（环境科学专业论文）梅河口市环境噪声功能区划研究.pdf

a b s t r a c t w i mt h er a p i dd e v e l o p m e n to fi n d u s t r i a lp r o d u c t i o n ，t r a n s p o r t a t i o na n dt e r t i a r yi n d u s t r y , a n i n c r e a s i n g n u m b e r o fu r b a nn o i s es o u r c e sa p p e a r s ，o u re n v i r o n m e n ti sb e c o m i n gm o r e p o l l u t e d ，a n de n v i r o n m e n t a ln o i s ep o l l u t i o nh a sb e c o m eo n eo ft h e ”f o u rm a j o rp o l l u t i o n ”i n o u rc o u n t r y t h e r e f o r e t h ep r e v e n t i o no fu r b a nn o i s ep o l l u t i o ni sa l li n e v i t a b l er e q u i r e m e n tf o r p r o t e c t i n gh u m a nh e a l t h , p r o m o t i n gu r b a nc o n s t r u c t i o n ，e c o n o m i cd e v e l o p m e n ta n ds o c i a l p r o g r e s s a n dt h ee n v i r o n m e n t a ln o i s ef u n c t i o nz o n i n gi st h ef o u n d a t i o na n db a s i so fd o i n ga g o o dj o bi nt h ep r e v e n t i o no fu r b a ne n v i r o n m e n tn o i s ep o l l u t i o n m e i h e k o uc i t yi sas m a l la n dt y p i c a li n d u s t r i a lt o w n o l du r b a na r e a sh a sb e e np l a n e d c o n f u s e d l y , e n v i r o n m e n t a ln o i s ep o l l u t i o nh a sb e c o m i n gm o r es e r i o u s ，p o l l u t i o np r e v e n t i o n w o r ks t a r t e df a i r l yl a t e ，a n dt h e r ei sn ou r b a ne n v i r o n m e n t a ln o i s ef i m c t i o nz o n i n gi nt h e c i 何t l l i sp a p e r , b a s e do nt h ee n v i r o n m e n t a ln o i s ea n a l y s i s ，a c c o r d i n gt ot h eo v e r a l lu r b a n p l a n n i n g ，c o n s t r u c t i o np l a n n i n g ，l a n du s es t a t u sq u o ，e t c ，i n a c c o r d a n c ew i t ht h et e c h n i c a l s p e c i f i c a t i o n st od e t e r m i n a t et h es u i t a b l ea r e a s f o re n v i r o n m e n t a ln o i s eo fu r b a na r e a ，u s e 伊a y c l u s t e r i n gm e t h o da n df u z z yc l u s t e ra n a l y s i s m e t h o dt oz o n et h ee n v i r o n m e n t a ln o i s e f u n c t i o n a lu n i t ，a n da n a l y z et h er e s u l t so ft w od i f f e r e n tz o n i n gr e s u l t ，t h e n ，u e st h em e t h o do f s t a t u sq u oe v a l u a t i o na n dm o d e lp r e d i c t i v et ot e s tt h ea b o v ez o n i n