chapter8城市环境规划

江汉大学化学与环境工程学院面对人类的环境问题迎接知识创新的挑战第八章城市环境规划第一节城市环境规划的内容和工作程序第二节城市大气污染控制规划第三节城市水污染控制规划第四节固体废物管理规划第五节噪声污染控制规划第六节城市环境规划案例——成都高新区污染物总量控制思考题与习题江汉大学化学与环境工程学院面对人类的环境问题迎接知识创新的挑战1.1、城市环境与城市环境规划1.2、城市环境规划内容1.3、城市环境规划编制程序第一节城市环境规划的内容与工作程序本节学习内容：1.1、城市环境与城市环境规划1.1.1城市与城市环境的概念城市是处在地表一定范围之内的开放性系统，是人口最集中、经济活动最活跃的地方，对自然环境的干预最为强烈。城市环境是指与城市整体发生关系的各种人文现象、自然现象的总和。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。江汉大学化学与环境工程学院面对人类的环境问题迎接知识创新的挑战1.1.2城市环境规划概况1982年之前，我国的一些城市就已经陆续制定环境保护计划，但其内容仅仅局限于环境质量评价和污染防治。1984年，国家正式将环境规划纳入城市总体规划体系，要求所有总体规划中必须包括环境规划的内容。1988年，国家拟定“中小城市环境规划规范（讨论稿）”，初步确立城市环境规划的地位和作用。20世纪90年代以来，国家进一步明确城市环境规划的法律地位及其国民经济和社会发展规划的关系，城市环境规划工作朝着科学化，规范化的方向迅速发展，1992年环境与发展大会之后，可持续发展已经成为我国城市环境规划追求的战略目标。江汉大学化学与环境工程学院面对人类的环境问题迎接知识创新的挑战1.1.3国外城市环境规划概况城市环境规划首次出现在二次世界大战之后。但是真正则开始于20世纪70年代，英国进行的西北部经济规划战略研究中，把环境规划作为重要研究内容。美国对波士顿、洛杉矶、纽约等城市开展环境规划的研究。研究城市经济增长、人口变化以及城市扩展对环境带来的影响。以实现规定的环境目标为目的，建立数学模型，运用各种优化探求污染防治方案。70年代，日本开始重视环境规划的研究，主张“生存条件重于经济发展”的原则，在环境规划中采用排放总量的控制方法。近年来，发展中国家逐渐开始重视城市发展中的环境规划问题，并进行了卓有成效的工作。经过近40年的发展，城市环境规划的理论与方法日益成熟。江汉大学化学与环境工程学院面对人类的环境问题迎接知识创新的挑战1.2、城市环境规划的内容城市环境规划的目的是调控城市人工生态系统的动态平衡。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入手，而合理布局则是调控城市生态结构的关键环节。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、环保投资方案、处理设施建设方案等。1.3、城市环境规划编制程序见下页图8-1江汉大学化学与环境工程学院面对人类的环境问题迎接知识创新的挑战江汉大学化学与环境工程学院面对人类的环境问题迎接知识创新的挑战2.1、大气环境规划的内容与类型概念：大气环境规划是为了平衡和协调某一区域内的大气环境与社会、经济之间的关系，以期达到大气环境系统功能的最优化，最大限度的发挥大气环境系统组成部分的功能。在进行大气环境规划，首先对大气环境系统进行系统分析，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的保障。大气环境规划的主要内容概括如下图所示。第二节城市大气污染控制规划本节内容：2.1、大气环境规划的内容与类型；2.2、大气环境规划的类型；2.3、大气污染预测；2.4、大气污染总量控制规划江汉大学化学与环境工程学院面对人类的环境问题迎接知识创新的挑战2.1.1、大气环境规划的内容（6个步骤）①、弄清问题环境问题的发生和解决是环境规划的开始与归宿。通过调查和评价，分析污染物的产生、排放、治理措施的现状与发展趋势、评价大气环境质量现状并预测其发展趋势，从而找出主要的环境问题。②确定环境目标（规划目标的制定是一个多次反复过程）。在大气环境现状调查，大气环境质量预测及各功能区的功能确定基础上，根据国民经济和社会发展与大气环境协调发展的需要，确定合理的大气环境规划目标。江汉大学化学与环境工程学院面对人类的环境问题迎接知识创新的挑战③建立源与大气环境质量间的输入响应关系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的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。也可通过实测资料的回归曲线、或是简单的线性关系。以便完成如下工作：污染源布局评价污染源贡献评价控制方案评价建立技术经济优化模型的环境约束方程江汉大学化学与环境工程学院面对人类的环境问题迎接知识创新的挑战④选择规划方法和建立规划模型根据我国大气环境只要针对SO2和TSP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。