线性规划法计算工业区大气承载力的探讨_卢聪景
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ＬＵ Ｃｏｎｇ－ ｊｉｎｇ， ＳＨＩ Ｘｉａｏ－ ｆｅｎｇ
（ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ｘｉａｍｅｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｘｉａｍｅｎ ３６１００５， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂ ｓｔ ｒ ａｃｔ ： Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｐｒｏｓ ａｎｄ ｃｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ ｂｅａｒｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ｉｎ ｐｌａｎｎｉｎｇ ＥＡ， ｏｒ ｓｔｒａｔｅｇｉｃ ＥＡ， ｆｏｒ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｐａｒｋｓ， ｓｕｃｈ ａｓ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ， ｌｉｎｅａｒ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ａｎｄ Ａ ￣Ｐ ｍｅｔｈｏｄｓ． Ｔｈｅ ｌｉｎｅａｒ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ａｎ ＥＩＡ ｏｆ ａ ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｐａｒｋ ｉｎ Ｆｕｊｉａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｔｈｅｎ ｕｓｅｄ ｔｏ ｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｌｉｎｅａｒ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ． Ｉｔ ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ ｔｈａｔ ｉｔ ｗａｓ ｆｅａｓｉｂｌｅ ｔｏ ｃａｌｃｕｌａｔｅ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ ｂｅａｒｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ｕｓｉｎｇ ｌｉｎｅａｒ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄ ｓ： ｌｉｎｅａｒ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ； ｐｌａｎｎｉｎｇ ＥＡ； ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ ｂｅａｒｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ
（ ７）
式中： ｍ－ 排 放 源 个 数 ； ｎ－ 环 境 质 量 控 制 点 个 数 ；
ｑｉ－ 第 ｉ 个 污 染 源 的 排 放 量 ； ＣｊＳ－ 第 ｊ 个 环 境 质 量 控 制 点 的 质 量 标 准； Ｃｊａ－ 第 ｊ 个 环 境 质 量 控 制 点 的 现 状 浓 度； ａｉｊ－ 第 ｉ 个污染源排放单位污染物对第 ｊ 个环境质 量控制点的浓度贡献， 即传递系数； ｄｉ－ 第 ｉ 个污染源 的价值（ 权重） 系数。
ＡＱ ≤ Ｃ Ｓ－ Ｃａ 都是线性的， 把这种目标函数和约束方 程均为线性的数学规划称为线性规划。
１．２ 大气环境承载力线性规划法的步骤
１．２．１ 控制点的选取
