摘 要

高雄市為一機動車輛數目多的都會區，且因為都市交通路線分佈的關係，地下道的設置處亦甚多，今針對高雄市此兩項交通方面的特性，進行地下道中空氣污染物特性之研究，此摘要為本研究的第一部份：為車流量及污染物量測結果方面之初步調查成果。

在路邊車輛調查項目包括車流量、車速、停滯時間及車型等；在空氣污染物採樣分析項目方面則包括：一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）以及總碳氫化合物（THC）等。

路邊調查結果顯示，中正地下道的車流量是以小型汽車為主，其次為小型柴油車，較大型之車輛則甚多，至於車流量的尖峰期則出現在上午10:30~11:30及下午15:30~17:30兩個時段，車流量約介於每小時250至300部之間。過港隧道各車種數目的多寡依序為：機車、小客車、大型車及小貨車，其中機車和小客車於上午7:00~8:00的尖峰時段車流量皆達到最高值，分別為每小時1,800及1,000輛，其餘時間各車種之車流量則都在每小時800部以下。

採樣分析結果顯示：過港隧道CO的濃度因有機車排放的關係而約為中正地下道CO濃度的3倍，顯示機車排放對CO的貢獻量甚大，建議可以CO作為機車地下道通風的設計指標。中正地下道NOx的最大濃度值約為 5,00ppb，過港隧道的最大濃度值則高達 1,000ppb，顯示汽/柴油車輛為NOx的主要排放源。

隧道或地下道主要是藉由風扇或車行活塞效應，以進行其內空氣污染物向下風處（或出口處）傳送之機制，兩者效應之消長，受風扇數目、風量，車流量、車速及淨空比等因素之影響。由中正地下道及過港隧道調查分析結果顯示，CO與NOx之濃度均向下風出口處呈遞增之趨勢；然SO2與THC則有在下風出口處之濃度低於上或中段之現象，其原因是否因兩者會受壁面吸附或因兩者之分子量皆高於空氣，故乃在傳輸過程中沉降吸附於地面，仍有待進一步之探討。

ABSTRACT

This study is aimed to investigate the transport of air pollutants and traffic flow in Chungcheng and Cross-Harbor Tunnels in Kaohsiung City. The work includes road measurements and three-dimensional numerical modeling. This article reports the first part of the work concerning measurement results.

The items on road-side investigation include traffic flow rate traffic, speed, travel time and vehicle catergory. The air pollutants being sampled and analyzed in the tunnels are carbon monoxide (CO), sulfur dioxide (SO2), nitrogen oxides (NOX) and total hydrocarbon (THC).

The road-side investigations show that the major vehicles in Chungcheng Tunnel are passenger cars, the next are small trucks, and the minor are large trucks. The peak hours are at 10:30 – 11:30 in the morning and 15:30 – 17:30 at afternoon with average traffic flow rate in 250 – 350 No./hr. The major vehicles in Cross-Harbor Tunnel are motorcycles, the next are passenger cars, large trucks and small trucks. Traffic flow rate at morning peak hours of 7:00 – 8:00 are 1,800 and 1,000 No./hr for motorcycles and passenger cars, respectively, and are below 800 No./hr for the large and small trucks.

Results of air pollutants analysis show that CO in Cross-Harbor Tunnel is about as three times as that of Chungcheng Tunnel due to high motorcycle flow rate in Cross-Harbor Tunnel. The maximum concentration of NOX was about 500 ppb for Cross-Harbor Tunnel and was about 1,000 ppb for Chungcheng Tunnel during the study period, suggesting that cars and trucks are the major emission sources of NOX.

The transport of air flow and gaseous pollutants downstream (or to the tunnel exit) is mainly done by tunnel fans and piston effect of moving vehicles in order to decrease pollutants concentrations inside the tunnel. The mechanism is affected by fan number and flow rate, traffic flow rate, traffic speed and net tunnel aspect ratio. Results in two tunnels show that CO and NOX both increase with increasing downstream distance, but are not always so for SO2 and THC. Whether other mechanisms such as absorption of SO2 and THC on tunnel walls or sink and absorption on tunnel floor due to being heavier than air affect distributions of SO2 and THC remains further investigations.

