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第八章城市环境规划 补充 城市环境问题 城市是人类改造自然的产物 它不仅需要从环境中获得充足的物质和能量 而且也向环境排放大量的废弃物 而环境提供物质能量 容纳和清除污染物的能力是有限度的 因此 人类的改造活动一旦超过自然环境所能承受的限度 就必然会产生环境问题 城市环境问题分类 大气污染 1952年12月5日 9日 伦敦出现了历史上最严重的烟雾事件 在雾的初期 伦敦市民感到胸闷 咳嗽 喉痛以至呼吸困难 进而发烧 在浓雾后期 死亡率急剧上升 几天时间内因支气管炎 肺炎等病死亡者达数千人 水体污染 噪声污染 1998年 美国西雅图机场的50多名居民不堪忍受机场100分贝以上的噪音 致使精神错乱 上万名工人开始罢工 甚至还冲进波音公司总部 居民手持木棍 铁秋与警察对峙 扬言要砸掉机场 如在一周内问题不能解决就一天烧掉一架飞机 当地居民在体检中 大多发现心血管病 神经系统疾病 电磁波污染 光污染 固体废弃物污染 第一节城市环境规划的内容与工作程序 城市环境 一 城市环境与城市环境规划 为什么这样认为 城市环境规划的任务就是促进城市经济 社会 环境系统协调发展 维护系统良性循环 提出和实现城市环境目标 促进城市可持续发展 二 城市环境规划的内容 城市生态规划的出发点和归宿是维持城市的生态平衡 要改进城市生态系统的状态 必须从城市生态的结构人手 而合理布局则是调控城市生态结构的关键环节 是调控城市人工生态系统的动态平衡 二 城市环境规划的内容 城市污染控制规划的内容包括 预测城市发展 经济发展给环境带来的影响 确定功能分区及各区的环境保护目标值 提出切实可行的 实现环境目标值的污染防治方案 其中包括污染源控制方案 环境保护投资方案 处理设施建设方案等 按环境要素划分 包括大气污染控制规划 水污染控制规划 固体废物管理规划和噪声污染控制规划 三 城市环境规划编制程序 第二节城市大气污染控制规划 工业污染源的调查内容 如有近期的 工业污染源调查资料 一般可直接选用 生活污染源和交通污染源的调查 可以结合各城镇的具体情况进行 但是 调查所得的基础资料和数据 必须能满足环境污染预测与制定污染综合整治方案的需要 主要包括下列几方面 画出污染源分布图 1 画出规划区域范围内的大气污染源分布图 标明污染源位置 污染排放方式 并列表给出各所需参数 高的 独立的烟囱一般作点源处理 无组织排放源及数量多 排放源不高且源强不大的排气筒一般作面源处理 一般把源高低于30m 源强小于0 04t h的污染源列为面源 繁忙的公路 铁路 机场跑道一般作线源处理 一 污染源调查与分析 主要包括 排气筒底部中心坐标 一般按国家坐标系 及分布平面图 排气筒高度 m 及出口内径 m 排气筒出口烟气温度 烟气出口速度 m s 各主要污染物正常排放量 t a t h或kg h 将规划区在选定的坐标系内网格化 网格单元 一般可取1000 1000 m2 规划区较小时 可取500 500 m2 按网格统计面源的下述参数 主要污染物排放量 t h km2 面源排放高度 m 如网格内排放高度不等时 可按排放量加权平均取平均排放高度 面源分类 如果面源分布较密且排放量较大 当其高度差较大时 可酌情按不同平均高度将面源分为2 3类 第二节城市大气污染控制规划 1 等标污染负荷法 Pi i oi qv 水 10 6orPi i oi qv 气 10 9 采用等标污染负荷法对区域工业污染源进行评价 用等标污染负荷法对污染源及污染物位次进行排序并评价 具体方法见第五章第一节 2 污染物排放量排序污染物排放量排序是直接评价某种污染物的主要污染源的最简单方法 采用总量控制规划法时 针对区域总量控制的主要污染物 对排放主要污染物的污染源进行总量排序 针对主要污染物的排放量对污染源进行排序的方法很简单 首先要有污染源排放量清单 然后排序 排序后 可选出占污染物总量90 以上的污染源 据此制定总量控制规划 