一般可采用源治理和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，各类工艺尾气中的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重点的污染源，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。江汉大学化学与环境工程学院面对人类的环境问题迎接知识创新的挑战⑤确定优化方案规划目标的实现，可能存在多种途径，可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，处理设备的费用及其效率等，确定需经过多方案比较和反复论证。⑥规划方案实施规范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的目的所在。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。江汉大学化学与环境工程学院面对人类的环境问题迎接知识创新的挑战2.2大气环境规划的类型2.2.1、大气环境系统构成大气环境系统的子系统如下图所示。江汉大学化学与环境工程学院面对人类的环境问题迎接知识创新的挑战①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，必须说明其统计含义、如发生频度、置信度或置信区间。②、大气污染排放子系统大气污染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，进而影响城市生态系统。江汉大学化学与环境工程学院面对人类的环境问题迎接知识创新的挑战③、大气污染控制子系统城市大气污染的控制不仅仅是污染源本身的治理。首先立足于尽可能通过采用少污染和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，其次才使控制问题。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。④城市生态子系统城市生态系统是大气环境保护的对象，具体表现是城市大气环境质量规划。制定大气环境规划，就是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。江汉大学化学与环境工程学院面对人类的环境问题迎接知识创新的挑战2.2.2、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，对这个系统的研究，了解污染物在大气环境中的迁移转化规律，但是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，应将他们合并一起考虑，才有可能以最小的费用获取最大的效益。因此，根据上述分析，可将大气环境规划总体上划分为两类：大气环境质量规划和大气污染控制规划。此两类规划相互联系，相互影响，相互作用构成了大气环境规划的过程。①大气环境质量规划以城市总体布局和国家大气环境质量标准为依据，规定城市不同功能区主要大气污染物的限值浓度，是城市大气环境管理的基础，是城市建设总体规划的重要组成部分，其模型是建立大气污染源排放与大气环境质量的输入响应关系。江汉大学化学与环境工程学院面对人类的环境问题迎接知识创新的挑战②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，另一方面提出可实现大气污染物排放总量控制方案。对于已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，确定的较不利的气象条件。江汉大学化学与环境工程学院面对人类的环境问题迎接知识创新的挑战2.3、大气污染控制规划内容2.3.1大气环境现状分析与评价2.3.1.1、污染源调查与分析①、画出污染源分布图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。江汉大学化学与环境工程学院面对人类的环境问题迎接知识创新的挑战②、点源调查统计内容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)；③、面源调查统计内容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。江汉大学化学与环境工程学院面对人类的环境问题迎接知识创新的挑战江汉大学化学与环境工程学院面对人类的环境问题迎接知识创新的挑战2.3.1.2、大气污染源评价方法①、等标污染负荷法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。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。2.3.2、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，一是箱体模型，二是高斯扩散模型。江汉大学化学与环境工程学院面对人类的环境问题迎接知识创新的挑战2.3.3大气污染物总量控制大气污染物总量控制是通过控制给定区域污染源允许排放总量，并将其优化分配到污染源，确保实现大气环境质量目标值的方法。浓度控制已经不能阻止污染源密集区域的形成，也不能实现大气环境质量目标。因此，根据我国国情和城市现有大气污染特征，提出在我国城市推行区域大气污染物总量控制。只有实行