大气与环境魏兰叶12

环境规划学结课作业环境规划学结课作业 学 院：城市与环境学院 专 业：资源环境与城乡规划管理 年 级：2011 级 姓 名: 魏兰叶 学 号：20111136010019 指导老师：周跃 摘要摘要：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。本章对大气环境规划的内容、类型、组成等做了介绍， 并以 关键词：大气环境规划 内容 类型 大气环境规划的内容和类型 1大气环境规划的内容: 1.1 目的：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。 1.2 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。 1.3 大气环境规划主要内容可概括如下 ： 确确定定环环境境目目标标 建建立立源源与与目目标标关关系系 （ 一） 弄 清问题 环境问题的发生和解决是环境规划的开始和归宿。 通过调查和评价，分析污染物的产生、排放、治理措施的现状及发展趋势，评 价大气环境现状并预测其发展趋势，从而找出主要环境问题。 （二）确定环境目标 在大气环境现状调查、预测及各功能区的功能确定基础上，根据规划期 内所要解决的主要环境问题和社会经济与大气环境协调发展的需要，确 定合理的大气环境目标。 同时给出表征环境目标的大气环境指标，制定实现目标的方案，通过投资估算 和可行性分析及反复平衡，最后才能确定规划目标。 （三）建立源与大气环境质量间的输入响应关系 选选择择方方法法 建建立立模模型型 确确定定优优化化方方案案方方案案实实施施 弄弄清清问问题题 确定源与目标之间的关系，是直接影响大气总量控制规划方案优劣的重 要因素之一。 这一关系最好是通过实测资料建立的大气质量模型，定量描述源强场与 环境浓度场。有时也可以是实测资料的回归曲线，或简单的线性关系。 从而完成以下工作：污染源布局评价；污染源贡献评价；控制方案的评价；建 立技术经济优化模型的环境约束方程。 （四）选择规划方法与建立规划模型 目前根据我国大气环境主要针对 SO2 和 TSP 污染的基本特点，普遍采用 系统分析方法和数学规划模型的方法。 一般可采用源治理与集中控制相结合的方法，建立包括能源性污染和工 艺在内的综合控制规划模型，寻求对各类用能设施，各类工艺尾气中 SO2 和 TSP 的综合优化方案。 对于其他类大气污染物应针对筛选出的重点污染源，逐一进行工艺全过程分析， 以确定减少排放、综合治理的最佳方案。 （五）确定优选方案 规划目标的实现，可能存在多种途径，可以提出多种可供选择的方案， 每个方案中必须包括切实可行的治理措施。 如能源的合理利用与结构的改变、城市的合理布局、调整经济结构、实 施清洁生产工艺 、处理设备的费用及效率等，确定需经过多方案比较和 反复论证。 （六）方案的实施 规划方案的编制和实施是大气环境规划的两个重要组成部分。 规划方案只有实际应用并取得成效，才能真正体现大气环境规划目的所 在。 规划方案的实施取决于两个方面：环境规划方案是否切实可行；环境管 理政策措施是否得当。 二 、大气环境规划的类型 2.1 大气环境系统 系统的状态主要由大气环境质量描述。 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，如图 9 一 2 所示。 排放子大气 污染物系统 大气污染控制子系 统 大气环境过程系 统 子过程 大气环境质量 2.11 大气环境过程子系统 大气环境过程决定污染物在大气中的输送和稀释扩散能力，受人类活动的 影响极为有限，基本上是一个自然系统。 通过实验或历史资料的分析，可以掌握其因子的运动规律，并根据需要将它 们参数化。 由于大气环境过程及描述该过程特征的变量基本上都是随机变量，在对它们 进行参数化处理时，必须说明其统计含义，如发生频度、置信度或置信区间等。 2.12 大气污染物排放子系统 大气污染物排放子系统主要包括点源、面源和线源。 污染物的排放直接影响大气环境质量，进而影响城市生态子系统。 2.13 大气污染控制子系统 首先是减少污染物的产生量：尽可能通过采用少污染或无污染的工艺或技 术，节约燃料或原料，提高装置整体性能等措施减少污染物的产生量； 其次才是控制问题：污染源本身的治理。 此外还应把污染源的治理与旨在控制大气污染的城市基础设施的建设结合 起来，对城市大气环境进行综合整治。 2.14 大气污染控制子系统 首先是减少污染物的产生量：尽可能通过采用少污染或无污染的工艺或技 术，节约燃料或原料，提高装置整体性能等措施减少污染物的产生量； 其次才是控制问题：污染源本身的治理。 