二 大气污染预测 区域的大气环境质量不但受到污染源的影响 还要受到污染气象条件的影响 常用于大气环境规划工作的大气质量预测模型有两类 一是箱式模型 二是扩散模型 具体方法见第五章第四节 三 大气污染总量控制规划 原则上应该将本城市的所有主要工业和民用污染源包括在内 并且根据城市规划 要将近期城市发展的重点功能区划归在内 确定规划区要注意以下两个方面的问题 对于大气污染严重的城市和地区 规划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 非超标区根据未来城市规划和经济发展情况 适当地将一些重要的污染源和新的规划区包括在内 在规定规划区时 无论是哪种情况 都要考虑当地的主导风向 一般在主导风下风方位 规划区边界应在污染源的最大落地浓度以远处 控制区域的总范围划定之后 在大多数情况下 要选择一些控制点代表控制区的环境质量 一般将规划区划分为若干网格 用网格点作控制点 2 总量控制的A P值法 A P值法是大气环境总量控制A值法和P值法的合称 1 区域总量的计算 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S 总面积S为各个分区面积之和 由式 8 1 确定 全市排放的允许总量可由式 8 2 确定 各分区排放总量由式 8 3 确定 8 1 式中 S 总量控制区总面积 km2 Si 第i功能区面积 km2 式中 Qak 总量控制区某种污染物k年允许排放总量限值 104t a Qaki 第i功能区某种污染物k年允许排放总量限值 104t a n 功能区总数 a 总量下标 8 2 各功能分区污染物排放总量限值由式 8 3 计算 式中 ki 国家和地方有关大气环境质量标准所规定的与第i功能区类别相应的年日平均浓度限值 mg mN3 0 当地背景年日平均浓度 mg mN3 A 地理区域性总量控制系数 104km2 a 主要由当地通风量决定 可参照表8 1所列数据选取 Aki 第i功能区某种污染物排放总量控制系数 104t km a 考虑到控制区内边缘地带污染源对周边环境的污染 总量控制区总面积的计算值应大于总量控制区实际面积 设S扩为扩散的范围 因此需要将总量计算公式调整为 8 3 8 4 4 点源和面源允许排放量的分配 在一般气象条件下 高架源对地面浓度数值影响不大 但影响范围大 在夜间大气温度层结稳定时 高架源对地面影响不大 但低架源及地面源都能产生严重污染 因此需确定夜间低架源的允许排放总量 式中 Qbk 总量控制区某种污染物低架源年允许排放总量限值 104t a Qbki 第i功能区某种污染物低架源年允许排放总量限值 104t a b 低架源排放总量下标 各功能区低架源污染物排放总量限值按式 8 6 计算 8 6 式中 a 低架源排放分担率 见表8 1 而低架源及地面源往往对地面浓度贡献较高 在对区域的允许排放总量进行分配时 首先要确定各个功能区的面源和点源所占的份额 总量控制区内低架源的大气污染物年允许排放总量计算 8 5 第三节城市水污染控制规划 协调 兼顾 一 城市水污染源调查与分析 通过城市水污染源调查与分析 查清工业主要污染源 主要污染物的数量 以及在城镇各个水域的分布情况 确定重点工业污染源 主要污染行业和重点控制区 主要调查内容包括工业企业产品 产值 用水量 废水排放量 BOD5 COD 氨氮等污染物排放量 污染治理措施 废水排放去向以及对应入河排污口等 1 工业污染源调查与分析 一 城市水污染源调查与分析 2 生活污染调查与分析 通过生活污染调查 查清城市生活污水的排放方式和主要污染物浓度 城镇生活污水的治理现状和排放情况 主要调查内容包括城市人口 人均用水量 人均废水排放量 人均BOD5 COD 氨氮等污染物排放量 污染治理措施 废水排放去向以及对应入河排污口等 二 城市水污染控制预测 城镇水环境预测的主要目的 就是预先推测经济社会发展达到某一水平年时的环境状况 以便在时间和空间上作出保护环境的具体安排和部署 