第九章---大气环境规划课件.ppt
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1、第九章第九章 大气环境规划大气环境规划第一节第一节 大气环境规划的内容和类型大气环境规划的内容和类型第二节第二节 大气环境规划的组成大气环境规划的组成第三节第三节 大气污染物总量控制大气污染物总量控制第四节第四节 大气环境规划的综合防治措施大气环境规划的综合防治措施第五节第五节 大气污染物总量控制规划实例大气污染物总量控制规划实例2/8/20231大气环境是人类赖以生存的基本要素之一,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,而且关系到城主体的城市生态系统,而且关系到城 市市社会经济能否持续发展。社会经济能
2、否持续发展。为了协调城市社会经济发展与大气环境保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。配的大气环境规划是行之有效的手段。2/8/20232第一节第一节 大气环境规划的内容和类型大气环境规划的内容和类型 一一、大气环境规划的内容大气环境规划的内容二二、大气环境规划的类型大气环境规划的类型三、三、能流分析能流分析2/8/20233一一、大气环境规划的内容、大气环境规划的内容 目的:为了平衡和协调某一区域的大气环境与社会、经济目的: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
3、气环境系统功能的最优化,最大之间的关系,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。限度地发挥大气环境系统组成部分的功能。在大气环境规划时,应首先对大气环境系统进行系统分析,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
4、大气环境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。目标提供可靠保证。2/8/20234弄清弄清问题确定确定环境目境目标建立源与目建立源与目标关系关系选择方法建立模方法建立模型型确定确定优化方案化方案方案方案实施施大气环境规划主要内容可概括如下大气环境规划主要内容可概括如下2/8/20235(一)弄清问题(一)弄清问题环境问题的发生和解决是环境规划的开环境问题的发生和解决是环境规划的开始和归宿。始和归宿。通过调查和评价,分析污染物的产生、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,
5、从价大气环境现状并预测其发展趋势,从而而找出主要环境问题找出主要环境问题。2/8/20236(二)确定环境目标(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在大气环境现状调查、预测及各功能区的功能确定基础上,能确定基础上,根据规划期内所要解决的主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的需要,确定合理的大气环境目标。同时同时给出给出表征环境目标的大气环境表征环境目标的大气环境指标指标,制,制定实现目标的方案,通过投资估算和可行性定实现目标的方案,通过投资估算和可行性分析及反复平衡,最后才能确定
6、规划目标。分析及反复平衡,最后才能确定规划目标。2/8/20237(三)建立源与大气环境质量间的输入响应关系(三)建立源与大气环境质量间的输入响应关系 确确定定源源与与目目标标之之间间的的关关系系,是是直直接接影影响响大大气气总总量量控控制制规划方案优劣的重要因素之一。规划方案优劣的重要因素之一。这这一一关关系系最最好好是是通通过过实实测测资资料料建建立立的的大大气气质质量量模模型型,定定量量描描述述源源强强场场与与环环境境浓浓度度场场。有有时时也也可可以以是是实实测测资资料的料的回归曲线回归曲线,或,或简单的线性关系简单的线性关系。从从而而完完成成以以下下工工作作:污污染染源源布布局局评评价
7、价;污污染染源源贡贡献献评评价价;控控制制方方案案的的评评价价;建建立立技技术术经经济济优优化化模模型的环境约束方程型的环境约束方程。2/8/20238(四)选择规划方法与建立规划模型(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目前根据我国大气环境主要针对SO2和和TSP污染的污染的基本特点,普遍采用系统分析方法和数学规划模基本特点,普遍采用系统分析方法和数学规划模型的方法。型的方法。一般可采用源治理与集中控制相结合的方法,建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
8、类工艺尾气中型,寻求对各类用能设施,各类工艺尾气中SO2和和TSP的综合优化方案。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、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。综合治理的最佳方案。2/8/20239(五)确定优选方案(五)确定优选方案 规划目标的实现,可能存在多种途径,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。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
9、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、实施清洁的合理布局、调整经济结构、实施清洁生产工艺生产工艺、处理设备的费用及效率等,、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。确定需经过多方案比较和反复论证。2/8/202310(六)方案的实施(六)方案的实施规划方案的编制和实施是大气环境规划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。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。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:规划方案的实施取决于两个方面:环境环境规划方
10、案是否切实可行;环境管理政策规划方案是否切实可行;环境管理政策措施是否得当措施是否得当。2/8/202311二二、大气环境规划的类型、大气环境规划的类型 (一)(一)大气环境系统大气环境系统 (二)(二)大气环境规划的类型大气环境规划的类型2/8/202312(一)大气环境系统(一)大气环境系统构成大气环境系统的子系统可以概括为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子系统、大气污染控制子系统及城市生态子系统,如图态子系统,如图 6一一2所示。所示。系统的状态主要由大气环境质量描述。系统的状态主要由
11、大气环境质量描述。2/8/202313大气污染物排放子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城市生态子系统图6-22/8/2023141大气环境过程子系统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,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。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由于大气环境过程及描
12、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、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。置信度或置信区间等。2/8/2023152大气污染物排放子系统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、大气污染物排放子系统主要包括点源、面源和线源。面源和线源。污染物的排放直接影响大气环境质量,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。进而影响城市生态子系统。2/8/2023163大气污染控制子系统大气污染控制子系统 首先是减少污染物的产生量:尽可能通过采首先是减少污染物