此外还应把污染源的治理与旨在控制大气污染的城市基础设施的建设结合 起来，对城市大气环境进行综合整治。 2.15 城市生态子系统 以人为主体的城市生态子系统是大气环境保护的对象，它的具体表述是城 市大气环境质量规划。 制定大气环境规划，就是通过协调大气环境系统中各子系统之间的关系， 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。 2.2 大气环境规划的类型 由大气环境系统的构成可知，大气环境过程子系统是一个自然系统，通过 对这个系统的研究，可以了解污染物在大气环境中的迁移转化规律，但较难对 该子系统进行人为的控制。 大气污染物排放与控制是相互联系而又相对独立的两个阶段，在进行大气 环境规划时，应将它们合并一起考虑，才有可能以最小的费用获得最大的效益。 因此，可将大气环境规划总体上划分为两类，即大气环境质量规划和大气 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。 2.21 大气环境质量规划 城市生态子系统 图9-2 大气环境质量规划是以城市总体布局和国家大气环境质量标准为依据，规定 了城市不同功能区主要大气污染物的限值浓度。 它是城市大气环境管理的基础，也是城市建设总体规划的重要组成部分。 大气环境质量规划模型主要是建立污染源排放和大气环境质量的输入响应关系. 2.22 大气污染控制规划 大气污染控制规划是实现大气环境质量规划的技术与管理方案。 对于新建或污染较轻的城市，制定大气污染控制规划就是要根据城市的性质、 发展规模、工业结构、产品结构、可供利用的资源状况、大气污染最佳适用控 制技术及地区大气环境特征，结合城市总体规划中其他专业规划合理布局。一 方面为城市及其工业的发展提供足够的环境容量，另一方面提出可以实现的大 气污染物排放总量控制方案。 2.23 大气污染控制规划 大气污染控制规划是实现大气环境质量规划的技术与管理方案。 对于新建或污染较轻的城市，制定大气污染控制规划就是要根据城市的性 质、发展规模、工业结构、产品结构、可供利用的资源状况、大气污染最佳适 用控制技术及地区大气环境特征，结合城市总体规划中其他专业规划合理布局。 一方面为城市及其工业的发展提供足够的环境容量，另一方面提出可以实现的 大气污染物排放总量控制方案。 2.24 大气污染控制规划 大气污染控制规划是实现大气环境质量规划的技术与管理方案。 对于新建或污染较轻的城市，制定大气污染控制规划就是要根据城市的性 质、发展规模、工业结构、产品结构、可供利用的资源状况、大气污染最佳适 用控制技术及地区大气环境特征，结合城市总体规划中其他专业规划合理布局。 一方面为城市及其工业的发展提供足够的环境容量，另一方面提出可以实现的 大气污染物排放总量控制方案。 对于已经受到污染或部分污染的城市，制定大气污染控制规划的目的主要 是寻求实现城市大气环境质量规划的简捷、经济和可行的技术方案和管理对策。 大气环境污染控制模型是建立在设计气象条件下，污染源排放与大气环境 质量的响应关系。 设计气象条件是指综合考虑气象条件、环境目标 、经济技术水平、污染特 点等因素后，确定的较不利（以保证率给出）气象条件。 2.3 能流分析 在现代社会中，大部分环境问题的产生都与经济发展和能源供求有着密切的 关系，大气污染问题就是一个典型例子。 对于不同的一次能源、不同的能源消费过程、不同的技术背景，污染的来 源、污染的特征及污染的贡献是不同的。 在能源构成上如果清洁能源占的比重越大则对大气污染越小，反之如果传 统的污染型能源占的比重越大，则对大气污染越严重。 任何能源在其生产、运输、转换消费过程中，或者其中的一个或几个阶段 都会产生环境影响，需要付出代价。 在社会经济系统中，存在着这样一种连锁反应关系：发展经济和提高生 活水平能源消费的增加大气污染物质产生量的增加大气污染物质 排放量的增加大气环境质量的恶化。为此有必要了解能流过程。 能流分析是大气环境规划基本方法之一，其主要针对能源的输入、转换、 分配和使用的全过程系统分析，以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。 能流分析的基础是能流网络图，可以采取以用能部门为终端和以用能设施 为终端两种形式。而前者更适用于宏观分析。 能流分析的基本内容包括： （一）能流过程分析 （二）能流平衡分析 （三）能流过程优化分析 （一）能流过程分析 主要包括 4 个过程：能流输入、能流集中转换、能流分配及终端用能过程。 能流输入过程重点分析能源总量、结构和污染物含量。 