城镇水环境预测包括排污量预测和水环境质量预测两方面的内容 具体预测方法参见第五章 三 城市水污染控制规划方案 水污染控制的基本途径有两种 一是减少污染物排放负荷 环境质量不能达到功能要求的区域 实施污染物排放总量控制 二是提高或充分利用水体的自净能力 提高水环境承载力 并有效利用环境容量 第四节固体废物管理规划 一 固体废物管理规划的内容 一 现状调查及评价对规划区域内的固体废物管理的现状进行调查 研究 并对现状作出客观的评价 现状调查及评价的内容应有如下几个方面 环境背景数据 社会经济数据调查分析 固体废物来源 数量调查分析 固体废物处置现状数据调查 调查城市生活垃圾的收集情况 二 固体废物预测 1 固体废物量预测 2 固体废物特性分析 三 拟定规划方案 1 管理对策实行 减量化 资源化 无害化 的固体废物管理政策 首先是要控制其源头产生量 如逐步改革城市燃料结构 实行净菜进城 控制工厂原材的消耗定额 实行垃圾分类回收等 其次是开展综合利用 把固体废物作为资源和能源来对待 让垃圾再度回到物质循环圈内 尽量建设一个资源的闭合循环系统 在开展了源头减量和资源循环利用之后 对实在不能利用的则经压缩和无害化处理之后 进行符合环境要求的最终处置 2 固体废物收集回收工业固体废物的处理原则是 谁污染 谁治理 一般产生废物较多的工厂在厂内外都建有自己的堆场 收集 运输工作由工厂负责 城市生活垃圾包括居民生活废物 商业垃圾 建筑垃圾 粪便及污水处理厂的污泥等 它们的收集工作应该分类进行 危险废物系指 国家危险废物名录 上规定的固体废物 产生危险废物的单位必须向所在地县级以上地方人民政府环境保护行政管理部门申报 必须按国家有关规定处理危险废物 不得擅自倾倒 堆放和运输 危险废物的运输 贮存和处置应由领取经营许可证资质的单位统一处理 四 规划方案的综合评价 最终处置场的选址 备选方案的选择 要从运输运转 环境影响 适宜性 成本等方面综合考虑 除了要考虑地质 水文 气象条件和环境影响外 还应结合收集路线的设计进行综合考虑 以达到既能满足防止污染的要求 又经济合理 节约运输成本 对危险废物单独列出 并针对具体特性制定处理处置方案 固体废物如不进行处理与处置 将对土地使用面积 土壤土质 生态经济 供水水源与灌溉水 人群健康等诸方面产生经济损失 如果进行处理与处置 尽管直接获益不高 但减少了社会的经济损失 也就是间接取得了经济效益 评价的重要方法就是费用效益分析 3 最终处置 二 固体废物管理规划的方法 近年来 我国颁布了一系列固体废物管理的法规 标准及技术政策 这是城市编制固体废物管理规划的基本依据 包括2004年修订的 固体废物污染环境防治法 生活垃圾填埋污染控制标准 GB16889 1997 生活垃圾焚烧污染控制标准 GB18485 2001 医疗废物管理条例 2003 危险废物污染防治技术政策 2001 危险废物填埋污染控制标准 GB18598 2001 等 固体废物规划可能采用一些模型 作深入评估与方案筛选等工作 常用的模型如固体废物管理技术经济评估模型 固体废物产生排放预测模型 固体废物处置场地选址及交通运输网络设计 固体废物处理量优化分配等 模型分成预测模型 评估模型 运筹学优化模型等类型 详见本书第四章 第五章 三 固体废物处理处置选址方法 城市固体废物处理处置设施的选址是一个复杂问题 既有收集路径与处置选址的运输成本问题 还有地域适应性问题 下面以城市生活垃圾填埋场为例予以说明 填埋场选址的基本思路是根据当地的城市规划 交通运输条件 环境保护 环境地质条件等因素 经综合分析后确定 生活垃圾填埋场通过多种途径对城市造成影响 因此 离城市距离较远为好 填埋场应设在当地夏季主导风向的下风向 在人畜居栖点500M以外 并特别注意不得建于以下地区 自然保护区 风景名胜区 生活饮用水水源地和其他需要特别保护的区域内 居民密集居住区 直接与航道相通的地区 地下水补给区 洪泛区 淤泥区 活动的坍塌地带 断裂带 地下蕴矿带 