（环境工程专业论文）河源市高新区的大气容量分析研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 大气环境容量，是指在一个特定区域内、一定的气象条件、一定的自然边 界条件及一定的排放源结构条件下，在满足该区域大气环境质量目标前提下， 所允许的区域大气污染物的最大排放量。通过大气环境容量的分析研究是政府 对大气污染的环境管理，由浓度控制转向总量控制，由国家排放标准转向控制 更加严格的地方排放标准而采取的重大举措，是区域制定合理科学的总量控制 计划和排污许可证总量重要依据。 本文在总结了现阶段国内外对大气环境容量研究成果的基础上，选取了位 于河源市市区以南，东临东江水道，南接园中园，北临源城区，有京九铁路从 中穿过的河源市高新技术开发区作为研究对象。目前区内共有企业8 0 多家，其 中高埔中心区企业3 4 家。高新区的“五通一平 工作已基本完成，各种基础设 施配套，投资环境优良。2 0 0 5 年高新区工业总产值约5 3 亿元，是河源市主要的 经济增长点。但随着河源市高新区引进企业数量的扩大，高新区产生的环境问 题也越来越突出。 为了充分弄清该区的大气环境容量值，认识高新区的开发建设对大气环境 的影响，实现经济、环境的协调发展，本文通过对河源市高新区的污染源进行 分析，选取y s o ：、n o ，、p m 。作为控制对象，以a 值法模型计算了高新区的大气 环境容量。得到该区大气环境容量为：s 0 ：环境容量为8 0 2 4 0 4 t a ，低架点源总 量限值为2 0 0 6 o l t a ；p m ，。环境容量为1 3 3 7 3 4 1 t a ，低架点源总量限值为 3 3 4 3 3 5 t a ；n o ：环境容量为1 0 6 9 8 7 3 t a ，低架点源总量限值为2 6 7 4 6 8 t a 。 最后通过高新区废气污染物排放情况分析及对照河源市“十一五 期间大 气污染物排放总量控制指标，得到本项目占所在区域环境容量较小，对环境空 气容量影响不大，能够满足相关环保要求。 关键词：河源市；高新技术开发区；大气；环境容量 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 i 页 a b s t r a c t a t m o s p h e r i ce n v i r o n m e n t a lc a p a c i t yi s t h el a r g e s td i s c h a r g ea m o u n ti nt h e p e r m i s s i v e a r e ao nt h e p r e m i s e o ff u l f i l l i n gt h e r e q u i r e m e n t o fa t m o s p h e r e e n v i r o n m e n t a l q u a l i t y , w i t h i nc e r t a i nd i s t r i c t s ，m e t e o r o l o g i c a lc o n d i t i o n s ，n a t i v e b o u n d a r yc o n d i t i o n sa n de m i s s i o ns o u r c es t r u c t u r e s a n a l y z i n gt h ea t m o s p h e r i c e n v i r o n m e n t a l c a p a c i t y i sa g r e a t m e a s u r eo ft h e g o v e r n m e n t t ot u r nt h e e n v i r o n m e n t a lm a n a g e m e n tf r o mc o n c e n t r a t i o nc o n t r o lt ot o t a la m o u n tc o n t r o l ，f r o m n a t i o n a le m i s s i o ns t a n d a r dt om o r es t r i c tl o c a le m i s s i o ns t a n d a r d s ，a n da l s ot h e i m p o r t a n tb a s ef o rr e g i o n a l l yf o r m u l a t i n gt h er e a s o n a b l ea n ds c i e n t i f i ct o t a la m o u n t c o n t r o lp l a n sa n dt h et o t a la m o u n to f p o l l u t i o nd i s c h a r g el i c e n s e a f t e rs u m m a r i z i n gt h e p r e s e n t r e s e a r c h e so n a t m o s p h e r i c e n v i r o n m e n t a l c a p a c i t y i n c h i n a ，t h i sd