1、第十三章第十三章 环境规划环境规划本章主要内容本章主要内容环境规划概述环境规划概述1环境规划方法简介环境规划方法简介3环境规划程序和主要内容环境规划程序和主要内容3 2水环境规划实例水环境规划实例3 第一节第一节 环境规划概述环境规划概述环境规划的含义环境规划的含义 为了使环境与社会经济协调发展，把为了使环境与社会经济协调发展，把“社会社会-经经济济-环境环境”作为一个复合生态系统，对人类自身活动作为一个复合生态系统，对人类自身活动和环境所做的时间和空间的合理安排。和环境所做的时间和空间的合理安排。概念概念从从20世纪世纪80年代初开始在一些大城市正式开展。年代初开始在一些大城市正式开展。19
2、84年我国正式将环境规划纳入城市总体规划体年我国正式将环境规划纳入城市总体规划体系。系。产生和发展产生和发展 保证环境目标（环境质量）或不超过环境容保证环境目标（环境质量）或不超过环境容量的前提下，使所有效益和损失的总和为最大。量的前提下，使所有效益和损失的总和为最大。原理原理环境规划的作用环境规划的作用促进环境与经济、社会可持续发展；促进环境与经济、社会可持续发展；保障环境保护活动纳入国民经济和社会发展计划；保障环境保护活动纳入国民经济和社会发展计划；合理分配排污削减量、约束排污者的行为；合理分配排污削减量、约束排污者的行为；以最小的投资获取最佳的环境效益；以最小的投资获取最佳的环境效益；实
3、行环境管理目标的基本依据之一实行环境管理目标的基本依据之一。环境规划的基本任务环境规划的基本任务全面掌握地区经济和社会发展的基础资料，编制全面掌握地区经济和社会发展的基础资料，编制地区发展的规划纲要地区发展的规划纲要搞好地区内工农业生产力的合理布局搞好地区内工农业生产力的合理布局合理布局污染工业体系，形成合理布局污染工业体系，形成“工业生产链工业生产链”充分合理利用资源，提高资源利用率充分合理利用资源，提高资源利用率搞好环境保护，建立区域生态系统的良性循环搞好环境保护，建立区域生态系统的良性循环制定环境保护技术政策制定环境保护技术政策环境规划的类型环境规划的类型按规划时期划分按规划时期划分长期
4、环境规划长期环境规划中期环境规划中期环境规划短期环境规划短期环境规划一般在一般在10年以上年以上一般一般510年年一般一般5年以下，年以下，主要为年度计划主要为年度计划按规划性质划分按规划性质划分生态规划生态规划污染综合防治规划污染综合防治规划专题规划（如：自然保护区规划）专题规划（如：自然保护区规划）环境科学技术与产业发展规划环境科学技术与产业发展规划生生态态环环境境规规划划森林生态森林生态草原生态草原生态海洋生态海洋生态环境环境污染污染防治防治规划规划大气污染防治规划大气污染防治规划按环境要素划分按环境要素划分水污染防治规划水污染防治规划固体污染防治规划固体污染防治规划噪声污染防治规划噪声
5、污染防治规划土地资源环境土地资源环境按行政区划和管理层次划分按行政区划和管理层次划分第二节第二节 环境规划程序和主要内容环境规划程序和主要内容环境规划程序环境规划程序环境规划的主要内容环境规划的主要内容环境调查与评价环境调查与评价环境预测环境预测环境功能区划环境功能区划环境规划目标的确定环境规划目标的确定环境规划方案的设计环境规划方案的设计实施规划的保证措施实施规划的保证措施环境特征调查及生态登记环境特征调查及生态登记自然环境特征：规划区的土地状况、水系、水自然环境特征：规划区的土地状况、水系、水文、气象、植被、矿物资源、能源等；文、气象、植被、矿物资源、能源等；经济社会环境特征：规划区人口状