gr e s u l t ，t h e na c c o r d i n gt o t h ea n a l y s i s i n gr e s u l t st oo p t i m i z ei t ，f i n a l y , w ec o m p l e t et h ee n v i r o n m e n t a ln o i s ef u n c t i o n z o i n go fm e i h e k o uc i t y t h em a i nr e s u l t so b t a i n e di nt h ea s s e s s m e n ta r ea sf o l l o w s ： 1 、t h i sp a p e ri d e n t i f i e dt h ee n v i r o n m e n t a ln o i s ef u n c t i o nz o i n go fm e i h e k o uc i t y , z o n i n g2 6 e n v i r o n m e n t a ln o i s eu n i t st oc l a s s1 d i s t r i c t z o n i n g5e n v i r o n m e n tn o i s eu n i t st oc l a s s2 d i s t r i c t ，z o n i n g 14e n v i r o n m e n t a ln o i s eu n i t st oc l a s s3 , z o n i n gt r a f f i cr o u t ea n dr a i l w a yt o c l a s s4d i s t r i c t a n do b t a i nt h es t a n d a r dd i s t a n c ef r o mt r a 伍cr o u t ea n dr a i l w a y 、t h es t a n d a r d d i s t a n c eb e t w e e nt h et r a n s i t i o nz o n e 2 、t h i sa r t i c l ep r o v i d es o m ee x p e r i e n c eo ft h ee n v i r o n m e n t a ln o i s ef u n c t i o nz o n i n go f s m a l lt o w ni nj i l i np r o v i n c e n 圮e n v i r o n m e n t a ln o i s eq u a l i t yo fm e i h e k o uc i t y i ss i m i l a rt ot h e m o s to fs m a l lc i t i e s a n dt o w n si no u rc o u n t r y t h e r e f o r e ，i nt h ep r o c e s so fm a k i n go t h e r e n v i r o n m e n t a ln o i s ef u n c t i o nz o n i n go fs m a l lc i t i e sa n dt o w n s ，w ec a l ld r a wo nt h ei d e a sa n d r e s e a r c hf i n d i n g so ft h i sp a p e r , s ot h i sa r t i c l eh a ss o m eg u i d i n gs i g n i f i c a n c et oi t k e yw o r d s ：e n v i r o n m e n t a ln o i s ef u n c t i o nz o n i n g ；孕a yc l u s t e r i n gm e t h o d ；f u z z yc l u s t e r a n a l y s i sm e t h o d 独创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下独立进行研究工作所取得 的成果。据我所知，除了特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果。对本人的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了 明确的说明。本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：亟l 丕孟：日期： 学位论文使用授权书 本学位论文作者完全了解东北师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：东 北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许 论文被查阅和借阅。本人授权东北师范大学可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、 汇编本学位论文。