i s s e r t a t i o n b a s e st h e s t u d y o nt h e h i g ht e c h n o l o g y d e v e l o p m e n tz o n ei nh e y u a nc i t y , w h i c hs o u t ht ot h eu r b a na r e a ，w i t hd o n g ji a n g c h a n n e lo nt h ee a s t ，y u a n z h o u g y u a no nt h es o u t h ，y u a n c h e n gd i s t r i c to nt h en o r t h ， j i n g ji ur a i l w a yp a s st h r o u g h a tp r e s e n t ，t h e r ea r em o r et h a n8 0e n t e r p r i s e s ，3 4o f w h i c hi nt h ec e n t r a lg a o f ud i s t r i c t t h ef i v e ”p u t t h r o u g h s ”a n do n e ”m a k e - e v e n ” w o r k sh a v eb a s i c a l l yf i n i s h e di nt h eh i g h t e c hz o n e ，w i t hc o m p l e t eb a s i cf a c i l i t i e s a n df i n ei n v e s t m e n te n v i r o n m e n t i n2 0 0 5 ，t h eg r o s si n d u s t r i a l o u t p u tv a l u eo f l l i g h t e c hz o n ei sa b o u t5 3h u n d r e dm i l l i o ny u a n w h i c hi st h em a i ne c o n o m i cg r o w t h p o i n t b u ta s t h ei n c r e a s i n ga m o u n to fe n t e r p r i s e s ，t h ee n v i r o n m e n t a l p r o b l e m s b e c o m em o r ea n dm o r eo b v i o u s i no r d e rt os u f f i c i e n t l yc l a r i f yt h ev a l u eo fa t m o s p h e r i ce n v i r o n m e n t a lc a p a c i t y , u n d e r s t a n dt h ea t m o s p h e r i ce n v i r o n m e n t a li m p a c to f d e v e l o p m e n ta n dc o n s t r u c t i o n o fh i g h - t e c hz o n ea n dr e a l i z et h eh a r m o n i o u sd e v e l o p m e n to fe n v i r o n m e n ta n d e c o n o m y , t h i sd i s s e r t a t i o n ，b ya n a l y z i n gt h ep o l l u t i o ns o u r c eo fh i g h t e c hz o n ei n h e y u a n ，b a s e st h es t u d yo nt h es 0 2 、n o x 、p m l 0a n dc a l c u l a t e st h ea t m o s p h e r i c e n v i r o n m e n t a lc a p a c i t yu s i n gav a l u em e t h o dm o d e l t h ea t m o s p h e r i ce n v i r o n m e n t a l c a p a c i t y ：s 0 2i s8 0 2 4 0 4 t a ，l i m i tv a l u eo f t o t a lq u a n t i f i c a t i o no fl o we l e v a t i o np o i n t 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 i i 页 s o u r c e2 0 0 6 0 1 f f a ；p m l 01 3 3 7 3 4 l t 巩l i m i tv a l u eo f t o t a lq u a n t i f i c a t i o no f l o w e l e v a t i o np o i n ts o u r c e3 3 4 3 3 5 t a ；n 0 21 0 6 9 8 7 3 t