必须遵循两点：（ １） 控制点是用来检验环境质量
的“监督点”， 总量控制的环境目标在控制点上的控制
浓度反映出来， 因此控制点的选取应对环境功能区大
Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖｏｌ． ３１ Ｎｏ．１０ Ｏｃｔ ． 第２３０１０卷８
线性规划法计算工业区大气承载力的探讨
卢聪景， 石晓枫
（ 厦门大学环境科学研究中心， 福建 厦门 ３６１００５）
摘 要： 分析了目前我国常用的模拟法、线性规划法和 Ａ－ Ｐ 值法三种大气承载力计算方法各自的缺点和局限性， 探讨了线性规划法 在工业园区规划环评大气承载力计算中的应用。以福建省某石化工业园区为实例， 采用线性规划法计算了大气环境对 ＳＯ２ 的承载力并用 模拟法进行验证， 计算结果 １０８４６ｔ／ａ 与模拟法结果 １３１４１ｔ／ａ 吻合性较好， 表明线性规划法是计算区域大气承载力的科学可行的方法。
０．００００００３
６
汽柴加氢 ０．００１６７００ ０．００４３６００
０．０００３９００
７
连续重整 ０．０００００１３ ０．０００００７３
０．００００００３
８
芳烃抽提 ０．０００００１８ ０．０００００７２
０．００００００６
９
制氢装置 ０．０００００１３ ０．００００１８２
０．０００００００
１０
硫磺回收 ０．００００００３ ０．００００１４６
度应为年均的标准。然后将得到的传递系数及污染源
参数， 环境目标值代入环境承载力的线性规划模型，
求解出该工业园区的最大环境容量， 计算出的该工业
园区大气 ＳＯ２ 承载力为 １０８４６ｔ ／ ａ。 ２．２ 大气承载力 Ａ－ Ｐ 值法对比
根据 《制定地方大气污染物 排 பைடு நூலகம் 标 准 的 技 术 方
法》（ ＧＢ／Ｔ １３２０１－ ９１） ， 规划区 ＳＯ２ 大气承载力计算公 式为：
间的响应关系。方程组中的系数 ａｉｊ 也称为传递系数， 表 示污染源对控制点的浓度贡献系数， 考虑了风向、风速、 扩散系数、地形、化学迁移转化、清洗和沉降等因素。
２ 研究实例
研究区位于福建 省 的 沿 海 地 区 ， 规 划 面 积 ３２．０ ｋｍ２， 是以原油炼化为产业链的石化工业园区。根据气
象 资 料 统 计 ， 年 平 均 风 速 为 ６．１ｍ／ｓ， 常 年 主 导 风 向 为 ＮＥ， 频率为 ２７．４％， 多年平均气温为 １９℃。根据国家实
控制点 ２
控制点 ３
１
减压装置 ０．０００００３３ ０．００００１２６
０．００００００５
２
渣油加氢 ０．０００００２０ ０．００００１７５
０．００００００５
３
延迟焦化 ０．０００００００ ０．００００１３８
０．０００００００
４
蜡油加氢 ０．０００００２７ ０．００００２４８
０．００００００６
５
催化裂化 ０．０００００１３ ０．０００００３３
０．００００００３
１１
ＣＦＢ 锅炉 ０．００００００４ ０．０００００１６
０．００００００２
可以认为， 不同的气象条件， 同一个污染源对不
同一控制点的传递系数 ａｉｊ 显然是不同的， 由于空气质 量模式输入参数及数据获取方面的原因， 模拟长期平
均浓度的效果比估算短期浓度效果好， 因此， 一般取
长期平均（ 年均） 浓度贡献系数， 此时控制点的标准浓
据多年大气监测资料统计， 各关心点年均 ＳＯ２ 背景值 为 ０．０１６ｍｇ／ｍ３， 因此这三个控制点上的环境目标定为
０．０５４ｍｇ／ｍ３。传递系数计算结果见表 １。
表 １ 传递系数计算结果一览表
Ｔａｂｌｅ １ Ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
序号 装置名称 控制点 １
&
&
ａ ， &
&& ２１
Ａ＝ %
ａ １２ ，
∧∧，
ａ ２ｍ
& && )
&&∧∧
& &
&
&
&
&
ａ ， &&
’ ｎ１
ａ ｎ２ ，
∧∧，
ａ ｎｍ
&& *
（ ４）
Ｃ
Ｓ
＝
（
Ｃ
Ｓ １１
，
Ｃ
Ｓ ２
，
∧∧ＣＳｎ ） Ｔ
（ ５）
Ｃ
ａ
＝
（
Ｃ
ａ １１
，
Ｃ
ａ ２
，
∧∧Ｃａｎ ） Ｔ
（ ６）
Ｄ ＝ （ ｄ１ ， ｄ２ ， ∧∧ｄｎ ） Ｔ
