环境影响评价课设

击H率中斜技人尊辛琴拿障E—HUAZiHOAffij心MV：E修由TVOFSCIENCEAMDTECHgLgYW£^H<JACO£l£<3£《环境影响评价》课程设计题目：武汉市交通环境容量和交通环境承载力环境影响评价报告书学生姓名:学号：专业班级:指导教师:2013年6月6日TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"总则.1\o"CurrentDocument"1.1评价任务由来、评价目的、依据1\o"CurrentDocument"1.2评价因子与评价标准1\o"CurrentDocument"1.3评价对象及污染源2\o"CurrentDocument"工程分析2\o"CurrentDocument"2.1项目地理位置简介2\o"CurrentDocument"2.2武汉市气象资料2\o"CurrentDocument"城市交通环境容量.23.1城市交通环境容量基本概念33.1.1定义3\o"CurrentDocument"3.1.2城市交通环境容量的制约因素3\o"CurrentDocument"3.1.3城市交通环境污染容量33.1.4交通环境资源容量4\o"CurrentDocument"3.2武汉市交通环境容量现状调查与评价4\o"CurrentDocument"3.3武汉市交通大气环境容量预测5\o"CurrentDocument"3.3.1常用大气环境容量计算模型5\o"CurrentDocument"3.3.2大气环境容量计算模式的选取63.3.3武汉市交通大气环境容量计算73.3.4环境影响预测与影响9\o"CurrentDocument"交通环境承载力9\o"CurrentDocument"4.1交通环境承载力基本概念10\o"CurrentDocument"4.2.武汉交通大气环境承载力104.2.1交通大气承载力模式104.2.2主要参数确定11\o"CurrentDocument"4.2.3交通大气环境承载力计算12\o"CurrentDocument"评价结论.14武汉市交通环境容量和交通环境承载力环境影响评1总则1.1评价任务由来、评价目的、依据目前，武汉市约有80万辆机动车（摩托车、农用车除外），机动车尾气中的细微颗粒物、一氧化碳、氮氧化物等已成为影响城市空气质量的祸首。城市发展过程伴随着十分严重的空气污染，一是私人机动车迅猛增长；二是电动自行车发展迅猛，保守估计目前武汉至少有100万辆电动自行车。导致了对自然和人类生态系统的损害，主要包括人体健康、农业和森林资源、材料和结构腐蚀等。这些空气污染造成的损失从经济的角度上看是十分现实的，并且将会限制未来经济的增长和国家福利的发展。目前机动车辆排放已开始引起中国城市严重的空气污染。为了防治机动车排气污染，保护和改善武汉市大气环境，保障市民身体健康，促进经济可持续发展，故需对武汉市交通环境容量和交通环境承载力经行评价。武汉市环境空气污染主要来自汽车行驶产生的扬尘污染和机动车尾气污染（主要污染物排放因子CO、NOx）。本评价对机动车排放的CO、NOx为限制因子进行预测。通过对确定基于交通环境承载力的城市交通容量，以城市环境承载力为约束条件预测城市内可容纳的最大乘用车保有量，预测2015年的交通承载力保有量，从而控制机动车增长过快，改善我们的生活环境。1.2评价因子与评价标准城市交通环境容量可以划分为两类：一是交通环境污染容量，指环境对交通系统排放的污染物，如CO、CH、NOx等的最大负荷量；二是交通环境资源容量，指环境提供给交通系统的环境资源，如土地，燃油等的最大使用量。本次评价属于第一类，而大气中NOx主要是NO2，故主要评价因子定为CO和NO2。武汉市全年平均风速u为1.3m/s，武汉的混合层平均高度为703.9m。研究区域为武汉市都市发展区，即是以外环线高速公路附近的乡、镇行政边界为基本界线，总用地面积约为3261km2。武汉市2015年的城区大气环境质量目标值为国家二级标准，根据《大气环境质量标准》（GB3095-1996）可查出相应地NO2的年均值浓度目标值为0.08mg/m3，而该标准中没有CO年均值的限制，根据国标中一般规定年均值为日均值一半的规律，将国家标准中CO日均值二级标准的l/2作为本文的浓度目标值，即为2mg/m3。1.3评价对象及污染源城市交通环境容量的研究对象为环境系统，研究目标是确定自然环境（大气、水等）能够容纳交通系统排放污染物的限值与环境的资源能源（包括能源、用地等）能够供给交通系统使用的最大值。