能流集中转换过程重点分析转换能量总量、比例、效率、投资 及其环境效益。 能流分配过程重点分析能流分配合理性。 终端用能过程重点分析总量、结构和对大气环境的危害. 中国的大气污染以煤烟型污染为主，二氧化硫和烟尘是主要污染物，这同中 国以煤为主的能源结构与技术落后密切相关。 所以应特别注意分析煤的集中转换过程，其中包括煤一电，煤一热，煤一焦、 煤气，煤一型煤等过程，其转换的总量、效率、比例关系反映了城市能源需给 技术的总体水平，其发展潜力也是环境宏观规划的基础。 （二）（二） 能流平衡分析 重点分析能流各阶段输入、输出和流失量之间的平衡关系，包括能量和污 染物量两个方面。 污染物流失量又包括排放量和治理量，其比例的大小反映了城市能源系统 先进程度和对污染的控制能力。 （三）（三） 能流过程优化分析 在能流转换效率、排污系数、投资费用系数和经济技术约束等参数的分析 基础上，采用数学规划方法建立优化分析模型，主要目的在于合理优化能源分 配途径，合理安排能源改造项目，以控制大气污染。 （四）（四） 优化分析仍以能流图为基础，还要充分考虑到以下两点： a)规划期内可能增加的新的能源形式和转换过程。 b)其中各能流的效率系数和排污系数应充分考虑到各规划期 内的科技进步的因素并与费用系数相对应，与详细规划参数相协调。 （五）在能流优化分析中，常用的数学规划方法有多目标线性规划和目标 规划的方法。 c)利用这些方法除可直接得到城市优化的能流规划方案外， 更重要的是可以建立起目标间的相互关系，为决策提供重要依据。 3 大气环境规划的组成 一个完整的大气环境规划包括多方面的内容，如大气环境评价、大气环境 污染预测、大气环境目标确定及大气环境功能区的划分等。这些内容对制定切 实可行的规划方案，具有相当重要的作用。 3.1 大气环境评价和预测 目的：了解现在和未来的大气环境质量污染情况。 3.2 大气环境评价 大气环境现状评价是一个环境系统工程，一般应包括以下内容：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。下面就污染源调查、评价和大气环境现状评价两方面简要说明。 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，并通过污染源的评价， 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。 依据此评价结果，可以了解区域内大气环境质量现状的优劣，为确定大气 环境的控制目标提供依据；也可通过大气污染物浓度的时空分布特征，了解当 地烟气扩散的特征和污染物来源，进行大气污染趋势分析，并可为建立污染源 和大气环境质量的响应关系提供基础数据。 3.3 大气环境污染预测 在进行大气污染预测时，首先应确定主要大气污染物，以及影响排污量增 长的主要因素；然后预测排污量增长对大气环境质量的影响。这就需要确定描 述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型。 大气污染预测主要包括两个部分 ： 一是污染物排放量（源强）预测 二是大气环境质量变化预测 3.4 大气环境规划目标和指标体系 3.41 大气环境规划目标 大气环境目标是在区域大气环境调查评价和预测以及区域大气环境功能区 划分的基础上，根据规划期内所要解决的主要大气环境问题和区域社会、经济 与环境协调发展 的需要而制定出来的。 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。 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。 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。 气环境规划目标的决策过程:一般是初步拟定大气环境目标，然后编制达到 大气环境目标的方案；论证环境目标方案的可行性，当可行性出现问题时，反 馈回去重新修改大气环境目标和实现目标的方案，再进行综合平衡，经过多次 反复论证，最后才能比较科学地确定大气环境目标 。 3.42大气环境规划的指标体系 大气环境规划的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，国内外已有了为大家公认、统一的大气环境系统的指标体系。 大气环境规划指标体系必须具有以下特点： 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； 能定量或至少能半定量地表达； 表征这些指标的信息是可以得到的。 