环境规划与管理第六章大气环境规划ppt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第二节大气环境规划的组成第三节大气污染物总量控制第四节大气环境规划的综合防治措施第五节大气污染物总量控制规划实例 第三节大气污染物总量控制 大气总量控制就是通过控制给定控制区域污染源允许排放总量 并优化分配到源来确保实现大气环境质量目标值的方法 有利于对城市大气污染综合防治进行总体优化 降低污染治理投资费用 推动城市污染源的合理布局才能有计划 有目标地控制城市大气污染 最终实现和保持城市大气环境质量目标 一 大气污染物总量控制区边界的确定根据环境保护的目标来确定大气总量控制区域的大小 在确定总量控制区域时通常要注意以下几个方面 1 对于大气污染严重的城市和地区 对于大气污染尚不严重 但是存在着孤立的超标区或估计不久会成为严重污染的区域 控制区一定要包括全部大气环境质量超标区和对超标区影响比较大的全部污染源 2 新经济开发区或新发展城市应作为控制区 3 要考虑当地的主导风向 4 总量控制区不宜随意扩大 应以污染源集中区和主要污染区为主 二 大气污染物允许排放总量计算方法 在第13张即下一张幻灯片中详细介绍 三 总量负荷分配到源的分配原则 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值法的基本原理 如果假定某城市分为n个区 每分区面积为Si 总面积S为各个分区面积之和 式6 1 全市排放的允许总量可由 式6 2 确定 各分区排放总量由 式6 3 确定 6 1 6 2 6 3 总量控制区内低架源的大气污染物年允许排放总量计算 各功能区低架源污染物排放总量限值按下式计算 式中 低架源排放分担率见下表 即第14张幻灯片 表6 5我国各地区总量控制系数A 低源分担率 点源控制系数P值表 2 A P值法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 点源分为中架点源与高架点源 中架点源影响邻近区域所在功能区大气质量 而高架点源则可以影响全控制区大气质量 因此在某功能区内有 式中 i 为调整系数 P 点源控制系数 烟筒有效高度 该式表示在i功能区所有高度在100m以下的点源及低架源排放的总量不得超过总允许排放量Qai 各功能分区的中架点源的总允许排放量按该式计算 整个城市中架点源的总允许排放量按该式计算 各功能分区的高架点源的总允许排放量按该式计算 2 A P值法 整个城市高架点源 H 100m 的总允许排放量按下式计算 根据Qa Qb Qm QH 可以计算全控制区的总调整系数 当 i和 确定后 各功能区的点源控制系数P可变成各功能区点源新的允许排放率限值可为式注 当实施该允许排放量后 各功能区即可能保证排放总量不超过总排放总量 此外也可以选取比Pi较大的值作为实施值 只要该功能区内实际排放的Qai及Qbi在允许排放总量范围之内即可 二 大气污染物允许排放总量计算方法 使用A P值法就很难确定新增污染源的大致位置 源强 排放高度等一系列问题 而利用大气环境质量模型 在确定大气环境质量标准的情况下 通过模型反推 可以计算控制区域各种污染源的排放总量 也可以规划新源的位置 源强和排放高度即为反推法 二 反推法计算控制区域允许排放总量反推法的基本原理 式中 C 某区域大气污染物浓度 mg m3 Q 影响该区域的大气污染物排放量 t a 在最大允许排放量的计算中 大气污染物浓度Co 即大气质量标准 是已知的 上式可变为 按污染源的性质划分为以下两种情况计算 a 高架源允许排放量的计算b 面源允许排放量的计算 二 反推法计算控制区域允许排放总量 a 高架源允许排放量的计算如果预测中高架源使用的是高斯烟流模型 那么污染物的地面浓度为 式中 Q为高架源排放强度X轴为烟流扩散中心线 y是指Y轴距离以及其他大气条件影响的参数 如果气象和Y轴距离 区域位置 一定时 C仅与排放量有关 即 可计算高架源允许排放量 式中C高为高架源的大气环境目标要求 二 反推法计算控制区域允许排放总量 b 面源允许排放量的计算面源常用箱模型 式中 C 污染物平衡浓度预测值 mg Nm3 C0 上风向大气环境背景浓度值 mg Nm3 Q 该地区面源源强 g m2 s u 进入箱内的平均风速 m s H 箱内的高度 大气混合层的高度 m l 箱的长度 m 如果气象因素稳定 K值为面源转化系数 那么 则C面为面源的大气环境目标要求注 