武汉市城市道路交通大气环境承载力是指在满足大气环境质量标准的约束下，城市区域所能承载的道路交通系统的最大发展规模或强度。本评价的研究对象为市内道路交通，即不讨论铁路运输、航空运输、水路运输等其它的运输方式。市内道路交通又分为机动车交通、非机动车交通、行人交通等多种交通方式，由于非机动车交通与行人交通基本上不产生环境污染，或者说，与机动车交通相比，其环境影响微乎其微，所以为简化研究对象，本评价讨论的城市道路交通系统为机动车交通。工程分析2.1项目地理位置简介武汉市位于江汉平原东部，长江中游与长江、汉水交汇处。东经113°41七115°05,，北纬29°58七31°22，。东端在新洲区柳河乡将军山，西端为蔡甸区成功乡窑湾村，南端在江夏区湖泗乡刘均堡村，北端至黄陂区蔡店乡下段家田村。市区由隔江鼎立的武昌、汉口、汉阳三镇组成，通称武汉三镇。全市土地面积8467.1平方公里。武汉素称九省通衢，水陆交通极为方便，特别是扼长江几万公里水运的中枢，虽处内陆却有巨轮出入之便。2.2武汉市气象资料武汉市地处中纬度，太阳辐射季节性差别大，远离海洋，陆面多为矿山群，春夏季下垫面粗糙且增湿快，对流强，加之受东亚季风环流影响，其气候特征冬冷夏热、四季分明，光照充足，热能丰富，雨量充沛，为典型的亚热带东亚大陆性气候。根据湖北省气象局提供的1990~2009统计数据，武汉市年平均气温17.6°C。年平均降水量1286.7mm，全年日照1843.4小时。境内多东北风，年平均风速为每秒1.3m。由1990〜2009年的风频统计数据可知，静风频率最大，为28%，风向角范围（22.5度到45度之间的夹角）风频之和均小于30%，说明该区域主导风向不明显。武汉市由于其地理位置的特殊性，是各路冷空气南下的必经之地，而由于冷空气形成的源地不同，移动路径不同，其本身的空气质量及其移动过程中产生的变化都会以平流的形式影响预报区域。城市交通环境容量3.1城市交通环境容量基本概念3.1.1定义城市交通环境容量（UTEC）有狭义和广义之分。狭义的城市交通环境容量是指在一定时期内和一定环境质量标准的约束下，在人类生存和生态环境不受损害的前提下，某一城市交通环境所能容纳交通系统排放污染物的最大负荷量。广义的城市交通环境容量既包括对交通系统排放污染物的最大负荷量，又包括利用环境资源的最大使用量。城市交通环境容量的研究对象为环境系统，研究目标是确定自然环境(大气、水等)能够容纳交通系统排放污染物的限值与环境的资源能源(包括能源、用地等)能够供给交通系统使用的最大值。3.1.2城市交通环境容量的制约因素城市交通环境容量(UTEC)是一个总量特征值，它受以下因素的制约：交通系统所在城市的社会、经济发展特征，如区域功能规划、产业结构等；交通系统所在的自然环境特征，如气候、水文、地理状况、植被状况、自然环境本底值等；交通系统所在区域的环境质量目标，如环境空气质量标准等。城市交通环境容量可以划分为两类：一是交通环境污染容量，指环境对交通系统排放的污染物，如CO、CH、NOx等的最大负荷量；二是交通环境资源容量，指环境提供给交通系统的环境资源，如土地，燃油等的最大使用量。3.1.3城市交通环境污染容量环境污染是指由人类的活动所引起的环境质量下降而有害于人类及其它生物的正常生存和发展的现象。污染容量的概念是相对于环境污染来说的。环境污染容量是指在不影响人类和其它生物正常生存，不引起环境功能的恶化的情况下，大气环境系统能够承受的排放到大气中的污染物最大量。大气环境容量为污染物的排放提供了一个限值，在不超过此限值的情况下，环境系统能够正常运行和实现良性发展。按照污染形态分类的分类方法，交通系统对环境的污染主要包括废气污染、噪声污染与振动污染。噪声与振动是机械波在介质中的传播造成的是一种能量，非实体性的物质。无法用具体客观的数值界定环境对于噪声污染与振动污染的负荷量。只有废气是实体性的物质，可以对其体积、质量进行衡量。因此，城市交通环境污染容量仅指环境对城市交通系统排放的大气污染物的负荷量，即城市交通大气环境容量UTAEC(urbantrafficatmosphericenvironmentalcapacity)o交通环境机动车排放的大气污染物主要包括一氧化碳、碳氧化合物、氧化物、颗粒物、二氧化硫、二氧化碳、醛类等。还有汽车排放到大气中碳氧化合物和氮氧化物在特定的气象和地理条件下形成的光化学烟雾，其危害性更大。在这些有害成分中，CO、HC、NOx和颗粒物是造成大气污染的主要物质。根据机动车排放污染物的种类，城市交通大气环境容量UTAEC(urbantrafficatmosphericenvironmentalcapacity)可表示为：UTAEC={X],X2，...Xn}（式8-1-1）式中X.