环境规划技术方法1

名词定义－－污染/污染物质
1、水环境：周围有关水体的状况 2、水污染/污染物质
中华人民共和国水污染防治法(1984)第七章 附则第四十四条
“水污染”是指水体因某种物质的介入，而导致其化学、物 理、生物或者放射性等方面特性的改变，从而影响水的有效利用， 危害人体健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象； ww.aquatechnologies.com/info_glossary.htm
（4）重指数模型(double exponential model) 假设t年人口数受最终规模p∞的制约并且有下面 的形式 t b pt= p∞a t=1,2,------,n 两边取对数得
lgpt=lg p∞,+btlga lg(p∞,/pt)=-btlga=btlg(1/a)
城市人口数学模型
（5）生长模型（logistic model）


演变趋势； 为控制污染和环境治理找出重点和提出要求； 为制定城市环境规划、城市建设规划方案提供依据 为制定城市污染物排放标准、环境标准和环境法规等 提供依据； 预测拟建城市各建设项目对环境可能造成的影响。
环境评价的工作和内容
污染源调查 监测项目的确定 监测网点的布局
获得环境污染数据
主要内容：
社会和经济发展预测：人口、环境意识、生活水平、生
产布局等。 环境容量和资源预测 环境污染预测：各污染物的总量、浓度以及分布的变化， 可能出现的新的污染物种类和数量。 环境治理和投资预测 生态环境预测：城市生态环境，包括水资源的贮量、消 耗量、地下水位等，城市绿地面积、土地利用状况，城 市化趋势等；农业生态环境，包括农业耕地数量和质量， 盐碱地的面积和分布，水土流失的面积和分布；此外还 包括区域内的森林草原、沙漠等的面积、分布以及区域 内的物种、自然保护区、风景的变化趋势。
环境规划第4讲
规划技术方法-1
清华大学深圳研究生院 王荣和、毛献忠
环保部官员称26%环保重点城市空 气不达标http://www.sina.com.cn
―2011年中华环保民间组织可持续发展年会” 2011年11月6日在广州 召开，国家环境保护部总工程师万本太在会上透露，我国环境污 染仍然严重 26%的环保重点城市和17%的地级市不达标，空气质量达不到国 家二级标准；
海水水质标准GB 3097－1997
按照海域的不同使用功能和保护目标， 海水水质分为四类：
第一类 适用于海洋渔业水域，海上自然保护区和稀濒危海洋生物
保护区 第二类 适用于水产养殖区，海水浴场，人体直接接触海水的海上 运动或娱乐区，以及与人类食用直接有关的工业用水区。 第三类 适用于一般工业用水区，滨海风景旅游区。
20%的水质为劣Ⅴ类；
全国受污染的耕地约有1.5亿亩，污灌污染耕地3250万亩，固废
堆占地200万亩，合计约占10%的耕地面积重金属超标问题突出； 虽然污染的常规因子有所控制，但一些新问题又不断出现。比如， 区域性灰霾问题，POPS(杀虫剂、二噁英等持久性有机污染物)， 危险废物和化学品污染问题等。此外，环境污染事件威胁群众健 康问题比较突出，全国平均每年有150起污染事故。
pn=(1+a)np0
分析：1、指数模型假定增长率是常数，人口数值呈几何级数增长； 2、取适当的时段求出比较符合实际情况的a是预测的关键；3、指数模型会产生假象。
指数增长示例
某地区人口预测
70000 60000 50000
人口（人）
40000 30000 20000 10000 0 1985
y = 0.59026 e0.00572 R2 = 0.96897
b、空间平均浓度
1 C ( x0 , y 0 , z 0 , t ) V
C ( x, y, z, t )dV
V
名词定义－－浓度（续）
c、一组样品的平均浓度
假设有N个样品，各样品的容积为Vi， 其对应浓度为Ci，i=1, 2, … , N，则该 组样品的平均浓度为：
C 1 Vi C i / 1 Vi
线性增长示例
某地区人口预测
64000 62000 60000
人口（人）
y = 306.95 x - 558873.79 2 R = 0.97
58000 56000 54000 52000 50000 1985
2005年为56551人 2010年为58086人 2020年为61155人
1990
1995
环境预测的主要环节：
点源、面源、线源…… 生活源、工业源、农业源……
环境预测的主要环节：
COD、氨氮、SO2……
环境预测的目的：
环境质量
水、气、声…… 生态系统
（一）社会与经济发展预测方法
社会：人口预测 经济：国民/内生产总值(GNP/GDP)预测 能源：能耗预测
交通：交通预测
1、人口预测

人口预测的变量主要采取直接影响人口自然变动的出生率、死亡率和社 会变动的迁移率。 我国人口预测常用的经验模型基本形式为： Nt=Nt0er(t-to)
Nt—t年的人口总数； Nt0—t=t0年时即预测起始年时的人口基数； r—人口增长系数或人口自然增长率； e—自然对数的底(e=2.718)。
人口的净增长率随人口的增加而减小，且当pt 趋近于p∞时，净增长率趋于0。 dpt/dt=a(1-pt/ p∞)pt pt= p∞/(1+(p∞/p0-1)e-at)
影响预测结果准确度的因素
人对客观规律认识的限制 客观事物的不确定性 受预测理论与方法的影响
受预测区间长短及时间尺度的影响
受信息状况的影响 社会因素的制约
受预测者智能结构的影响
环境预测的基本逻辑
环境预测的出发点：
人、人的 活动预测 污染源 预测 污染物 排放量
人口、社会经济……
degradation of a body of water by a substance or condition to such a degree that the water fails to meet specified standards or cannot be used for a specific purpose.
环境质量评价
（3）环境质量指数分级
结合环境质量或基准进行评价指数的分级评价。
环境质量的表征方法
环境质量指数 环境质量评价图