6、况、资源优经济社会环境特征：规划区人口状况、资源优势和利用状况，产业结构与布局、经济规模及势和利用状况，产业结构与布局、经济规模及科技情况等；科技情况等；生态登记生态登记环境调查与评价环境调查与评价污染源调查污染源调查工业污染源工业污染源生活污染源生活污染源交通污染源交通污染源农业污染源农业污染源环境质量评价环境质量评价社会经济发展预测社会经济发展预测环境污染预测环境污染预测生态环境预测生态环境预测环境资源破坏和污染的经济损失预测环境资源破坏和污染的经济损失预测环境治理和投资预测环境治理和投资预测环境预测环境预测综合环境区划综合环境区划按环境要素分项环境区划按环境要素分项环境区划环境环境功能区
7、划功能区划质量目标质量目标 包括大气、水、噪声及生态环境目标，由一包括大气、水、噪声及生态环境目标，由一系列表征环境质量的指标来体现。系列表征环境质量的指标来体现。环境污染总量控制目标环境污染总量控制目标 以环境容量为限度，控制污染物排放量，制以环境容量为限度，控制污染物排放量，制定各行业削减目标。定各行业削减目标。环境规划目标的确定环境规划目标的确定规划技术路线规划技术路线工业污染防治规划路线工业污染防治规划路线城市环境综合整治城市环境综合整治环境规划设计和优化环境规划设计和优化 根据设计依据，提出污染综合防治方案，即根据设计依据，提出污染综合防治方案，即大气、水、固废、噪声等污染综合整治方
8、案，生大气、水、固废、噪声等污染综合整治方案，生产力布局及产业结构调整，自然保护等。产力布局及产业结构调整，自然保护等。环境规划方案的设计环境规划方案的设计 目前这类保证措施主要是一些环境保护的技目前这类保证措施主要是一些环境保护的技术政策和环境法规。术政策和环境法规。实施规划的保证措施实施规划的保证措施第三节第三节 环境规划方法简介环境规划方法简介预测方法预测方法评价方法评价方法社会经济发展预测社会经济发展预测我国人口预测常用的模式为我国人口预测常用的模式为式中：式中：Ntt年的人口总数；年的人口总数；Nt0t0年时的人口数，即预测起始年的人口年时的人口数，即预测起始年的人口基数；基数；k人
9、口自然增长率。人口自然增长率。人口预测人口预测00ttktteNN预测方法预测方法我国我国GDP预测常用的模式为预测常用的模式为式中：式中：ZGDPtt年的年的GDP数；数；ZGDP0t0年的年的GDP数，即预测起始年的数，即预测起始年的GDP数；数；aGDP年增长速率（年增长速率（%）。）。国内生产总值（国内生产总值（GDP）预测）预测001ttGDPGDPaZZ 按人们生活中衣食住行对能源的需求来估算生按人们生活中衣食住行对能源的需求来估算生活用能的方法。根据调查得知：活用能的方法。根据调查得知：每人每年消费量为每人每年消费量为0.4t标准煤时只能生存；标准煤时只能生存；每人每年消费量为每
10、人每年消费量为1.21.4t标准煤时可以满足基本标准煤时可以满足基本生活需要；生活需要；现代化社会，每人每年消费量不低于现代化社会，每人每年消费量不低于1.6t标准煤。标准煤。能耗预测能耗预测人均能量消费法人均能量消费法能耗增长速度能耗增长速度式中：式中：能耗增长速度；能耗增长速度；工业产值增长速度。工业产值增长速度。能耗预测公式能耗预测公式式中：式中：Et规划期规划期t年的能耗量；年的能耗量；E0起始年能耗量。起始年能耗量。能源消费弹性系数法能源消费弹性系数法 e 一般来说，在国民经济高速发展时期，弹性系一般来说，在国民经济高速发展时期，弹性系数数e大于大于1，甚至超过，甚至超过2；随着国民
11、经济的发展，弹性；随着国民经济的发展，弹性系数系数e下降，大都低于下降，大都低于1，一般为，一般为0.41.1。010tttEE大气污染源源强预测大气污染源源强预测预测源强的一般模型：预测源强的一般模型：式中：式中：Qi源强；源强；Wi燃料消耗量；燃料消耗量；i净化设备对污染物的去除效率；净化设备对污染物的去除效率；Ki污染物排放因子。污染物排放因子。iiiiWKQ1 预测方法有弹性系数法、回归分析法、灰色预预测方法有弹性系数法、回归分析法、灰色预测等。测等。工业耗煤量预测工业耗煤量预测 式中：式中：ES预测年取暖耗煤量，预测年取暖耗煤量，104t/a；S预测年取暖面积，预测年取暖面积，m2；