-城市大气环境对于机动车排放的第i种污染物的最大负荷量。由上式8-1可知，UTAEC由若干个分量组成，每个分量代表城市大气环境对机动车排放的某一类大气污染物的最大负荷量。各分量之间是相互独立，互不关联的。3.1.4交通环境资源容量交通系统消耗的自然资源包括交通工具生产、使用和维修过程中耗用的各种资源，还包括服务于各种交通工具的所有交通设施建设、运营和维修所用的资源，其中主要用于交通系统的自然资源有土地资源、能源资源和矿产资源。交通系统的正常运行必须建立在对各种自然资源进行利用的基础上。交通系统发展所需消耗和占用的资源主要有土地资源、能源资源（包括汽油、柴油、天然气、电力等）和矿产资源（钢、铁、铝、铅、铜、塑料、橡胶、玻璃等）。因此，交通环境资源容量TERC（trafficenvironmentalresourcecapacity）主要是指能够提供给交通系统利用的土地资源、能源资源和矿产资源的最大值，可用如下公式表示：TERC={LRC，ERC，MCC}（式8-1-2）式中：LRC—土地资源容量；ERC—能源资源容量；MCC—矿产资源容量。交通环境资源容量与环境资源的丰富程度，及可提供给交通系统使用的资源量占资源总量的比例密切相关。3.2武汉市交通环境容量现状调查与评价本评价的研究对象为武汉市内道路交通，即不讨论铁路运输、航空运输、水路运输等其它的运输方式。市内道路交通机动车尾气已成为城市大气污染的一个重要来源，大气中氮氧化物空气污染指数很高，已成为大气环境中首要的污染因子，这与机动车数量的急剧增长密切相关。武汉市作为一个内陆港口城市，每天过境大中型货车、港口轮渡通行量不断增加，同样制造了大量空气污染尾气。另一方面，武汉市人口量激增，机动车通行量难以下降，产生的空气污染物质有增无减。据武汉市交管局统计，近几年武汉市机动车保有量呈爆炸式增长。2007年约为76万辆，2008年约为78万辆，2009年约为90.7万辆，2010年约为105万辆，到2011年已接近120万辆，其中私人摩托车约为23.5万辆，私人小轿车约为67.5万辆。据武汉市环保局发布的《2012年武汉市机动车污染防治年报》统计，2002年到2012年，武汉市机动车保有量保持持续快速增长。2012年全市机动车保有量达到134.4万辆，约为2002年的5.6倍。《年报》显示，汽车是污染物排放总量的重要贡献者。全市氮氧化物排放总量15.58万吨，机动车氮氧化物排放占到全市的31.1%。机动车污染排放成为空气污染的重要来源之一，环境压力十分巨大。2012年武汉机动车排污情况排放物排放量同比增长汽车排放占比氮氧化物(NO)x4.84万吨4.3%96.64%碳氢化合物(HC)2.38万吨3.9%89.11%氧化碳(CO)20.07万吨4.3%90.79%颗粒物(PM)0.49万吨4.7%98.20%3.3武汉市交通大气环境容量预测大气环境容量是一种特殊的环境资源，它与其它自然资源在使用上有着明显的差异。鉴于环境条件和污染物排放的复杂性，准确计算一定空间环境的大气环境容量是十分困难的，因为大气是没有边界的，一定空间区域内外的污染物互相影响、传输、扩散。在做一定的假设后，可借助数学模型模拟估算一定条件下的大气环境容量。机动车排放尾气污染主要有CO、NO2、烃类，本评价选取CO、no2为评价因子，计算武汉市交通大气环境容量。3.3.1常用大气环境容量计算模型常用于计算区域大气环境容量的模型主要包括A一P值法模型、箱模式、线性优化模型、ADMS模式与复合模式五类。A一P值法模型A一P值法模型为国家标准《制定大气污染物排放标准的技术方法》提出的总量控制区排放总量限值计算公式，根据计算出的排放量限值及大气环境质量现状本底情况，确定该区域容许的排放量即大气环境容量。A—P值法是基于箱模式推导出的，是目前国内广泛使用的大气污染物宏观总量控制法，已被很多学者应用于大气环境容量的研究。该方法简单易行但用该法计算区域大气环境容量，往往因未考虑污染物十、湿沉积及化学转化，因此存在较大的误差。箱模式箱模式是把整个城市空间(或某一区域空间)看作是由一个或多个距形箱体组成，箱底和箱顶分别为城市下垫面及混合层顶，四周由城市(或区域空间)的范围确定。按箱体个数，可分为单箱模型和多箱模型。箱体模型忽略不计污染物浓度的空间差异，将箱体视为一个污染物能在瞬间分散到空间隔部位的连续流完全混合反应器。箱体内的平均浓度变化依赖于污染物排放量、上风向输入量、垂直方向流出量、下风向输出量的平衡。城市箱模式虽然简单，但是抓住了大气污染的主要输入、输出关系，其建立也有着一定的理论基础，运用得当可以得出较为可信的结果，故而至今仍被广泛采用。