第三节大气污染物总量控制 三 总量负荷分配到源的分配原则 一 按燃料或原料用量的分配方式按各污染源或工厂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这种分配原则有A P值分配原则 按贡献率削减排放量的分配原则 对于环境质量影响大的要多削减 影响小的要少削减 三 等比例削减的分配原则 四 优化规划分配原则1 源强优化规划分配原则 用于多源模式 在约束条件下 使污染源排放量的削减量总和或削减率总和为最小Q 污染源排放最削减量总和q1i一削减前i源的排放量 q2i一削减后i源的排放量 2 最小治理费用的分配原则 在约束条件下 污染治理费用投资总和为最小 目标函数为 式中 Y 治理污染总投资 Yi 第i源达标治理投资费用 q1i 第i源削减前排放量 q2i一第i源削减后的排放量 第四节大气环境规划的综合防治措施 大气污染防治是一项十分复杂的系统工程 涉及范围很广 如能源的合理利用与改变 城市的布局 生产工艺的改革 清洁生产工艺的实施 处理设备的费用及效率等 只有对整体大气环境系统进行系统分析 从实际出发 对各种能减轻大气环境污染方案的技术可行性 经济合理性 实施可能性等进行优化筛选和评价 并根据城市或区域的特点 经济能力和管理水平等因素 确定实现整个区域大气环境质量控制目标的最佳实施方案 综合防治 才能有效地控制大气污染 大气环境综合措施可以有多种多样 但总结起来有以下三个方面 一 减少污染物排放量的技术措施 二 合理布局污染源 实现合理利用大气环境容量 三 加强绿化 一 减少污染物排放量 一 采取合理的能源政策使用新能源改变现有燃料构成改变煤的燃烧方式 二 集中供热集中供热可以在两个方面能够有效地控制大气污染 1 可以充分利用燃烧新技术和消烟除尘新技术 提高热效率 大量地减少燃煤量 节约能源 减少大气污染物的排放 且有利于管理 运输 减少煤灰飞扬的二次扬尘 2 可以提高集中供热锅炉的排放烟筒 代替数量众多的低排放烟筒 充分利用区域大气环境自净能力 减少低空污染物浓度 三 采用有效的治理技术1 控制颗粒物排放2 控制气体污染物排放 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 三 植物绿化 一 植物绿化对大气污染物的清除作用 植物能减少大气中污染物的主要作用有两方面 一是降低大气中污染物的浓度 二是防尘作用 世界上许多国家的城市都比较重视城市绿化 公共绿地面积保持较高的指标 二 合理设置绿化隔离带 第五节大气污染物总量控制规划实例 一 酸雨控制区和二氧化硫污染控制区1 两控区 划分的基本条件2 两控区 控制目标3 两控区二氧化硫排放控制措施 主要包括七点 4 二氧化硫总量控制存在的问题具体表现为 没有针对城市扩散特征 城市污染源排放结构不合理 没有一种以经济发展为基础来确定二氧化硫总量控制目标值 二 二氧化硫总量控制目标的确定 下面详细介绍 三 重点城市二氧化硫总量控制目标值的实例研究 下面详细介绍 第五节大气污染物总量控制规划实例 二 二氧化硫总量控制目标的确定1 实施二氧化硫总量控制的技术路线二氧化硫的总量控制实施的技术路线如下图所示 二 二氧化硫总量控制目标的确定 2 二氧化硫地面浓度来源分析单点源下风向最大地面浓度Cm及最大浓度点距排气囱的距离Xm按下式计算 设年平均扩散系数K为 K仅与气象参数有关 则 可以看出 最大落地浓度除了与气象条件有关外 还与污染物排放强度和烟囱有效高度有关 续下一片 在相同的气象条件下 同等的污染源排放强度 其最大落地浓度取决于烟囱有效高度 设则 假定城市二氧化硫年平均环境质量是由下式组成 式中 C 城市二氧化硫年平均浓度 mg m3 Q1 城市低烟囱产生的二氧化硫年排放量 万t a Qm 城市中烟囱产生的二氧化硫年排放量 万t a Q 城市高烟囱产生的二氧化硫年排放量 万t a K 城市年平均扩散系数 X Y Z 低 中 高烟囱产生二氧化硫年平均浓度的权重系数 3 城市二氧化硫排放量与环境质量分析4 二氧化硫总量控制目标确定 第五节大气污染物总量控制规划实例 三 重点城市二氧化硫总量控制目标值的实例研究1 二氧化硫重点治理城市的确定二氧化硫年扩散系数的确定现给出每个城市得年平均扩散系数 3 城市二氧化硫排放量与环境质量分析 关系见下表 4 设定控制方案根据2010年二氧化硫的发展量 假设以5 的速度发展 假定每个城市二氧化硫年均浓度达二级标准 即可以给出二氧化硫总量控制设计方案