面向生态环境的城市道路交通规划理论及应用
自50年代美国洛杉矶发生光化学烟雾污染事件以来，汽车排放及其相关产物污染已发展为世界性城市的“灾难”。汽车排放污染物主要指一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx)以及光化学产物(O3、PAN)等。这些污染物危害行人及居民身体健康，腐蚀建筑物，破坏生态环境。随着国内城市交通与国际“接轨”，国内城市汽车交通量急剧增长，汽车排放污染造成的环境问题日益严重。据某大城市调查，骑长距离自行车上班后，不同程度地出现恶心、疲劳、工作效率下降等症状；上海市交叉口曾发生值勤民警中毒事件；在杭州市的调查表明，儿童头发含铅量是正常值的4倍，这将严重影响智力发育。如此下去后果不堪设想。
为了治理汽车排放污染，国外以美国加州为代表，从60年代开始制订了越来越严格的汽车污染物排放法规，至80年代末已使小汽车主要有害物的排放量降低了90％。但由于汽车交通量增长过快，排放污染仍很严重。
对国内汽车排放污染严重的一些大城市，曾进行过有关研究，如“七五”期间的广州市以及后来为迎接亚运会的北京市，得出了一些结论，并提出了治理汽车排放污染的一些建议。然而，由于这些工作没落实到交通上来，收效甚微。汽车排放污染并没根本解决。
城市道路近旁大气污染物主要来自汽车交通，根治汽车排放污染必须从交通出发。然而，现有城市交通规划是面向交通、面向服务的，即以最佳的服务水平最大限度满足交通需求。交通量的增长产生新的交通需求，必须建设更多的道路交通设施。这样势必进一步刺激城市汽车交通量增长，从而导致汽车排放污染总量急剧增长。因此，现行的城市交通发展模式将带来汽车排放污染的恶性循环。城市道路汽车排放污染严重的原因有两方面：一方面在复杂的城市建筑物(或道路构筑物，如高架路、立交桥)和特殊的大气边界层中，污染物进人大气后扩散速度缓慢，长时间积累便发生了污染危害。道路两侧建筑物是影响废气扩散过程的主要因素；如市中心道路狭窄，两侧高楼林立，形成所谓的“街道峡谷”，产生气流死区，扩散条件极其不利。另一方面汽车交通量巨大，汽车运行工况恶劣，机动车污染物排放量大。如在过饱和车流的交叉口，车辆经常处于怠速驻车、起步加速和减速停车等状态下运行，污染排放量增大。可见以上这些都与城市交通规划有关。面向生态环境的交通规划不仅要满足交通需求，提高服务水平，而且把改善城市道路大气环境质量作为一项重要内容，具体包括：
1．改善城市规划(如建筑物布局)，提高道路交通废气的扩散能力。
2．改变传统的城市交通观念，由面向交通、面向服务的城市交通变为“面向生态环境”的城市交通。
3．改变现有道路交通设施的规划设计规范，以符合环境评估要求。
面向生态环境的城市交通的重要内容之一是改变传统城市规划观念。英国科学家的研究发现，改变现有城市的发展模式可能在未来20年中将车辆产生的污染物排放量减少16％。联合国经济合作组织的专家认为，过去几十年中城市一直以增加交通量及增加二氧化碳的方式逐步扩充，交通运输产生的二氧化碳占排人大气中总量的30％，其中在1973～1989年间，二氧化碳增加l／3以上。
目前，随着国内经济蓬勃发展，城市规划建设方兴未艾，一张白纸可描绘最新最美的图画。虽然我们建设晚，但我们应站得高看得远。“保护环境是一项基本国策”、“环境与发展同步”这一举世瞩目的主题必将在我们的城市建设中得到体现。下一个世纪是“生态世纪”，在本世纪的最后几年里，我们为后代制定一个合理的城市发展模式，为未来城市建设打下“洁净”的基础，将是一个伟大的贡献。特别是对于发展初期的城市，从城市规划及交通规划的阶段开始实施面向生态环境的策略，而不是盲目地与“国际接轨”。综合治理汽车排放污染造成的生态环境问题，可以避免走国外“先污后治理的老路，一定会取得良好的经济效益、环境效益和社会效益。
70年代末期，美国斯坦福研究所(SRI)在加利福尼亚的圣何塞(San Jose)城进行了汽车排放污染的短期观测，认为城市建筑物的几何结构与布局对道路汽车排放污染物的浓度有较大影响；随后，由于城市的不断发展，新型交通设施的不断出现，如立交桥、高架路及隧道等，地面道路交通废气扩散不出去，污染十分严重。一些著名的研究机构，包括德国的TUEV、荷兰的TNO、英国运输部的道路交通实验室(TRRL)、美国环保局的三角科技园(Research Triangle Park)，对复杂地形条件下汽车排放污染的扩散过程进行了研究。研究方法包括现场观测、环境风洞模拟试验及计算机数值模拟。
现场观测来自真实的物理原形，所测数据较有意义，研究结论针对具体研究对象比较可靠。但正因如此，这种方法不能预测规划中的道路构筑物的废气扩散与污染情况。环境风洞模拟试验是在严格遵守相似准则(包括平均风速廓线相似、湍流廓线相似、热力相似及几何相似)的前提下，在缩小的几何模型上再现实际物理过程的研究方法。所得结论比较可靠，是一种较好的研究方法。但是，与计算机数值模拟相比费用较大，几何模型制作周期较长，因此不可能各种方案都作试验。数值模拟是根据实际物理模型提炼的数学模型，按照一定的算法在计算机上再现物理过程的研究方法，其结论的可靠性依赖于数学模型的精度。我们在城市道路汽车排放扩散规律的研究中，采用数值模拟和风洞模拟试验相结合的研究方法，建立了复杂地形条件下地面源污染扩散模型，提高了数学模型的精度，实行了数学模拟与物理过程的统一。由于扩散过程十分复杂，没得出统一的污染模式。
80年代初期，美国联邦政府把道路交通环境作为评审联邦支助城市开发项目的一个重要方面；在德国，道路规划的重点已由新项目规划转为现有主要道路的重新规划或改进规划。大量的道路建设项目都因环境问题而放弃。为了迎接日益严峻的环境恶化的挑战，世界银行从1989年10月起，对贷款申请的审查制度做了重大调整，环境评估(Enviornmental assessment)已成为一项强制性政策，并把市镇道路建设列为首要的A类评估范围。