与A一P值法相比，箱模式考虑了十、湿沉积及化学转化的影响，其计算得出的大气环境容量比A一P值法计算结果更为准确。但单箱大气质量模型没有考虑污染物在垂直方向的扩散系数及风场随高度变化的影响，也没有考虑到研究区域内大气污染物的分布不均匀性，因此只适用于宏观区域范围内空气整体质量与大气环境总容量的研究。（3）线性优化模型大气环境容量的研究是一个系统工程问题，可用系统论的观点与方法来解决。系统规划的方法有多种，目前，计算大气环境容量使用最多也最简单有效的方法是线性优化模型。线性优化法是将环境容量的计算变为线性规划问题并求解。线性规划模型是以不同功能区的环境质量保护目标定为约束条件，以区域污染物排放量极大化为目标函数，建立源排放和环境质量之间的输入响应关系。各污染源最大允许排放量之和，就是给定条件下的区域大气环境容量。线性优化方法能够充分反映污染源排放和控制点浓度的复杂关联，计算得的区域大气环境容量较为准确。但该方法需要更多的输入资料，具体使用不如箱模式与A一P模式简便。（4）ADMS模式近年来，新一代城市空气质量模型一ADMS扩散模型被很多学者应用于大气环境容量的研究。该模型是一个三维高斯模型，融合了大气边界层研究的最新进展，可以利用常规气象要素来定义边界层结构，边界层之内的污染物浓度分布遵循高斯烟羽浓度分布规律，且在地表和逆温层之间反射。ADMS模型可以模拟计算点源、线源、面源、体源所产生的浓度，特别适用于对高架点源的大气扩散模拟。ADMS模型较好的模拟了大气扩散过程，用其测算的大气环境容量结果较为可信。3.3.2大气环境容量计算模式的选取大气环境宏观容量是考虑在整个城市范围内，大气环境对交通污染的承受能力，研究的是城市尺度下的大气污染物最大负荷量。由于此宏观的大气环境容量计算是为控制城市交通的最大发展规模，制定宏观的交通决策提供依据，而不考虑分区、分线路的城市中尺度与微尺度的机动车大气污染扩散情况，根据此研究目标，选取合适的环境容量模型来建立交通大气环境容量的计算模型。根据前面介绍的几种大气环境容量计算模型的特点，线性优化模式，ADMS模式与复合模式可用于计算城市区域进一步划分后小范围内各功能区的大气环境容量的准确估算，而城市尺度的大气环境容量的研究不需要精确到中尺度的功能区大气环境容量的程度，只要能够求出城市范围内的大气环境总容量的合理值就能满足研究目标;而且这三种模型需要输入大量资料和进行繁琐的计算，不便于应用，对于宏观的大气环境容量预测要尽量选取简单易行，应用方便的模型。因此这三种模型不适用于城市交通大气环境容量的计算。A一P值法模型和箱模式都可用于计算大区域范围内的大气环境容量，并且简单易行，具有一定的合理性，应用也很广泛，可在这两种模型中选取城市交通大气环境容量的计算模型。A—P值法模型与箱模式相比，两者的计算原理是相同的，A一P值法本身就是基于箱模式推导得出的。但是A一P值法没有考虑污染物干、湿沉积及化学转化，计算结果为静态的大气环境容量，存在较大的误差。而箱模式是将这些因素考虑在内的，与A一P值法相比，其预测的大气环境容量更为合理准确。基于以上分析，评价选取箱模式构建城市交通的大气环境容量计算模型。箱模式又分为单箱模式与多箱模式，根据两类模式的特点，多箱模式适用于大区域范围内分区大气环境容量的进一步研究，单箱模式适用于宏观范围内的容量估算，因此，本评价采用单箱模式，其计算精度能够满足宏观大气环境容量预测的要求。单箱模式是已知污染排放强度的情况下求污染浓度的大气环境质量模型，大气环境容量模式是根据污染物浓度控制目标反推污染物排放总量的数学模型，基于改进单箱模式，可以推导得出大气环境容量模型。QA=n[3.1536x104CS(Vd+Vw+Kc)+27.948uH温亍(C一C0)](式8-2-1)式中qa—交通的大气环境容量，t；n—机动车排放分担率，%；S—研究区域的面积，km2；Vd，Vw—大气污染物的干、湿沉降速度，m/s；H—混合层的高度，m；Kc一大气污染物的化学转化速率，s-1；u—平均风速，m/s；C一大气污染物的浓度目标值，mg/m3；C0—大气环境本底值，mg/m3。3.3.3武汉市交通大气环境容量计算(1)交通大气污染物排放分担率关于交通污染排放分担率的标准，国家现未制定相关政策。假设交通流动源与其它固定源是以同比例增加或削减的，可根据现状的排放分担率作为预测的排放分担率，计算交通环境的大气容量。城市范围内，现状的交通污染排放分担率可通过具体的调查和计算获得。