同意将本学位论文收录到中国优秀博硕士学位论文全文数据库 ( 中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社) 、中国学位论文全文数据库( 中国科学技 术信息研究所) 等数据库中，并以电子出版物形式出版发行和提供信息服务。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者躲粥赤 日 期：五幺箩，弓i 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 指导教师签名：丝三一 日 期：2 丑：兰， 电话： 邮编： 东北师范大学硕士学位论文 1 1 研究背景 1 引言 1 1 1 选题的由来 人们的生活离不开声音，各种声音在人们的生活和工作中起着非常重要的作用。声 音是帮助人们沟通信息的重要媒介，是人们传情达意的重要手段。因为有了声音，人们 才能用语言交流思想，进行工作，开展一切社会活动。但是，有些声音却影响了人们的 学习、工作、休息，甚至危害人们的健康，我们称之为噪声。从生理学的角度讲，凡是 对人体有害的和人们不需要的声音统称为噪声。从物理学的角度讲，噪声是各种不同频 率和强度的声音无规则的杂乱组合。 随着工业生产、交通运输和城市建设的发展，环境噪声污染日益严重。它与空气污 染、水污染构成当代三大主要污染源。但是，与另外两个污染源相比，噪声污染有其特 殊性。噪声污染是一种物理污染，它直接作用于人的感官，但几乎是没有后效的。即噪 声源发出噪声时，一定范围内的人们立即会感到噪声污染，而噪声源停止发生时，噪声 污染立即消失。正是由于这种特殊性，它的危害容易被人忽视。环境噪声成为一种重要 公害，是当今全球性的主要环境污染之一，也是影响城市环境质量的主要因素之一。我 国噪声污染很严重，三分之二的城市居民生活在超标的声环境中，生活噪声影响范围仍 呈扩大之势，交通噪声问题也日益突出。城市噪声扰民起诉在逐年升高，噪声污染造成 的经济损失也在逐年增加。随着人们生活质量的不断提高，人们渴望一个安静和谐的学 习、生活和工作的环境。所以控制噪声污染是我国目前亟待解决的环境问题。 据对全国4 6 个城市监测结果表吲1 1 ：2 0 0 6 年城市环境噪声污染相当严重。区域环境 噪声等效声级范围在5 1 3 7 6 6 分贝( a ) ，平均等效声级( 面积加权) 为5 7 1 分贝( a ) ，超过国 家i 类标准2 1 分贝( a ) 。道路交通噪声等效声级范围为6 7 6 7 4 6 分贝( a ) ，平均等效声 级( 长度加权) 为7 1 5 分贝( a ) ，超过国家标准1 5 分贝( a ) ，其中3 4 个城市平均等效声级超 过7 0 分贝( a ) ，占7 4 。特殊住宅区噪声等效声级全部超标，居民文教区超标的城市达 9 7 6 ，一类混合区和二类混合区超标的城市均为8 6 1 ，工业集中区超标的城市为1 9 4 ， 交通干线道路两侧区域超标的城市为7 1 4 。 从上可见，环境噪声污染已成为我国城市“四大公害”之一。因此，防治城市环境噪 声污染，是保障人体健康，促进城市建设、经济发展和社会进步的必然要求。而做好城市 环境噪声污染防治的基础和依据便是城市环境噪声功能区划。 梅河口市是一个典型的以工业为主的城市，噪声污染较为严重，噪声的污染防治工 作起步较晚，并且目前尚未有城市环境噪声的功能区划。因此，对梅河口市声环境现状 进行调查，整理分析，确定梅河口市环境噪声功能区划，对当地的经济发展和噪声的污 染防治工作将起到极大的推动作用。 东北师范大学硕士学位论文 1 1 2 研究的目的及意义 本文从城市区域环境噪声适用区划分技术规范出发，运用灰色聚类法和模糊聚类分 析法对梅河口市进行环境噪声的功能区划，后利用噪声预测模式进行验证及优化，进而 提出梅河口市噪声环境噪声功能区划，为梅河口市环境噪声的污染防治工作提供依据。 同时归纳总结适用于小城镇环境噪声功能区划的方法。本论的研究结果对小型城镇环境 噪声功能区划的制定具有一定的指导作用。 1 。2 国内外研究进展 1 2 1 国外研究进展 国外早期的环境功能区划起源于环境规划，而环境规划又源自城市规划、生态规划， 2 0 世纪8 0 年代随着持续发展观的提出，环境规划和环境功能区划被广泛提出。k a t o 等 人( 1 9 9 8 ) 探讨了城市化背景下城乡结合区的环境功能区划，认为该规划应注重结合区 城市化的趋势和结构、区域范围的明确界定、本地和外来者共同参与环境规划和管理、 选择适当的规划方法评价和管理当地环境、在公众中对区域环境的远景形成共识1 2 j j 。 d a n i e ls e 等人( 1 9 9 7 ) 对运筹学在环境规划和环境功能区划中的运用进行了总纠4 剖， 将目前的运用成果分为在“产品供应链”与“环境链”的应用。认为运筹学已运用于“供 应链”中的产品生命周期分析、风险评价、风险管理、环境商业管理和地点分析等；在 “环境链中的运用包括监测网络、环境影响分析、自然资源管理、全球问题和可持续 发展等。 