1、一、大气环境规划的组成一、大气环境规划的组成1、大气环境评价和预测、大气环境评价和预测2、大气环境功能区划分、大气环境功能区划分 应由当地人民政府根据国家有关规定及城乡应由当地人民政府根据国家有关规定及城乡总体规划分为一、二、三类大气环境功能总体规划分为一、二、三类大气环境功能区。程序和方法如下：区。程序和方法如下：（1）调查区域现行的功能区划）调查区域现行的功能区划（2）提出大气环境功能区划方案）提出大气环境功能区划方案 提出方案依据：提出方案依据：表6-1 大气环境功能区划 功能区功能区范围范围执行大气质量标执行大气质量标准准一类区一类区自然保护区、风景自然保护区、风景游览区、疗养区游览区
2、、疗养区一级一级二类区二类区规划居民区、商业、规划居民区、商业、交通、居民混合区、交通、居民混合区、文化区、名胜古迹文化区、名胜古迹及广大农村及广大农村二级二级三类区三类区工业区及城市交通工业区及城市交通枢纽、干线枢纽、干线三级三级 充分考虑规划区的地理、气候条件、科学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。地合理地划分大气环境功能区。 大气环境功能区划宜粗不宜细大气环境功能区划宜粗不宜细 征求各部门意见征求各部门意见 绘制大气环境功能区划图：绘制大气环境功能区划图： 当难以明显划分时可以用多因子综合评价当难以明显划分时可以用多因子综合评价法来确定这些子区的环境功能划分
3、法来确定这些子区的环境功能划分.二、大气总量控制二、大气总量控制（一）概述1.推行总量控制的基本指导思想（1）什么是总量控制？ （区域环境总量控制）控制区域排放总量优化分配到源治理超额排放的区域和源确保控制区实现环境目标总量负荷分配原则：总量负荷分配原则： （1）按燃料或原料用量的分配方式）按燃料或原料用量的分配方式（2）一律削减排放量的分配原则）一律削减排放量的分配原则 等比例削减原则等比例削减原则 A-P值分配原则值分配原则 按贡献率削减排放量的分配原则按贡献率削减排放量的分配原则（3）优化规划分配原则）优化规划分配原则 源强优化规划分配原则（使削减量最小）源强优化规划分配原则（使削减量最
4、小） 最小治理费用的分配原则最小治理费用的分配原则2.与浓度控制相结合 浓度控制法浓度控制法 针对单个污染源的控制方法。针对单个污染源的控制方法。 世界上大多数国家首先是浓度开始，这推世界上大多数国家首先是浓度开始，这推动了污染治理和燃料结构的改革，但浓度动了污染治理和燃料结构的改革，但浓度控制法有其弱点。控制法有其弱点。浓度控制法弱点a.对小烟源和无组织排放控制效率不大。b.对污染源排放高度没有任何限制。c.无法阻止烟源数目的增加和密集分布P值控制法 式中： Qpki-第i功能区内某种污染物点源允许排放率限值，th-1； Pki-第i功能区内某种污染物点源排放控制系数，th-1m-2 ， H
5、e-排气筒有效高度，m，6210ekipkiHPQ P值法优缺点 优点： 克服浓度法的一些缺点，确定Q与He关系，从烟囱高度来控制排放率。其理论基础是：Cmax与 成正比2HeQ 缺点：缺点：a.高烟囱扩大污染的范围，甚至造成区域性高烟囱扩大污染的范围，甚至造成区域性酸雨等，所以太高烟囱的效果是有限的。酸雨等，所以太高烟囱的效果是有限的。b.仍不能控制烟源数目的增加和密集。仍不能控制烟源数目的增加和密集。c.对小烟源或无组织排放仍无法控制。对小烟源或无组织排放仍无法控制。d.P值不断调整，造成实施困难。值不断调整，造成实施困难。三、大气总量控制的基本模型（箱模型与宏观总量控制A-P值法）A-P