行排放总量控制污染物要求， 选 择 了 ＳＯ２ 为 计 算 因 子， 对规划工业园区 ＳＯ２ 的大气承载力运用线性规划 法进行分析计算。
２．１ 大气承载力线性规划法计算结果
该石化工业园区的废气污染源主要来自各类石
化生产装置。选取规划区外有代表性的三个村庄作为
控制点， 根据国家标准所属环境功能区为二类区， 根
由于规划内的高架点源往往对控制区仅产生部分影响如果把基于a值法计算出的区域大气环境容量作为区域污染源最大的允许排污总量又过于严格31p值法主要是根据调查得到的各排放源的高度和给定的地区p值计算每个源的允许排放量4它忽略了污染源的地理分布因为区域内的允许排放量随着污染源的地理分布密集程度不同而不同
第 ３１ 卷 第 １０ 期 ２００８ 年 １０ 月
Ｑ ＳＯ ２ ＝ Ａ（ Ｃ ＳＯ ２ －
Ｃ ） ＳＯ ２ｉ
Ｓ１ +Ｓ
（ ９）
式 中 ： Ｑ ＳＯ ２ － 总 量 控 制 区 ＳＯ２ 允 许 排 放 量 限 值
１４４
第 ３１ 卷
（ ×１０４ｔ／ａ） ； Ａ－ 地理区域性总量控制系数（ ×１０４ｋｍ２／ａ） ，
取 下限 Ａ＝４．９（ ×１０４ｋｍ２／ａ） ； Ｃ ＳＯ ２ － ＳＯ２ 年平均浓度二级 标准 （ ０．０６ｍｇ／ｍ３） ； Ｃ ＳＯ ２ｉ － ＳＯ２ 的背景值； Ｓ１－ 规划区面 积； Ｓ－ 全区面积；
关键词： 线性规划法； 大气承载力； 规划环评 中图分类号： Ｘ８２３ 文献标志码： Ａ 文章编号： １００３－ ６５０４（２００８）１０－ ０１４２－ ０３
Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ Ｌｉｎｅａｒ Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ａｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐａｒｋ
１４３
质量控制点的标准与环境质量控制点的现状浓度的
差值， 即 ＣＳ－ Ｃａ 。
目标函数为： ｍａｘｆ（ Ｑ ） ＝ ＤＴＱ
（ １）
约束条件为： ＡＱ ≤ Ｃ Ｓ－ Ｃａ ， Ｑ≥０
（ ２）
其中： Ｑ ＝ （ ｑ１ ， ｑ２ ， ∧∧ｑｍ） Ｔ
（ ３）
ａ ， $
& &
１１
ａ １２ ，
∧∧，
ａ １ｍ
( & &
随着我国工业化与城市化进程的加快， 城市功能 区日渐明显， 工业企业逐步集中， 并以工业园区的形 式分布在城市规划中。在工业园区规划过程中以大气 承载力为基础进行合理布局和管理， 有效保证规划区 域的大气环境质量达标。
大气承载力是指环境对污染物的容纳能力， 也即 通常所说的环境容 量［１］， 它 反 映 了 人 类 与 环 境 相 互 作 用的界面特征。目前在区域开发及规划环评中常用的 大气承载力计算方法有模拟法、线性规划法和 Ａ－ Ｐ 值法等， 这些方法各具特色， 互有所长， 但都有缺点和 局限性。模拟法所依赖的因素繁多， 特别是在规划环 评阶段， 污染源信息不详尽时， 计算结果误差大。Ａ－ Ｐ 值法依赖简单的箱体模型作为污染源与环境质量的 响应关系， 计算的浓度目标取箱体的混合平均浓度， 与地面浓度达到环境质量目标的要求有偏差， 其参数 的 确 定 也 依 靠 经 验 数 据［２］。 由 于 规 划 内 的 高 架 点 源 往 往对控制区仅产生部分影响， 如果把基于 Ａ 值法计算 出的区域大气环境容量作为区域污染源最大的允许 排污总量， 又过于严格［３］。Ｐ 值法主要是根据调查得到 的各排放源的高度和给定的地区 Ｐ 值计算每个源的
１ 大气承载力的线性规划法
１．１ 大气承载力的线性规划法模型建立 线性规划法根据线性规划理论计算大气承载力。
该方法以不同功能区的环境质量标准为约束条件， 以 区域大气承载力极大化为目标函数。在满足功能区达标 对应的大气污染物最大排放量可视为区域的大气环境 承载力。在对某一工业园区开展规划环评时需要计算大 气承载力， 假定该区域内共有大气污染源 ｍ 个， 对应的 排放量分别为 ｑ１， ｑ２， ∧∧， ｑｍ， 再选定 ｎ 个控制点， 在 这 ｎ 个控制点上， 根据它所在区域所属的环境功能区， 按 照《环 境 空 气 质 量 标 准》确 定 各 控 制 点 的 环 境 目 标 ， 实际计算中各控制点上的最大允许排放浓度应为环境