单一污染物的环境质量评价图； 单一介质的环境质量评价图； 全环境的环境质量评价图； 为特定目的进行的环境质量评价图。
二、预测方法
预测的一般概念 环境预测概述 社会与经济发展预测方法
（1）线性增长模型（linear growth model)
pn=p0+na
p1=p0+a p2=p1+a=(p0+a)+a=p0+2a p3=p2+a=(p0+2a)+a=P0+3a -----pn=pn-1+a=(p0+(n-1)a)=p0+na 其中，p0是基础年人口数；a是单位时间内人口的增长 数；n是时间单位数
环境质量综合评价 人体健康与环境质量关系的确定
建立环境污染计算模式
环境预测研究
评价方法
污染源评价方法

单项评价（超标率，排放强度） 综合评价

等标污染负荷 污染负荷比 单因子指数
环境质量评价

单因子评价指数 综合质量评价指数 环境质量指数分级
污染源评价
评价方法 预测方法 规划方法
一、评价方法
评价对象

污染源评价（社会经济活动） 环境质量评价
评价准则 评价方法
国家标准：
地表水环境质量标准GB3838-2002 海水水质标准GB 3097－1997 生活污水排放标准GB 18918－2002 生活饮用水卫生标准（GB 5749-2006） 环境空气质量标准(GB3095-1996) 室内空气质量标准GB/T 18883-2002 。。。。。。 包括固废、噪音等。
pn=p∞- an(p∞-p0)
(p∞-pn)/(p∞-pn-1)=a a表示增长速度递减率 p∞-p1=a(p∞-p0) p∞-p2=a(p∞-p1)=a2(p∞-p0) p∞-p3=a(p∞-p2)=a3(p∞-p0) -----p∞-pn=a(p∞-pn-1)=an(p∞-p0)
城市人口数学模型
2000
2005 年份
Baidu Nhomakorabea
2010
2015
2020
2025
城市人口数学模型
（2）指数增长模型（exponential growth model） 在一定时间内人口增长速度稳定： pn+1-pn=apn a=(pn+1-pn)/pn a表示稳定的增长率 则 p1-p0=ap0 p1=(1+a)p0 p2-p1=ap1 p2=(1+a)p1=(1+a)2p0 p3-p2=ap2 p3=(1+a)p2=(1+a)3p0 -----Pn-pn-1=apn-1 pn=(1+a)pn-1=(1+a)np0
水污染要素：物质、量、功能、时间
名词定义－－浓度
3、浓度：单位容积内所含有物质的质量。
(M / V ) 瞬时浓度： C ( x, y, z, t ) lim V 0
a、时间平均浓度
1 C t ( x, y , z , t 0 ) T

t 0 T
t0
C ( x, y, z , t )dt
地表水环境质量标准GB3838-2002
标准项目：地表水环境质量标准基本项目，集中式生活饮用水地
表水源地补充项目和集中式生活饮用水地表水源地特定项目。 1983首次发布，1988年为第一次修订，1999年为第二次修订， 本次为第三次修订。 本标准项目共计109项，其中地表水环境质量标准基本项目24项， 集中式生活饮用水地表水源地补充项目5项，集中式生活饮用水 地表水源地特定项目80项。 依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低依次划分为五 类：1类主要适用于源头水，国家自然保护区；2类主要适用于集 中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、 鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等；3类主要适用于集中式生 活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水 产养殖区等渔业水域及游泳区；4类主要适用于一般工业用水区 及人体非直接接触的娱乐用水区；5类主要适用于农业用水区及 一般景观要求水域。
N N
=总质量/总容积
名词定义－－负荷
4、污染负荷
单位时间负荷： 排放总量/排放时间 ＝ m/T = QC
单位长度负荷：
排放总量/河段长度 ＝ m/L
思考题：
假设污水场的喷流或者河流断面A-A，该断 面的流速为u（x，y，t），瞬时浓度为C （x，y，t），求该断面的平均浓度？
环境规划技术方法

人口预测,经济预测,能源预测,交通预测
环境质量/污染预测
大气污染预测方法 水环境污染预测
固体废物污染预测
噪声预测方法
基本要素：
在选择预测方法时，通常可考虑6个基本要素，
即：

预测方法的应用范围(对象、时限、条件等)； 预测资料的性质； 模型的类型； 预测方法的精确度； 预测方法的适用性 以及使用预测方法的费用。
第四类 适用于海洋港口水域，海洋开发作业区。
环境空气质量标准(GB3095-2012)
1982年首次发布，1996年为第一次修订，2000年为第二次修订，本 次为第三次修订。
环境空气质量标准分级：
环境空气质量标准分为二级。
环境质量评价的目的
评价一个地区或区域的环境质量状况及其各个时期的
1990 1995 2000
x
2005年为56546人 2010年为58072人 2020年为61113人
2005 年份 2010 2015 2020 2025
城市人口数学模型
（3）修正的指数模型(modified exponential model) 假定一个可能的人口上限p∞,并假定在单位时间内人口增长以同样的 速率趋近这个上限：

上述预测的关键是求算r值。人口自然增长率(r)是人口出生率与死亡率 之差，常表示为人口每年净增的千分数。其计算方法是：在一定时空范 围内，人口自然增长数(出生人数减死亡人数)与同期平均人口之比，并 用千分比表示。而平均人口数是指计算期(如年)初人口总数和期末人口 总数之和的二分之一。
城市人口数学模型