12、AS取暖耗煤系数，取暖耗煤系数，t/m2。民用耗煤量预测民用耗煤量预测SAESS 式中：式中：GSO2SO2排放量，排放量，t/a；W燃煤量，燃煤量，t/a；S煤中的全硫分含量，煤中的全硫分含量，%。SO2排放量预测排放量预测SWGSO 式中：式中：G尘尘烟尘排放量，烟尘排放量，t/a；A煤的灰分，煤的灰分，%；B烟气中烟尘的质量分数；烟气中烟尘的质量分数；W燃煤量，燃煤量，t/a；除尘效率，除尘效率，%。烟尘排放量预测烟尘排放量预测1BAWG尘大气环境质量预测大气环境质量预测箱式方法预测模型为箱式方法预测模型为式中：式中：大气污染物浓度预测值，大气污染物浓度预测值，mg/m3；0预测区大气背
13、景浓度值，预测区大气背景浓度值，mg/m3；Q面源源强，面源源强，t/a；u进入箱内的平均风速，进入箱内的平均风速，m/s；L箱的边长，箱的边长，m；H箱高，即大气混合层高度，箱高，即大气混合层高度，m；箱式模型箱式模型0HLuQ 主要适用于城市家庭炉灶和低矮烟囱分布不均主要适用于城市家庭炉灶和低矮烟囱分布不均匀的面源。匀的面源。一般对一个城市可以划分为若干个小区，把每一般对一个城市可以划分为若干个小区，把每个小区看作是一个箱子，利用箱式模型计算。个小区看作是一个箱子，利用箱式模型计算。箱式模型箱式模型高斯扩散模型高斯扩散模型多源扩散模型多源扩散模型线源扩散模型线源扩散模型面源扩散模型面源扩散
14、模型总悬浮微粒扩散模型总悬浮微粒扩散模型灰色预测模型灰色预测模型其他模型其他模型水污染源预测水污染源预测式中：式中：Wt预测年工业废水排放量；预测年工业废水排放量；W0基准年工业废水排放量；基准年工业废水排放量；r工业废水排放量年平均增长率；工业废水排放量年平均增长率；t时间间隔。时间间隔。工业废水排放量预测工业废水排放量预测ttrWW式中：式中：Wi预测年某污染物排放量，预测年某污染物排放量，t；qi预测年工业废水排放量，预测年工业废水排放量，104m3；q0基准年工业废水排放量，基准年工业废水排放量，104m3；B0含某污染物废水排放标准或废水中污染含某污染物废水排放标准或废水中污染物浓度
15、，物浓度，mg/L；W0基准年某污染物排放量，基准年某污染物排放量，t。工业污染物排放量预测工业污染物排放量预测020010WqqWB生活污水量预测生活污水量预测式中：式中：Q生活污水排放量，生活污水排放量，104m3；A预测年人口数，万人；预测年人口数，万人；F人均生活污水量，人均生活污水量，L/d人。人。AFQ365.0水环境质量预测水环境质量预测水质相关法水质相关法水质模型法水质模型法水质流量相关法水质流量相关法灰色预测模型灰色预测模型多元回归分析多元回归分析完全混合模型完全混合模型一维河流水质模型一维河流水质模型BOD-DO耦合模型耦合模型水质流量相关法水质流量相关法 该方法将流量作为
16、影响水质的主要因素，与水该方法将流量作为影响水质的主要因素，与水质参数建立相关关系，如下：质参数建立相关关系，如下：式中：式中：Lt有机污染物总量，有机污染物总量，kg/s；LR难降解有机污染物量，难降解有机污染物量，kg/s；La易降解有机污染物量，易降解有机污染物量，kg/s；K常数；常数；Q流量，流量，m3/s；n比例常数。比例常数。QKnLLLaRtexp多元回归分析多元回归分析 设河流或湖泊中某污染物设河流或湖泊中某污染物y与其影响因素与其影响因素x1，x2，xm之间存在线性相关关系，如下：之间存在线性相关关系，如下：式中：式中：河流或湖泊中某污染物浓度，河流或湖泊中某污染物浓度，m
