第2章 環(huán)境規(guī)劃的理論基礎(chǔ)和技術(shù)方法第一節(jié)環(huán)境容量原理一、環(huán)境容量基本概念環(huán)境容量原是生態(tài)學(xué)中一個(gè)概念，它表示生物總數(shù)增長(zhǎng)可以利用的環(huán)境條件及其限度。日本學(xué)者把環(huán)境容量分為三種類(lèi)型：環(huán)境容量I——指環(huán)境的自?xún)裟芰Χ浴Ｔ谠撊萘肯薅纫詢(xún)?nèi)，排入環(huán)境中的污染物通過(guò)物質(zhì)的自然循環(huán)，一般不會(huì)對(duì)人類(lèi)健康或自然生態(tài)造成危害。環(huán)境容量II——指對(duì)居民滿意的環(huán)境容量。它既包括環(huán)境的自?xún)裟芰Γ€包括環(huán)境保護(hù)設(shè)施對(duì)污染物的處理能力。因此，自然凈化能力和人工設(shè)施處理能力越大，環(huán)境容量也就越大。環(huán)境容量B——指人類(lèi)活動(dòng)的地域容量。它包括環(huán)境容量I和環(huán)境容量II。污染物的環(huán)境容量是指某一環(huán)境單元所允許承納污染物質(zhì)的最大數(shù)量，是一個(gè)變量，它包括兩個(gè)組成部分即基本環(huán)境容量（或稱(chēng)差值容量）和變動(dòng)環(huán)境容量（或稱(chēng)同化容量）。前者通過(guò)擬定的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)減去環(huán)境本底值求得，后者指環(huán)境單元的自?xún)裟芰?。環(huán)境容量是一種重要的環(huán)境資源。某一環(huán)境單元容量的大小，與該環(huán)境單元本身的組成、結(jié)構(gòu)及功能有關(guān)。大氣環(huán)境容量EA是一個(gè)取決于自然要素、污染性質(zhì)、氣象參數(shù)等條件的函數(shù)，即EA=f（自然要素、污染性質(zhì)、氣象參數(shù)）。其主要是來(lái)自大氣的稀釋擴(kuò)散容量（動(dòng)力容量）。對(duì)大氣環(huán)境稀釋容量產(chǎn)生較大影響的因素主要有風(fēng)向、風(fēng)速、大氣穩(wěn)定度、擴(kuò)散參數(shù)及大氣污染物本底值等條件。水環(huán)境容量由基本環(huán)境容量W0和可變環(huán)境容量WS兩部分構(gòu)成，即EW=W0+WS基本環(huán)境容量W0是指稀釋環(huán)境容量，其大小取決于稀釋介質(zhì)量（水量或流量）的多少，而與生化降解、化學(xué)及物理化學(xué)降解等凈化能力無(wú)關(guān)；WS為可變環(huán)境容量，主要取決于水體生化降解、化學(xué)及物理化學(xué)以及吸附、解吸等水環(huán)境自?xún)裟芰ΑＨ舨豢紤]其他可變因素的影響，可變環(huán)境容量WS可用水環(huán)境自?xún)裟芰W替代。這種自?xún)裟芰σ蛩蚝退蛩趨^(qū)域的環(huán)境特征和生態(tài)特征不同而有差異。土壤環(huán)境容量ES由基本環(huán)境容量S0和可變環(huán)境容量CS兩部分構(gòu)成，S0還應(yīng)該考慮每年土壤中污染物的年遞增量的影響?；就寥拉h(huán)境容量模型如下：ES=S0+CS=VS〔SS—（Sb+BsN）〕+CS式中VS——土壤總體積；SS——土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；Sb——土壤環(huán)境本底值；Bs——土壤中污染物的年遞增量；N——污染年數(shù)；CS——土壤的自?xún)裟芰?。生物轉(zhuǎn)移容量EB是土地通過(guò)農(nóng)作物收獲，形成農(nóng)產(chǎn)品帶走的基本容量。EB=VBBB式中VB——農(nóng)作物總量；BB——農(nóng)作物衛(wèi)生食品標(biāo)準(zhǔn)。第二節(jié)空間結(jié)構(gòu)理論一、城市空間結(jié)構(gòu)理論與城市環(huán)境功能區(qū)劃城市空間結(jié)構(gòu)理論城市空間結(jié)構(gòu)理論又叫城市形態(tài)理論。城市的演化過(guò)程可分為四個(gè)階段：1） 城市膨脹階段2） 市區(qū)蔓生階段3） 城市向心體系4） 城市連綿帶應(yīng)注意不是所有的城市都能從低級(jí)階段發(fā)展成高級(jí)階段，其規(guī)模受區(qū)域環(huán)境承載能力和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件決定，因此規(guī)劃適應(yīng)視具體情況而定。城市的發(fā)展主要取決于該區(qū)域的人口、環(huán)境承載力和經(jīng)濟(jì)承載力，前者是城市水源、用地和環(huán)境質(zhì)量的函數(shù)，后者是城市經(jīng)濟(jì)實(shí)力和吸引力范圍的函數(shù)。