浓度贡献系数矩阵 Ａ 中各项， 可采用《环境影响
评价技术导则 大气环境》（ ＨＪ／Ｔ ２．２－ ９３） 中推荐的扩
散模式计算。价值系数矩阵 Ｄ 中各项， 在没有特殊要
求时可取 １［６］。
综合以上所述， 可以得到线性规划法的数学模型：
求 ｍａｘｆ（ Ｑ ） ＝ ＤＴＱ
ａ$
& &
１１ｑ１
＋
ａ
１２ｑ
２
＋
∧∧ａ
１ｍｑｍ
≤
ｃ
Ｓ １
－
ｃ
ａ １
( & &
&
&
ａ&
&
２１ｑ１
＋
ａ
２２ｑ
２
＋
∧∧ａ
２ｍｑｍ
≤
ｃ
Ｓ ２
－
ｃ
ａ ２
& &
&
&
且满足 %&∧∧
& )
&
&
&
&
ａ&
& &
ｎ１ｑ１
＋
ａ
ｎ２ｑ
２
＋
∧∧ａ
ｎｍｑｍ
≤
ｃ
Ｓ ｎ
－
ｃ
ａ ｎ
& & &
&
&
ｑ&&
’
ｍ
≥
０
（
ｍ
＝
１
，
２，
∧∧ｍ）
&& *
（ ８）
可以看出， 目标函数 ｍａｘｆ（ Ｑ ） ＝ ＤＴＱ 和约束条件
允许排放量［４］， 它忽略了污染源的地理分布， 因为区域 内的允许排放量随着污染源的地理分布密集程度不 同而不同。线性规划方法用来解决目标函数和约束条 件具有线性关系的问题， 污染源在某点造成的浓度与 污染源源强成线性关系或近似线性关系， 即考虑用于 解决大气污染总量 控 制 的 一 些 问 题［５］， 也 可 应 用 于 工 业园区的规划环评中。
气环境质量具有代表性。（ ２） 控制点的个数不能多于
污染源的总个数， 这是数学上求解的要求［７］。
１．２．２ 污染源调查及分类
大气承载力的计算中需要现有污染源及规划污
染源的数据， 为了便于线性规划法的计算， 应将污染
源进行分类， 确定每个污染源的排放强度。
１．２．３ 传递系数的计算
传递函数给出了规划区污染源排放量与控制点之
收稿日期： ２００７－ ０９－ ０４； 修回 ２００８－ ０１－ ３０ 作者简介： 卢聪景（ １９８４－ ） ， 女， 硕士， 主要从事规划环评的研究，（ 手机） １３４５９２４０５５１（ 电子信箱） ｃｒｅｅｓｅ９９＠１６３．ｃｏｍ。
第 １０ 期
卢聪景， 等 线性规划法计算工业区大气承载力的探讨
（ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ｘｉａｍｅｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｘｉａｍｅｎ ３６１００５， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂ ｓｔ ｒ ａｃｔ ： Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｐｒｏｓ ａｎｄ ｃｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ ｂｅａｒｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ｉｎ ｐｌａｎｎｉｎｇ ＥＡ， ｏｒ ｓｔｒａｔｅｇｉｃ ＥＡ， ｆｏｒ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｐａｒｋｓ， ｓｕｃｈ ａｓ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ， ｌｉｎｅａｒ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ａｎｄ Ａ ￣Ｐ ｍｅｔｈｏｄｓ． Ｔｈｅ ｌｉｎｅａｒ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ａｎ ＥＩＡ ｏｆ ａ ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｐａｒｋ ｉｎ Ｆｕｊｉａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｔｈｅｎ ｕｓｅｄ ｔｏ ｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｌｉｎｅａｒ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ． Ｉｔ ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ ｔｈａｔ ｉｔ ｗａｓ ｆｅａｓｉｂｌｅ ｔｏ ｃａｌｃｕｌａｔｅ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ ｂｅａｒｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ｕｓｉｎｇ ｌｉｎｅａｒ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄ ｓ： ｌｉｎｅａｒ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ； ｐｌａｎｎｉｎｇ ＥＡ； ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ ｂｅａｒｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ
（ ７）
式中： ｍ－ 排 放 源 个 数 ； ｎ－ 环 境 质 量 控 制 点 个 数 ；
ｑｉ－ 第 ｉ 个 污 染 源 的 排 放 量 ； ＣｊＳ－ 第 ｊ 个 环 境 质 量 控 制 点 的 质 量 标 准； Ｃｊａ－ 第 ｊ 个 环 境 质 量 控 制 点 的 现 状 浓 度； ａｉｊ－ 第 ｉ 个污染源排放单位污染物对第 ｊ 个环境质 量控制点的浓度贡献， 即传递系数； ｄｉ－ 第 ｉ 个污染源 的价值（ 权重） 系数。
ＡＱ ≤ Ｃ Ｓ－ Ｃａ 都是线性的， 把这种目标函数和约束方 程均为线性的数学规划称为线性规划。
１．２ 大气环境承载力线性规划法的步骤
１．２．１ 控制点的选取
必须遵循两点：（ １） 控制点是用来检验环境质量
的“监督点”， 总量控制的环境目标在控制点上的控制
浓度反映出来， 因此控制点的选取应对环境功能区大
Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖｏｌ． ３１ Ｎｏ．１０ Ｏｃｔ ． 第２３０１０卷８
线性规划法计算工业区大气承载力的探讨
卢聪景， 石晓枫
（ 厦门大学环境科学研究中心， 福建 厦门 ３６１００５）
摘 要： 分析了目前我国常用的模拟法、线性规划法和 Ａ－ Ｐ 值法三种大气承载力计算方法各自的缺点和局限性， 探讨了线性规划法 在工业园区规划环评大气承载力计算中的应用。以福建省某石化工业园区为实例， 采用线性规划法计算了大气环境对 ＳＯ２ 的承载力并用 模拟法进行验证， 计算结果 １０８４６ｔ／ａ 与模拟法结果 １３１４１ｔ／ａ 吻合性较好， 表明线性规划法是计算区域大气承载力的科学可行的方法。
０．００００００３
６
汽柴加氢 ０．００１６７００ ０．００４３６００
０．０００３９００
７
连续重整 ０．０００００１３ ０．０００００７３
０．００００００３
８
芳烃抽提 ０．０００００１８ ０．０００００７２
０．００００００６
９
制氢装置 ０．０００００１３ ０．００００１８２
０．０００００００
１０
硫磺回收 ０．００００００３ ０．００００１４６
度应为年均的标准。然后将得到的传递系数及污染源
参数， 环境目标值代入环境承载力的线性规划模型，
求解出该工业园区的最大环境容量， 计算出的该工业
园区大气 ＳＯ２ 承载力为 １０８４６ｔ ／ ａ。 ２．２ 大气承载力 Ａ－ Ｐ 值法对比
根据 《制定地方大气污染物 排 பைடு நூலகம் 标 准 的 技 术 方
法》（ ＧＢ／Ｔ １３２０１－ ９１） ， 规划区 ＳＯ２ 大气承载力计算公 式为：
间的响应关系。方程组中的系数 ａｉｊ 也称为传递系数， 表 示污染源对控制点的浓度贡献系数， 考虑了风向、风速、 扩散系数、地形、化学迁移转化、清洗和沉降等因素。
２ 研究实例
研究区位于福建 省 的 沿 海 地 区 ， 规 划 面 积 ３２．０ ｋｍ２， 是以原油炼化为产业链的石化工业园区。根据气