17、g/L；a，b1，b2，bm待定系数；待定系数；x1，x2，xm影响河流或湖泊水质的有影响河流或湖泊水质的有关因素。关因素。式中：式中：W预测年固体废物排放量，预测年固体废物排放量，t/a；P固体废物排放系数，固体废物排放系数，t/t产品；产品；S预测年产量，预测年产量，t/a。工业固废产生量预测工业固废产生量预测SPW系数预测法系数预测法 根据固体废物产生量与产品产量或工业产值的根据固体废物产生量与产品产量或工业产值的关系，建立一元回归方程，即关系，建立一元回归方程，即式中：式中：y预测年固体废物排放量；预测年固体废物排放量；x产品产量，或工业产值；产品产量，或工业产值；a、b系数。系数。b
18、xay回归分析法回归分析法城市垃圾产生量预测城市垃圾产生量预测 常用排放系数法、回归分析法和灰色预测法常用排放系数法、回归分析法和灰色预测法进行，排放系数法如下进行，排放系数法如下式中：式中：W预测年城市垃圾产生总量；预测年城市垃圾产生总量；f排放系数，排放系数，kg/（人（人d）；）；N预测年人口总数。预测年人口总数。NfW评价方法评价方法等标污染负荷法等标污染负荷法指数评价法指数评价法第四节第四节 水环境规划实例水环境规划实例 以本溪市新经济开发区水环境规划研究为例，以本溪市新经济开发区水环境规划研究为例，来说明水环境规划的编制过程。来说明水环境规划的编制过程。规划研究内容规划研究内容在对
19、开发区社会经济、水资源和水环境状况调查的在对开发区社会经济、水资源和水环境状况调查的基础上，进行该区域综合分析，开展水资源现状分基础上，进行该区域综合分析，开展水资源现状分析与评价，及水环境污染现状分析与评价；析与评价，及水环境污染现状分析与评价；进行经济发展与水资源供需分析，以及区域内河流进行经济发展与水资源供需分析，以及区域内河流水污染控制单元划分及其水环境容量的确定；水污染控制单元划分及其水环境容量的确定；制定经济开发区水环境污染防治规划；制定经济开发区水环境污染防治规划；对开发区近、远期的水环境承载力作出分析。对开发区近、远期的水环境承载力作出分析。规规划划技技术术路路线线水环境污染综
20、合防治规划水环境污染综合防治规划 本溪市开发区位于本溪市区以北约本溪市开发区位于本溪市区以北约20km2，拟建，拟建面积面积47.2km2。本区属温带半湿润半干旱季风气候，多年平均本区属温带半湿润半干旱季风气候，多年平均气温为气温为7.8，多年平均降水量约为，多年平均降水量约为800mm。本区多年平均水资源总量为本区多年平均水资源总量为2570104m3，其，其中地下水资源量约为中地下水资源量约为2390104m3，最大可开采量，最大可开采量仅为仅为1673104m3/年。年。本溪市经济开发区概况本溪市经济开发区概况 开发区内溪流均汇入北沙河。开发区内溪流均汇入北沙河。北沙河贯穿本区，全长北沙
21、河贯穿本区，全长117km，总流域面积，总流域面积1543km2。北沙河开发区段长约。北沙河开发区段长约15km，该河上游天，该河上游天然来水量很小，如在平水期高程寨断面流量仅然来水量很小，如在平水期高程寨断面流量仅0.003m3/s。本河段主要有本河段主要有4个排污口，每天排入河中的废水个排污口，每天排入河中的废水量达量达61384t，BOD5达达1520kg。因此，本河段已受。因此，本河段已受到一定程度的有机污染。到一定程度的有机污染。本区主导工业：机械加工和医药工业；本区主导工业：机械加工和医药工业；设计了三种投资方案的产值规模，通过分析，认设计了三种投资方案的产值规模，通过分析，认为投
22、资假设为投资假设（中方案）和（中方案）和（高方案）实施的（高方案）实施的可能性最大。因此，采用这两个方案作为水环境可能性最大。因此，采用这两个方案作为水环境规划的基础。规划的基础。经济开发区与水环境状态预测经济开发区与水环境状态预测 对本区近、远期的水环境状态作了预测，如下对本区近、远期的水环境状态作了预测，如下表。表。经济开发区与水环境状态预测经济开发区与水环境状态预测方案方案用水量，用水量，104t/a取水量，取水量，104t/a废水排放废水排放量，量，104t/aBOD排放排放量，量，104t/a中方案中方案20152315.61798.81302.82743.820253231.722