根据这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、城市环境建设指标及城市社会经济指标等。 (1)气象气候指标 气象、气候等指标是决定大气扩散能力的最重要因素，也是进行大气环 境规划需要首先了解的基础大气资料。 主要指标有：气温、气压、风向、风速、风频、日照、大气稳定度和混 合层高度等 (2)大气环境质量指标 主要指标有：总悬浮颗粒物、飘尘、二氧化硫、降尘、氮氧化物、一氧化 碳、光化学氧化剂、臭氧、氟化物、苯并芘和细菌总数等。 (3)大气污染控制指标 主要指标有：废气排放总量、二氧化硫排放量及回收率、烟尘排放量、工 业粉尘排放量及回收量、烟尘及粉尘的去除率、一氧化碳排放量、氮氧化物排 放量、光化学氧化剂排放量、烟尘控制区覆盖率、工艺尾气达标率和汽车尾气 达标率等。 (4)城市环境建设指标 主要指标有：城市气化率、城市集中供热率、城市型煤普及率、城市绿地 覆盖率和人均公共绿地等。 (5)城市社会经济指标 主要指标有：国内生产总值、人均国内生产总值、工业总产值、各行业产 值、能耗、各行业能耗、生活耗煤量、万元工业产值能耗、城市人口总量、分 区人口数、人口密度及分布和人口自然增长率等。 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，要进行指标筛选。 一般指标筛选方法主要有：综合指数法、层次分析法、加权平分法和矩阵 相关分析法等。 4. 大气环境功能区划分 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、4.1 三类大气环境功能区。 4.11 大气环境功能区划分的目的 具有不同的社会功能的区域（如：居民区、商业区、工业区、文化区和旅游 区等） ，根据国家有关规定要分别划分为一、二、三类功能区。各功能区分别采 用不同的大气环境标准，来保证这些区域社会功能的发挥（表 9 一 1） 。 备注：凡位于二类功能区的工业企业，应执行二级标准，凡位于三类功能区内 的非规划居民区可执行三级标准（应设置隔离带） 。 应充分考虑规划区的地理、气候条件，科学地合理地划分大气环境功能区。 要充分利用自然环境的界线（如山脉、丘陵、河流及道路等） ，作为相邻功 能区的边界线，尽量减少边界的处理。 应特别注意风向的影响，如一类功能区应放在最大风频的上风向；三类功能 区应安排在最大风频的下风向，以此通过最大限度地开发利用大气自净能力， 达到既扩大区域污染物的允许排放总量，又减少了治理费用的目的。 划分大气环境功能区，对不同的功能区实行不同大气环境目标的控制对策， 有利于实行新的环境管理机制 4.2 大气环境功能区的划分方法 大气环境功能区是个非常复杂的问题，涉及的因素较多，采用简单的定性方法 进行划分，不能很好地揭示出城市大气环境的本质在空间上的差异及其多因素 间的内在关系。 划分大气环境功能区的方法一般有：多因子综合评分法、模糊聚类分析法、 生态适宜度分析法及层次分析法等。现以多因子综合评分法为例说明如何进行 大气环境功能区的划分。 大气环境功能区划分可采取以下步骤： (1)确定评价因子 对于二类功能区，评价因子可选择人口密度、商业密度、科教医疗单 位密度、单位面积污染物排放量、风向（污染系数） 、单位面积工业 产值和污染程度。对于三类功能区还需考虑气流通畅程度 (2)单因子分级评分标准的确定 二类功能区单因子分级评分标准见表 6-2。 单因子分级为五级，即很不适合、不适合 、基本适合、适合和很适合。 制定各评价因子的分级判断标准。对于人口密度、商业密度 、科教医疗单位密 度、单位面积工业产值及单位面积污染物排放量等，评价指标分别取子区各项 指标与所有子区各项指标平均值之比值，根据比值的大小进行分级，评价描述 可以分别为很小、较小、一般、较大和很大。 三类功能区单因子分级评分标准确定方法与二类功能区的类似 。 (3)单因子权重的确定 划分大气环境功能分区时，采用的评价因子较多，每个因子所起的作用各 不相同，因此应给每一个因子赋予一个权重。可应用层次分析法等方法确定各 评价因子的权重。 (4)单因子综合分级评分标准的确定 确定单因子综合分级评分标准就是要确定各评价级的综合评分值的上下限。 以二类功能区为例，可取 7 个评价因子均是很适合时的平均评分值为很适合的 上限；取 4 个评价因子为很适合，另 3 个评价因子为适合时的平均评分值当作 很适合的下限、适合的上限。同样也可以得到所有等级的上下限。 按照上述方法可以确定的二类功能区的单因子综合分级评分，评价描述分 别为很不适合、不适合、基本适合、适合和很适合。 (5)评价结果的最终确定 对每一个子区