13、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或原料,提高装置整体性能等措施减少污染物的产生量;物的产生量;其次才是控制问题:污染源本身的治理。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此外还应把污染源的治理与旨在控制大气污染的染的城市基础设施的建设城市基础设施的建设结合起来,对城市结合起来,对城市大气环境进行综合整治。大气环境进行综合整治。2/8/2023174城市生态子系统城市生态子系统 以以人人为为主主体体的的城城市市生生态态子子系系统统是是大大气气环环境境保保护护的
14、的对对象象,它它的的具具体体表表述述是是城城市市大大气气环环境质量规划境质量规划。v制定大气环境规划,就是通过协调大气环制定大气环境规划,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,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。体的城市生态系统的需要。2/8/202318(二)大气环境规划的类型(二)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
15、过程子系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。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合并一起考虑,才有可能以最小的费用获得最大的效益。的效益。因此,可将大气环境规划总体上划分为两类,即因此,可将大
16、气环境规划总体上划分为两类,即大气环境质量规划大气环境质量规划和和大气污染控制规划大气污染控制规划。这两类。这两类规划相互联系、相互影响、相互作用构成了大气规划相互联系、相互影响、相互作用构成了大气环境规划的全过程。环境规划的全过程。2/8/2023191大气环境质量规划大气环境质量规划 大气环境质量规划是以城市总体布局和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城市不同功能区主要大气污染物的限值浓度。浓度。它是城市大气环境管理的基础,也是城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
17、分。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。源排放和大气环境质量的输入响应关系。2/8/2023202大气污染控制规划大气污染控制规划 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。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、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、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
18、术及地区大气环境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。大气污染物排放总量控制方案。2/8/202321对于已经受到污染或部分污染的城市,制定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
19、对策。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条件下,污染源排放与大气环境质量的响应关系。应关系。设计气象条件是指综合考虑气象条件、环境设计气象条件是指综合考虑气象条件、环境目标目标、经济技术水平、污染特点等因素后,、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。确定的较不利(以保证率给出)气象条件。2/8/202322三、能流分析三、能流分析 在现代社会中,大部分环境问题的产生都与经在现代社会中,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,大气污染济发展和能源供求有着
20、密切的关系,大气污染问题就是一个典型例子。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、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。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。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,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
21、环境影响,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。需要付出代价。2/8/202323在社会经济系统中,存在着这样一种在社会经济系统中,存在着这样一种连锁反应关系:连锁反应关系:发展经济和提高生发展经济和提高生活水平活水平能源消费的增加能源消费的增加大气大气污染物质产生量的增加污染物质产生量的增加大气污染大气污染物质排放量的增加物质排放量的增加大气环境质量大气环境质量的恶化。为此有必要了解能流过程。的恶化。为此有必要了解能流过程。2/8/202324能能流流分分析析是是大大气气环环境境规规划划基基本本方方法法之之一一,其其主主要要针针对对能能源源的的输输入入、转转换换、分分配配和
22、和使使用用的的全全过过程程系系统统分分析析,以以剖剖析析大大气气污污染染物物的的产产生生、治治理理、排排放放规规律律,找找出出主主要要环环境境问题,找出解决问题的最佳方案。问题,找出解决问题的最佳方案。能流分析的基础是能流分析的基础是能流网络图能流网络图,可以采取,可以采取以以用能部门用能部门为终端和以为终端和以用能设施用能设施为终端两为终端两种形式。而前者更适用于宏观分析。种形式。而前者更适用于宏观分析。2/8/2023252/8/202326能流分析的基本内容包括:能流分析的基本内容包括:(一)(一)能流过程分析能流过程分析(二)(二)能流平衡分析能流平衡分析 (三)(三)能流过程优化分析
23、能流过程优化分析 2/8/202327(一)能流过程分析(一)能流过程分析主要包括主要包括4个过程:个过程:能流输入能流输入、能流集中能流集中转换转换、能流分配能流分配及及终端用能终端用能过程。过程。能流输入过程重点分析能流输入过程重点分析能源总量、结构和污能源总量、结构和污染物含量染物含量。能流集中转换过程重点分析能流集中转换过程重点分析转换能量总量、转换能量总量、比例、效率、投资及其环境效益比例、效率、投资及其环境效益。能流分配过程重点分析能流分配过程重点分析能流分配合理性能流分配合理性。终端用能过程重点分析终端用能过程重点分析总量、结构和对大气总量、结构和对大气环境的危害环境的危害。2/
24、8/202328中国的大气污染以煤烟型污染为主,二氧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。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,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,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、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水平,其发展潜力也是环境宏观规划的基础。础。
25、2/8/202329(二)能流平衡分析(二)能流平衡分析 重点分析能流各阶段输入、输出和流失量重点分析能流各阶段输入、输出和流失量之间的平衡关系,包括之间的平衡关系,包括能量能量和和污染物量污染物量两两个方面。个方面。污染物流失量又包括污染物流失量又包括排放量排放量和和治理量治理量,其,其比例的大小反映了城市能源系统先进程度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。和对污染的控制能力。2/8/202330(三)能流过程优化分析(三)能流过程优化分析 在能流转换效率、排污系数、投资费用在能流转换效率、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系数和经济技术约束等参数的分析
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- 第九 大气环境 规划 课件
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