謝誌
中文摘要
英文摘要
表目錄
圖目錄

第一章 前言 …………………………………………1-1
1.1 研究動機…………………………………1-1
1.2 研究範圍與目標…………………………1-3
1.3 工作內容及執行流程 …………………1-4

第二章 文獻回顧……………………………………2-1
2.1 地下道通風系統………………………2-1
2.1.1 自然通風………………………2-4
2.1.2 強制通風…………………2-4
2.1.2.1 縱流式通風系統………………2-8
2.1.2.2 橫流式通風系統…………2-12
2.1.2.3 半橫流式通風系統…………2-15
2.1.3 地下道通風系統之設計標準……2-17
2.2 地下道內空氣品質特性…………………2-25
2.2.1地下道內空氣污染物特性…………2-25
2.2.2地下道擴散特性……………………2-32
2.2.3 地下道出口空氣品質………………2-34
2.3 空氣污染物對人體健康的影響……………2-36
2.4 機動車輛污染排放…………………………2-43
2.4.1 隧道交通量特性……………………2-43
2.4.2 機動車輛污染物排放特性…………2-50
2.5 國內外地下道空氣污染狀況……………2-52
2.6 國內外地下道通風技術研究……………2-55

第三章 隧道及地下道資料調查方法…………………3-1
3.1 地下道幾何資料調查………………………3-1
3.2 氣象資料調查………………………………3-1
3.3 交通流量調查………………………………3-2
3.3.1 車流量調查…………………………3-2
3.3.2 車速率調查…………………………3-3
3.4 空氣品質調查………………………………3-5

第四章 空氣污染物採樣方法與步驟……………………4-1
4.1 污染物採樣方法……………………………4-1
4.2 污染物分析方法…………………………4-2
4.3 污染物分析之品管與品保（QA/QC）……4-4

第五章 結果與討論……………………………………5-1
5.1 地下道描述…………………………………5-1
5.1.1 中正地下道…………………………5-1
5.1.2 過港隧道……………………………5-2
5.2 中正地下道採樣調查結果………………5-14
5.2.1 交通流量調查結果…………………5-14
5.2.2 空氣品質污染現況…………………5-22
5.2.2.1 大氣環境空氣品質…………5-28
5.2.2.2 地下道內空氣品質…………5-36
5.3過港遂道採樣調查結果……………………5-53
5.3.1 交通流量調查結果…………………5-53
5.3.2 空氣品質污染現況…………………5-73
5.3.2.1 大氣環境空氣品質…………5-75
5.3.2.2 隧道內空氣品質……………5-81
5.4空氣污染物總濃度計算及通風效應探討…5-97
5.4.1空氣污染物總濃度計算……………5-97
5.4.1.1中正地下道空氣污染物總濃度計 算..........5-98
5.4.1.2過港隧道空氣污染物總濃度計算………5-106
5.4.2通風效應探討………………………………5-118
5.4.2.1中正地下道通風效應探討………………5-119
5.4.2.2過港隧道通風效應探討…………………5-120
5.5地下道及隧道空氣污染減量策略…………………5-121

第六章 結論與建議………………………………………6-1
6.1結論……………………………………………………6-1
6.2建議……………………………………………………6-3

參考文獻

附錄A SO2及THC濃度層化現象之探討………………A-Ⅰ
A .1採樣工作…………………………………………A-Ⅰ
A .2採樣結果…………………………………………A-Ⅰ
A .3討論………………………………………………A-Ⅴ

