环境规划课程设计指导书.doc

环境规划与管理课程设计指导书一、 设计前期准备工作1. 查阅有关资料（1） 通过图书馆、电子阅览室等手段查阅以下资料： 编制规划的法律文件、原则； 某城市自然环境与社会环境特征、环境管理的现状； 环境保护投资、防治措施及环境经济评价； 某城市2015年远景规划及西部地区“十二五”规划内容；（2） 通过实地（环保局、统计局等）调研可以查阅以下资料： 某城市能源现状和发展计划； 污染源调查评价与污染负荷分担率； 环境污染现状评价； 某城市国民经济发展现状和发展计划；（3） 制定SO2控制规划的技术路线图1 SO2综合防治控制规划技术路线2. 分析资料阶段（1） 分析所查阅资料的相关性和实用性，整理出与本规划有关的数据或文字材料；（2） 对整理出的数据或文字资料进一步消化整理，得出相应图、表、文字性结论，从而进一步寻求线索、思路，为下一步制定具体规划奠定基础；3. 选定和书写关键材料阶段（1） 通过对SO2污染现状分析，确定环境目标将某种保证率下的环境质量标准称为环境目标。总量控制的环境目标值是以连续监测年平均浓度为基础。为了简化计算，用选择控制日法确定各地点的浓度控制到环境标准以下，则全年在某种保证率下，不会发生超过环境质量标准的现象。由于某城市二氧化硫重污染日主要发生在采暖期，从平均浓度来看，采暖期比非采暖期高得多。所以从采暖期的全部日数中选择控制日，保证率（G）可以选择90以上的任何数值（如90和95等）。1）频率分布g（）：浓度在某一范围内的天数占参选总天数的比例。 （a）式中-频率分布，；-参选的总天数，d；-二氧化硫浓度在某一范围的天数；2）频率密度分布q（）：指单位浓度间隔宽度时的频率分布。 （） (b)式中-频率密度分布，；-频率分布，；-二氧化硫浓度增量；3） 保证率分布G（）：指小于某一浓度的天数占总参选总天数的比例。 (c)表1 浓度累积频率分布计算表（本表根据监测点的不同分类，共计5个）序号浓度间隔/mg.m-3间隔中值/mg.m-3某一浓度范围天数/d频率分布g/间隔宽度/mg.m-3频率密度分布q/间隔上限/mg.m-3保证率分布G/10-0.00420.004-0.00830.008-0.01240.012-0.01650.016-0.02060.020-0.0370.03-0.0480.04-0.0590.05-0.06100.06-0.1110.1注：二氧化硫污染监测数据参见附表1。统计5个监测点的日平均浓度的频率分布，并在对数正态概率纸上绘制各控制点的二氧化硫日平均浓度的累积频率分布图(实例参见附录)。从图中可以查出保证率为90和95所对应的二氧化硫日平均浓度值，绘于表2中。表2 各控制点不同保证率的浓度和（mg/m3）序号监测点保证率90保证率951高压开关厂2兴 庆 小 区3纺 织 城4小 寨5草 滩合理地选择控制日，使5个控制点的日平均浓度分布与上表中浓度分布接近。其实是选定最相近的一天，采用的公式为： (d)式中S-离差平方值；-在采暖期各典型日控制点的浓度；-表2中浓度值；取S最小的典型日为控制日，利用典型日的气象条件来计算浓度分布（也可以利用箱式模型计算，参见公式e），从而确定削减量。（2） 能源消耗状况一次能源消耗及煤炭消耗参见附表3附表7。从各表中和数据特征分析其能源特点和带来的经济效益与环境污染的关系，从而得出带来污染的主要原因。（3） SO2污染源分布某城市空气质量状况参见附表8、附表9，主要行业二氧化硫排放情况参见附表10-附表12。（4） SO2污染比例模式削减计算 各源对控制浓度的贡献，此时的源强Q是没有削减的，在控制日取保证率为95的气象条件下，分别计算每个污染源对控制点的贡献，即削减前的分担浓度。注意：由于本次课程设计时间较短，所以只要求学生计算北环灞桥热电厂、西郊热电厂、北环化工厂、北环高压电瓷厂、北环制药厂、北环氮肥厂、第三印染厂等污染源对各测点的浓度贡献。浓度分布的计算模型有很多，我们采用箱体模型计算浓度分布。各源对控制点的贡献为： (e)式中-第i个污染源二氧化硫排放量，mg/s，（附表12）；K-比例系数，可将1991-2000年二氧化硫监测值代入上式，求得平均K值，可取0.34；-某城市当日平均风速；-第i个污染源距第k个控制点的距离，m，（参见附表13）；-当日混合层高度，可取526m；-第i个污染源对第k个控制点的贡献，mg/m3；表3各保证率下各污染源对测点贡献率95%保证率下各污染源对测点贡献率90%保证率下各污染源对测点贡献率高压开关厂兴庆小区纺织城小寨草滩高压开关厂兴庆小区纺织城小寨草滩北环灞桥热电厂西郊热电厂北环化工厂北环高压电瓷厂北环制药厂北环氮肥厂第三印染厂其它0.0250 0.0380 0.0480 0.0440 0.0350 0.0200 0.0360 0.0580 0.0450 0.0350 