即首先调查计算城市内污染因子的详细排放清单，也即排放该污染物的各种污染源(固定源、面源、流动污染源、天然本底排放源等)的具体排放量，然后用城市内流动源中的交通系统排放污染总量除以区域内各污染源的总排放量，就可以得到该区域交通大气污染物排放量分担率。根据《武汉市环境保护“十二五”规划技术报告(征求意见稿)》中研究结果，武汉市2010年氮氧化物排放量共18.34万吨，机动车排放量8.15万吨，得到NOx机动车源的分担率为50%。另外根据《武汉市城市机动车尾气控制战略和实施计划研究》中的研究结论，CO机动车源的分担率为66%，固定源CO的排放主要来自于黑色金属冶炼及压延加工和非金属矿物制品业；与固定源排放相比，机动车尾气排放的CO排放量是固定源的近两倍。NOx的排放则大部分来自于电力、热力生产行业的燃料燃烧，机动车尾气排放在武汉城市总NOx排放量所占的比重稍小。(2)主要参数选取混合层高度由于地表受热，促使大气增温，引起对流，从下而上，下层空气强烈混合，大气层结趋于接近干绝热递减率，此层称为混合层。这一混合层伸展的高度称为混合层高度。混合层高度可以从地区的气象统计资料中得到，经调查武汉地区混合层高度为700m。大气环境本底值大气环境本底值指在无人为污染的情况下，大气中有害物质的浓度值。城市和已开发地区无法测得本底值，可以把自然条件相似而未开发地区的有害物质浓度作为己开发地区的本底值。大气污染物浓度目标值与机动车相关的污染物有三类:总悬浮颗粒物(TSP)、二氧化氮(NO2)、氮氧化物(NOx)与一氧化碳(CO)。选取CO、NO2为评价对象，其目标值可参照国家空气质量标准(GB3095-1996)及其修改单中二级标准。其他参数的确定NOx的十沉降Vd速度可取为NO与NO2的十沉降速度之和，为7.0065x10-4m/s。CO的十沉降速度取为0。CO的湿沉降速度Vw取为0。缺乏二氧化氮湿沉降速度的研究结果，本文根据氮的湿沉降与十沉降总量的比率和氮氧化物的干沉降速度来推算氮氧化物的湿沉降速度。根据前人的研究结果，氮的湿沉降占总大气氮沉降中的21%，推算二氧化氮的湿沉降速度为1.9x10-4m/s。大气中CO的性质较稳定，本文取CO的化学转化速率Kc为0。根据文献，浙江临安大气本底站调查计算的NOx的化学转化速率取为3%h-i。因此，取NOx的化学转化速率为8.3x10-65。武汉市全年平均风速u为1.3m/s，武汉的混合层平均高度为703.9m。研究区域为武汉市都市发展区，即是以外环线高速公路附近的乡、镇行政边界为基本界线，总用地面积约为3261km2。武汉市2015年的城区大气环境质量目标值为国家二级标准，所以C取二级年均标准。相应地NOx的浓度目标值为0.08mg/m3,而国家标准中没有CO年均值的限制，根据国标中一般规定年均值为日均值一半的规律，将国家标准中CO日均值二级标准的1/2作为本文的浓度目标值，为2mg/m3。大气环境本底值C0取为0，因为污染物NOx等主要是由人类的生产活动产生的，它在大气环境中的天然本底浓度很低，可近似取为0。综上所述，可以确定武汉地区交通大气环境容量参数取值见下表表1大气环境容量数学模型参数取值表nC（mg/m3）S（km2）Vd（m/s）Vw（m/s）H（m）KcU（m/s）C0（mg/m3）CO0.634232610070001.30NOx0.4440.0832617.006x10-41.9x10-47008.3x10-61.30（3）计算结果根据交通环境容量计算模型（式8-2-1）得到CO交通环境容量为184.164万吨，NO2的交通环境容量为5.487万吨。3.3.4环境影响预测与影响武汉交通大气环境容量预测：大气环境容量是一种特殊的环境资源，它与其它自然资源在使用上有着明显的差异。鉴于环境条件和污染物排放的复杂性，准确计算一定空间环境的大气环境容量是十分困难的，因为大气是没有边界的，一定空间区域内外的污染物互相影响、传输、扩散。在做一定的假设后，可借助数学模型模拟估算一定条件下的大气环境容量。机动车排放尾气污染主要有CO、NO2、烃类，本评价选取CO、no2为评价因子，计算武汉市交通大气环境容量。交通环境承载力4.1交通环境承载力基本概念环境承载力ECC（EnvironmentCarryingCapacity）可被定义为某一环境状态和结构在不发生对人类生存发展有害变化的前提下对所能承受的人类社会作用在规模、强度和速度上的限制，是环境的基本属性一有限的自我调节能力的量度。与资源承载力相比，环境承载力研究的承载对象从人口扩展到社会经济活动，研究范围进一步被拓展。环境容量很容易与环境承载力混淆。需要说明的是，环境容量与环境承载力是两个不同的概念。环境容量是指在环境功能不发生恶化的条件下，某一环境所能容纳的污染物的最大负荷量和可提供的资源最大使用量。