1 2 2 国内研究进展 中国城市环境功能区划始于2 0 世纪8 0 年代末，规划主要内容侧重于污染控制，2 0 世纪9 0 年代以来，环境功能区划发展较快，刘天齐( 1 9 9 4 ) 、陆雍森( 1 9 9 8 ) 等学者对土地 生态适宜度评价方法进行了总结和归纳，并较早的应用于马鞍t h ( 1 9 9 3 ) 等城市的环境功 能区的划分中【7 8 】。之后，厦1 - ( 1 9 9 7 ) 、晋k ( 2 0 0 0 ) ，江苏常熟( 2 0 0 1 ) 、大连( 2 0 0 2 ) 等城市和 地区的环境功能区划及土地利用规划的实践中都采用了此种方法f 9 。p i l e d 系统研究 方法近年来得到广泛的关注，张志强( 1 9 9 5 ) 运用系统科学的分析方法，根据人1 2 1 、资源、 环境系统特征提出了分析和决策方法，构筑了p r e d 协调发展的辅助决策支持系统的运 行框架【1 2 】。冯玉广、王华东( 1 9 9 7 ) 幂u 用灰色系统理论的建模方法提出了较为详细p r e d 系统发展的协调度的定量表达式，该系统模型目前己提出了多种表现形式，主要有投入 产出模型、系统动力学模型、灰色系统模型掣1 3 】。房怀阳( 1 9 9 8 ) 通过分析区域p r e d 模型的特点和结构，显示了该模型在环境功能区划等研究中的广泛应用的前景和重要意 义，认为p r e d 模型不仅可以丰富环境区划的理论基础，也使区划指标体系增加了新的 内容【1 4 1 。朱新源较早的将模糊聚类方法应用于河流水质的分类中【1 5 】，为模糊聚类分析方 法在环境系统以及环境区划研究的应用打下了基础。 2 东北师范大学硕士学位论文 1 3 研究的主要内容及技术路线 1 3 1 研究主要内容 ( 一) 对梅河口市声环境现状进行分析 根据梅河口市环保局对所要功能区划区域内的噪声监测结果，对梅河口市声环境现 状进行分析。 ( - - ) 利用灰色聚类法和模糊综合评判法进行功能区划 根据梅河口市城市总体规划、建设规划、土地利用现状等资料，依据城市区域环境 噪声适用区划分技术规范【1 6 】，分别利用灰色聚类法和模糊聚类分析法对梅河1 ：3 市进行环 境噪声功能区划，并比较其差别。 ( 三) 对( 二) 步骤中形成的环境噪声功能区划进行检验 根据梅河口市声环境现状监测值，利用噪声预测模式对梅河口市噪声进行预测，进 而检验已形成的环境噪声功能区划。 ( 四) 优化检验结果，提出梅河口市环境噪声功能区划 根据对功能区划结果的验证，对做出的环境噪声功能区划进行优化，进而提出梅河 口市环境噪声功能区划。 1 3 2 技术路线 本文的技术路线见图1 。 3 东北师范大学硕士学位论文 确定研究范围和目标 收集相关资料 噪声监测现状值 利用噪声预测 模式经行噪声 预测 近期规划资料 远期规划资料 分析提取有关信息 灰色聚类法进行 噪声功能区划 模糊聚类分析法法 进行噪声功能区划 返回优化噪声功能区划 确定环境噪声功能区划 图1技术路线图 4 城市区域环境 噪声适用区划 分技术规范 东北9 币范大学硕士学位论文 2 噪声功能区划基本理论 2 1 环境功能区划基本理论 2 1 1 环境功能区划概念n 7 1 钔 环境功能区划是环境实现科学管理的一项基础工作。它依据社会经济发展需要和不 同地区在环境结构、环境状态和使用功能上的差异，对区域进行的合理划分。它研究各 环境单元的承载力( 环境容量) 及环境质量的现状和发展变化趋势，揭露人类自身活动 与人类生活之间的关系。 2 1 2 环境功能区划原则及依据n 町 在环境规划中进行功能区划的划分，一是为了合理布局，二是为了确定具体的环境 目标，三是为了便于目标的管理和执行。 ( 一) 保证功能与规划相匹配 ( 二) 依据自然条件划分功能区 ( - - ) 依据环境的开发利用潜力划分功能区 ( 四) 依据社会的现状、特点和未来发展趋势划分功能区 ( 五) 依据行政辖区划分功能区 ( 六) 依据环境保护的重点和特点划分功能区 2 1 3 环境功能区划逻辑步骤 ( 一) “自上而下 逻辑步骤 “自上而下”逻辑步骤称逻辑划分或者演绎分类，它是按照逻辑法则，根据差异性 指标，将全部( 或整个) 对象逐次分为若干部分，每次使用一种( 或一组) 特征作为分类标 准( 故又成为单质分类) 。类型或者个体的级别系统受每次选取的指标及其顺序的强烈影 响，这样就需要按照重要性顺序来排列指标，因此对分类对象的充分认识和把握并且由 成熟的理论进行指导，是“自上而下”步骤的基础，差异性指标的正确选择是整个划分 的关键。换言之，需要掌握关于对象内部分异原因的理论，并能将这种理论逐级演绎开 来。“自上而下”的优点在于步骤的线索清楚，缺点是越到级别低的区域划分寻找特征 差异指标就越难，区际间的差异越不容易区分，低级别的单元划分所产生的分歧就越大。 前者是通过对地域分异各种因素的分析，在大的地域单位内从上至下或从大至小揭示其 内在的差异，逐级进行划分。 城市区域在环境功能区划中较少应用“自上而下 的逻辑划分方法，原因在于该方 法对指标的层次要求较高，适用于大尺度地域分析基础上的区划过程。 ( 二) “自下而上”逻辑步骤 “自下而上”逻辑步骤称为组合或者归纳分类，它是按照逻辑法则，根据相似性指 5 东北师范大学硕士学位论文 标，从最低级别的单位开始，先把它们组合为若干类型( 或者较高一级个体) ；再按更高层 次的相似性指标组合，如此逐级递推，最后形成大的单位区。组合是根据可以观测的事 实逐次归纳的，因此适用于理论尚未建立或尚未成熟的情况。