象 资 料 统 计 ， 年 平 均 风 速 为 ６．１ｍ／ｓ， 常 年 主 导 风 向 为 ＮＥ， 频率为 ２７．４％， 多年平均气温为 １９℃。根据国家实
控制点 ２
控制点 ３
１
减压装置 ０．０００００３３ ０．００００１２６
０．００００００５
２
渣油加氢 ０．０００００２０ ０．００００１７５
０．００００００５
３
延迟焦化 ０．０００００００ ０．００００１３８
０．０００００００
４
蜡油加氢 ０．０００００２７ ０．００００２４８
０．００００００６
５
催化裂化 ０．０００００１３ ０．０００００３３
０．００００００３
１１
ＣＦＢ 锅炉 ０．００００００４ ０．０００００１６
０．００００００２
可以认为， 不同的气象条件， 同一个污染源对不
同一控制点的传递系数 ａｉｊ 显然是不同的， 由于空气质 量模式输入参数及数据获取方面的原因， 模拟长期平
均浓度的效果比估算短期浓度效果好， 因此， 一般取
长期平均（ 年均） 浓度贡献系数， 此时控制点的标准浓
据多年大气监测资料统计， 各关心点年均 ＳＯ２ 背景值 为 ０．０１６ｍｇ／ｍ３， 因此这三个控制点上的环境目标定为
０．０５４ｍｇ／ｍ３。传递系数计算结果见表 １。
表 １ 传递系数计算结果一览表
Ｔａｂｌｅ １ Ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
序号 装置名称 控制点 １
&
&
ａ ， &
&& ２１
Ａ＝ %
ａ １２ ，
∧∧，
ａ ２ｍ
& && )
&&∧∧
& &
&
&
&
&
ａ ， &&
’ ｎ１
ａ ｎ２ ，
∧∧，
ａ ｎｍ
&& *
（ ４）
Ｃ
Ｓ
＝
（
Ｃ
Ｓ １１
，
Ｃ
Ｓ ２
，
∧∧ＣＳｎ ） Ｔ
（ ５）
Ｃ
ａ
＝
（
Ｃ
ａ １１
，
Ｃ
ａ ２
，
∧∧Ｃａｎ ） Ｔ
（ ６）
Ｄ ＝ （ ｄ１ ， ｄ２ ， ∧∧ｄｎ ） Ｔ
行排放总量控制污染物要求， 选 择 了 ＳＯ２ 为 计 算 因 子， 对规划工业园区 ＳＯ２ 的大气承载力运用线性规划 法进行分析计算。
２．１ 大气承载力线性规划法计算结果
该石化工业园区的废气污染源主要来自各类石
化生产装置。选取规划区外有代表性的三个村庄作为
控制点， 根据国家标准所属环境功能区为二类区， 根
由于规划内的高架点源往往对控制区仅产生部分影响如果把基于a值法计算出的区域大气环境容量作为区域污染源最大的允许排污总量又过于严格31p值法主要是根据调查得到的各排放源的高度和给定的地区p值计算每个源的允许排放量4它忽略了污染源的地理分布因为区域内的允许排放量随着污染源的地理分布密集程度不同而不同
第 ３１ 卷 第 １０ 期 ２００８ 年 １０ 月
Ｑ ＳＯ ２ ＝ Ａ（ Ｃ ＳＯ ２ －
Ｃ ） ＳＯ ２ｉ
Ｓ１ +Ｓ
（ ９）
式 中 ： Ｑ ＳＯ ２ － 总 量 控 制 区 ＳＯ２ 允 许 排 放 量 限 值
１４４
第 ３１ 卷
（ ×１０４ｔ／ａ） ； Ａ－ 地理区域性总量控制系数（ ×１０４ｋｍ２／ａ） ，
取 下限 Ａ＝４．９（ ×１０４ｋｍ２／ａ） ； Ｃ ＳＯ ２ － ＳＯ２ 年平均浓度二级 标准 （ ０．０６ｍｇ／ｍ３） ； Ｃ ＳＯ ２ｉ － ＳＯ２ 的背景值； Ｓ１－ 规划区面 积； Ｓ－ 全区面积；
关键词： 线性规划法； 大气承载力； 规划环评 中图分类号： Ｘ８２３ 文献标志码： Ａ 文章编号： １００３－ ６５０４（２００８）１０－ ０１４２－ ０３
Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ Ｌｉｎｅａｒ Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ａｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐａｒｋ
１４３
质量控制点的标准与环境质量控制点的现状浓度的
差值， 即 ＣＳ－ Ｃａ 。
目标函数为： ｍａｘｆ（ Ｑ ） ＝ ＤＴＱ
（ １）
约束条件为： ＡＱ ≤ Ｃ Ｓ－ Ｃａ ， Ｑ≥０
（ ２）
其中： Ｑ ＝ （ ｑ１ ， ｑ２ ， ∧∧ｑｍ） Ｔ