合计Ck1 浓度分担率各控制点（如高压开关厂等）浓度计算值： （f）式中-第k个控制点二氧化硫浓度，mg/m3；-第i个污染源对第k个控制点的贡献，mg/m3；m-污染源个数；浓度分担率为： （g）式中-第个污染源对第k个控制点贡献率；-第i个污染源对第k个控制点的浓度贡献，mg/m3；-第k个控制点二氧化硫计算浓度，mg/m3；表4各保证率下各污染源对测点浓度分担率95%保证率下各污染源对测点浓度分担率90%保证率下各污染源对测点浓度分担率高压开关厂兴庆小区纺织城小寨草滩高压开关厂兴庆小区纺织城小寨草滩北环灞桥热电厂西郊热电厂北环化工厂北环高压电瓷厂北环制药厂北环氮肥厂第三印染厂其它0.1027 0.3004 0.5902 0.4019 0.4614 0.0872 0.3145 0.6668 0.4396 0.4925 合计Ck 计算削减浓度每个控制点超过环境目标值的浓度就是应该削减的浓度。 （h）式中-每个控制点应该削减的浓度，mg/m3；-环境中二氧化硫目标浓度，mg/m3；R-调节系数，使削减后各控制点的浓度小于或等于环境目标值，一般取0-3之间的实数；表5各保证率下削减后浓度95%保证率下削减后浓度90%保证率下削减后浓度高压开关厂兴庆小区纺织城小寨草滩高压开关厂兴庆小区纺织城小寨草滩RCk削北环灞桥热电厂西郊热电厂北环化工厂北环高压电瓷厂北环制药厂北环氮肥厂第三印染厂其它 计算削减后的浓度控制点每一步削减的浓度值乘以烟源的削减率，即为该源的削减浓度，该源在控制点的分担浓度减去削减浓度，即为该源在控制点削减后的浓度。将每个削减后的浓度加和就为削减后的浓度。 （j） 计算削减率。达到标准后，原分担浓度（Ci0）与削减后的浓度（Ci）之差，除以原分担浓度，即为该污染源的削减率。 （k）式中-削减率；表6各保证率下污染源削减率95%保证率下削减率90%保证率下削减率高压开关厂兴庆小区纺织城小寨草滩高压开关厂兴庆小区纺织城小寨草滩北环灞桥热电厂西郊热电厂北环化工厂北环高压电瓷厂北环制药厂北环氮肥厂第三印染厂其它（5） 允许排放量的计算按各点源，对5个控制点分别计算了削减率。每个源有5个削减率，选取最大值作为该源的削减率，则由削减的源强Q，计算出允许排放量。 (m)式中-第i个污染源允许排放量，mg/s；-第i个污染源源强，mg/s；(6) 总量控制方案依据以上计算可以给出某城市2001年及各水平年二氧化硫污染总量控制方案、总量控制后二氧化硫的排放量，并与其它城市或地区对比，选出合理的方案构成（表7）。表7 总量控制方案200120102015方案控制浓度*/mg.m-30.07()0.06()0.07()0.06()保证率95909590控制日-总削减率-注：“控制浓度”一栏中数据为示例数据按照附表11中数据特点，可以计算出燃烧一吨煤产生二氧化硫的量，就可以预测出某城市各水平年排放的二氧化硫的量(如表8)。浓度预测可以采用箱体模型： (l)式中C-预测二氧化硫浓度，mg/m3；-二氧化硫排放量，mg/s，（附表12）；K-比例系数，K=0.34；-某城市平均风速；-污染源距控制点的距离，m，可取29340m；-年平均混合层高度，可取526m；C0-背景二氧化硫浓度，可取0.0081mg/m3；某城市各水平年二氧化硫排放量及排放浓度预测值见表8表8 某城市各水平年二氧化硫排放量及排放浓度预测水平年20102015二氧化硫排放量Q1/104t.a-1二氧化硫排放浓度/mg.m-3二氧化硫控制目标Q为： mg/s，二氧化硫削减量Q2为：总削减率k为:则各水平年的减排比例及控制目标如表9.表9 各水平年的减排比例及控制目标水平年20102015二氧化硫年平均浓度控制目标C目标/mg.m-30.07 (示例数据)0.06(示例数据)二氧化硫控制目标Q/104t.a-1二氧化硫削减量Q2/104t.a-1总削减率k二、 编写规划书规划大纲为：前言1. 编制规划的法律保障、技术路线、指导原则；1.1. 编制规划的法律保障包括大气污染防治法、二氧化硫污染控制区有关规定、远景规划、控制计划等法律文件的名称、编号等。1.2. 编制规划的技术路线实施二氧化硫总量控制规划的技术路线1.3. 编制规划的指导原则2. 某城市基本情况2.1. 某城市自然条件包括地理位置、地址地貌等；2.2. 国民经济和社会发展状况2.3. 能源消耗及SO2污染状况(1) 一次能源消耗状况(2) 市区SO2污染状况3. 某城市SO 2污染控制规划方案3.1. 二氧化硫排放量预测3.2. 二氧化硫浓度预测3.3. 污染控制目标4. 综合防治规划的控制措施 附录 某城市相关基础资料一、某城市自然条件某城市位于我国内陆腹地，横跨北纬33°39至34°45，纵居东经107°40至l09°49，市区面积861平方公里。 