參考文獻
1.高雄市政府環境保護局，"八十五年版環境白皮書"。
2.高雄市政府主計處編印，"高雄市八十七年度統計年報"。
3.蔣本基、李家偉、林耀東、簡弘民等，"隧道內空氣中懸浮微粒來源之鑑定與分析"，第六屆空氣污染控制技術研討會論文專輯，193~210頁，台北市，1989。
4.蔣本基、江又君等，"台北地區空氣中揮發性有機物特性與污染源分析"，第十屆空氣污染控制技術研討會論文專輯，201~208頁，高雄市,1993。
5.蔡寍志、蔡俊鴻、吳義林等，"機車排放之含苯環揮發性有機物的隧道研究"，第十二屆空氣污染控制技術研討會，1995年11月。
6.袁中興、洪崇軒、施志恆、黃明和等，"高雄市地下道空氣污染防制策略研擬"，國立中山大學環境工程研究所，1997年6月。
7.Nakamura S.、K. Shimotori、A. Mizuno and T. Sasamoto，"Development of the ceiling type electrostatic precipitation"，in Aerodynamics and Ventilation of Vehicle Tunnels，edited by Alex Haerter，published by Elsevier Applied Science，London and New York，1991.
8.Katatani A.、A. Hashimoto、M. I. Shida、S. I. Ando and Y. Mimura
"A field test of denitrification system for road tunnel exhaust "，in the proceeding of 8th International Conference on Aerodynamic and Ventilation of Vehicle Tunnels，Edited by I. Cockram ，published by Mechanical Engineering Publication，London.
9.內藤克彥，"The status of utilization of NOX reduction system for ventilation gas in road tunnel，One of control technologies for vehical exhaust gas"，公害與防治，日本，Vol. 27，NNO. 14，p. 3，1991.
10.C. David Cooper and F. C. Alley，"AIR POLLUTION CONTROL A Design Approach " Second Edition，1998年5月。
11."Technical Committee Report on Road Tunnels"，Report NO.5，Permanent International Association of Road Congress（PIARC），Brussel，1987，Sept，13-19。
12.交通部台灣區國道新建工程局，"長地下道通風技術之先期研究－期末報告"，1994年1月。
13."Technical Committee Report on Road Tunnels"，Permanent International Association of Road Congress（PIARC），Marrakech，1991，Sept，22-28。
14.財團法人中興工程顧問社，"公路隧道通風設計研究"，1995年6月。
15.行政院環保署，"交通工具空氣污染防治法規"，1996年3月。
16.日本千代田工程顧問公司，"地下道設施設計標準"，1986。
17.交通部台灣區國道新建工程局，"地下道通風實測與理論分析之比較研究"，1997年12月。
18.財團法人中華顧問工程司，"長地下道通風技術研發計劃－期末報告"，1994年11月。
19.交通部台灣區國道新建工程局，陳發林著，"地下道內火災引起之濃煙分佈研究"，1994。
20.李公哲著，"環境工程概論"，1987。
21.王文麟著，"交通工程學理論與實用"，1980年9月。
22.交通部，交通工程手冊，1990年3月。
23.Haerter A.，"Road tunnel air and the environment"，in Aerodynamics and Ventilation of Vehicle Tunnel，edit by Alex Haerter，published by Elsevier Applied Science，London and New York，1991。
24.王榮德，"公害與疾病"，健康世界雜誌，吳氏圖書公司，1996。
25.Y. Qin and L.Y. Vhan，"Traffic Source Emission and Street Level Air Pollution in Urban Areas of Guangzhou，South China"，Atomospheric Environment，Vol 27，p.275~282，1993。
26.蔣本基、沈世宏、楊末雄等人，"台北地區交通污染與營建工程隊空氣品質影響之研究及受體模式之建立"，1989。
27.王雅玢，"交通污染源大氣中多環芳香烴化合物特徵之研究"，國立成功大學環境工程所碩士論文，1994。
28.徐淵靜，"道路隧道噪音與空氣污染之研究"，國科會研究報告，NSC 78-0410-E009-005,1989。
29.彭雙能、蔡春進、林志鴻、郭照明，"都會區地下道及交叉路口之空氣品質調查研究"，第十一屆空氣污染控制技術研討會，423~432頁，1994。
30.Lonneman W.A.，R.L. Selia and S.A. Meeks，"Non-methane organic composition in the Lincoln tunnel"，Environ. Sci. Technol.，Vol 20，p.790，1986。
31.Lonneman W.A.，S.L. Kopczynski，P.E. Darley and F.D. Sutterfield，"Hydrocarbon composition of urban air pollution"，Environ. Sci. Technol.，Vol 8，p.229，1974。
32.謝雅高、林英鴻，"長隧道通風設計"，公路工程科技研討會，1991年。
33. "高雄過港隧道工程完工報告書"機電工程部分，榮民工程事業管理處，1984年。
34.郝吉明、馬廣大，"空氣污染控制工程"，1996年。
35.張新民，空氣污染學，1995年。
36.空氣污染總量管制制度推行先期作業及空氣污染物排放量推估標準方法建立，環保署，1999年。