a ，l i m i tv a l u eo f t o t a l q u a n t i f i c a t i o no fl o w e l e v a t i o np o i n ts o u r c e2 6 7 4 6 8 t a f i n a l l y , b ya n a l y z i n gt h ee x h a u s tg a se m i s s i o ns i t u a t i o na n dc o m p a r i n gt h el o c a l a i rp o l l u t a n t se m i s s i o nt o t a lc o n t r o lg u i d e l i n ed u r i n gt h ee l e v e n t hf i v e - y e a rp l a n ，t h e p r o j e c to c c u p i e sl i t t l ee n v i r o n m e n t a lc a p a c i t yo ft h ed i s t r i c t ，a n dh a sn ol a r g ei m p a c t o na t m o s p h e r i ce n v i r o n m e n t a lc a p a c i t y , f u l f i l l i n gt h ee n v i r o n m e n t a l p r o t e c t i o n r e l a t e dr e q u i r e m e n t s k e yw o r d s ：h e y a u nc i t y ，t h eh i g h t e c h n o l o g yd e v e l o p m e n tz o n e ，a t m o s p h e r e ， e n v i r o n m e n t a lc a p a c i t y 西南交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和 借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 保密口，在年解密后适用本授权书； 2 不保密彩使用本授权书。 ( 请在以上方框内打“4 ”) 学位论文作者签名：何叱t 日期：跏f 指导老师签 日期：j 口， 西南交通大学学位论文创新性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所 得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体 已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在 文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：彳和正 日期： d 。卢p 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 1 1 研究背景和意义 第一章绪论 广东省河源市高新技术开发区是河源市人民政府根据广东省人民政府2 0 0 2 年7 月1 1 日关于同意建立河源市高新技术开发区的批复成立的省级高新技术 开发区，位于河源市源城区南部，距离市中心约7 k m ，地块东临东江，京九铁路 和2 0 5 国道从中穿过，经省人民政府批准的高新区面积为1 3 8 k m 2 ，包括钓鱼台 光电一体化园区、明珠科技工业园、高埔科技工业园共三个片区。 目前区内共有企业8 0 多家，其中高埔中心区企业3 4 家。高新区的“五通一 平”工作已基本完成，各种基础设施配套，投资环境优良。2 0 0 5 年高新区工业 总产值约5 3 亿元，是河源市主要的经济增长点。 根据河源市国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要和河源市高 新技术开发区“十一五规划简要说明，大力推进高新技术产业等宏观政策 为指导，将河源市高新技术开发区建设成为“经济繁荣、资源节约、环境友好、 安全生产、社会和谐、充满活力的多功能、综合性产业区”，必须明确河源市 高新区发展战略思想及目标，拟定发展策略，科学充分整合资源，优化功能空 间和基础设施布局。但是随着河源市高新区引进企业数量的扩大，高新区产生 的环境问题也越来越突出，开发区的管理部门充分意识到，有必要进一步评价 区域资源与环境的承载力和区域环境的可持续发展条件，对该区域正在进行的 规划工作进行区域环境影响评价，为有关部门的总体规划提供更及时更切合实 际的科学依据是一个极为重要的问题。 实施环境容量总量控制最重要的基础就是按环境功能区划测算并动态掌握 特定区域的环境容量，再依据区域的环境容量，来确定污染物排放总量控制目 标。实施环境容量总量控制有两个方面的积极意义：是确保总量控制计划和 排污许可证总量核定的合理性和科学性。二是可以为经济结构的战略性调整和 产业布局优化提供决策依据，引导经济发展方向，提高经济增长质量。在确定 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 大气环境容量的基础上，我们再根据当地的实际情况，提出具体的大气污染防 治方案和措施，确保当地的大气环境质量在规定期限内能够达到按功能区划分 的大气环境质量标准。 