23、25.31700.33040.3高方案高方案20152928.02315.81716.73554.120255763.64077.23181.85855.0表表5-1 不同经济发展方案下水环境状态预测不同经济发展方案下水环境状态预测 由表由表5-1可知，若本区水资源可供量仍维持在可知，若本区水资源可供量仍维持在1673104m3/年，则中高方案到年，则中高方案到2015年时将分别缺年时将分别缺水水125.8104t和和642.8104t；2025年时将分别缺水年时将分别缺水552.3104t和和2404104t。因此，本区在因此，本区在2015年前就应考虑区外引水，否年前就应考虑区外引水，否则
24、水资源短缺将称为其经济持续发展的首要限制因则水资源短缺将称为其经济持续发展的首要限制因素。素。北沙河水污染控制单元及其水环境容量北沙河水污染控制单元及其水环境容量水污染控制单元水污染控制单元 根据开发区的发展规划以及北沙河的水文特根据开发区的发展规划以及北沙河的水文特点，将本区河段划分成三个水污染控制单元，如下点，将本区河段划分成三个水污染控制单元，如下图所示。图所示。通过水质模型的结构识别，我们选择符合一通过水质模型的结构识别，我们选择符合一级动力学反应的数学模型来描述级动力学反应的数学模型来描述BOD5在河流中的在河流中的衰减规律。模型如下：衰减规律。模型如下：式中：式中：kBOD衰减系数
25、，衰减系数，d-1；x控制单元长度，控制单元长度，km；v控制单元水流平均速度，控制单元水流平均速度，km/d。水质模型水质模型vxkBODBODexp0 根据各控制单元的设计流量和水质模型参数，根据各控制单元的设计流量和水质模型参数，计算了各单元始断面计算了各单元始断面BOD5控制浓度，如下表。控制浓度，如下表。水环境容量水环境容量 利用下式计算各控制单元的利用下式计算各控制单元的BOD5容量。容量。式中：式中：1河流中河流中BOD5背景浓度，背景浓度，mg/L；2污水中污水中BOD5浓度，浓度，mg/L；C始断面控制浓度，始断面控制浓度，mg/L。CqQqQ21则，则，BOD5的环境容量为
26、的环境容量为 通过对区域水污染控制规划方法、具体控制措通过对区域水污染控制规划方法、具体控制措施以及未来本区经济发展的综合分析，设计了两种施以及未来本区经济发展的综合分析，设计了两种规划方案。规划方案。水环境污染综合防治规划水环境污染综合防治规划供选方案供选方案12015年建设一座年建设一座3104t/d处理能力的一级污水处处理能力的一级污水处理厂，理厂，BOD5去除率去除率40%，排污设计流量为，排污设计流量为0.316m3/s；2025年扩建为年扩建为5104t/d处理能力的二级污水处理处理能力的二级污水处理厂，厂，BOD5去除率去除率85%，排污设计流量为，排污设计流量为0.539m3/
27、s。污水处理厂出水可排入北沙河控制单元污水处理厂出水可排入北沙河控制单元或或。供选方案供选方案22015年建设一座年建设一座5104t/d处理能力的一级污水处处理能力的一级污水处理厂，理厂，BOD5去除率去除率40%，排污设计流量为，排污设计流量为0.544m3/s；2025年扩建为年扩建为10104t/d处理能力的二级污水处处理能力的二级污水处理厂，理厂，BOD5去除率去除率85%，排污设计流量为，排污设计流量为1.01m3/s。污水处理厂出水可排入北沙河控制单元污水处理厂出水可排入北沙河控制单元或或。规划方案的综合评价规划方案的综合评价污水处理费用污水处理费用-效益分析效益分析根据规划方案
