武漢市私人小汽車容量預(yù)測及環(huán)境問題研究

趙文斌，李 杰，余訓(xùn)民 （武漢工程大學(xué)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院，湖北 武漢430073）

武漢市作為特大型城市，近年來隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，機(jī)動(dòng)車數(shù)量遞增，機(jī)動(dòng)車保有量每4～5年翻一番，預(yù)計(jì)這一趨勢在未來20年內(nèi)不會(huì)改變。由于城區(qū)道路建設(shè)、交通管理、公共交通服務(wù)等軟硬件建設(shè)未能跟上，致使交通堵塞嚴(yán)重，車流密度大，機(jī)動(dòng)車排氣污染加重了道路上的大氣污染程度，汽車尾氣對人體健康的影響越來戟大。也越來越受到人們的關(guān)注。近年來，國內(nèi)外有專家學(xué)者將生態(tài)足跡模型運(yùn)用于交通運(yùn)輸可持續(xù)發(fā)展研究，從環(huán)境生態(tài)角度分析討論各種交通方式對所在地區(qū)交通的不同影響，揭示城市交通可持續(xù)發(fā)展的矛盾。應(yīng)用生態(tài)足跡的方法可以更加直觀的看到私人汽車發(fā)展對城市環(huán)境及資源的影響［1］。下面，筆者對武漢市私人小汽車的未來保有量進(jìn)行了預(yù)測，并對其所產(chǎn)生的環(huán)境問題進(jìn)行了研究。

1 私人小汽車生態(tài)足跡核算方法

生命周期的方法可以明確的了解交通工具在生命周期的各個(gè)階段生態(tài)足跡占用情況，所以歷來作為研究交通生態(tài)足跡的主流方法。武漢市私人小汽車數(shù)量較大，而且各種車型的基本數(shù)據(jù)各不相同，為了簡化研究，選取一種在武漢市私人小汽車中占有率較高的一種車型作為研究對象，其基本的技術(shù)參數(shù)如下：整車裝備1855kg，最大車速205km／h，每百公里等速耗油5.9L，燃燒汽油類型為93＃汽油，排量為1997ml。

根據(jù)生命周期理論［2］，將私人小汽車生命周期進(jìn)行劃分為4個(gè)基本階段：①汽油生產(chǎn)階段；②原材料生產(chǎn)階段；③汽車制造階段；④汽車使用階段。根據(jù)每個(gè)階段收集得到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算得出私人小汽車各生命周期的生態(tài)占用，具體計(jì)算方法參見文獻(xiàn) ［2］，其計(jì)算結(jié)果見表1。

表1 武漢市私人小汽車生態(tài)足跡

2 武漢市私人小汽車保有量預(yù)測

國內(nèi)已有許多學(xué)者對于城市的小汽車擁有量進(jìn)行過預(yù)測，使用很多不同的方法，其中基于時(shí)間序列的預(yù)測模型具有直觀可操作性強(qiáng)的特點(diǎn)，故筆者對于武漢市私人小汽車未來保有量采用該模型進(jìn)行預(yù)測武漢市2015年的小汽車保有量，其基本數(shù)據(jù)來源于武漢市2010統(tǒng)計(jì)年鑒，計(jì)算結(jié)果見表2。

根據(jù)預(yù)測結(jié)果可以計(jì)算得出，武漢市私人小汽車數(shù)量年增長率為17.8%，每過4年小汽車的保有量就增長一倍，增速較快，到達(dá)2015年私人小汽車數(shù)量已超過50萬輛，這將會(huì)進(jìn)一步加大對武漢市城市交通的壓力，同時(shí)對環(huán)境及資源的需求也會(huì)消耗極大，而武漢市在2004年到2005年間私人小汽車的增速一度達(dá)到了44.5%，在后面的幾年增速趨于緩和從35%左右下降至15%，經(jīng)分析是國際油價(jià)的不斷提高、政府相關(guān)限制政策的出臺(tái)等多種因素共同作用的結(jié)果。

表2 武漢市2015年的小汽車保有量

3 武漢市私人小汽車生態(tài)足跡與生態(tài)承載力對比

武漢市私人小汽車的生態(tài)足跡大小主要與能源用地占用、溫室氣體排放、建筑用地占用這幾個(gè)因素有關(guān)［3］，筆者分別對這些因素基于時(shí)間序列的預(yù)測以進(jìn)一步探討武漢市私人小汽車的發(fā)展過程中可能面臨的環(huán)境問題。利用表1數(shù)據(jù)，參考武漢市年鑒私人轎車的保有量 （見表2），同時(shí)假設(shè)私人轎車的使用年限為15年，武漢市生態(tài)承載力數(shù)據(jù)來源于文獻(xiàn) ［3］，預(yù)測私人小汽車生態(tài)足跡總量，結(jié)果見表3。