环境容量只反映环境消纳污染物的功能和环境资源的丰富程度，环境承载力在此基础上全面表述环境系统对人类活动的支持功能。交通环境承载力TECC(TrafficEnvironmentalCarryingCapacity)是指一定时期和一定区域内，特定交通结构下，在交通环境系统的功能和结构不向恶性方向转变的条件下，交通环境所承受交通系统的最大发展规模。交通环境承载力可分为：交通环境资源承载力、交通环境污染承载力、交通环境心理承载力、交通环境经济承载力四类。4.2.武汉交通大气环境承载力城市道路交通大气环境承载力是指在满足大气环境质量标准的约束下，城市区域所能承载的道路交通系统的最大发展规模或强度。本评价的研究对象为市内道路交通，即不讨论铁路运输、航空运输、水路运输等其它的运输方式。市内道路交通又分为机动车交通、非机动车交通、行人交通等多种交通方式，由于非机动车交通与行人交通基本上不产生环境污染，或者说，与机动车交通相比，其环境影响微乎其微，所以为简化研究对象，本评价讨论的城市道路交通系统为机动车交通。4.2.1交通大气承载力模式城市交通大气环境承载力的研究是基于宏观的交通大气环境容量，评价的交通大气环境承载力的研究目标是，确定城市环境系统能够负荷的机动车最大发展规模。现有的用于计算城市范围内交通大气环境承载力的模型的基本思路是根据城市区域机动车污染源排放量控制目标值与城市的车辆实际运行排放因子，确定在环境空气质量标准的限制条件下的城市交通发展规模。现有模型在机动车污染物排放量控制目标的计算中，基于以下假设：城市区域污染物的排放量与环境浓度成正比。但是，大气污染浓度会受许多因素的影响，包括污染物扩散转移、十湿沉降、化学转化等等一系列的复杂反应，其中任何一个因素的改变都会影响到最终的污染浓度值。因此，污染物的排放量与环境浓度之间的关系不能用简单的线性关系表示，否则最终计算结果会有很大的误差。基于已有的环境承载力计算模型的缺陷，本评价对其进行了改进，利用上述交通大气环境容量的计算模式来代替现有模型中机动车污染物排放量控制目标的计算公式。基于箱模式的交通大气环境容量计算模式充分考虑了大气自身净化能力及各气象因素对污染物排放直至污染浓度形成过程的作用与影响，计算结果更加合理准确。改进后的宏观层面的交通大气环境承载力计算公式如下：K•Q并ei•Li•eiEC=i=i(式8-3-1)式中EC一机动车最大保有量，辆；Q一交通污染物的大气环境容量，t；药一第i种车型所占的比例，%；Li—第i种车型的年均行驶里程，万公里；ei一第i种车型的平均排放因子，g/km；K—单位转换系数，为100。上式分子的含义是一年内研究区域内的大气环境对机动车交通污染物排放的最大允许量，分母的含义是按各车型比例权重计算的单位机动车辆的大气污染物年均排放量，相除求得允许的机动车最大保有量。基于宏观交通大气环境容量计算的交通环境承载力，机动车的最大保有量，是一个宏观的总值，不考虑微观层次上交通流在路网上的分布和对环境影响的瞬时性和流动性。其研究结果可用于宏观决策分析，为政府制定交通政策和规划交通发展的最大规模提供依据4.2.2主要参数确定Q值为第三章的交通大气环境容量的计算结果，其值确定后可直接代入式8-3-1。si可根据对现状机动车保有情况的调查结果得出。Li可采用己有的机动车出行距离调查结果。机动车排放因子ei，是指单辆机动车运行单位里程排放污染物的量，单位为g/km。不同车型，不同污染物的排放因子不同。排放因子反映机动车的排放水平，是进行控制对策研究的基础和依据。在研究排放因子时，为了定量考虑各种影响因素，开发设计了一些计算程序和模式，比较先进、著名的有美国环保局(U.S.EPA)开发的MOBILE5列模式、美国加州空气资源局(CARB)开发的EMFAC模式、欧洲共同体(EEC)开发的COPERT模式等。这些模式都是在广泛的排放因子试验的基础上，建立了一套各参数之间的数据统计关系。中国目前还没有根据本国道路交通状况，建立自己的排放因子计算模式，因此目前计算排放因子的较好方法是根据国外先进的排放因子计算模式和中国的机动车特性、车队特点、道路运行特性等实际因素修正得到。清华大学环境工程系、北京汽车研究所、东南大学、广州市环境监测中心和中国环境科学研究院等多家研究单位根据我国城市的实际情况，选择了美国国家环保局开发的MOBILES模式模拟城市道路上运行机动车的排放因子水平，通过分析在用机动车台架测试的结果和中美排放控制水平的差异，进行模式的改进和参数修正，建立了适合中国城市特点的排放因子计算模式，并将该排放因子的计算结果用于中国典型城市机动车排放分布的计算，为城市机动车污染控制对策的建立提供了科学的依据。