城市環(huán)境功能區(qū)劃城市環(huán)境功能區(qū)劃是從環(huán)境與人類(lèi)活動(dòng)相和諧的角度來(lái)規(guī)劃城市或區(qū)域的功能區(qū)，是根據(jù)自然條件和土地利用現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展方向劃分的，它與城市和區(qū)域的總體規(guī)劃相匹配。二、城市空間結(jié)構(gòu)的環(huán)境經(jīng)濟(jì)效應(yīng)與集聚規(guī)模經(jīng)濟(jì)城市環(huán)境規(guī)劃的目的在于取得最佳的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。城市空間結(jié)構(gòu)的環(huán)境經(jīng)濟(jì)效應(yīng)企業(yè)的集聚效應(yīng)功能區(qū)的鄰近效應(yīng)城市設(shè)施間的協(xié)調(diào)效應(yīng)土地利用的密度效應(yīng)時(shí)間的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)城市合理配置及對(duì)外聯(lián)系效應(yīng)城市空間結(jié)構(gòu)的集聚規(guī)模經(jīng)濟(jì)集聚規(guī)模經(jīng)濟(jì)是指產(chǎn)出和平均投入隨經(jīng)濟(jì)規(guī)模而變的一種經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象。規(guī)模經(jīng)濟(jì)包括三種類(lèi)型：企業(yè)內(nèi)部規(guī)模經(jīng)濟(jì)，是對(duì)單個(gè)企業(yè)而言的；布局規(guī)模經(jīng)濟(jì)，是指同一行業(yè)序列的一些企業(yè)的集聚；城市化規(guī)模經(jīng)濟(jì)，是指不同行業(yè)的各類(lèi)企業(yè)的集聚。區(qū)域規(guī)模經(jīng)濟(jì)的衡量指標(biāo)H，應(yīng)為內(nèi)部規(guī)模經(jīng)濟(jì)ISE、布局規(guī)模經(jīng)濟(jì)LSE和城市化規(guī)模經(jīng)濟(jì)USE的函數(shù)，即H=f(ISE,LSE,USE)。LSE和USE分別為表示行業(yè)和城市的規(guī)模集聚程度的指標(biāo)。環(huán)境預(yù)測(cè)1、 人口預(yù)測(cè)■N=N0X(1+r1)n式中：N一規(guī)劃期末人口數(shù)；N0一起始年人口數(shù)(2010年)；r1—自然人口年平均增長(zhǎng)率；n—預(yù)測(cè)年限?！鋈丝谧匀辉鲩L(zhǎng)率按3.5%。截止到2010年1月，香營(yíng)鄉(xiāng)總?cè)丝?790人人口自然增長(zhǎng)率按3.5%計(jì)，請(qǐng)預(yù)測(cè)2022年總?cè)丝凇?、 經(jīng)濟(jì)發(fā)展預(yù)測(cè)■能源消耗、國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值、工業(yè)總產(chǎn)值、經(jīng)濟(jì)布局與結(jié)構(gòu)、交通和其他重大經(jīng)濟(jì)建設(shè)項(xiàng)目G=G0X(1+r)n式中：G—預(yù)測(cè)年的農(nóng)村經(jīng)濟(jì)總收入；G0一起始年香營(yíng)鄉(xiāng)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)總收入(2010年)；r一年平均增長(zhǎng)率；n—預(yù)測(cè)年限。2010年香營(yíng)鄉(xiāng)全年實(shí)現(xiàn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)總收入3.9億元，遠(yuǎn)期經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)按照7%增長(zhǎng)，請(qǐng)預(yù)測(cè)2023年香營(yíng)鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)總收入。3、 能耗預(yù)測(cè)單位GDP能耗=總能耗/GDP■總能耗：轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)煤-原煤:0.714-原油：1.43?天然氣:每立方折1.33kg某鄉(xiāng)鎮(zhèn)2007年耗天然氣848351m3,耗煤為35000t/a，2007年GDP為5億元，求單位GDP能耗。