從計(jì)算結(jié)果中可以看出，從2003年到2015年武漢私人小汽車的生態(tài)足跡占武漢市總體的生態(tài)承載力比例逐年提高，說明其對環(huán)境的影響逐年增大，但是用此數(shù)據(jù)卻無法合理判定私人小汽車的數(shù)量發(fā)展對武漢市城市的影響大小。故筆者將環(huán)境因素作為限制私人小汽車數(shù)量的主要因素，以計(jì)算武漢市私人小汽車數(shù)量的合理數(shù)量。

表3 武漢市私人小汽車生態(tài)足跡總量

4 私人小汽車污染物年排放總量和污染指數(shù)計(jì)算

1）私人小汽車的污染物年排放總量 私人小汽車的污染物年排放總量為污染物排放因子與年耗油量的乘積。筆者主要以THC，NOx，CO作為私人小汽車排放的主要污染物進(jìn)行計(jì)算。數(shù)據(jù)的選用采用文獻(xiàn) ［1］中私人小汽車的相關(guān)數(shù)據(jù)。

各污染物在計(jì)算年內(nèi)汽車的地面濃度［4］的計(jì)算公式為：

式中，C為地面濃度，mg／m3；Q為源強(qiáng)，mg／（m2·s）；H 為混合層高度，m；S為區(qū)域面積，m2；U為區(qū)域常年主導(dǎo)風(fēng)速，m／s；R為修正系數(shù)。

以預(yù)測的武漢市2015私人小汽車數(shù)量計(jì)算得出各污染物地面濃度，結(jié)果見表4。

2）污染指數(shù) 污染指數(shù)是判定污染物是否超標(biāo)的標(biāo)桿，其各污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)值均采用國家對于各污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)［5］。其計(jì)算公式為：

具體的判斷方法為：若I≤1，則汽車污染濃度不超過限值；I＞1，則汽車污染物濃度超過了限值。經(jīng)計(jì)算，各污染物污染指數(shù)見表5。計(jì)算結(jié)果表明，在現(xiàn)有環(huán)境容量下，NOx及THC達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，但是CO排放量達(dá)不到，會(huì)對環(huán)境造成嚴(yán)重的影響。故應(yīng)采取相應(yīng)的措施限制私人小汽車的數(shù)量發(fā)展，以使環(huán)境能夠達(dá)到環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)。

表4 各污染物排放量及地面濃度

表5 污染物污染指數(shù)

5 減少私人汽車對武漢市環(huán)境影響對策

1）大力發(fā)展現(xiàn)代化的城市公共交通 私人汽車是城市交通中單位乘客運(yùn)行成本最高的交通工具，這種成本不僅僅表現(xiàn)在車主個(gè)人使用的成本上同時(shí)還表現(xiàn)在私人對于城市的社會(huì)成本上，隨著武漢市私人轎車的數(shù)量不斷的增加，武漢市的交通道路負(fù)擔(dān)也會(huì)不斷的增大。而現(xiàn)代化的城市交通是緩解城市交通擁擠的有力手段，根據(jù)有些文獻(xiàn)資料研究表明地鐵是各種城市交通工具中生態(tài)足跡占用最小。城市的在擴(kuò)張有限的情況下，公共交通可以更加充分的發(fā)揮城市交通設(shè)施的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

武漢市近些年也開始大力發(fā)展城市軌道交通，輕軌、地鐵都已開始運(yùn)行，但是也應(yīng)重視其中潛在的一些問題，我國一些大城市地鐵早已開通，但卻并未解決城市交通擁擠的現(xiàn)實(shí)問題，究其原因主要是居民出行在思想上依然傾向于私人交通工具對于公共交通的重視程度不足，一些較大城市的地鐵出行率僅為20%，相對較低，武漢市政府在這些方面應(yīng)該引起足夠的重視。

2）優(yōu)先發(fā)展節(jié)能型汽車 武漢市政府應(yīng)按照可持續(xù)發(fā)展政策的戰(zhàn)略，優(yōu)先發(fā)展節(jié)能型汽車。武漢市可以指定較高的汽車技術(shù)門檻例，借此推動(dòng)技術(shù)水平較低的汽車升級(jí)換代，同時(shí)政府也應(yīng)該盡量引導(dǎo)消費(fèi)者選擇柴油天然氣汽車，解決城市交通汽油車溫室氣體排放的問題，柴油汽車不僅燃燒效率更高，并且在汽車尾氣的排放上也較汽油汽車低，政府在這個(gè)問題上可以制定高標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)消費(fèi)者購買，柴油汽車或其他溫室氣體排放量較小的汽車類型。

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