通过大气环境容量的分析研究是政府对大气污染的环境管理，由浓度控制 转向总量控制，由国家排放标准转向控制更加严格的地方排放标准而采取的重 大举措。本文选取河源市高新技术开发区为研究对象，对其大气环境容量进行 分析，努力为该区域制定合理科学的总量控制计划和排污许可证总量提供依据， 为高新区的可持续发展提供技术支持。 1 2 大气环境容量的概念 大气环境容量测算成果对于我国环境污染物的总量控制策略从“计划总量 管理”向“容量总量管理 方式转变有指导性意义，使污染物总量的控制与环 境容量和污染源挂钩，促进了环境管理的科学化和系统化。关于环境容量的概 念，有关文献有着不同的阐述。陈建平等学者指出：环境容量是指污染物在某一 环境单元所允许承纳的最大量，它是一种重要的环境资源。伏晴艳等学者指出 境容量是指对于一定地区，根据其自然净化能力，在特定的污染源布局和结构 下，为达到环境目标值所允许的大气污染物最大排放量。总之，大气环境容量 是指某一范围内达到或满足大气质量标准所允许排放的最大污染物总量。 本文所探讨的大气环境容量是指：高新区不同功能区按其不同的环境目标 要求，在保证人类正常生存和生态系统正常发展，以及大气环境质量目标前提 下，大气所承纳污染物的最大允许量。 简言之，测算实际环境容量的目的不是从环境容量的资源性出发，挖掘环 境容量的潜力，而是在当前实际情况下，估算要达到环境质量目标的空气环境 的最大容量，并给出削减量和最便捷的削减途径。 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 1 3 国内外研究进展 自1 9 7 2 年斯德哥尔摩人类环境会议以后，世界各国均制定了一系列环保政 策和法规，并建立了相应的环境管理体制。这些政策多采用大气污染源的排放 浓度进行逐渐严格的控制措施。但它们都未将污染源排放与地面环境质量联系 起来，造成满足大气污染源排放标准而大气环境质量严重超标的现象。 1 9 6 8 年日本学者首先提出了环境容量的概念。一种全新的管理思想“污染 物总量控制被提出，日本对东京、大阪实行了大气污染物总量控制，得到了 很好的效果，因此逐渐形成了日本大气环境污染物总量控制制度，为环境总量 控制研究和实施打下了坚实基础，环境容量在日本得到了广泛的应用，以环境 容量研究为基础，逐渐形成了日本的环境总量控制制度。 日本关于环境容量的概念最初是来源于电工学的模式，其具体形式下： q = k x c 式中：o - - - 总量控制中的总量； k 一环境容量； c - 环境中污染物的浓度。 日本学者将环境容量的概念引入环境科学领域，对解决日本的环境污染问 题起了一定的促进作用。 日本环境界对环境容量的另外一种想法是环境化学方面的设想，认为环境 的自净能力是环境容量的核心问题。近年来，日本学者所提出的污染物环境容 量己不单限于自然环境对污染物所具有的环境容量，还考虑到人工设施的影响。 因为所设定的环境容量，如果不考虑人为影响，就不可能提出实用的环境容量 理论。这方面的研究以南部、未石及园保等人提出的环境容量理论为代表。他 们曾经将环境容量分为三种情况，即：环境容量i 指环境的自然净化能力而 言。该容量限度之内，排入环境中的污染物，通过物质的自然循环，可以得到 无害化处理，一般不会引起对人群健康或自然生态环境的危害；环境容量i i 指居民合意的环境容量。它既包括环境的自然净化能力，又包括环境保护设施 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 对污染物的处理能力。因此，自然净化能力和人工设施处理能力越大，环境容 量就越大；环境容量i i i 指人类活动的地域容量。它既包括环境容量i 又包括 环境容量i i 。 美国环保局于1 9 7 9 年末开始试行项著名的“泡泡 政策，这项政策允许 在一定的范围内对大气污染物的控制实行选择，对一些难以控制、治理费用大 的大气污染源少削减，而对那些容易控制、治理费用较少的大气污染源多削减 其排放。这一政策首先给予企业以经济上的刺激，允许其选择治理方案。取得 了明显的经济效益和环境效益。在这种管理思想的激励下，1 9 8 0 年，美国环保 局扩大了泡泡政策的应用范围，由单个泡泡政策发展成“多泡政策，而且推 出了在全国范围内实行大气污染物总量控制的政策，并于1 9 9 0 年颁布了清洁大 气修正法，确定大气污染物总量控制的法律地位。 大气污染物总量控制在日本、美国、英国、荷兰、德国、加拿大等国实施， 已取得良好效果。各国学者研究和制定了大气污染物总量控制方法，实施大气 污染物总量控制的区域和标准，并建立与实施污染物总量控制相应的法规体系 以及配套的管理办法，使得实行大气污染物总量控制的区域大气环境质量得到 较快改善。 2 0 世纪7 0 年代末环境容量的概念引入我国，在环境科学界引起了广泛的重 视和应用，并产生了深远的影响。此后我国在大气环境容量研究方面也取得了 可喜的成果，1 9 7 7 至i j l 9 7 9 年在沈阳市的大气二氧化硫污染研究中，曾运用大气 环境容量的概念进行了二氧化硫总量控制的研究。1 9 8 1 年许可在研究大气显示 模式的基础上，提出了单污染物质的大气环境容量模式。