根据若干指标组合“自下 而上 组合自然区域单元，可以较好地确定低级区划单位，也可以使较高级区划单位的 界线更准确、客观。人们常用的数理统计分类方法，例如聚类分析、主成分分析、因子 分析都是如此。当前的环境功能区划在划分过程中也逐步采用此类逻辑步骤，主要是所 收集的数据指标较多，无法凭一个或者几个指标对若干区域进行合并。利用数学统计分 类方法能将若干模糊的因子根据相似性和差异性进行逐级归纳、分类，最终形成区划边 界。随着土地制图和地理信息系统制图工作的开展，“自上而下逻辑步骤与制图法相 结合，目前正作为较为科学的区划方法被广泛采用。 2 1 4 环境功能区划基本方法嘲1 ( 一) 地图叠置法 地图叠置法是最最早由m e h a r g 推广应用于土地生态适宜度评价中，之后被广泛 的应用于区划研究，这一方法的实质是将不同的地图数据叠加在一起对区域进行分析。 地图叠置法的优点在于可以较为直观的判断研究地区的环境影响的空间分布、环境功能 发展的优势及限制条件。地图叠置的传统方法是手工将环境要素和社会经济发展规划描 绘于图纸，选择重叠最多的线条最为环境功能区划的初始界限，再加以修正。计算机科 学尤其是g i s ( g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m s ，地理信息系统) 的发展逐渐取代了手工绘 制叠加技术。g i s 技术以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，提供多种空 间和动态的地理信息，在区划工作中的主要功能表现为：将不同专题地图叠加生成新的数 据平面，该数据平面即时综合了各种参加叠加的专题地图的相关内容后而生成的新的分 区界面图，不仅该平面的图形数据记录了重新划分的区域，并且在属性数据库中也包含 了原来全部参加复合的数据平面的属性数据库中的所有数据项。g i s 的应用极大的提高 了信息处理的效率和经济性。 g i s 叠图的步骤一般如下： 1 对比分析区域总体规划布局图、区域土地利用现状图，标注区域环境敏感区域和 重点保护区域。 2 对比分析区域大气污染源、水污染源分布和排放量密度图、固体废弃物排放量分 布图。并要关注在将来规划中可能出现的新的污染源。 3 对比分析区域水、气、声环境质量现状分布图，关注区域的环境质量问题。 4 对比分析区域人口密度分布图、区域交通分布图以及建筑密度分布图。 综合分析以上因素，将以上几个方面的内容进行叠加和分类分析，最终获得社会经 济发展、生态环境保护所要求的不同类型分区图，经过专家咨询和公众参与后最终确定 环境功能区划图。 由上可以看出，基于g i s 的叠图方法可以将复杂的社会、经济和环境系统特征叠加 在一张图形上，从而可以较为清晰的反映出区域社会经济环境现状，较为完满的体现目 6 东北师范大学硕士学位论文 前环境功能区划所涉及到的社会、经济、环境三个方面内容，从而利用存储、建模和评 价来完成环境功能区的划分。同时，也由于叠加特征的复杂性和重要性不同，但其存在 的精确性不足以及衡量由地图单元表示的各种数值时的局限性等问题也受到很多学者 的批评，必须要在不同学科的专家咨询和公众参与的基础上才能得到较合理环境功能区 划方案。在本文进行的实证研究中，也较多的考虑了不同类型的专题地图叠加所得到的 综合结果。 ( 二) 生态适宜性评价方法( s u i t a b i l i t ya n a l y s i s ) 土地生态适宜度评价是近年来环境功能区划研究中采用最多的方法之一。它是一种 复杂系统的多变量分析，根据土地系统固有的生态条件，评价其对某类用途的适宜度和 限制性大小，划分其适宜等级，摸清土地资源数量、质量以及在当前生产情况下土地生 态系统的功能，识别土地开发的限制性因素，诊断这些限制性因素可能产生的环境影响， 在此基础上建立土地最佳利用方式，m c h a r g ( 1 9 6 9 ) 将适宜性分析方法解释为：适宜性分析 是基于生态调查及土地使用者的价值观念，可以确定某一特定地区对多种土地利用类型 的适宜性。生态适宜性分析的提出即是将环境问题与目标同资料调查、分析联系在一起， 其基本目的是为了判断土地利用的价值、环境发展的优势及其约束之间的复杂关系。 刘天齐( 1 9 9 4 ) 、陆雍森( 1 9 9 8 ) 等学者对土地生态适宜度评价方法进行了总结和归纳， 并较早的应用于马鞍l h ( 1 9 9 3 ) 等城市的环境功能区的划分中。之后，厦1 - ( 1 9 9 7 ) 、晋江 ( 2 0 0 0 ) ，江苏常熟( 2 0 0 1 ) 、大连( 2 0 0 2 ) 等城市和地区的环境功能区划及土地利用规划的实践 中都采用了此种方法。该方法在我国较为流行，也是比较常用和简单的方法。土地生态 适宜度评价中一般经过以下步骤： 1 生态因子的选择。生态适宜度分析是对土地的特定用途的适宜性评价。当土地的 用途确定后，评价该块土地适宜性的方法是选择比较能够准确描述影响该种用途的各种 生态因子，通过综合评价得出评价值。由于影响区域环境功能的因素很多，因此对于不 同的功能区应考虑的生态因子也不尽相同，生态因子的选择是否合适，将影响到生态适 宜度评价的结果。