石灰坑及溶岩洞区 1 填埋场与城市的距离 2 交通运输条件交通运输条件一般由两个因素组成 运输距离及可能采用的运输工具 水运 路运或铁路运 当然 运输距离越近越便利 一般要求距离公路 铁路和河流不超过500m 3 环境保护条件一般要求场地面积及容量能保证使用15 20年 在成本上才合算 对地表水造成不污染或污染的可能性很小 一般要求距离任何地表水距离大于100m 垃圾的渗出液不排入土地或农田 垃圾最好不要堆放在河流岸边 尽可能地利用废弃土地或使用便宜的土地或荒地 要远离机场 要求距离大于10km 4 场地建设条件地形越平坦越好 其坡度应有利于填埋场和其他配套建筑设施的布置 不宜选择在地形坡度起伏变化大的地方和低洼汇水处 原则上 地形的自然坡度不应大于5 场址应选在渗透性弱的松散岩层或坚硬岩层的基础上 填埋场防渗层的渗透性系数K 10 7cm s 并具有一定厚度 地下水位埋深大于2m 隔水层黏土厚度越大越好 一般要求大于6m 与供水井的距离至少大于300m 远离水源地500m以上 第五节噪声污染控制规划 一 噪声现状监测与评价噪声监测根据 城市区域环境噪声适用区划分技术规范 GB T15190 94 中各类噪声标准的适用区域划分原则 并结合城镇范围的具体情况优化选取能代表某一区域环境噪声平均水平的测点 如道路边 镇中心 居住区 厂区 等进行监测 测定项目为连续等效A声级 分析监测数据 对照 城市区域环境噪声标准 GB3096 93 中相应的功能区标准作出污染状况评价 二 噪声污染源发展预测 随着经济发展 人口增加 工业生产规模扩大 交通车辆递增 噪声污染呈增长趋势 可以采用模型方法预测规划期限内噪声污染的发展变化情况 社会噪声和建设施工噪声具有更多的不确定性 其定量方法有待进一步研究 鉴于交通噪声是城市的主要噪声来源 所以下面以交通噪声和区域环境噪声预测为主进行介绍 第五节噪声污染控制规划 1 i型车辆行驶于昼间或夜间 预测点接收到小时交通噪声值按式 8 7 计算 式中 LAeq i i型车辆行驶于昼间或夜间 预测点接收到小时交通噪声值 dB Lwi 第i型车辆的平均辐射声级 dB Ni 第i型车辆的昼间或夜间的平均小时交通量 辆 h i i型车辆的平均行驶速度 km h T LAeq的预测时间 在此取1h L距离 第i型车辆行驶噪声 昼间或夜间在距噪声等效行车线距离为r的预测点处的距离衰减量 dB L纵坡 公路纵坡引起的交通噪声修正量 dB L路面 公路路面引起的交通噪声修正量 dB 8 7 第五节噪声污染控制规划 2 各型车辆昼间或夜间使预测点接到的交通噪声值应按式 8 8 计算 式中 LAeq L LAeq M LAeq s 分别为大 中 小型车辆昼间或夜间 预测点接到的交通噪声值 dB LAeq 交 预测点接收到的昼间或夜间的交通噪声值 dB L1 公路曲线或有限长路段引起的交通噪声修正量 dB L2 公路与预测点之间的障碍物引起的交通噪声修正量 dB 8 8 第五节噪声污染控制规划 区域环境噪声受工业噪声 交通噪声影响 并与人口密度呈一定的相关关系 人口增加1倍 昼夜等效声级将提高3dB A 预测采用点声源自由场衰减模式 仅考虑距离衰减值 忽略大气吸收 障碍物屏障等因素 其噪声预测公式采用式 5 4 2 区域环境噪声预测 由上式预测每个噪声源在评价点的贡献值 再将所有声源在该点的贡献值用对数法叠加 得出噪声声源对该点噪声的贡献值 贡献值与本底值叠加 即得出影响预测值 具体模式如下 8 9 式中 L 评价点噪声预测值 dB Li 第i个声源在评价点产生的贡献值 dB n 点声源总数 三 噪声控制规划方案 1 明确噪声控制规划目标确定噪声控制规划目标 首先要考虑城市居民生活发展的基本要求 国家和地方对环境质量目标的控制要求 还要考虑城市经济的发展水平 再根据区域噪声现状 主要环境影响的预测分析 结合城市综合整治定量考核标准 确定中长期噪声控制目标 2 划分的声环境功能区根据 城市区域环境噪声标准 GB3096 93 