第六章大气环境规划2010PPT课件.ppt

第六章大气环境规划 大气环境是人类赖以生存的基本要素之一 大气环境质量的优劣不仅直接影响以人为主体的城市生态系统 而且关系到城市社会经济能否持续发展 为了协调城市社会经济发展与大气环境保护之间的关系 制定与社会经济发展相匹配的大气环境规划是行之有效的手段 第一节大气环境规划的内容和类型 一 大气环境规划的内容大气环境规划就是为了平衡和协调某一区域的大气环境与社会 经济之间的关系 以期达到大气环境系统功能的最优化 最大限度地发挥大气环境系统组成部分的功能 在大气环境规划时 应首先对大气环境系统进行系统分析 确定各子系统之间的关系 其次对规划期内的主要资源进行需求分析 重点分析城市能流过程 从能源的输入 输送 转换 分配和使用各个环节中 找出产生污染的主要原因和控制污染的主要途径 从而为确定和实现大气环境目标提供可靠保证 大气环境规划简图 二 大气环境规划的类型 一 大气环境系统构成大气环境系统的子系统可以概括为大气环境过程子系统 大气污染物排放子系统 大气污染控制子系统及城市生态子系统 大气环境系统图 第一节大气环境规划的内容和类型 二 大气环境规划的类型1 大气环境质量规划2 大气污染控制规划这两类规划相互联系 相互影响 相互作用构成了大气环境规划的全过程 第一节大气环境规划的内容和类型 三 能流分析 能流分析是大气环境规划基本方法之一 主要针对能源的输入 转换 分配和使用的全过程系统分析 剖析大气污染物的产生 治理 排放规律 找出主要环境问题 找出解决问题的最佳方案 能流网络图 一 能流过程分析 二 能流平衡分析 三 能流过程优化分析 辅助能源能流网络图 制定大气环境规划 就是通过协调大气环境系统中各个系统之间的关系 以最小的治理费用采用大气污染综合治理组合技术 充分利用大气的自净能力 对污染源进行控制 使大气环境质量满足保护以人为主体的城市生态系统的需要 第二节大气环境规划的组成 一 大气污染源 人为大气污染源天然大气污染源 二 大气环境评价大气环境现状评价是一个环境系统工程 一般应包括 区域污染源调查和评价 区域大气环境现状监测及数据分析和区域大气环境现状评价 三 大气环境污染预测进行大气污染预测 首先确定主要污染物 以及影响排污量增长的主要因素 然后预测排污量对大气环境质量的影响 这就需要确定环境质量的指标体系 并建立或选择能够表达这种关系的数学模式 大气污染预测包括两个部分 一是污染物排放量 源强 预测 二是大气环境质量变化预测 一 大气环境评价和预测 人为大气污染源 天然大气污染源 1 区域污染源调查和评价污染源调查的目的是弄清区域本地污染的来源 根据区域内污染源的类型 性质 排放量 排放特征及相对位置和当地的风向 风速等气象资料 分析和估计它们对该区域的影响程度 通过污染源的评价 确定出该区域的主要污染源和主要污染物 2 区域大气环境现状评价大气环境质量的现状评价是弄清大气污染物来源 性质 数量和分布的重要手段 二 大气环境规划目标和指标体系 一 大气环境规划目标主要包括大气环境质量目标和大气环境污染总量控制目标 1 大气环境质量目标大气环境质量目标是基本目标 依不同的地域和功能区而不同 是由一系列表征环境质量的指标来体现 2 大气环境污染总量控制目标大气环境污染总量控制目标是为了达到质量目标而规定的便于实施和管理的目标 其实质是以大气环境功能区环境容量为基础的目标 将污染物控制在功能区环境容量的限度内 其余的部分作为削减目标或削减量 二 大气环境规划目标和指标体系 二 大气环境规划的指标体系大气环境规划指标体系是用来表征所研究具体区域大气环境特性和质量的指标体系 确定大气环境指标体系是研究和编制大气环境规划的基础内容之一 目前 国内外已经有了大家公认 统一大气环境系统的指标体系 在大气环境规划中 