4.2.3交通大气环境承载力计算®si与ei表2武汉市机动车的分车型比例轻型汽油中型汽油重型汽油柴油轿车轻型柴油重型柴油摩托车11.184.211.820.929.542.3835.71分类汽油机动车轿车车型比例(％)34.24根据《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国III、W阶段)》(GB18352.3—2005)，第III阶段从2007年7月1日起执行，第W阶段从2010年7月1日起执行，全国范围内将执行第W阶段标准；通过比较《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国II阶段)》(GB18352.2-2001)与《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国III、W阶段)》(GB18352.3-2005)，以及《车用点燃式发动机及装点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法(第二阶段)》(GB14762-2002)与《车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法(中国III、W、V阶段)》(GB17691-2005)，结合《武汉市机动车排放因子的确定》和《武汉市城市机动车尾气控制战略和实施计划研究项目报告》等相关文献研究结果，并对速度因子作适当修正得到武汉市机动车分车型排放因子见下表。表3武汉市机动车分车型排放因子单位：g/km平均车速(km/h)分类机动车汽油轿车轻型汽油中型汽油重型汽油柴油轿车轻型柴油重型柴油摩托车20CO排放因子14.2115.9632.5853.911.161.77.316.46NOx排放因子0.430.780.860.920.370.6511.460.0430CO排放因子8.259.3415.3424.260.570.893.173

50NO50NOx排放因子0.610.640.730.860.410.717.760.03CO排放因子7.848.2114.3620.340.410.782.142.11NOx排放因子0.740.610.710.750.450.765.430.02②Li应用行驶里程分布计算结果，获取武汉市机动车分车型年行驶里程见下表。分类机动车汽油轿车轻型分类机动车汽油轿车轻型汽油中型汽油重型汽油柴油轿车轻型柴油重型柴油里程344.98.33.04.16.6表4武汉市机动车年均行驶里程单位：万公里摩托车③计算结果0.9分别以CO、NOx为污染物排放分析因子，在不同平均时速下，根据式8-3-1计算得到武汉市交通大气环境承载力见下表。表5武汉市交通大气环境承载力限值表单位：辆平均车行速度20km/h30km/h50km/hCO限制因子453626086252029625231NOx限制因子1721880202160622253222015年车速20.4km/h交通大气NOx、CO环境承载力1762436根据环境系统最小因子限制定律，武汉市交通环境的承载力受NOx大气容量的制约，平均车行速度为20km/h时可承受的最大机动车保有量为172.2万辆；平均车行速度为30km/h时可承受的最大机动车保有量为202.2万辆；平均车行速度为50km/h时可承受的最大机动车保有量为222.5万辆。根据《2010武汉市交通发展年度报告（蓝皮书）》中资料，2009年武汉市三环线内平均车速为20.4km/h，较2008年有所下降。本评价估算结果为：以NOx为限制因子，以平均车速保持在2009年的20.4km/h不再下降，预测2015年武汉市交通大气承载力为机动车拥有量176.2万辆。武汉市城市建设“十二五”规划实施后预计路网平均车行速度接近30km/h，武汉市可承受的机动车最大保有量为202.2万辆。规划预计2015年武汉市机动车拥有量将达到150〜180万辆。评价结论5.1预测结果分析及评价评价结果预测2015年武汉市交通大气承载力为最大机动车保有量为176.2万辆，但2012年全市机动车保有量已经达到了134.4万辆，所以剩余增长量为41.8万辆。但是考虑到武汉市的特殊地理位置，有不少大中型的货车和少量其他车从此路过，也会排放大量的尾气，其中也有一定比例的CO和no2,所以可增长的车量数应控制在41.8万辆以下。蓝皮书预测，未来几年内，武汉机动车保有量还将持续快速增长，而新增的机动车中，大部分都是私人小汽车。