第六章大气环境规划2010

1、第六章第六章 大气环境规划大气环境规划 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。的大气环境规划是行之有效的手段。第一节第一节 大气环境规划的内容和类型大气环境规划的内容和类型一一 、大气环境规划的内容

2、、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，应在大气环境规划时，应首先首先对大气环境系统进行系统分对大气环境系统进行系统分析，确定各子系统之间的关系；析，确定各子系统之间的关系；其次其次对规划期内的主要资源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、输进行需求分析，重点分析城市能流

3、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。提供可靠保证。 大气环境规划简图大气环境规划简图弄清问题弄清问题确定环境目标确定环境目标建立源与目标关系建立源与目标关系选择方法建立模型选择方法建立模型确定优化方案确定优化方案方案实施方案实施二二 、大气环境规划的类型、大气环境规划的类型 （一）大气环境系统（一）大气环境系统 构成大气环境系统的子系统可以概括为构成大气环境系统的子系统可以概括为大气环境过

4、程子系统大气环境过程子系统、大气污染物排放子系统大气污染物排放子系统、大气污染控制子系统大气污染控制子系统及及城市生态子系统城市生态子系统。 大气环境系统图大气环境系统图第一节第一节 大气环境规划的内容和类型大气环境规划的内容和类型（二）大气环境规划的类型（二）大气环境规划的类型 1. 大气环境质量规划大气环境质量规划 2. 大气污染控制规划大气污染控制规划 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。规划的全过程。第一节第一节 大气环境规划的内容和类型大气环境规划的内容和类型三三 、能流分析、能流分析 能流分析是大气环

5、境规划基本方法之一，主要针对能源的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输入、转换转换、分配分配和和使用使用的全过程系统分析，剖析大气污染物的全过程系统分析，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。的最佳方案。 能流网络图能流网络图（一）能流过程分析（一）能流过程分析（二）能流平衡分析（二）能流平衡分析（三）能流过程优化分析（三）能流过程优化分析辅助能源能流网络图辅助能源能流网络图大气污染物大气污染物排放系统排放系统大气污染大气污染控制子系统控制子系统大气环境大气环境过程子系统过程子系

6、统大气环境质量大气环境质量城市生态城市生态子系统子系统 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。境质量满足保护以人为主体的城市生态系统的需要。第二节第二节 大气环境规划的组成大气环境规划的组成 （一）（一）大气污染源大气污染源 (人为大气污染源人为大气污染源 天然大气污染源

7、天然大气污染源) （二）大气环境评价（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：大气环境现状评价是一个环境系统工程，一般应包括：区域区域污染源调查和评价污染源调查和评价、区域大气环境现状监测及数据分析区域大气环境现状监测及数据分析和和区域大区域大气环境现状评价气环境现状评价。（三）（三）大气环境污染预测大气环境污染预测 进行大气污染预测，进行大气污染预测，首先首先确定主要污染物，以及影响排污量确定主要污染物，以及影响排污量增长的主要因素；增长的主要因素；然后然后预测排污量对大气环境质量的影响。这就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

8、择能够表达这种关系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：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）预测一是污染物排放量（源强）预测；二是大气环境质量变化预测二是大气环境质量变化预测。一、大气环境评价和预测一、大气环境评价和预测人为大气污染源人为大气污染源天然大气污染源天然大气污染源1. 区域污染源调查和评价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。污染源调查的目的是弄清区域本地污染的来源。根据区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域内污染源的类型、性质、排放量、排放特征及相

9、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，影响程度，通过污染源的评价，确定出该区域的主要污染源通过污染源的评价，确定出该区域的主要污染源和主要污染物和主要污染物。 2. 区域大气环境现状评价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、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。数量和分布的重要手段。二、大气环境规划目标和指标体系二、大气环境规划目标和指标体系（一）大气环境规划目标（一）大气环境规划目标 主要包括主要包括大气环境质量目标大气环境质量目标和和大气环

10、境污染总量控制目标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 大气环境质量目标是基本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，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。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 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，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，其余基础

11、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。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、大气环境规划目标和指标体系（二）大气环境规划的指标体系（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。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，作公认、

12、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。素。大气环境规划指标必须具有以下特点：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；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；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；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。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、大气环境规划目标和指标体系（二）大气环境规划的