孙炳彦等人根据箱式 扩散模型，对大气污染物扩散场的环境容量进行了计算。1 9 8 2 年万国江等人从 具体环境污染物的人为释放出发，考虑到它们的环境地球化学行为，以及环境 的地区性、差异性，在实际调查的基础上探讨不同区域环境条件对环境物质的 容纳量，并对我国工业大气氟环境容量进行了分析。这是一顶开创性的工作。 他们将全国划分为五个氟容量区进行研究。环境容量的这种区域性变化规律的 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 研究为污染物的区域性综合防治和管理以及工业的合理布局提供了科学依据。 我国大气环境工作者借鉴国外的经验，进行了大量大气污染物总量控制基 础性研究，在区域大气污染物总量控制方法和污染源条件、地形条件和气象条 件对大气污染物总量控制结果的影响以及大气环境容量等方面作了大量研究工 作，完成了城市大气污染总量控制方法手册等科研成果，提供了适应我国 城市大气污染物总量控制的指导思想、设计方法和可供选择的计算模式和模型， 将大气环境容量、区域允许污染物排放总量和污染源排放消减分配量科学地结 合起来，提出了基础、平权和优化的实施技术原则和经济、环境协调发展总量 规划方法以及定量环境管理决策系统。 目前，除了采用传统的高斯模式来处理大气容量的相关计算之外国外还提 出了一些比较新的大气扩散模式来处理环境容量的相关计算，如：英国剑桥环境 研究公司开发的a d m s 模式、加拿大安大略省的c a p 模式等等。 从二十世纪6 0 年代开始，以p a s q u i l l 和g i f f o r d 为代表的一些大气扩散科学 家，在分析p a r i eg r a s s 现场观测数据基础上，给出了不同稳定度条件下的扩散 参数曲线，并发展了第1 代空气质量模式体系。第1 代空气质量模式，假定空气 污染物在空间中遵循高斯分布的基本算法。其中的扩散参数6 6 ，取决于大气 边界层的湍流状况。为了确定6 5 ：，第l 代空气质量模式都按照p a s q u i l l 方法 将大气边界层的稳定度依据风速、日光的照度或云量，分成离散的6 类，分别用 卜f 表示。后来，t u r n e r 又增加了第7 类，用1 7 表示，也有的用a 川表示。各 稳定度对应的扩散参数，则应用p a s q u i1l 和g i f f o r d 根据p r a r i eg r a s s 现场实验 数据绘制的曲线确定。二十世纪7 0 年代未至8 0 年代初各国环保局所推荐的空气 质量模式基本上都沿用了这一套体系。我国自二十世纪7 0 年代以来，也广泛地 采用了这套系统。考虑至l j p a s q u i l l 曲线是依据地面源的观测数据，且只有从源 到下风向8 0 0 m 的测量数据。对高架源和远距离的适用性受到怀疑，因此，各国 都曾投人大量人力和物力进行现场试验，提出过不少修正方案。如美国田纳西 流域管理局( t v a ) 曾给出了从高架源得到的扩散参数体系；美国布鲁克海汉国立 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 实验室( b n l ) 也给出了一套适用于高架源的扩散参数体系；b r i g g s 还曾依据 p a s q u i l l 曲线和b n l 曲线，给出了一套内插公式，以便于计算应用。对稳定度分 类，也曾提出过位温梯度、速度梯度、风向标准差等不同方法。然而，不论采 取哪种方法，都没有逃脱离散的稳定度分类和离散的扩散参数体系。 第l 代空气质量模式，不论是点源模式，还是以点源模式为基础，通过积分 方法得到的线源模式、面源模式、体源模式等，都具有如下2 个特点：浓度计 算在水平方向和垂直方向上都采用高斯分布假定；湍流分类和扩散参数采用 离散化的经验分类方法。这不仅在理论上与大气边界层的湍流特征的连续变化 相违背，也与二十世纪7 0 年代末和8 0 年代初对湍流扩散的研究成果不符，尤其 是在对流条件下，更是如此。因此，自二十世纪8 0 年代初开始，许多科学家进 行了大量尝试，力图发展一种更符合观测结果的模式。如v e n k a t r a m 、m i s r a 、 b r i g g s 、g r y n i n ge t a 1 、l i & b r i g g s 、h a n n a _ p a i n e 以及p e r r ye t a 1 都做了 大量研究，提出了一些更好的模式。在这些基础上，自二十世纪9 0 年代初期开 始，许多国家环境管理部门或行业的环境管理部门，开始资助一些研究组织开 发新一代空气质量模式。为了改进p a s q u i l l - - - g i f f o r d 扩散参数体系的不合理 性，科学家们进行了大量研究，提出了不少方案。比如，w e i l 和b r o w e r ( 1 9 5 4 ) 提出的p p s p 模式、丹麦国家环境实验室开发的o m l 系统以及美国环保局开发的 i s c 模式。原则上说都还不是新一代模式，仅仅是对第1 代空气质量模式的一种 改进。原因是p p s p 模式在所有稳定度条件下都采用高斯模式体系，这与二十世 纪8 0 年代对流混合层湍流扩散研究成果不符，o m l 和i s c 模式系统不仅扩散模式 仍采用高斯系列，而且稳定度分类也采用传统的p a s q u i l l - - t u n e r 法。 