作为大气环境指标体系要同时考虑环境污染防治 环境建设等因素 大气环境规划指标必须具有以下特点 能反映大气环境的主要组成要素 必须是一个完整的指标体系 各个指标之间是相互关联的 能定量或至少半定量地表达 表征这些指标的信息是可以得到的 二 大气环境规划目标和指标体系 二 大气环境规划的指标体系根据一些基本要求和大气环境的基本特征 可以提出一般的大气环境规划指标体系 1 大气环境规划指标我国的大气环境规划指标应分为 气象气候指标 大气环境质量指标 大气环境污染控制指标 城市环境建设指标 城市社会经济指标等 2 筛选大气环境规划指标的方法大气环境规划属于综合性的环境规划 因此指标涉及面广 内容比较复杂 为了编制环境规划 期望从众多的统计和监测指标中科学地选取出大气环境规划指标 要进行指标筛选 正确划分大气环境功能区是研究和编制大气环境规划的基础和重要内容 也是实施大气环境总量控制的基础前提 大气环境功能区是因其区域社会功能不同而对环境保护提出不同要求的地区 功能区数目不限 但应由当地人民政府根据国家有关规定及城乡总体规划划分为一 二 三类大气环境功能区 三 大气环境功能区划分 一类区为自然保护区 风景名胜区和其他需要特殊保护的地区 二类区为城镇规划中确定的居住区 商业交通居民混合区 文化区 一般工业区和农村地区 三类区为特定工业区 分别执行大气质量标准一级 二级 三级 根据 环境空气质量标准 GB3095 1996 表6 2二类功能区单因子分级评分标准 表6 3大气环境功能分区的确定方法 A X2max X2 X2max X2min B X3max X3 X3max X3min 第三节大气污染物总量控制 大气污染物排放总量控制区 简称总量控制区 是当地人民政府根据城镇规划 经济发展与环境保护要求而决定对大气污染物排放实行总量控制的区域 总量控制区以外的区域称为非总量控制区 例如 广大农村以及工业化水平低的边远荒僻地区 但对大面积酸雨危害地区应尽量设置SO2和NOx排放总量控制区 大气总量控制是通过控制给定区域污染源允许排放总量 并将其优化分配到源 以确保实现大气环境质量目标值的方法 一 大气污染物总量控制区边界的确定 二 大气污染物允许排放总量计算方法 一 A P值法计算控制区域允许排放总量1 A值法A值法属于地区系数法 只要给出控制区总面积及各功能分区的面积 再根据当地总量控制系数A值就能计算出该面积上的总允许排放量 A值法是以地面大气环境质量为目标值 使用简便的箱模式而实现的具有宏观意义的总量控制 A值法的基本原理 S 总量控制区总面积 km2 Si 第i个功能区面积 km2 6 3 二 大气污染物允许排放总量计算方法 A值法基本原理 Qak 总量控制区某种污染物年允许排放量限值 104t Qaki 第i功能区某种污染物年允许排放量限值 104t n 功能区总数 i 总量控制区内各功能分区的编号 k 某种污染物下标 a 总量下标 6 4 Csi 与第i功能区类别对应的年日平均浓度限值 mg Nm3 A 地理区域性总量控制系数 104km2 a 6 5 我国各地区总量控制系数A 对应教材表6 4 二 大气污染物允许排放总量计算方法 一 A P值法计算控制区域允许排放总量2 P值法P值法属于烟囱排放标准的地区系数法 只要给定烟囱的高度 再根据当地点源排放控制系数P 就能立即求得该烟囱的允许排放量 Q 污染物允许排放量 P0 平均风速稀释系数 P 允许排放指标 P1 横向稀释系数 Csi 环境质量目标 P2 风向方位系数 He 排气筒有效高度 P3 排气筒密集系数 P4 经济技术系数 来源 制定地方大气污染物排放标准的技术方法 GB T3840 91 二 大气污染物允许排放总量计算方法 3 A P值法在A值法中只规定了各区域总允许排放量而无法确定每个源的允许排放量 而P值法则可以对固定的某个烟筒控制其排放总量 