自然环境优越，平均海拔400米左右，年降水量600毫米，气候类型属于温暖带大陆性季风半湿润气候，气候变化较温和，四季分明。年平均气温13.3C，年平均相对湿度为71，年平均日照为2125小时。某城市南倚秦岭，北偎渭河平原，地形平坦、开阔，土质肥沃。二、某城市国民经济和社会发展概况某城市是某省政治、经济、文化中心，不仅是我国一个重要的科研、高等教育、国防科技工业和加工工业基地，也是西部一个重要对外“窗口”。未来15年内某城市总体发展的战略思路是：率先建立社会主义市场经济体制，扩大对内对外双向开放，充分发挥科技、旅游、商贸和加工工业的优势，逐步以高新技术产业取代和改造传统产业，促进国民经济持续、健康、快速增长和第三产业比重逐步上升，在基本完成工业化任务的基础上，向现代化建设第三步战略目标迈出重大步伐，构筑起外向型城市框架，最终成为具有广泛影响力的国际性城市。全市总人口668.2万人（1998年末），市区300万人，若加上日平均流动人口，则城市人口达366万左右。三、其它相关资料目前某城市的能源结构煤炭消耗量约占90以上，而且燃料煤以高硫煤为主。随着国民经济的发展，燃煤的需求量不断增长，高硫煤的燃烧已使城市空气环境难以承受。采取措施促使某城市燃料煤使用低硫煤或洗选动力煤是削减二氧化硫排放既经济又有效的措施。据统计，目前全市燃煤的含硫量平均约274左右。然而该省低硫煤或洗选煤近期可供某城市燃用的数量有限，只能逐步增加燃用低流煤的比例。我国环境“十五”计划对煤矿外采提出要求，即煤炭工业“增产不增污”，要求新建硫份大于15的煤矿必须配套建设洗煤设施、已建生产硫份大于2的煤矿补建洗煤改施。2000年灞桥热电厂燃煤约100万吨/年，为控制二氧化硫排放量，已与铜川崔家沟煤矿签约提供100万吨/年低硫长焰煤（S 1.51%），至2005年五期改造工程早已完成，处于正常运行阶段年耗煤量控制100万吨/年。西郊热力公司二期工程预计2005年满负荷运行预计需燃煤110万吨。附录 相关图表附图1：某城市环境监测点位图11附表1：该城市SO2监测值附表2： 社会经济状况发展规划年份1995年2000年2010年市区人口/万人市区292330380城市镇216244281农村738699国民生产总值/亿元.年-1第一产业38.9561150第二产业148.514101570第三产业163.804342100机动车保有辆/台摩托车4404570000120000轻型汽油车5347390000180000重型汽油车110702000050000轻型柴油车2553800030000重型柴油车3830600030000附表3 某城市燃料消费结构状况项目1995年燃料总需求量/万吨标准煤.年-1361.0燃料结构煤/万吨发电71.04工业233.51民用104.67合计391.98重油/万吨1.50汽油/万吨16.84柴油/万吨4.11煤 气/万立方米.年-1944.16天然气/万立方米.年-10.004液化石油气/万吨.年-11.75焦 炭/万吨.年-10.39附表4 某城市各主要行业年燃煤消耗状况行业名称汇总行业个数/个燃煤量/万吨采掘业30.1食品、饮料业207.59纺织业219.26皮革、皮毛及制品业11.69造纸业60615.71印刷业91.39石油加工及炼焦业21.09化学、化工制品制造业1514.9医学制造业98.48橡胶制品业71.73非金属矿物制造业10415.92黑色冶金业46.43有色金属冶炼业66.66金属制品业40.37机电及其它制造业11515.93电力、煤气271.04其它行业15225.22总计1085233.51附表5 某城市不同种类燃烧设备能源消耗状况燃煤量/万吨燃油量/万吨燃气量/万立方米锅炉242.1822.451.87炉窑37.97/茶炉及大灶7.16/附表6 某城市燃煤产地消耗状况种类主要产地用量/万吨价格/元.吨-1煤质硫分/灰分/热值/MJ.kg-1烟煤铜川291.79160-1655.0-6.913-2624.2黄陵41.844.5-4.911-2426.8其它25.93合计359.56无烟煤宁夏26.24267-2721.0-2.522-3817.6-22.1山西0.4-1.516-3223.0-27.6其它6.81合计32.42附表7 某城市火力发电厂能源消耗主要参数单位装机容量/兆瓦发电量/万千瓦时发电煤耗/g.kwh-1燃料消耗/万吨.