因此，未来如果政府不采取措施控制机动车增长，武汉的交通形势将持续严峻。5.2建议5.2.1高新环保技术开发政府应当制定相关政策，集中武汉各大高校，科研所的力量，引导科技工作者大力研发新型环保技术，在实现城市化建设的同时，使用环境友好型车辆给人们带来便利的同时，以实现可持续发展的理念。5.2.2加强汽车产业管理武汉市机动车主要有公交车、出租车、私家车、摩托车这几类，车辆数量巨大，汽车尾气排放量也不断增多，政府部门应当加强这方面的管理，禁止尾气污染物超标排放机动车通行，对机动车排气污染超标的安装机动车排气净化装置，加强机动车的检测与维修，从源头上控制空气污染。本评价中摩托车所占比例较大，而摩托车所产生的污染物最多，应适当调整机动车各种车型的比例，在加大环境管理力度的同时，公路管理部门应设环境管理机构，委托环保部门定期在评价中规定的监测点进行环境空气监测。5.2.3环保意识宣传2011年，在公共交通领域还发生了一个值得反思的现象，那就是，作为武汉市民乘坐最多的公共汽车的数量和线路增加了，而客流却出现了下降。武汉市应当积极引导市民树立正确的环保意识，倡导低碳节能生活。相关部门应该采取措施，鼓励市民多乘坐公共汽车出行。尽量选择公交出行或是骑自行车、近距离步行。倡导公民多种植植被，利用植被来净化空气,只有团结全市人们的力量，才能缓解空气污染问题。附录武汉市大气环境容量计算过程：CO的大气环境容量：Qco=n[3.1536x104CS(Vd+Vw+Kc)+27.948uH*S(C-C0)]=0.634x[3.1536x104x2x3261x(0+0+0)+27.948x1.3x700x寸3261x(2-0)]=1841563.84(t)=184.164(万吨)NO2的大气环境容量：QNO2=n[3.1536x104CS(Vd+Vw+Kc)+27.948uH<S(C-C0)]=0.444x[3.1536x104x0.08x3261x(7.006x10-4+1.9x10-4+8.3x10-6)+27.948x1.3x700x寸3261x(0.08-0)]=54870.56(t)=5.487(万吨)武汉市交通大气环境承载力计算过程：K•Q工我•Li•ei利用式子EC=i=1来进行计算，有平均车行速度为20km/h时：K•Q工ei•Li•eiCO为限制因子：EC=,=i=100X1841563.84:(0.3424x3x14.21+0.1118x4x15.96+0.0421x4.9x32.58+0.0182x8.3x53.91+0.0092x3.0x1.16+0.0945x4.1x1.7+0.0238x6.6x7.31+0.3571x0.9x6.46)=4536260(辆)K•Q工ei•Li•eiNOx为限制因子：EC=国=100X54870.56:(0.3424x3x0.43+0.1118x4x0.78+0.0421x4.9x0.86+0.0182x8.3x0.92+0.0092x3.0x0.37+0.0945x4.1x0.65+0.0238x6.6x11.46+0.3571x0.9x0.04)=1721880(辆)所以平均车行速度为20km/h时可承受的最大机动车保有量为172.2万辆。平均车行速度为30km/h时：K•Q^Eei•Li•eiCO为限制因子：EC=,=i=100X1841563.84:(0.3424x3x8.25+0.1118x4x9.34+0.0421x4.9x15.34+0.0182x8.3x24.26+0.0092x3.0x0.57+0.0945x4.1x0.89+0.0238x6.6x3.17+0.3571x0.9x3)=8625202(辆)K•Q

工si•Li•eiNOx为限制因子：EC=i=1=100X54870.56:(0.3424x3x0.61+0.1118x4x0.64+0.0421x4.9x0.73+0.0182x8.3x0.86+0.0092x3.0x0.41+0.0945x4.1x0.71+0.0238x6.6x7.76+0.3571x0.9x0.03)=2021606(辆)所以平均车行速度为30km/h时可承受的最大机动车保有量为202.2万辆。(3)平均车行速度为50km/h时：K•Q

工si•Li•eiCO为限制因子：EC=,=i=100X1841563.84:(0.3424x3x7.84+0.1118x4x8.21+0.0421x4.9x14.36+0.0182x8.3x20.34+0.0092x3.0x0.41+0.0945x4.1x0.78+0.0238x6.6x2.14+0.3571x0.9