nguyên nhân là do đây là những giờ cao điểm, là thời điểm cán bộ, học sinh, sinh viên
đi làm, đi học và đi làm về, đi học về. Tuy nhiên với ô tô thì có xu hướng ngược lại,
chủ yếu tập trung nhiều vào 9h00-10h00 và 14h00-15h00, còn các thời điểm khác
trong ngày thấp hơn. Nguyên nhân là do các loại ô tô tải bị hạn chế trong các giờ cao
điểm. Ngoài sự thay đổi lưu lượng xe thời gian trong ngày, sự thay đổi lưu lượng xe ô
tô còn phụ thuộc vào không gian. Đối với các vị trí quan trắc trên các tuyến đường
thuộc đường quốc lộ thì xu hướng trên được thể hiện rõ, trong khi đó đối với các tuyến
đường còn lại trong thành phố không thể hiện rõ. Nguyên nhân là do các loại ô tô tải
chủ yếu lưu thông trên các tuyến đường quốc lộ.
+ Đối với ngày nghĩ, lưu lượng xe máy cũng như ô tô cũng có sự thay đổi
theo thời gian trong ngày nhưng sự thay đổi này không rõ như ngày thường. Đối với xe
máy giờ cao điểm nhất là 16h45-17h45, còn các thời điểm khác ít có sự thay đổi. Đối
với ô tô thì tương tự như đối với ngày thường chủ yếu tập trung lưu thông nhiều vào
9h00-10h00 và 14h00-15h00 và xu hướng này chỉ thể hiện rõ tại các tuyến đường quốc
lộ.
23
Ngoài sự phụ thuộc vào thời gian, có thể thấy rằng cả lưu lượng xe máy và lưu
lượng xe ô tô đều có sự phụ thuộc vào không gian. Các vị trí quan trắc trên các tuyến
đường thuộc đường quốc lộ (Hà Nội, Hùng Vương, Bà Triệu) có lưu lượng xe máy và
ô tô cao hơn hẳn các tuyến đường còn lại trong thành phố.
4.3. ƯỚC TÍNH HỆ SỐ PHÁT THẢI VÀ TẢI LƯỢNG PHÁT THẢI CO THEO
MÔ HÌNH MOBILE6
4.3.1. Thông số đầu vào và kết quả chạy mô hình Mobile6
Thông số đầu vào của mô hình được trình bày trong bảng 4.3 (xem thêm ví dụ

file đầu vào ở phụ lục 42). Các số liệu khí tượng lấy theo bảng 4.1. Kết quả mô hình
được trình bày trong phụ lục 23 (xem thêm ví dụ file kết quả đầu ra ở phụ lục 43)
Bảng 4.3. Thông số đầu vào cho Mobile6
Thông số Giá trị chọn Đơn vị
Năm tính toán 2009
Tháng tính toán 1
Mùa tính toán 1
Áp suất bay hơi của nhiên liệu 8,9 Psi
Hàm lượng lưu huỳnh trong nhiên
liệu
0,05 % khối lượng
Loại chất ô nhiễm CO
Loại đường Đường thành
phố
Tốc độ 35 Km/h
Tốc độ (*) 4 Km/h
Phân loại độ cao 1
Ghi chú: (*) – dùng để tính hệ số phát thải lúc xe đứng yên nhưng vẫn nổ máy.
4.3.2. Ước tính tải lượng phát thải CO
Giả sử rằng lượng xe lưu thông trên các đoạn đường bằng trung bình cộng của
lưu lượng xe quan trắc được giữa hai điểm hai đầu đoạn. Chiều dài các đoạn đường
được trình bày ở phụ lục 24.
24
Kết quả ước tính tải lượng phát thải CO từ hoạt động giao thông trên các đoạn
đường được trình bày ở hình 4.1, hình 4.2 và trong phụ lục 25.

Hình 4.1. Tải lượng thải CO trên các đoạn đường
Hình 4.2. Tải lượng thải CO tổng cộng
Từ kết quả trên ta thấy:
Tải lượng CO phát thải vào những ngày thường cao hơn nhiều so với ngày nghĩ

vì lượng xe lưu thông vào ngày thường lớn hơn ngày nghĩ.
Tải lượng phát thải CO có sự thay đổi theo thời gian trong ngày và sự thay đổi
này phù hợp với quy luật thay đổi lưu lượng xe theo thời gian trong ngày.
25