4、 SO2排放量預(yù)測(cè)Ps=l.6￡5（1_n）式中P's——S02排放量，t/a（燃煤排放的）；S-—煤的含硫量，％；?——SO?平均去除率（全環(huán)境單元平均）。E---年燃煤量，t/a■如果本環(huán)境單元煤的平均含硫量為1.2%,SO2的平均去除率為60%，年燃煤量為500噸，則每年因燃煤排放的SO2為多少？5、大氣箱式模型----單箱模型PuLHC----預(yù)測(cè)年污染物濃度（mg/m3）；P----源強(qiáng)（排放量）（t/年或kg/d）；u——平均風(fēng)速（箱體內(nèi)）（m/s）；L——箱邊長(zhǎng)（m）；H----混合層高度（m）；表征大氣污染物在垂直方向被熱力湍流（或?qū)α鳎┫♂尩姆秶?。p----本底濃度（mg/m3）。?城市迎風(fēng)面寬L=32.2km，混合層高度為183m,風(fēng)速u(mài)=8.05km/h。城市中CO每天排放500噸。假定本底及上風(fēng)向帶來(lái)的CO濃度忽略不計(jì)，求穩(wěn)定狀態(tài)下的CO濃度。6、高架點(diǎn)源模型----高斯煙流模型四點(diǎn)假設(shè)：■①煙軸附近污染物濃度比外側(cè)高■②風(fēng)速不變

■③污染源均勻連續(xù)■④污染物不發(fā)生沉降、分解、化合等反應(yīng)①地面液度（2）：C（x"'）= —I②50流史心線弛面派度（尸口，2）：c（頭偵）=:巳萍（-獸）2Ba③弛面最大濃度（應(yīng)在中心線上）：％=點(diǎn)萬(wàn)字=裳其cmiHeovuHeov■例：某一開(kāi)闊平坦地區(qū)，有一有效源高為30米的煙囪，每天排出100kg的SO2。根據(jù)氣象資料表明，某日為中等日照條件，地面風(fēng)速為4m/s。問(wèn)當(dāng)日白天該煙囪附近最大地面濃度是多少？%-申+3。)2=37㈣<He%-申+3。)2=37㈣6=―^=—?21.21(m)zv2 .26、線源模型gy,0)=2q

gy,0)=2q

sin平氣2兀6uexp(—zq：源強(qiáng)（單位長(zhǎng)度的源強(qiáng)g/（s?m），單位長(zhǎng)度上汽車(chē)數(shù)X單位汽車(chē)排污量）:公路與風(fēng)向的夾角；■He：路基高度。無(wú)路基，則He=0；u:風(fēng)速（m/s）；6z：Z軸上的擴(kuò)散參數(shù)（m）。例：（線源）在一個(gè)風(fēng)速為4m/s的陰天午后17:30分的高速公路上，求其下風(fēng)向300m處污染物濃度（污染物為：碳?xì)浠衔铮l件：公路南北走向，風(fēng)向正西；汽車(chē)流量為8000輛〃小時(shí)，平均車(chē)速為64km/h，每輛車(chē)排放碳?xì)浠衔餅?X10-2g/s?輛。（6z=12.1（m））7、污水排放量預(yù)測(cè)■預(yù)測(cè)模型如下：E=CNXACXNX365式中：E—預(yù)測(cè)年居民生活污水產(chǎn)生量（m3）CN一居民用水系數(shù)（L/A-日）AC—生活污水產(chǎn)生系數(shù)（80%）N—預(yù)測(cè)年居民人數(shù)（人）例：某鄉(xiāng)鎮(zhèn)城鎮(zhèn)居民生活用水凈定額為2012年130L/人.d,農(nóng)村生活用水凈定額為2010年80L/A-d。已知2010年該鄉(xiāng)鎮(zhèn)城鎮(zhèn)居民人數(shù)為1000人，農(nóng)村居民人數(shù)為7791人，請(qǐng)預(yù)測(cè)該鄉(xiāng)鎮(zhèn)3個(gè)規(guī)劃期內(nèi)污水排放量。8、水環(huán)境質(zhì)量預(yù)測(cè)■完全混合模型C=Q0C0+qC：Q+q1-C：下斷面污染物濃度(mg/L)；-Q0：上游來(lái)量(m3/s)；-C0：上斷面污染物濃度(mg/L)；?q：旁側(cè)污水量(m3/s)；-Ci：旁側(cè)流入污染物濃度(mg/L)?！隼簲M建污水排放量為5萬(wàn)噸/天的企業(yè)，納污河平均流量為11.85m3/s，監(jiān)測(cè)平均濃度為23.09mg/L，污水中污染物濃度為114mg/L，污水流量為0.579m3/s，求污水進(jìn)入充分混合后下斷面的污染物濃度。9、噪聲在傳播過(guò)程中的衰減■1、點(diǎn)聲源一 次△Zq=10lgl/4?S式中，AL]—距離增加產(chǎn)生衰減值，dB；r——點(diǎn)聲源至受聲點(diǎn)的距離，%距離點(diǎn)聲源八?門(mén)處的衰減值：△如=20lgr}/r2當(dāng)尸2=2、時(shí),AZ]=—6dB,即點(diǎn)聲源聲傳播距離增加1倍，衰減值是6dB°例題：一發(fā)電機(jī)噪聲級(jí)是100分貝，求在距離其5米、10米、20米處的噪聲級(jí)分別是多少。10、線聲源為：△￡i=101gl/27trJ式中，項(xiàng)——距離衰減值，dB；r——線聲源至受聲點(diǎn)的距