公路隧道的封闭空间限制机动车尾气的扩散,造成隧道内环境空气污染,从而危害行车人员健康和行车安全。随着我国公路隧道建设规模的长大化,隧道内的空气污染问题更加突出。本文以竖井通风公路隧道内的空气污染问题为研究对象,首先建立了竖井通风公路隧道内的一维空气质量方程,并对方程中的参数作了灵敏度分析,随后根据竖井通风排污口的地形条件对大气扩散模式进行了比选,在上述工作的基础上,以秦岭终南山公路隧道为实例,对隧道内不同运营时期的空气质量状况进行了数值模拟,并对隧道竖井排污的环境影响做了预测分析。本研究从大气平流扩散方程出发,根据隧道内的结构特点和扩散条件,建立了竖井通风公路隧道内空气质量模式,采用有限体积法对方程进行了差分格式的数值求解,然后对差分方程的稳定性和守恒性进行了讨论,并对模式中参数的灵敏度进行了分析。结果表明:机动车污染物排放强度和隧道内的纵向风速是决定隧道内空气污染物浓度大小及其分布的主要因素。对竖井通风隧道而言,通风系数直接影响隧道内空气污染物浓度,初始浓度和边界浓度对公路隧道内空气污染物浓度影响较小,而空气污染物的沉降作用对隧道内浓度的影响可以忽略。根据公路隧道空气质量模式和竖井排污扩散模式对秦岭终南山公路隧道在运营期隧道内的空气质量和竖井口排污进行了模拟。结果表明:秦岭终南山公路隧道运营期隧道内的主要空气污染物为CO,在竖井全部开启情况下,CO、HC和NO_x在运营远期(2025年)交通高峰时段的最大浓度分别为211.44mg/m~3、30.12 mg/m~3和88.34 mg/m~3,均不超标,但CO浓度值远高于HC和NO_x。3座通风竖井对隧道内空气污染物浓度降低作用不同,其中3~#竖井(距离隧道入口最远)的浓度降低作用最明显。此外,竖井排污形成的地面浓度随距离的增加而明显变化,且大气环境条件对竖井排污形成的污染物浓度影响十分显著。