但无法对区域内烟筒个数加以限制 即无法限制区域排放总量 若将二者结合起来 则可以解决上述问题 所谓的A P值法是指用A值法计算控制区域中允许排放总量 用修正的P值法分配到每个污染源的一种方法 高架点源H 100m 中架点源30 H 100m 低架源H 30m i Qaki Qbki Qmki Qa Qb Qm Qh 6 10 6 14 Pi i P 6 15 Pi 修正后的P值 来源 制定地方大气污染物排放标准的技术方法 GB T3840 91 计算题 已知吉林省某市SO2总量控制区面积为185km2 只具有一类功能区和二类功能区 面积分别为70km2和115km2 分别执行大气环境质量标准0 02mg m3 0 06mg m3 试确定各功能区SO2允许排放量 以及各区低架源的允许排放量 如果已知该市当前SO2总排放量为6 25 104t a 计算SO2的削减量 总量控制系数取下限值 一类功能区排放量Q1 5 6 0 02 70 0 576 104t a二类功能区排放量Q2 5 6 0 06 70 2 841 104t a低架源允许排放量Q1 0 25 0 576 104 0 143 104t aQ2 0 25 2 841 104 0 71 104t a削减量为6 25 104 0 576 104 2 841 104 2 83 104t a 二 大气污染物允许排放总量计算方法 二 反推法计算控制区域允许排放总量 C f Q 基本原理 C 某区域大气污染物浓度 Q 影响该区域的大气污染物排放量 6 17 在最大允许排放量的计算中 大气污染物的浓度C0 日标值 是已知的 则有 Q f C0 6 18 1 高架源允许排放量的计算 2 面源允许排放量的计算 三 总量负荷分配原则 一 按燃料或原料用量的分配方式就是将计算得到的控制区允许排放总量 按各污染源或工厂 烟源群 使用的燃料和原料用量进行分配 从而控制全区大气污染的方法 二 一律削减排放量的分配原则通常是在使用大气扩散模式法模拟计算允许排放总量过程中使用的 它是通过对所有源排放量都进行削减 来实现大气环境质量目标 从而确定控制区允许排放总量 并且同时完成总量负荷分配到源的方式 这种分配原则有如下三种 1 等比例削减的分配原则2 A P值分配原则3 按贡献率削减排放量的分配原则 三 优化规划分配原则1 源强优化规划分配原则适用于多源模式 在控制区达到环境目标值的约束条件下 使污染源排放量的削减量总和或削减率总和为最小 从而求出污染源的允许排放量和削减量的最佳分配原则 2 最小治理费用的分配原则适用于多源模式 在控制区达到大气环境质量目标值的约束条件下 使污染治理费用投资总和为最小 来求解各污染源的允许排放量和削减量的最佳分配原则 第四节大气环境规划的综合防治措施 大气环境规划方案顺利实施 必须有各种大气环境综合措施作保证 大气环境综合措施可归纳为三方面 减少污染物排放量 合理利用大气环境容量 加强绿化 一 减少污染物排放量 一 采取合理的能源政策 二 集中供热 三 采用有效的治理技术 四 实施清洁生产 五 控制移动源的排放 二 充分利用大气自净能力 一 大气污染源合理布局 二 合理布置城市功能区 污染物在大气环境中因发生稀释扩散 沉降和衰减现象 而使大气中污染物浓度降低的能力称为大气自净能力 大气自净能力与当地的气象条件 功能区的划分以及污染源的布局等因素有关 充分利用大气自净能力可以减少污染物的消减 降低治理投资 三 植物绿化 一 植物净化 二 合理设置绿化隔离带 广州市南部拓展区大气环境保护规划 规划背景 理念和原则主要规划内容 1 规划的时空范围和地块划分 2 大气环境特征及污染气象概要 3 环境空气质量评价 4 大气污染源评价 5 环境空气质量功能区划 6 大气环境容量估算 7 能源系统分析与污染排放预测 8 