13、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的大气环境规划指标体系。 1. 大气环境规划指标大气环境规划指标 我国的大气环境规划指标应分为我国的大气环境规划指标应分为气象气候指标气象气候指标大气环大气环境质量指标境质量指标大气环境污染控制指标大气环境污染控制指标城市环境建设指标城市环境建设指标城城市社会经济指标市社会经济指标等。等。 2筛选大气环境规划指标的方法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，大气环境规划属于综合性的环境规划，因此指

14、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。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。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求的

15、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。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三、大气环境功能区划分一类区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；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、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；一般工业区和农村地区；三类区三类区为特定工业区。为特定工业区。分别执行大气质量标准一级、二级、三级。根据分别执行大气质量标准一级、二级、三级。

16、根据环境空气质量标准环境空气质量标准 GB3095-199612345很不适合很不适合不适合不适合基本适合基本适合适合适合很适合很适合人口密度人口密度很大很大较大较大一般一般较小较小很小很小商业密度商业密度很大很大较大较大一般一般较小较小很小很小科教医疗单位密度科教医疗单位密度很大很大较大较大一般一般较小较小很小很小单位面积工业产值单位面积工业产值很高很高较高较高一般一般较低较低很低很低风向风向主导风向主导风向下风向下风向偏下风向偏下风向中间中间偏上风向偏上风向上风向上风向主导污染系数方位主导污染系数方位下方位下方位偏下方位偏下方位中间中间偏上方位偏上方位上方位上方位最小风频最小风频上风向上风

17、向偏上风向偏上风向中间中间偏下风向偏下风向下风向下风向最小污染系数方位最小污染系数方位上方位上方位偏上方位偏上方位中间中间偏下方位偏下方位下方位下方位基本风向基本风向下风向下风向偏下风向偏下风向中间中间偏上风向偏上风向上风向上风向污染系数污染系数基本污染系数方位基本污染系数方位下方位下方位偏下方位偏下方位中间中间偏上方位偏上方位上方位上方位单位面积污染物排放单位面积污染物排放量量很大很大较大较大一般一般较小较小很小很小大气污染程度大气污染程度很严重很严重较严重较严重一般一般较轻较轻很轻很轻表表6-2 6-2 二类功能区单因子分级评分标准二类功能区单因子分级评分标准评价描述评价描述单因子综合单因

18、子综合评分值比较评分值比较功能区功能区属于二类功能属于二类功能区区属于三类功能属于三类功能区区很适合或适合很适合或适合二类功能区二类功能区基本适合基本适合很适合或适合很适合或适合三类功能区三类功能区基本适合基本适合ABB二类功能区二类功能区A B三类功能区三类功能区不适合或很不不适合或很不适合适合二类功能区二类功能区不适合或很不不适合或很不适合适合三类功能区三类功能区表表6-3 6-3 大气环境功能分区的确定方法大气环境功能分区的确定方法A=（X2max-X2）/（ X2max-X2min ）B= （X3max-X3）/（ X3max-X3min ）第三节第三节 大气污染物总量控制大气污染物总

19、量控制 大气污染物排放总量控制区大气污染物排放总量控制区（简称总量控制区）是当地人（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称为非总量控制区非总量控制区。例如，广大农村以及工业化水平低的边。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远荒僻地区。但对大面积酸雨危害地区应尽量设置SO2和和NOx排放总量控制区。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

20、放总量，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。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二、大气污染物允许排放总量计算方法(一一) A-P值法计算控制区域允许排放总量值法计算控制区域允许排放总量 1. A值法值法 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值就能计算出该面

21、积上的总允许排放量。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，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。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：值法的基本原理： S总量控制区总面积，总量控制区总面积，km2；Si第第i个功能区面积，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二、大气污染物允许排放总量计算方法A值法基本原理：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，总量控制区某种污染物年允许排放量限值，104t;Qaki第第i功能区某种污染物年允许排放量限值，功能区某种污

22、染物年允许排放量限值，104t；n功能区总数；功能区总数；i总量控制区内各功能分区的编号；总量控制区内各功能分区的编号；k某种污染物下标；某种污染物下标；a总量下标；总量下标；（6 - 4）Csi与第与第i功能区类别对应的年日平均浓度限值，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，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二、大气污染物允许排放总量计算方法(一一) A-P值法计算控制区域允许排放总量值法计算控制区域允许排放总量 2. P值法值法 P