6、值法为国家标准制定地方大气污染物排放标准的技术方法（GB/T 3840-91）提出的总量控制区排放总量限值计算公式；根据计根据计算出的排放量限值及大气环境质量现状本底情算出的排放量限值及大气环境质量现状本底情况，确定出该区域可容许的排放量。况，确定出该区域可容许的排放量。1.箱模型 把整个城市空间或某个区域空间看作一个或多个矩形的箱体，箱底和箱顶分别为城市下垫面及混合层顶，四周由城市（或）区域空间来确定。 混合层：近地层大气污染物能够充分垂直混合的空间。箱模型假设箱模型假设 将城市范围由地面至混合层顶看作一个固定箱，将城市范围由地面至混合层顶看作一个固定箱，只研究箱体内污染物浓度变化；只研究箱
7、体内污染物浓度变化； 假设假设x轴与平均风向一致，忽略顺风向的扩散，轴与平均风向一致，忽略顺风向的扩散，假设箱体内水平、垂直向污染物浓度分布均匀；假设箱体内水平、垂直向污染物浓度分布均匀； 城市在尺度城市在尺度x范围内排放量是一个常数；范围内排放量是一个常数； 污染物一经排放，便迅速混合均匀；污染物一经排放，便迅速混合均匀； 把箱体的侧边界和顶层看成不透壁，忽略其扩散把箱体的侧边界和顶层看成不透壁，忽略其扩散 区域外本底浓度区域外本底浓度Cb=0; 认为平衡之后，浓度不随时间变化。认为平衡之后，浓度不随时间变化。uCbCHiLHi 混合层高度混合层高度m，L城市顺风向长度城市顺风向长度m， W
8、 城市宽度城市宽度m，C箱体内污染物浓度箱体内污染物浓度m，Cb 上风向空气中污染物浓度上风向空气中污染物浓度mg/m3， 上风向平均风速上风向平均风速m/s, q 允许排放率密度。允许排放率密度。wuuq q 单位时间、单位面积污染物排放量，又称允许排放率密度。（单位：质量/m2s） q1通风稀释作用；由区域的实际条件决定（地理地形、气象条件、浓度控制目标） q2 污染物沉积等迁移清除过程； q3 化学转化作用。321qqqq2.国标A值法计算公式 对于一般城市范围（尺度对于一般城市范围（尺度10Km左右）气态污染左右）气态污染物或飘尘，沉积清除迁移及化学转化作用远小于物或飘尘，沉积清除迁移
9、及化学转化作用远小于通风稀释作用，所以通风稀释作用，所以q2、q3可忽略。可忽略。因此因此 Cs为污染物年平均浓度的标准限值为污染物年平均浓度的标准限值(mg/m3 ) VE为通风量为通风量 (m2/s) 把把L用城市等效直径代替：用城市等效直径代替： S总量控制区面积总量控制区面积(km2)LCVLHuCqqsEis/1iEHuV /2 sx 一般把总量控制周期T取为1年。整个城市的排放量Qa (104t/a) ： 引入引入A: A反映大气环境承载能力地理区域性的总量控制系数反映大气环境承载能力地理区域性的总量控制系数(104km2/a)，只要给定了平均通风量，只要给定了平均通风量VE, 其
10、值也就很容易求其值也就很容易求出。出。2/101536. 32/ )360024365(1010103349SCVSCVsEsE2/10*1536. 33EVATSxCVTSqQsEa)/(所以：SACQsa全区域以及各功能区某种大气污染物排放总量： 式中：Qak-总量控制区某种污染物年允许排放总量限值，104t； Qaki-第i功能区某种污染物年允许排放总量限值，104t； n-功能区总数； i-总量控制区内各功能分区的编号； a-总量下标； k-某种污染物下标。niakiakQQ1各功能区污染物排放总量 Qaki-第i功能区某种污染物年允许排放总量限值，104t； S-总量控制区总面积，k
11、m2； Si-第i功能区面积，km2； Aki-第i功能区某种污染物排放总量控制系数，104ta-1km-1。 SSAQikiakiniiSS1 所以： 因此SSiakakiQQkikiACA SSACikiakiQ 式中： Aki-第i功能区某种污染物排放总量控制系数，104ta-1km-1； Cki-GB 3095等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，mgm-3； A-地理区域性总量控制系数，104km2a-1，可参照表1所列数据选取。 表表1 我我国国各各地地区区总总量量控控制制系系数数A、低低源源分分担担率率a、点点源源控控制制系系数数P值值