大气环境功能优化3 大气环境保护对策 规划背景 理念和原则 为了实现城市可持续发展 广州市提出了 东进 南拓 北优 西联 的发展战略 其中 南拓 是广州城市空间发展和工业布局调整的重中之重 鉴于目前南拓区所处珠江三角洲地区严重的酸雨污染和广州市艰巨的SO2排放削减任务 开展南拓区大气环境保护规划意义重大 规划的原则 生态优先 污控前置 规划的理念 预见未来 协调双赢 落实到实际就是 保护中开发 实施中预防 规划的时空范围和地块划分 位于珠江三角洲的几何中心 规划总面积1313 8km2 其中陆地面积852 3km2 规划区按照生态优先原则要求 在不同尺度上划分地块为 一片 南拓区 两块 番禺区和大南沙地区 四区 黄阁地区 南沙经济技术开发区 万顷沙地区和龙穴岛港口区 并在此基础上进一步详细划分大气环境功能调控单元 规划以2000年为基准年 2020年为目标年 根据预期的社会经济发展情景划分出三个规划时间段 2001 2005年为启动期 2006 2010年为发展期 2011 2020年为成熟期 大气环境特征及污染气象概要 南拓区位于北回归线以南 属南亚热带海洋性季风气候 南面濒临南海 全年气温受偏南海洋性季风气候调节 年平均气温为21 8 C 区内雨量充沛 年平均降水量为1650mm 该地区季风变化明显 冬半年以北风为主 夏半年多为东南风 全年主导风向为偏北风 频率12 年平均风速2 3m s 冬季和夏季的海陆风环流均不明显 因此由海陆风环流可能导致的污染物环流搬运 重复污染和海陆风转换期间污染物的就地累积等不会对研究区域造成严重影响 环境空气质量评价 2000年规划区内 番禺区空气质量良好 空气污染指数 API 为30 100 其中 空气质量属优的天数占全年统计天数的15 4 良好占84 6 主要污染物为TSP 但是 番禺中心城区有明显的机动车尾气污染特征 大南沙地区各镇空气质量良好 各项污染指标均能满足国家环境空气质量二级或广州市暂行标准的限值 表6 4不同级别的空气质量对人体的影响 大气污染源评价 工业污染源是南拓区大气环境污染的主要来源 工业废气污染物主要是SO2 其污染负荷比为83 5 主要污染源有广州珠江电厂 广东梅山糖业总公司 广州市永大集团公司 三者污染负荷比之和占到85 87 南拓区工业污染源的分布特点是污染源规模小 布局分散 各镇区工业结构相似 工业废气排放量最大的是南沙经济技术开发区 环境空气质量功能区划 依据生态优先原则 尽管初步规划发展的产业为污染型的重石化和钢铁工业 但是南拓区不设三类区 南拓区地形多为珠江冲积平原 其风景名胜区 自然保护区 生态保护林和水源涵养林约占总面积的2 左右 应划分为一类区 其余绝大部分为农田和未来建设用地 列为二类区 大气环境容量估算 南拓区地理位置比较特殊 大气环境易受广州市至珠江口一带特别是集中在广州市黄埔至东莞虎门 深圳 香港西部一线的大型火力发电厂的影响 对此依据生态优先原则 考虑到未来广州全市与南拓区以及南拓区内部各重点区块之间大气污染物总量控制和排放削减的协调 特别设计了两种计算大气环境容量的情景 1 是将规划区隔离起来 完全不考虑外部污染源的影响 2 是将规划区置于珠江三角洲范围内 尽量考虑外部污染源的影响 对此分别采用改进的箱式模型和虚拟实体模型对比分析计算 大气环境容量估算 结果表明 南拓区SO2环境容量为46000 85655t a 烟尘环境容量为5310 6870t a 其中 番禺区SO2和烟尘环境容量分别为16100 26555t a和1860 2130t a 大南沙地区SO2和烟尘环境容量分别为29900 59100t a和3450 4740t a 环境容量值的上限针对上述第一种情景 下限针对第二种情景 而且通过进一步分析可以认为 南拓区SO2浓度变化受该研究区域外部污染源的影响较强 目前内源的贡献相对不