28、，对污水处理投资费用及运行费用根据规划方案，对污水处理投资费用及运行费用做估算，如表做估算，如表5-3。对本区建与不建污水处理厂的北沙河水质状况做对本区建与不建污水处理厂的北沙河水质状况做对比，如表对比，如表5-4。供选供选方案方案2010-2014（近期）（近期）2015-2025（远期）（远期）累计工累计工业产值，业产值，万元万元可累可累计投计投资，资，万元万元污水污水厂投厂投资，资，万元万元累计工业累计工业产值，产值，万元万元可累可累计投计投资，资，万元万元污水厂污水厂投资，投资，万元万元建一级建一级厂运行厂运行费用，费用，万元万元方案方案 259155 699.7 557.3 8872
29、9523961524.3 1699方案方案 297499 803.2 768125000533752355.9 2175表表5-3 规划方案中污水处理投资费用与可能投资比较规划方案中污水处理投资费用与可能投资比较控制单元控制单元控制单元控制单元控制单元控制单元不建厂不建厂建厂建厂不建厂不建厂建厂建厂不建厂不建厂 建厂建厂方案方案 20151882.012495.196.182.520251642.010821.685.718.7方案方案 20151902.012599.494.686.220251752.011524.594.621.2表表5-4 建与不建污水处理厂北沙河水质比较，建与不建污水
30、处理厂北沙河水质比较，mg/L 由表由表5-4可知，建污水处理厂后，第可知，建污水处理厂后，第控制单控制单元可以达到地表水元可以达到地表水类水标准，第类水标准，第、控制单控制单元仍不能达到地表水元仍不能达到地表水类水标准。类水标准。因此，需要从污水排放和河流自净两方面分因此，需要从污水排放和河流自净两方面分析原因并提出对策。析原因并提出对策。方案可行性分析方案可行性分析水质目标的可达性分析水质目标的可达性分析 若本溪经济开发区若本溪经济开发区2011-2025年的工业年平均投年的工业年平均投资取资取9%，污水处理投资取，污水处理投资取3%，计算结果表明，到，计算结果表明，到2015年，供选方案
31、年，供选方案和和的累计污水处理投资分别的累计污水处理投资分别达到达到699.7万元和万元和803.2万元；到万元；到2025年，分别达到年，分别达到2369万元和万元和3375万元。万元。总体上讲，投资费用基本可行。总体上讲，投资费用基本可行。污水处理投资的可行性分析污水处理投资的可行性分析 选用了选用了7项具体指标来表征本溪开发区水环境承项具体指标来表征本溪开发区水环境承载力，分别为：载力，分别为：可用水资源总量与城市总用水量之比可用水资源总量与城市总用水量之比单位水资源消耗量的工业产值单位水资源消耗量的工业产值单位工业废水排放量的工业产值单位工业废水排放量的工业产值单位单位BOD排放量的工
32、业产值排放量的工业产值BOD的控制目标与水体的控制目标与水体BOD浓度之比浓度之比单位污水的处理投资单位污水的处理投资工业产值与引水总费用之比工业产值与引水总费用之比水环境承载力分析水环境承载力分析 分别计算了每个指标值，然后处理得到表征水分别计算了每个指标值，然后处理得到表征水环境承载力大小的综合指数，如表环境承载力大小的综合指数，如表5-6。水环境承载力分析水环境承载力分析ABCDEFG综合综合值值现状现状（2011年）年）0.540.200.130.12 0.210.07 0.130.66方案方案2015 0.160.200.200.19 0.100.16 0.250.492025 0.110.200.240.27 0.350.33 0.270.70方案方案2015 0.120.200.200.19 0.080.16 0.200.462025 0.060.190.230.26 0.260.27 0.140.56表表5-6 开发区水环境承载力归一化分指数及综合指数开发区水环境承载力归一化分指数及综合指数