年-1煤质硫分/灰分/热值/MJ.kg-1西郊热电厂5017500406煤14.783.3323.5317.43油478.5吨灞桥热电厂8550800385煤56.263.0023.0019.31附表8 某城市环境空气质量年平均值项目1991199219931994199519961997199819992000SO20.0830.0630.0600.0470.0600.0660.09Nox0.0590.0550.0580.0400.0560.0530.054TSP0.5640.5190.3720.3680.4180.3160.384降水pH值6.66.66.96.66.96.35.6酸雨频率8.58.84.18.63.216.928.8附表9 某城市环境质量日均值项目199519961997199819992000SO20.003-0.3230.002-0.3450.002-0.471Nox0.002-0.2260.003-0.1820.001-0.192TSP0.019-1.0000.016-0.0870.029-0.927附表10 某城市主要行业二氧化硫排放情况行业名称申报单位个数/个SO2年排放量/吨.年-1合计烟气排放量工艺废气排放量电力、煤气。热水的生产和供应业231143.9431143.94/普通机械制造业2913968.713909.5848.92交通运输设备制造业42756.72756.7/医药制造业93551.043551.04/专用设备制造业192054.441709.46344.98仪器仪表及文化办公用品制造业51865.641865.64/化学原料及制品制造业156532.166532.16/武器弹药制造业31208.551208.55/其他制造业121451.221253.24227.98科学研究业184213.264138.3974.87纺织业121385.341385.34/造纸业12314.752314.75/食品及饮料制造加工业201367.811367.81/有色金属冶炼业62919.742919.74/非金属矿物制品业135664.135664.13/黑色金属冶炼业41479.91479.90/卫生、教育业291829.221829.22/印刷业6734.66734.66/电子及电器机械171066.66763.29303.37橡胶制品业7758.43758.43/石油加工及炼焦业2477.86477.86/其他行业小计15211056.4511056.45/合计3851016841006841000占全市年排放量百分比（）59.2备注附表11 按燃烧设备汇总二氧化硫排放情况设备名称二氧化硫排放量/吨.年-1锅炉106171.7炉窑16646.0茶炉与大灶3138.9 附表12 某城市重点污染源二氧化硫排放情况污染源名称燃煤耗量/万吨二氧化硫年排放量/吨.年-1污染负荷比/北环灞桥热电厂56260024664.414.36西郊热电厂1478006479.63.77北环化工厂568002490.11.45北环高压电瓷厂618001053.40.61北环制药厂414101192.70.69北环车辆厂412702748.61.60北环氮肥厂309901358.60.79北环绝缘材料厂422401851.81.08北环钢厂（停产）252601107.40.64北环飞机制造公司312202748.61.60北环发动机公司571602505.91.46省级钢厂(停产)29200煤14900油1523.00.89北环庆华电器制造厂235001112.00.65第三印染厂14880675.00.39第四军医大学西京医院18000789.10.46航天工业总公司7103厂119500854.90.50化工部西北化工厂研究院17570770.30.45北环光华制药厂13050572.10.33北环南风日化有限公司12490547.60.32北环石油化工石化厂10150445.00.26北环石油化工油田助剂厂10150445.00.026北环铜材厂10550462.50.27西北工业大学13306230.36兵工部204所9247405.40.24向阳公司7730338.90.20庆安集团有限公司9870432.70.25中国兵器工业第204所9250405.50.24北环照明电器工业公司9200403.30.23北环印钞厂9100398.90.23红旗水泥制品总厂9000394.60.023北环西都制药厂8670380.10.22北环电缆厂8630378.30.22青岛啤酒北环有限责任公司8200359.50.21北环东方机械厂7800342.00.20中国人民解放军35111工厂7370323.10.19某城市旅游食品厂7330321.30.19北环亚西光电仪器厂7050309.10.18某城市微电子技术研究所7000306.90.18某城市塑料制品厂7000306.90.18其它污染源（耗煤在800吨以上）36051315804.99.20合计178385078632.045.77市区3919800171800占市区比例/45.5145.76附表13 各污染源距控制点的距离Sik（m）污染源名称(i)高压开关厂兴庆小区纺织城小寨草滩北环灞桥热电厂250001200030002000027500西郊热电厂550020000310001400025000北环化工厂600018500280001150026000北环高压电瓷厂80016500270001200019000北环制药厂300017000275001300021000北环氮肥厂600019500295001350023000第三印染厂500020000295001750024000附录例：以高压开关厂为例，将该测点一年中数据汇总统计后列于下表中，并根据表中数据绘制高压开关厂浓度累积频率分布图。