从二十世纪8 0 年代中期开始，科学家们基于w i l l i s 和d e a r d o r f f ，l a m b 等人 的工作，开始发展新一代空气质量模式，以便使预测更符合对流条件下污染物 的分布特点，并尽可能地反映近1 0 多年大气边界层湍流研究的成果。尤其是最 近几年，西方一些工业发达国家的环境管理部门和工业部门都在开发新一代空 气质量模式系统，作为他们空气质量模拟的导则或法规模式。这些模式大都包 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 含许多新特点。其中最重要的，也是判断一个模式体系是否属于新一代空气质 量模式的两个必要条件是：彻底抛弃传统的离散的p a s q u i l l t u r n e r 稳定度 分类法及p a s q u i1l - - g i f f o r d 扩散参数体系( 或与此类似的其它体系) 。在对流 条件下，扩散模式在烟流的垂直分布上采用非高斯型的算法，使其预测结果与 w i l l i s 和d e a r d o r f f 及l a m b 等人的发现相吻合。如加拿大安大略省环境保护部于 二十世纪9 0 年代初期开发的a m s 系统( 现称c a p 模式) 、英国剑桥环境咨询公司等 单位开发的a d m s 系统以及美国希噶玛公司为美国电力研究所开发的h p d m 系统都 属于第2 代空气质量模式体系。 国内对这方面的研究有：阎宇平等人跟据大气污染总量控制和环境规划的 需要，提出的一种可适用于山谷城市的大气质量模式等。该模式的主要特点：( 1 ) 采用目前应用尚少的复杂地形上的三维边界层模式作为大气扩散模式所需的三 维边界层要素场；( 2 ) 用复杂地形上的三维平流扩散模式和高斯扩散模式分别模 拟低架源( 包括面源) 和高架源所造成的地面s 0 ：浓度，然后将两者的模拟浓度在 相应网格上叠加。验证结果表明，该混合模式可以较好地模拟山区复杂地形上 的大气污染物浓度。这个研究结果对复杂山区城市大气环境容量的研究也有很 好的参考作用。李宗恺基于两种不同尺寸的湍流模拟大气边界层的垂直扩散， 发展了一个m o n t e - - c a r l o 模型，成功的模拟了大气边界层中的铅直扩散和大气 边界层中的高浓度中心。马雁军考虑地形的影响及风场随高度的变化，对烟团 积分模型进行了地形修正，并用修正后的烟团模型对本溪地区s 0 ：和t s p 浓度的时 空分布进行了计算，通过计算值与现状监测值的对比表明对于地形复杂较复杂 的地区，用烟团积分模型计算的污染物浓度值与实际监测值比较符合。王卫国、 蒋维相等用三维边界层非静力能量闭合模型成功的模拟了深圳海岸复杂地形下 的海风气流系统中污染物浓度分布的演变过程，该模型细致地考虑了地面反射、 混合层穿透和反射，结果反映了风场湍流场的非均匀非定常对浓度分布有较大 的影响，高浓度出现在层结变化的过渡期。 我国的大气环境管理工作长期以来采用浓度控制法，该方法忽略了各个地 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 方经济技术发展水平和大气污染的地理区域性差异及当地大气污染气象特征等 各种复杂因素对大气环境控制目标的影响，忽视了不同地方对各自具体的、适 合本地特征的地方排放标准的现实需求。为克服浓度控制法对于污染源排放高 度没有约束力这一弱点而制定的p 值控制法，经实践发现，该方法仍然无法阻止 污染源数量的增加及密集化，实际工作中需不断调整p 值，污染防治措施使用效 率受限，对民用烟源及其它小烟源失去控制，一味抬高烟囱，增大污染物排放 量，虽改善了局部地区大气环境质量，但相应地扩大了污染范围，加重了其它 地区的酸雨危害。 总量控制法是通过控制给定区域污染源允许排放总量，优化分配到源，来 确保该区实现大气环境质量目标值的方法。它的实施是政府对大气污染的环境 管理，由浓度控制转向总量控制，由国家排放标准转向控制更加严格的地方排 放标准而采取的重大举措。 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 2 1 自然环境 第二章区域环境概况 2 1 1 地理位置 河源市高新技术开发区位于河源市市区以南，东临东江水道，南接园中园， 北临源城区，有京九铁路从中穿过。该区域地理位置优越，腹地开阔，交通方 便。西出2 0 5 国道和粤赣高速公路不足3 k m ，并且西边紧邻规划的高埔岗客货 合一的火车站。北有河梅高速公路穿过，距河源市中心区约7 o k m 。规划的河源 市高新技术开发区面积1 3 8 k m 2 。 2 1 2 气候环境 河源市位于北回归线北缘，广东省中部偏东，属南亚热带季风气候，高温多 雨。本地区长夏无冬，年平均气温2 1 2 。c ，1 月份最冷，平均气温1 2 0 ，极端 最低气温一3 8 。c ；7 8 月最热，平均气温2 8 2 ，极端最高气温3 9 0 。全年 日最高气温大于或等于3 5 的日数平均为1 6 6 天。 年降雨量1 8 8 9 3 m m ，8 6 集中在3 9 月，其中5 - - - 6 月雨量均在3 4 0 m m 以上， 而11 月、1 2 月均不蛩j 3 7 m m 。全年月平均降水日数均在1 1 天以上，其中5 月、6 月各为2 0 天，1 1 月最少，不到5 天。