23、值法属于烟囱排放标准的地区系数法，只要给定值法属于烟囱排放标准的地区系数法，只要给定烟囱的高烟囱的高度度，再根据当地点源排放控制系数，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，就能立即求得该烟囱的允许排放量。许排放量。 Q污染物允许排放量污染物允许排放量; P0平均风速稀释系数；平均风速稀释系数；P允许排放指标允许排放指标; P1横向稀释系数；横向稀释系数；Csi环境质量目标环境质量目标; P2风向方位系数；风向方位系数；He排气筒有效高度；排气筒有效高度； P3排气筒密集系数；排气筒密集系数；P4经济技术系数；经济技术系数；来源：来源：制定地方大气污染物排放标准的技术方法制定地方

24、大气污染物排放标准的技术方法（GB/T 3840-91） A P二、大气污染物允许排放总量计算方法二、大气污染物允许排放总量计算方法3. A-P值法值法 在在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。总量。若将二者结合起来，则可以解决上述问题。所谓的所谓的 A-P值法是指用值法是指

25、用A值法计算控制区域中允许排放总量，用修正的值法计算控制区域中允许排放总量，用修正的P值值法分配到每个污染源的一种方法。法分配到每个污染源的一种方法。高架点源高架点源 H100m；中架点源；中架点源30H100m； 低架源低架源 H300重污染重污染健康人运动耐受力降低，健康人运动耐受力降低，有明显强烈症状，提前有明显强烈症状，提前出线某些疾病出线某些疾病老年人和病人应当留在老年人和病人应当留在室内，避免体力消耗；室内，避免体力消耗；一般人应避免户外活动一般人应避免户外活动表表6-4不同级别的空气质量对人体的影响不同级别的空气质量对人体的影响大气污染源评价大气污染源评价 工业污染源是南拓区大气

26、环境污染的主要来源。工业废气工业污染源是南拓区大气环境污染的主要来源。工业废气污染物污染物主要是主要是SO2，其污染负荷比为，其污染负荷比为83. 5 %。主要。主要污染源污染源有广有广州珠江电厂、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者污染负荷比之和占到85. 87 %；南拓区工业污染源的分布特；南拓区工业污染源的分布特点是点是污染源规模小，布局分散，各镇区工业结构相似污染源规模小，布局分散，各镇区工业结构相似。工业废。工业废气排放量最大的是南沙经济技术开发区。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

27、划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，但是重石化和钢铁工业，但是南拓区不设三类区南拓区不设三类区。南拓区地形多为。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源涵养林约占总面积的2%左右，应划分为左右，应划分为一类区一类区。其余绝大。其余绝大部分为农田和未来建设用地，列为部分为农田和未来建设用地，列为二类区二类区。大气环境容量估算大气环境容量估算 南拓区地理位置比较特殊，大气环境易受广州市至珠江

28、口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是将规划区隔离起来，完全不考虑外部污染源的影

29、响源的影响；(2) 是将规划区置于珠江三角洲范围内，尽量考虑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。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。模型对比分析计算。大气环境容量估算大气环境容量估算 结果表明结果表明: 南拓区南拓区SO2 环境容量为环境容量为46000 85655t/ a，烟尘环境，烟尘环境容量为容量为53106870t/ a 。其中，番禺区。其中，番禺区SO2 和烟尘环境容量分和烟尘环境容量分别为别为1610026555t/ a 和和18602130t/ a ；大南沙地区；大南沙地区SO2 和烟和

30、烟尘环境容量分别为尘环境容量分别为2990059100t/ a 和和34504740t/ a 。环境。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大。域外部污染源的影响较强，目前内源的贡献相对不大。能源系统分析与污染排放预测能源系统分析与污染排放预测 针对针对工业源工业源、民用源民用源和和流动源流动源分别进行污染排放预测。工业分别进行污染排放预测。工业源分为源分为规划产业源规划产业源和和其它产业源其它产业源两类。初步规划产业的能耗和污两类。初步规划产业的能耗和污染物排放预测采用染物排放预测采用系数法系数法，具体又根据生态优先原则划分出国际，具体又根据生态优先原则划分出国际先进、国内领先和国内平均三个水平；其它产业源的能耗采用先进、国内领先和国内平均三个水平；其它产业源的能耗采用弹弹性系数法性系数法预测。民用源能耗预测主要参考预测。民用源能耗预测主要参考人口变化人口变化和和居民燃气普居民燃气普及率及率。流动源预测的基本假设是，依据生态优先原则，番禺区逐。流动源预测的基本假设是，依据生态优先原则，番禺区逐步淘汰摩托车，而大南沙地区则严格限制摩托车的发展