12、P 地区序号 省(市)名 A 总量 控制区 非总量 控制区 1 新疆，西藏,青海 7.0-8.4 0.15 100-150 100-200 2 黑龙江,吉林,辽宁,内 蒙古(阴 山以北 ) 5.6-7.0 0.25 120-180 120-240 3 北京,天津,河 北,河南,山东 4.2-5.6 0.15 100-180 120-240 4 内蒙古(阴山以南),山西,陕西(秦岭以北),宁夏,甘肃 (渭河以 北) 3.5-4.9 0.20 100-150 100-200 5 上海,广东,广西,湖南,湖北,江苏,浙江,安徽,海南,台湾,福建,江 西 3.5-4.9 0.25 50-100 50-
13、150 6 云南,贵州,四川,甘肃,(渭河以南),陕西(秦岭以南) 2.8-4.2 0.15 50-75 50-100 7 静风区(年 平均风速 小于1m/s) 1.4-2.8 0.25 40-80 40-90 3.低源控制的限值 在夜间大气温度层结稳定时，低源及地面源产生较重污染，所以对低架源的允许排放量进行限制。总量控制区内低架源（几何高度低于30m的排气筒排放或无组织排放源），城市/区域面积为S，低源限值为 Qb低源限值104t ； Qbi-第i功能区内低架源污染物年允许排放总量限值，104t； B低源总量控制系数，是垂直扩散参数和平均风速的函数。 b-低架源排放总量下标。SBCQsbS
14、SCBQisibiAB/ -低架源排放分担率，见表1。aibiQQabQQ例： 江苏某城市，总量控制区面积S为267km2 ，1、2、3类功能区面积分别为67、100、100km2 ，分别执行1、2、3级标准，试求： 各功能区SO2允许排放量； 若已知现排放量为14.6*104t/a，求削减量及低源允许排放量。 解： 查表得： A=3.54.9，根据当地气象条件取4.9， =0.25 根据GB3095-1996环境空气质量标准， SO2浓度限值（年日平均） 总量控制中用年平均（和年日平均意思同）浓 度 限 值 污 染 物 名 称 取 值 时 间 一 级 标 准 二 级 标 准 三 级 标 准
15、浓 度 单 位 二 氧 化 硫 SO2 年 平 均 日 平 均 1小 时 平 均 0.02 0.05 0.15 0.06 0.15 0.50 0.10 0.25 0.70 毫 克 /立 方 米 (标 准 状 态 ) CS1 =0.02mg/m3， CS2 =0.06 mg/m3 ， CS3 =0.10mg/m3S1=67km2 ，S2=100km2 ，S3=100km2 ，S=267km2 由 得：Qa1=0.402万t/a Qa2=1.799万t/a Qa3=2.999万t/a 因此： =5.200万t/aSSACikiakiQniakiakQQ1消减量：14.6-5.200=9.4万t/a
16、 消减量太大，可暂时用日均浓度计算初步消减量。即取CS1 =0.05mg/m3， CS2 =0.15 mg/m3 ， CS3 =0.25mg/m3 相应 Qa1=1.005万t/a Qa2=4.5万t/a Qa3=7.498万t/a =13.003万t/a，niakiakQQ1 消减量：14.6-13.003=1.6 万t/a 分步实施，最后达到5.200万t/a 由 相应各功能区低源允许排放量分别为： Qb1=0.251万t/a Qb2=1.125万t/a Q33=1.874万t/a =3.25万t/a aibiQQnibibQQ14.点源排放限值与总量控制法的配合AP值法 A值法：只规定了