中适用区域的定义 结合城镇建设的特点来划分环境噪声功能区 城市区域环境噪声标准 GB3096 93 城市5类环境噪声标准值列于下表 等效声级LAeqdB 城市区域环境噪声标准 GB3096 93 1 0类标准适用于疗养区 高级别墅区 高级宾馆区等特别需要安静的区域 位于城郊和乡村的这一类区域分别按严于0类标准5dB执行 2 1类标准适用于以居住 文教机关为主的区域 乡村居住环境可参照执行该类标准 3 2类标准适用于居住 商业 工业混杂区 4 3类标准适用于工业区 5 4类标准适用于城市中的道路交能干线道路两侧区域 穿越城区的内河航道两侧区域 穿越城区的铁路主 次干线两侧区域的背景噪声 指不通过列车时的噪声水平 限值也行该类标准 3 制定噪声控制规划方案根据噪声功能区划执行相应的国家标准 进行噪声控制 建立噪声达标区 控制混杂在居民区中的中小企业噪声 对严重扰民的噪声源分别采用隔声 吸声 减震 消声等技术治理 无法治理的应转产或搬迁 企业内部要合理调整布局 如把噪声大 离居民区近的噪声源迁至厂区适当位置 以减小对居民的干扰 企业与居民区之间应建立噪声隔离区 设置绿化带 以达到减噪 防噪的目的 在社会噪声的控制方面 城市内要禁止各单位特别是歌舞厅等娱乐场所在外安装高音喇叭 销售过程使用的音响设备对外辐射声音的声级 室外1m处 必须达到该区域 工业企业厂界噪声标准 GB12348 90 在建筑施工噪声的管理方面 城区建筑施工噪声必须符合 建筑施工场界噪声限值 GB12523 90 的规定 建筑单位应尽量采用先进的低噪声机械 并对作业场所采取隔声和消声措施 在交通噪声的综合整治方面 控制机动车辆增长速度 逐步增加低噪声的新车 限制行车路线以避开噪声控制区 不同车辆分类分道行驶 限速限车 对噪声大的车辆和船舶安装有效的消声装置 城中心区禁止鸣笛 加强道路改造 完善城镇道路系统 一 二级主干道不经过噪声敏感区 在新开主干道两侧40m范围内不再新建噪声敏感建筑物 加强道路及航道两旁绿化 建设防护林带 选择吸音效果好的树种 如法国梧桐 合欢 女贞等 进行乔 灌 草综合防护 第六节城市环境规划案例 成都高新南区污染物总量控制规划 一 规划目标国家级成都高新技术产业开发区南区位于成都市南郊 与旧城区连为一体 面积为47km2 截至2004年末 高新南区总人口为14 5万人 全年实现国民生产总值168亿元 预计2007年国民生产总值达到255亿元 2010年可达到400亿元 由于靠近城区 区内主要水体均受到有机污染 多为四 五类水 但环境空气质量良好 满足环境质量标准 GB3095 1996 二级标准要求 除交通干线外 声学环境质量较好 该区域污染物总量控制规划的目标是 通过规划的实施 用3至5年时间使环境污染得到基本控制 规划区环境质量达到相应标准的要求 初步实现环境与社会经济的协调发展 成都高新南区规划 二 水污染总量控制规划 本规划涉及的河流为龙爪堰 栏杆堰两个控制单元 1 工业污染源调查及评价工业污染源调查情况见表8 2 2 城市生活污染源调查与评价 各控制河段的生活污染源调查情况见表8 3 3 农村生活污染源调查与评价 农村生活污染源调查情况见表8 4 4 地表水环境容量计算 入境水质达到标准要求时 高新南区水污染物允许排放量计算结果见表8 5 5 各类污染物削减计划 根据成都高新南区规划 到2007年全部取消规模化畜禽养殖和散养 农村面源的污染继续减少 全部工业废水和80 的城镇生活污水能够进入城市管网 进入污水处理厂进行处理 为此 确定各控制单元的近期削减量见表8 6 2010年各控制单元的削减量见表8 7 由以上分析可见 从现在到2010年规划年 要使高新南区各控制单元的水环境质量达标是可行的 三 大气污染总量控制规划 1 污染源调查与评价除城镇居民区外 高新南区大气污染源不多 统计情况见表8 8 2 大气环境容量计算结果 根据A P值法 计算出大气环境容量 允许低架源排放量 允许高架排放量限制见表8 9 表8 10 表8 11 3