目前开展的生态适宜度评价主要是针对工业区、居住区进行评价，也 有针对港口用地、商业用地的生态适宜度分析，对于不同的土地用途，应该选择不同的 生态因子。但由于土地生态适宜度评价方法在指标的选取具有一定的主观性，目前尚未 有生态适宜度分析的规范和指南，在实际划分过程中需要针对实地情况选取生态因子。 2 单因子分级评分。在此步骤将生态因子的原始信息等级化和数量化。单因子分级 一般分为五级：很不适宜、不适宜、基本适宜、适宜、很适宜，也可以分为适宜、基本适 宜、适宜三级。在进行生态因子的评分分级时要充分考虑该生态因子对于给定的土地用 途的影响程度，还要考虑城市生态的基本特征。在因子分级上，没有固定的程序和标准， 要针对不同的城市性质和现状进行分级，尽量做到因地制宜。 3 生态适宜度分析。根据不同因子对土地利用方式的影响程度赋于不同的权重，将 单因子评价结果运用一定的方法进行叠加和整合。常用的方法有整体法、因子叠合法、 数学组合法、因子分析法、逻辑组合法等。其中加权因子叠合法的应用最多，其它方法 多为针对这一方法的缺陷或不足，或根据目标和对象的不同而发展的。 7 东北师范大学硕士学位论文 生态适宜度分析方法在我国较为流行，也是环境功能区划中常用的方法，划分过程 较为简单，可以针对不同区域的实际情况选择适合的生态因子进行评价，并且这些因子 的等级确定均可通过定性或定量来划分。但生态适宜度分析方法最大的不足在于各指标 值的分级是主观人为的，且指标值的确定以定性为主，定量少，适宜度分析的结果易受 到主观判断的影响。 ( 三) p r e d 系统协调分析法 p ( p o p u l a t i o n ) ，r ( r e s o u r c e ) ，e ( e n v i r o n m e n t ) ，d ( d e v e l o p m e n t ) 系统是对人地关系地域系 统地一种近似，也称为p r e d 模型。国外学者早在7 0 年代即开始了对区域进行与p r e d 系统相关的研究。在我国关于协调和系统的思想可以追溯到早期的“天人和一 ，但真 正明确将p r e d 系统作为研究对象则始于2 0 世纪8 0 年代末。p r e d 是一个内涵与外延 及其广泛的概念，并且随着可持续发展研究的不断深入得到升华，目前已经成为可持续 发展研究中的一部分。 p r e d 系统研究方法近年来得到广泛的关注，张志强( 1 9 9 5 ) 运用系统科学的分析方 法，根据人口、资源、环境系统特征提出了分析和决策方法，构筑了p r i e d 协调发展的 辅助决策支持系统的运行框架；冯玉广、王华东( 1 9 9 7 ) 利用灰色系统理论的建模方法提 出了较为详细p r e d 系统发展的协调度的定量表达式，该系统模型目前己提出了多种表 现形式，主要有投入一产出模型、系统动力学模型、灰色系统模型等。国内有多位学者 针对城市p r e d 系统进行了协调性分析。研究实践表明我国城市p r e d 系统普遍表现出 经济发展与环境保护存在相互制约作用的规律，p r e d 系统的协调控制点主要体现在系 统规划、结构上，为综合区域研究提供了新的思路和借鉴依据，为环境系统的地域划分 提供宏观指导，同时也对环境功能区划研究有很大的借鉴和指导意义。房怀阳( 1 9 9 8 ) 通 过分析区域p r e d 模型的特点和结构，显示了该模型在环境功能区划等研究中的广泛应 用的前景和重要意义，认为p r e d 模型不仅可以丰富环境区划的理论基础，也使区划指 标体系增加了新的内容。 从p r e d 模型的特点来看，更适合于在省、市等大范围内对环境系统进行分析，但 由于p r e d 系统研究的定量方法主要是反映社会经济环境的协调发展状态，并不能很好 的区分不同区域的相似性和差异性大小。并且随着数学统计方法不断地引入资源环境评 价、地理区划等诸多问题的研究中，p r e d 模型在区划研究上未能体现出较大的优势。 ( 四) 模糊聚类分析法【2 m 3 】 近几年来，由于环境规划需要探讨的因素很多，研究的对象很复杂，使得一般环境 功能区划的方法难以满足工作的需要，因此探索了一些新的方法例如模糊聚类分析方法 等。 由于事物本身在很多情况下都带有模糊性，因此，模糊数学方法的引入，就能使分 类更切合实际。其实质是对样本按多元变量指标所反映的相似程度归并为若干类群，使 类群内所有个体具有较大的相似，而各类群之间关系尽可能相对疏远，它以模糊推理为 主，定性与定量相结合，精确与非精确相统一。由于这种方法在处理各种难以用精确数 学方法描述的复杂系统问题方法表现出了独特的优越性，所以在各个学科得到了广泛的 8 东北师范大学硕士学位论文 应用。环境系统的动态性、不确定性等特征在环境功能区的划分中给区划边界的确定造 成了很大的障碍，边界的确定、变量数据的处理、区划的尺度控制等都成为区划方法中 的难点，许多逻辑上的缺点因此而暴露，模糊聚类方法在区划上的应用由此而产生。朱 新源较早的将模糊聚类方法应用于河流水质的分类中，为模糊聚类分析方法在环境系统 以及环境区划研究的应用打下了基础。之后，针对于模糊聚类方法在环境评价等方面的 应用，沈迅伟、袁春伟等人对模糊聚类方法提出了进一步的改进。近年来，模糊聚类方 法被广泛的应用于林业区划、生态经济区划、生态区划、农业区划等区划中，日益兴起 的景观区划也开始采用该种方法，在环境功能区的划分中也进行了有益的尝试，取得了 较满意的效果。