17、各区域总允许排放量，无法确定每个元的允许排放量。 P值法：在国标GB/T 13201-91 制定地方大气污染物排放标准的技术方法 中规定： 对某一点源而言，允许排放率 qpi= PxCSixHe2x10-6 CSi目标浓度（日均浓度）。对某一功能区而言： 式中： Qpki-第i功能区内某种污染物点源允许排放率限值，th-1； Pki-第i功能区内某种污染物点源排放控制系数，th-1m-2 ； He-排气筒有效高度，m。 6210ekipkiHPQ 式中： Pki -第i功能区内某种污染物点源排放控制系数，th-1m-2； ki -第i功能区某种污染物的点源调整系数；（重要系数） k -总量控制
18、区内某种污染物的点源调整系数；（重要系数） Cki -日平均浓度限值，mgm-3; P -地理区域性点源排放控制系数， kikkikiCPP为将A值法与P值法配合，将污染源按源高分类： 低架源（烟囱几何高度Hs30m） 中架源(30m=Hs100m) 高架源(100m =Hs ) 低架源和中架源主要影响本功能区及邻近功能区，高架源可能影响到全控制区，对本功能区的影响不大。 因此： （Hs100m） 式中：i 为第i功能区内第k种污染物中架源调整系数 上式表示：在第i功能区内（Hs100m）点源及低源排放总量不得超过允许排放总量Qai 因此：jbkiejSkiikakiQHCPTQ2610 Qm
19、ki-第i功能区内某种污染物所有中架点源（几何高度大于或等于30m、小于100m的排气筒）年允许排放的总量,104t (由P值法确定) (30m=H1则取 =1，表示由A值法算的比P值大，P值不需要因此消减 若100m) 令： Qmk为全控制区中架源排放量（已在各分区作过调整） Qhk为全控制区高架源排放总量 mkiikimkQQ1261110jesiijkihkHCPTQ ijesikimkikikkbkaHCPTQQQ)10(126 Qhk -总量控制区内某种污染物所有高架点源（几何高度大于或等于100m的排气筒）年允许排放的总量,104t （P值法确定）)/()(hkmkbkakkQQQ
20、Q2610ejjSkhkHCPTQ 实际排放总量超出限值后的削减原则是尽量削减低架源总量Qbk及Qbki，使得k和ki接近或等于1，然后再计算点源排放控制系数Pki。 例： 河北某市二氧化硫总量控制区面积为：1369.9km2，全部为二级功能区，其中第一个行政区、第二个行政区和整个控制区的面积，各区二氧化硫实际年排放量、低架源、中架源排放总量等均列于例表1，点源高度及个数见例表2，试求二氧化硫总量控制值及P的实施值。（该例中H25m为低架源）。例表2 各区点源分组及总数nij（烟囱高度分组）平均高度（m）各区各组烟囱总数nij区 i=1区 i=21.25H=30(m) 25322682.30H
21、=5040962333.50H=7060974.70H=10080215.100H81H例表1 各区面积和SO2排放的实际年总量（104t/a）行政区面积区区控制区81.887.71369.9km2Qa实 5.33(1.27)*3.23(2.87)*16.74Qb实0.601.947.53Qm实0.660.937.11Qh实4.060.365.33*括号中的数值未将高架源排放量计入。SSACikiakiQniakiakQQ16210ekipkiHPQ四、大气环境规划的综合防治措施四、大气环境规划的综合防治措施1、合理利用大气环境容量，充分利用大气自净能、合理利用大气环境容量，充分利用大气自净能