每年1 2 月至次年2 月均可出现降雪天气，但 机会极少，年平均降雪目数仅为0 2 天。 年平均相对湿度为7 7 ，相对湿度年变化较大，3 月 - - 9 月各月相对湿度为 7 9 8 4 ，其余各月均在6 9 - - - 7 5 。 风向季节变化明显，4 月8 月多吹南风，1 月3 月及9 月1 2 月以北风 为主，各月均以静风频率为最高，8 月1 0 月为4 0 4 4 ，其余各月均为3 1 3 8 ，年平均风速为1 5 m s ，各月风速变化不大，在1 2 m s 1 7 r r d s 之| 白j 。 全年曰照时数为2 0 5 1 5 h ，3 月日照最少，仅1 0 8 8 h ，7 月1 0 月均超过2 0 0 h 。 全年各月均可出现有雾天气。雷暴终年可见，入夏后逐渐增多，8 月达高峰，全 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 年雷暴日数为8 3 天，最多年达1 0 6 天。 2 1 3 地形地貌 东江、新丰江纵贯河源市全境，山地和丘陵占全市总面积9 5 。高新技术 开发区主要地貌为低山丘陵，靠近东江边为河流一级阶地。区域内属丘陵地貌， 地势起伏较大，区域内海拔高度6 5 m ，最低海拔高度3 0 m 。平均海拔高度为3 9 m ， 该地段呈南部较高，北部较低，西部较高，东部较低的主趋势。 2 1 4 水文 东江是河源境内最大河流，发源于江西，由东北向东南流入河源，经和平、 龙川、东源、市区进入惠州。东江河源段基本为单向流，干流经市区段长约1 2 k m ， 河宽3 0 0 4 0 0 m ，平均水深3 m ，可长年通航。 新丰江是东江最大支流，发源于新丰县，汇连平水、大席水、忠信水、游 溪水、锡场水、客家水等二级支流，在河源老城区北部注入东江，全长1 6 3 k i n ， 流域面积5 8 1 3 k m ，水能理论蕴藏量1 3 1 7 1 万千瓦，现己开发5 7 6 万千瓦。境内 尚有柏布河、七礤河、东埔河等一级支流和山区性河流，水力资源丰富。1 9 6 0 年建的新丰江水库，湖区总面积1 6 0 0k m i ，其中水面面积3 7 0k m 2 ，总库容为1 3 9 亿r n 3 ；1 9 7 3 年在东江干流建的枫树坝水库汇水面积5 1 5 1k m z ，水库水面面积 1 1 2 h 2 ，总库容1 9 4 亿m 3 。 新丰江是东江流域暴雨中心。4 一- , 6 月主要是峰面雨为主，7 , - - , 9 月多为台风 雨带来洪水，其特点是峰高量大，易涨易退。1 9 6 4 年龙川站实测最高洪水位 7 3 7 3 m ，洪峰流量为1 0 2 0 0i n 3 s ，河源站最高洪水位4 1 7 1 6 m ( 黄海) ，洪峰流 量为1 3 4 0 0 m 3 s 。 自新丰江水库和枫树坝水库修建后，受调峰发电泄水影响，东江河源段日 内水位、流量变化较大。两库对东江水资源起着重要的调蓄作用，丰水期拦截 洪水，枯水期放水增流，水位比较平稳，保证下游经济社会用水需求，改善航 运，提高枯水期东江河纳污能力，维持良好水质提供了一定的有利条件。 西南交通大学硕士研究生学位论文第11 页 2 1 5 自然资源 河源市土地面积1 5 8 x1 0 4 k i n 2 ，其中耕地总面积1 3 0 8 1 0 4 h a ，人均占有耕 地约0 0 4 h a 。处于粤东北山区与珠江三角洲平原地区的结合部，属山地丘陵地区。 山岭与盆地相间，境内地势由东北向西南倾斜东江、新丰江纵贯全境。在山间 和东江边，分布着冲积小平原和宽广的谷地，土层深厚，土壤肥沃，适宜种植 粮食作物、蔬菜、甘蔗、亚热带水果等。 河源市素有粤东宝库之称。矿产资源品种已发现5 6 种，具有种类多、分布 广、品位高、规模大等特点，其中铁、钛、钨、锡、稀土、萤石、高岭土、陶 瓷土、矿泉水和地热是河源市的优势矿产资源。铁矿主要场地有连平大顶、紫 金宝山嶂等地；大项铁矿是广东省第一大型的铁矿，也是国内罕见的量大质好、 易采易选的铁矿区，总储量达1 亿多t 。钨矿主要分布于连平县和紫金县，连平 锯板钨矿为目前全省最大型钨矿。 全市拥有山地面积1 8 2 3 万亩，活立木蓄积量达3 0 9 2 7 万立方米，森林覆盖率 达7 2 。 2 1 6 土壤与植被 区域内，土壤类型主要为水稻土和赤红壤。水稻土成土母质为近代河流冲 击物，土壤土成深厚，质地单一，形成土质疏松的水田或旱坝地。赤红壤母质 为第四纪红色粘土沉积物，主导作用为脱硅富铝化过程。 河源市区及其邻近地区地带性植被为南亚热带季雨林，原生植被早已破坏 殆尽。目前植被多为疏松林、旱生性灌草丛、草丛和农业生态群落。主要植物 有湿地松、马尾松、芒萁、鹧鸪草。经济作物有荔枝、甘蔗、柑桔等、粮食作 物主要是水稻，还有蔬菜等。 2 1 7 生物多样性 河源市有丰富的动植物资源。动物种类2 0 0 种，其中有水鹿、苏门羚及白 鹇、穿山甲等国家二级保护动物。植物种类近千种，境内主要野生植物有树木、 山竹、经济林、花草、中草药等五大类。河源是全省重点林业基地之一，全市 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 2 页 除松树、杉树外，还有较为珍贵的用材林赤黎、白黎、白稠、黄稠、黄樟、山 杜英等等。 