高压开关厂浓度累积频率分布计算表序号浓度间隔/mg.m-3间隔中值/mg.m-3某一浓度范围天数/d频率分布g/间隔宽度/mg.m-3频率分布q/间隔上限/mg.m-3保证率分布G10-0.0040.00240.0110 0.0042.7548 0.0040.0110 20.004-0.0080.006200.0551 0.00413.7741 0.0080.0661 30.008-0.0120.01530.1460 0.00436.5014 0.0120.2121 40.012-0.0160.014270.0744 0.00418.5950 0.0160.2865 50.016-0.0200.018400.1102 0.00427.5482 0.020.3967 60.020-0.030.025730.2011 0.0120.1102 0.030.5978 70.03-0.040.035620.1708 0.0117.0799 0.040.7686 80.04-0.050.045310.0854 0.018.5399 0.050.8540 90.05-0.060.055300.0826 0.018.2645 0.060.9366 100.06-0.10.08190.0523 0.041.3085 0.10.9890 110.10.140.0110 1.0000 另附兴庆小区浓度累积频率分布计算表序号浓度间隔/mg.m-3间隔中值/mg.m-3某一浓度范围天数/d频率分布g/间隔宽度/mg.m-3频率分布q/间隔上限/mg.m-3保证率分布G10-0.0040.00210.0027 0.0040.6849 0.0040.0027 20.004-0.0080.006300.0822 0.00420.5479 0.0080.0849 30.008-0.0120.01860.2356 0.00458.9041 0.0120.3205 40.012-0.0160.014430.1178 0.00429.4521 0.0160.4384 50.016-0.0200.018760.2082 0.00452.0548 0.020.6466 60.020-0.030.025580.1589 0.0115.8904 0.030.8055 70.03-0.040.035370.1014 0.0110.1370 0.040.9068 80.04-0.050.045150.0411 0.014.1096 0.050.9479 90.05-0.060.055110.0301 0.013.0137 0.060.9781 100.06-0.10.0880.0219 0.040.5479 0.11.0000 110.10.100.0000 1.0000 纺织城浓度累积频率分布计算表序号浓度间隔/mg.m-3间隔中值/mg.m-3某一浓度范围天数/d频率分布g/间隔宽度/mg.m-3频率分布q/间隔上限/mg.m-3保证率分布G10-0.0040.002180.0499 0.00412.4654 0.0040.0499 20.004-0.0080.006250.0693 0.00417.3130 0.0080.1191 30.008-0.0120.01600.1662 0.00441.5512 0.0120.2853 40.012-0.0160.014260.0720 0.00418.0055 0.0160.3573 50.016-0.0200.018460.1274 0.00431.8560 0.020.4848 60.020-0.030.025750.2078 0.0120.7756 0.030.6925 70.03-0.040.035510.1413 0.0114.1274 0.040.8338 80.04-0.050.045230.0637 0.016.3712 0.050.8975 90.05-0.060.055280.0776 0.017.7562 0.060.9751 100.06-0.10.0890.0249 0.040.6233 0.11.0000 110.10.100.0000 1.0000 草滩浓度累积频率分布计算表序号浓度间隔/mg.m-3间隔中值/mg.m-3某一浓度范