22、力力（1）大气污染源合理布局）大气污染源合理布局（2）合理布置城市功能区）合理布置城市功能区 2、减少污染物排放量、减少污染物排放量（1）采用合理的能源政策）采用合理的能源政策 使用新能源（太阳能、风能、潮汐能和沼气）使用新能源（太阳能、风能、潮汐能和沼气） 改变现有燃料构成改变现有燃料构成 改变煤的燃烧方式改变煤的燃烧方式 （2）集中供热）集中供热（3）采用有效的治理技术（4）实施清洁生产（5）控制移动源的排放3、植树绿化大气环境污染预测大气环境污染预测 1 1能耗量增长预测能耗量增长预测 2 2污染物排放量预测污染物排放量预测 1能耗量增长预测能耗量增长预测能耗量增长预测能耗量增长预测00
23、)1(ttMM能耗量增长预测能耗量增长预测)()(工业产值年平均增长率工业能耗年平均增长率能耗弹性系数BC能耗量增长预测能耗量增长预测00)1 (ttEE能耗量增长预测能耗量增长预测310SAES暖能耗量增长预测能耗量增长预测tNNAE生能耗量增长预测能耗量增长预测环境影响预测环境影响预测 2计算削减量的方法：计算削减量的方法： 削减量的计算方法很多，但是必须遵守一削减量的计算方法很多，但是必须遵守一条准则，就是大气污染预测采用什么方法，条准则，就是大气污染预测采用什么方法，那么在根据环境质量目标要求计算大气污那么在根据环境质量目标要求计算大气污染物的最大允许排放量时必须采用同样的染物的最大允
24、许排放量时必须采用同样的方法反推。方法反推。 如何确定如何确定C点、和点、和C面削减比例？面削减比例？ a.近几年来点源和面源的污染负荷比；近几年来点源和面源的污染负荷比； b.点源和面源治理措施的现状和潜力；点源和面源治理措施的现状和潜力； c.城市大气污染防治的重点，包括影响大、城市大气污染防治的重点，包括影响大、危害大的点源治理计划。危害大的点源治理计划。 3 3高架源和面源的削减量分配问题：高架源和面源的削减量分配问题：面点目CCC 1、点源（高架源）削减量的分配问题、点源（高架源）削减量的分配问题 结合实际情况和工作经验确定结合实际情况和工作经验确定 数学规划法优化分配方案数学规划法
25、优化分配方案 2、削减量的调整、削减量的调整 无论是经验判断法，还是用数学规划法，无论是经验判断法，还是用数学规划法，分配的点源的削减量还只是一个初步的方分配的点源的削减量还只是一个初步的方案，这个方案必须进行进一步的调整。本案，这个方案必须进行进一步的调整。本着区域防治费用最少，整体优化的原则，着区域防治费用最少，整体优化的原则，不搞平均主义，具体问题具体处理。不搞平均主义，具体问题具体处理。 削减量的分配与调整削减量的分配与调整 要充分考虑企业的经济技术条件和已有要充分考虑企业的经济技术条件和已有的环保处理设施；的环保处理设施； 制定相应的政策，做到方案公平；制定相应的政策，做到方案公平；
26、 保证总体削减目标，区域内部污染源可保证总体削减目标，区域内部污染源可互相协调。互相协调。 削减量的分配与调整削减量的分配与调整 3、削减量的再分配、削减量的再分配 首次分配方案经调整后，即可最后确定削减首次分配方案经调整后，即可最后确定削减分配方案，并将方案下达到各污染源，要求各分配方案，并将方案下达到各污染源，要求各污染源及时制定完成削减量的方案，方案不限污染源及时制定完成削减量的方案，方案不限一种，可以是多种初步方案形成后，提交环一种，可以是多种初步方案形成后，提交环保部门统一备案。保部门统一备案。 4、面源削减量的分配问题、面源削减量的分配问题 (1)一般工业生产排放源一般工业生产排放源 对这类性质的污染源，其削减量应该分配到对这类性质的污染源，其削减量应该分配到具体污染源，其分配原则和方法可以仿照点源的具体污染源，其分配原则和方法可以仿照点源的情况处理。情况处理。 (2)生活排放源生活排放源 不可能分配到具体源。而且对于削减量的完不可能分配到具体源。而且对于削减量的完成，污染源往往是被动的，只能由城市统一考虑成，污染源往往是被动的，只能由城市统一考虑方案，如集中供热、普及型煤、煤气化等。方案，如集中供热、普及型煤、煤气化等。