新丰江库区内有著名的森林基因库和国家级珍稀动物自然保护区大叶 山自然保护区，面积近1 4 5 0 0 公顷，1 9 9 3 年国务院批准在此建立新丰江国家森林 公园。区域范围内乔木、藤木、草本植物比较发育，但动物，特别是大型动物 缺乏，东江河源段内鱼类比较丰富，生物多样性较好。 2 2 社会经济概况 2 2 1 政区建制、面积和人口 河源1 9 8 8 年设立地级市，现辖一区五县为源城区，东源县、连平县、和平 县、龙川县和紫金县；全市现设有9 8 个乡镇，4 个街道办事处，1 3 9 4 个村委会和 1 4 9 个社区居委会。2 0 0 5 年底总人日3 3 7 3 5 7 万人，其中非农业人口8 7 3 4 5 万人， 国土面积1 5 6 4 2k m 2 。 河源市高新技术开发区位于河源市源城区南部，由北向南依次划分为钓鱼 台光电一体化园区、明珠科技工业园、高埔工业科技园，总面积1 3 8 k m 2 ，其中 钓鱼台光电园区2 5k m 2 ，明珠工业园3 0l ( 1 1 1 2 ，高埔工业园8 3k m 2 。 按照城市用地分类与规划建设用地标准( g b 儿3 7 9 0 ) 中规划人均建 设用地标准的第级指标( 1 0 5 1 1 2 0 o r m 人) ，以及上面工业园的面积可以 估算出河源市高新区的人口数量。鉴于东江干流均为i i 类水功能，从环境保护 角度考虑高新区的人口规模，以取人口指标1 2 0 0r m 人。由此得出高新区的最 大人口规模见表2 - 1 。 表2 - 1 各分区的人口分布表( 人) 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 3 页 2 2 2 国民经济主要经济指标 2 0 0 5 年全市生产总值2 0 0 1 3 亿元，“十五”期间年均增长1 6 3 ，高于“十 五计划目标3 3 个百分点；人均生产总值( 按常住人口计算) 6 6 0 7 元，约合8 1 6 美元( 按8 1 元：1 美元折算) ，年均增长1 5 3 ，高于“十五”计划目标3 3 个 百分点；三大产业结构由“九五期末的3 4 8 ：2 4 1 ：4 1 4 调整优化为2 0 0 5 年 的2 1 5 ：3 8 9 ：3 9 6 ，第二产业占生产总值比重五年提高1 4 8 个百分点，年均 提高2 9 6 个百分点；地方财政收入达8 5 2 亿元，“十五”期间年均增长2 9 6 。 经济结构趋于合理。工业总产值达1 1 5 亿元，年均增长1 6 3 ；农业总产值达7 1 亿元，年均增长6 1 ；第一、二、三产业增加值年均增长分别为6 、1 6 6 、 1 5 0 ，三大产业比例调整为2 7 9 ：3 0 5 ：4 1 6 。所有制结构进一步完善；区域 经济布局趋向合理，市级经济占全市场经济的比例提高n 4 0 u ；城市化水平上 升到3 0 以上。 工业园区建设步伐加快，“一区六园格局基本形成，工业规模不断扩大， 工业经济已成为全市经济发展的主要动力。矿冶、机械、电子、建材、食品等 支柱产业逐步形成，大顶铁矿、龙记模具等一批工业龙头不断培育壮大。 2 0 0 5 年工业增加值6 4 2 2 亿元，“十五”期间年均增长2 8 1 。2 0 0 5 年全市 完成农业生产总值6 8 2 3 亿元，年均增长5 8 2 ，农林牧渔各业比例由“九五” 期末的6 5 6 ：6 8 ：2 2 2 ：5 4 调整为2 0 0 5 年的6 2 ：7 2 ：2 6 7 ：4 2 ，粮经比例 由l ：0 5 2 调整为l ：0 8 6 ，农产品优质率提高到6 0 。 2 0 0 5 年全市城镇居民人均可支配收入8 7 0 0 元；农村居民人均纯收入3 7 6 4 元， “十五 期间年均增长6 2 ；城镇在岗职工年均工资1 6 5 0 0 元，“十五”期间年 均增长1 6 5 。城乡人均居住面积分别达2 7 7 8 和2 5 平方m 。扶贫开发工作取得新 进展，贫困人口由“九五”期末的6 3 5 万人下降n 2 8 3 6 万人。 全市空气环境质量保持在国家二级标准，新丰江、枫树坝水库保持在国家 地表水i 类标准，东江干流河源段水质保持在国家地表水ii 类标准。森林覆盖 率达7 2 5 ，城镇人均公共绿地面积达6 2 平方m ，环境综合指标达8 0 分，市区基 本形成布局合理、环境优美、具有地方特色的山水园林城市。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 4 页 第三章污染源分析 3 1 环境影响因子筛选 目前，开发区已有部分企业进驻，大部分土地已平整，“三通一平”基本 完成，开发区人口不断增加，城市化程度快速提高，生产和生活对区域大气环 境产生一定的影响。 ( 1 ) 建设期环境影响因子识别 运输车辆及施工机械引起的扬尘、运输工具及施工机械产生的废气、施工 工地开挖及裸露扬尘、建筑材料露天堆放扬尘及生活设施产生废气。 ( 2 ) 营运期环境影响因子 生产过程中燃料产生的烟气，包括s o 。、n o ，、p m i o 等； 工艺环节产生的粉尘和废气，取决于各企业具体生产工艺； 机动车辆产生尾气( n o ，、c o 、p m ，。和路面二次扬尘； 生活环节产生油烟和废气( s 0 2 、n o ，、p m 。) 。 3 2 现状源强分析 由于开发区目前能源结构以电能为主，废气产生量相对较小。其中明珠科 技工业园尚使用部分燃