（ ３）
ａ ， $
& &
１１
ａ １２ ，
∧∧，
ａ １ｍ
( & &
随着我国工业化与城市化进程的加快， 城市功能 区日渐明显， 工业企业逐步集中， 并以工业园区的形 式分布在城市规划中。在工业园区规划过程中以大气 承载力为基础进行合理布局和管理， 有效保证规划区 域的大气环境质量达标。
大气承载力是指环境对污染物的容纳能力， 也即 通常所说的环境容 量［１］， 它 反 映 了 人 类 与 环 境 相 互 作 用的界面特征。目前在区域开发及规划环评中常用的 大气承载力计算方法有模拟法、线性规划法和 Ａ－ Ｐ 值法等， 这些方法各具特色， 互有所长， 但都有缺点和 局限性。模拟法所依赖的因素繁多， 特别是在规划环 评阶段， 污染源信息不详尽时， 计算结果误差大。Ａ－ Ｐ 值法依赖简单的箱体模型作为污染源与环境质量的 响应关系， 计算的浓度目标取箱体的混合平均浓度， 与地面浓度达到环境质量目标的要求有偏差， 其参数 的 确 定 也 依 靠 经 验 数 据［２］。 由 于 规 划 内 的 高 架 点 源 往 往对控制区仅产生部分影响， 如果把基于 Ａ 值法计算 出的区域大气环境容量作为区域污染源最大的允许 排污总量， 又过于严格［３］。Ｐ 值法主要是根据调查得到 的各排放源的高度和给定的地区 Ｐ 值计算每个源的
１ 大气承载力的线性规划法
１．１ 大气承载力的线性规划法模型建立 线性规划法根据线性规划理论计算大气承载力。
该方法以不同功能区的环境质量标准为约束条件， 以 区域大气承载力极大化为目标函数。在满足功能区达标 对应的大气污染物最大排放量可视为区域的大气环境 承载力。在对某一工业园区开展规划环评时需要计算大 气承载力， 假定该区域内共有大气污染源 ｍ 个， 对应的 排放量分别为 ｑ１， ｑ２， ∧∧， ｑｍ， 再选定 ｎ 个控制点， 在 这 ｎ 个控制点上， 根据它所在区域所属的环境功能区， 按 照《环 境 空 气 质 量 标 准》确 定 各 控 制 点 的 环 境 目 标 ， 实际计算中各控制点上的最大允许排放浓度应为环境
浓度贡献系数矩阵 Ａ 中各项， 可采用《环境影响
评价技术导则 大气环境》（ ＨＪ／Ｔ ２．２－ ９３） 中推荐的扩
散模式计算。价值系数矩阵 Ｄ 中各项， 在没有特殊要
求时可取 １［６］。
综合以上所述， 可以得到线性规划法的数学模型：
求 ｍａｘｆ（ Ｑ ） ＝ ＤＴＱ
ａ$
& &
１１ｑ１
＋
ａ
１２ｑ
２
＋
∧∧ａ
１ｍｑｍ
≤
ｃ
Ｓ １
－
ｃ
ａ １
( & &
&
&
ａ&
&
２１ｑ１
＋
ａ
２２ｑ
２
＋
∧∧ａ
２ｍｑｍ
≤
ｃ
Ｓ ２
－
ｃ
ａ ２
& &
&
&
且满足 %&∧∧
& )
&
&
&
&
ａ&
& &
ｎ１ｑ１
＋
ａ
ｎ２ｑ
２
＋
∧∧ａ
ｎｍｑｍ
≤
ｃ
Ｓ ｎ
－
ｃ
ａ ｎ
& & &
&
&
ｑ&&
’
ｍ
≥
０
（
ｍ
＝
１
，
２，
∧∧ｍ）
&& *
（ ８）
可以看出， 目标函数 ｍａｘｆ（ Ｑ ） ＝ ＤＴＱ 和约束条件
允许排放量［４］， 它忽略了污染源的地理分布， 因为区域 内的允许排放量随着污染源的地理分布密集程度不 同而不同。线性规划方法用来解决目标函数和约束条 件具有线性关系的问题， 污染源在某点造成的浓度与 污染源源强成线性关系或近似线性关系， 即考虑用于 解决大气污染总量 控 制 的 一 些 问 题［５］， 也 可 应 用 于 工 业园区的规划环评中。
气环境质量具有代表性。（ ２） 控制点的个数不能多于
污染源的总个数， 这是数学上求解的要求［７］。
１．２．２ 污染源调查及分类
大气承载力的计算中需要现有污染源及规划污
染源的数据， 为了便于线性规划法的计算， 应将污染
源进行分类， 确定每个污染源的排放强度。
１．２．３ 传递系数的计算
传递函数给出了规划区污染源排放量与控制点之
收稿日期： ２００７－ ０９－ ０４； 修回 ２００８－ ０１－ ３０ 作者简介： 卢聪景（ １９８４－ ） ， 女， 硕士， 主要从事规划环评的研究，（ 手机） １３４５９２４０５５１（ 电子信箱） ｃｒｅｅｓｅ９９＠１６３．ｃｏｍ。
第 １０ 期
卢聪景， 等 线性规划法计算工业区大气承载力的探讨