本文也尝试使用模糊聚类方法对环境功能区进行划分。 2 2 噪声功能区划基本理论 2 2 1 噪声功能区划概念及分类 噪声环境功能区划是根据环境特点和城市发展状况，把不同的区域划分为不同的噪 声达标等级，提出不同的噪声环境目标和管理对策。按区域的适用功能特点和环境质量 要求，声环境功能区分为以下五种类型【2 4 】： 0 类声环境功能区：指康复疗养区等特别需要安静的区域。 1 类声环境功能区：指居民住宅、医疗卫生、文化教育、可研设计、行政办公为主 要功能，需要保持安静的区域。 2 类声环境功能区：指以商业金融、集市贸易为主要功能，或者居住、商业、工业 混杂、需要维护住宅安静的区域。 3 类声环境功能区：指以工业生产、仓储物流为主要功能，需要防止工业噪声对周 围环境产生严重影响的区域。 4 类声环境功能区：指交通干线两侧一定距离之内，需要防止交通噪声对周围环境 产生影响的区域，包括高速公路、一级公路、二级公路、城市快速路、城市主干路、城 市次干路、城市轨道交通( 地面段) 、内河航道两侧区域、铁路干线两侧区域。 各类声环境功能区适用表1 规定的环境噪声等效声级限制。 表1各类环境噪声限值 单位：d b ( a ) 茎三三三矗匠圣五二：= = = 兰兰竺兰竺 0 类5 0 4 0 2 2 2 噪声功能区划基本原则及依据 ( 一) 基本原则 1 能够有效地控制城市噪声污染的程度和范围，提高城市环境质量，保障城市居民 9 东北师范大学硕士学位论文 正常生活、学习和工作场所的安静。 2 以城市规划为指导，按区域规划用地的主导功能来确定噪声适用区域。 3 便于城市环境噪声管理和促进噪声的治理。 4 有利于城市规划的实施和城市建设、改造，做到区划科学合理，促进环境、经济、 社会协调发展。 5 遵循宜粗不宜细，宜大不宜小，尽量做到成片划定的原则。 ( 二) 依据 1 g b 3 0 9 6 2 0 0 8 声环境质量标准中各类标准适用区域 2 城市性质、结构特征、城市总体规划、分区规划、近期规划和城市规划用地现状， 特别是城市的近期规划和城市规划用地现状应为区划的主要依据。 3 区域环境噪声污染特点和城市环境噪声管理的要求。 4 城市的行政区划及城市的自然地貌。 2 2 3 噪声功能区划程序叼 ( 一) 准备噪声区划工作资料：城市总体规划、分区规划、城市用地统计资料、声 环境质量状况统计资料和比例尺适当的工作地图。 ( 二) 确立噪声区划单元，划定各区单元的区域类型。 ( 三) 运用噪声功能区划方法对各个区划单元划定相应的标准适用区域。 ( 四) 把多个区域类型相同且相邻的单元连成片，同分利用街、区行政边界、规划 小区边界、道路、河流、沟壑、绿地等自然地形作为区域边界。 ( 五) 对初步划定的区划方案进行分析、调整。 ( 六) 征求环保、规划、城建、公安、基层政府等部门对噪声区划方案的意见。 ( 七) 确定噪声区划方案，并绘制噪声区划图。 2 2 4 噪声功能区划方法 ( 一) 城市区域环境噪声试用区划分技术规范 中华人民共和国国家标准g b t 1 5 1 9 0 9 4 城市区域环境噪声适用区划分技术规范 中对噪声功能区的划分有如下说明： 1 0 类区标准适用区域划分 0 类区标准适用区域适用于特别需要安静的疗养区、高级宾馆和别墅区。该区域内 及附近区域应无明显噪声源、区域边界明确。原则上面积不得小于0 5 k m 2 。 2 1 3 类标准适用区域的划分 城市规划明确划定且已形成一定规模的各类规划区分别根据其区域位置和范围按 以下规定确定相应的标准适用区域。 1 类标准适用区域：指居住、文教、机关、事业单位集中，对声环境质量要求高的 区域；大型公园，风景名胜区，森林公园。 2 类标准适用区域：指居住、商业与工业混合区，规划商业区。 1 0 东北师范大学硕士学位论文 3 类标准适用区域：指规划工业区和业已形成的工业集中地带。 3 按上述要求未能确定的区域则按以下方法划分。 ( 1 ) 区划指标符合下列条件之一的划为1 类标准适用区域： a 类用地( 居住、行政办公、医疗卫生、教育科研设计用地，下同) 占地率大于7 0 ( 含7 0 ) ： a 类用地占地率在6 0 一7 0 之间( 含6 0 ) ，b 类用地( 工业、仓储用地，下 同) 与c 类用地( 对外交通、道路广场、交通设施用地，下同) 占地率之和小于2 0 5 。 ( 2 ) 区划指标符合下列条件之一的划为2 类标准适用区域。 a 类用地占地率在6 0 一7 0 之间( 含6 0 ) ，b 类与c 类用地占地率之和大于 2 0 5 ： a 类用地占地率在3 5 6 0 之间( 含3 5 ) ； a 类用地占地率在2 0 3 5 之间( 含2 0 ) ，b 类与c 类用地占地率之和小于 6 0 5 。 ( 3 ) 区划指标符合下列条件之一的划为3 类标准适用区域。 a 类用地占地率在2 0 3 5 之间( 含2 0 ) ，b 类与c 类用地占地率之和大于 6 0 5 ： a 类用地占地率小于2 0 。 4 4 类标准适用区域的划分 4 类标准适用区域：指城市道路交通二f可航道两侧区域； 穿越城区的铁路主、次干线和轻轨交通道 交通干线是指铁路( 铁路专用线除外) 、高速公路、一级公路、二级公路、城市快速 路、城市主干路、城市次干路、城市轨道交通线路、内河道。 ( 1 ) 道路交通干线两侧区域的划分。 若临街建筑以高于三层楼房以上( 含三层) 的建筑为主，将第一排建筑物面向道路一 侧的区域划为4 类标准适用区域。 。 若临街建筑以低于三层楼房建筑( 含开阔地) 为主，将道路红线外一定距离内的区域 划为4 类标准适用区域。距离的确定方法如下： 相邻区域为1 类标准适用区域，距离为4 5 m 5 m ； 相邻区域为2 类标准适用区域，距离为3 0 m 5 m ； 相邻区域为3 类标准适用区域，距离为2 0 m 5 m 。 ( 2 ) 内河航道两侧区域的划分。 根据河道两侧建筑物形式和相邻区域的噪声区划类型，将河堤护栏或堤外坡角外一 定距离以内的区域划分为4 类标准适用区域，其原则和方法同道路交通干线两侧区域的 划分。 ( 3 ) 铁路( 含轻轨) 两侧区域的划分。 城市规划确定的铁路( 含轻轨) 用地范围外一定距离以内的区域划为4 类标准适用 1 1 东北师范大学硕士学位论文 区域。距离的确定不计相临建筑物的高度，其原则和方法同道路交通干线两侧区域的划 分。 ( 二) 灰色聚类法【2 5 。2 8 】 灰色聚类是根据灰色关联矩阵或灰数的白化权函数将一些观测指标或观测对象划 分成若干个可定义类别的方法。一个聚类可以看作是属于同一类的观测对象的集合。 灰色聚类法的主要步骤为： 1 根据评价标准构造白化函数； 2 由样本的各指标值及其对应的白花函数获得白化函数值； 3 根据评价标准构造标准权； 4 求聚类系数，构造聚类向量； 6 确定向量中值最大为其对应之级别。 ( 三) 模糊聚类分析法【2 9 。3 2 】 模糊聚类分析法是运用模糊数学的思想和方法，对显示世界中不易明确界定的进行 综合评判的一种模糊数学方法。其一般步骤为： 1 根据评价标准建立隶属函数； 2 由样本的各指标值及其对应的隶属函数确定各指标在某级别中的隶属度； 3 根据样本各指标间的相对重要性确定权重的大小； 4 进行模糊运算； 5 根据运算结果进行评判。 1 2 东北师范大学硕士学位论文 3 1 自然环境概况 3 梅河口市概况 3 1 1 地理位置 梅河口市地处吉林省东南部，背靠长白山，西向松辽平原。东、南、北三面与吉林 省的辉南、柳河、磐石接壤，西面与辽宁省清原县为邻。总面积2 1 7 4 k m 2 ，南北长9 7 k m ， 东西宽3 0 k m 。地理坐标为东经1 2 5 。1 57 - - , 1 2 5 。2 37 ，北纬4 2 。0 37 - - 4 2 。0 27 。 3 1 2 气候与气象 评价区属于温带大陆性季风气候区，主要气候特点是四季分明，夏季温暖多雨，春 季干燥多风，秋季少雨降温快，冬季寒冷漫长。年平均气温为4 6 。c ，一月平均气温为 1 7 一1 8 ，七月平均气温为2 2 一2 3 。极端最高气温为3 6 1 ，极端最低气温 为3 8 4 。无霜期1 4 卜1 5 0 天，年平均降水量7 0 8 m m ，雨量集中在7 l 8 月份，两月 降水量占全年降水量的一半以上，一般七月降水量为2 0 0 3 m m 。年蒸发量为1 2 5 5 5 m m ， 全年日照时数为2 5 4 2 8 h ，年平均气压9 7 5 毫巴，全年八级以上大风日数为2 2 6 天，全 年雾日数1 5 5 天，年平均风速2 9 1 m s 。年平均降雪量1 5 7 m m ，最大积雪深度2 7 0 m m ， 土层冻结深度l 一1 5 m 。全年主导风向为西南南风，占全年风向频率的1 8 4 6 。 3 1 3 地质地貌 梅河口市地处半山区，辉发河( 大柳河) 沿岸3 5 k m 的冲积平原。该地区上部为 第四系冲积层，下伏层为花岗岩。第四系冲积层：人工填土层、亚粘土层、游泥质亚粘 土层、局部地方有游泥层、粗砂和砾石层等。 梅河口市坐落在辉发河( 大柳河) 与梅河交汇处，为剥蚀堆积形成的平原，地形较 开阔，平均海拔高度3 3 0 m 。 评价区地震烈度小于级。 3 1 4 水文特征 评价区地下水主要类型为第四系孔隙潜水，靠大气降水，地下径流及河流诱导补 给。河漫滩及一级阶地下水较丰富，埋深0 5 2 o m ，含水层厚度1 0 卜1 5 o m ，单井 涌水量1 5 0 0 m 3 d ，影响半径为1 5 0 m ，二级阶地下水埋深1 0 卜1 5 o m 。 评价区内地表水主要有辉发河( 大柳河) 、梅河、一统河、大沙河等河流。而流经 梅河口市区的主要是辉发河( 大柳河) ，辉发河( 大柳河) 是一条中等河流。发源于辽 宁省清源县。据多年水文资料统计，辉发河( 大柳河) 平均流量4 4 8 5 m 3 s ，全河流量 1 4 1 6 亿m 3 ，年最大流量7 2 5 5 4 m 3 s ，最小流量1 2 9m 3 s 。历年平均水位高程3 0 2 2 5 m ， 最低水位高程2 9 4 m 。平均流速o 5 o 8 m s ，最大流速4 8 5 0 m s ，含砂量2 1 4 k g m 3 。评 1 3 东北师范大学硕士学位论文 研区泵贾诱孺灌砑灭历歹医i 面真耳面添习习丽砭面a ，地下水2 16 亿m 3 a 。 3 2 社会环境概况 梅河口隶属于通化市管辖，享有地级和部分省级经济管理权限的计划单列市，是吉 林省对外开发的重要窗口和经济贸易区。 2 0 0 0 年末梅河口全市人口为6 2 万人。它近几年来发展迅速，现有