5-3环境与经济预测方法

口、支流来水水量、水质资料计算。
污染物与河水的混合
污水排入河流，通过三维扩散后混合均匀。 由于水深较河宽要小，故先完成竖向混合， 后完成横向混合。 混合均匀后水质模型可简化为一维问题。 一维模型 ：污染物只在x方向上存在浓度梯 度。
2、一维河流水质模型

适用于较宽浅的大中河流。其河流为稳定流，污染物 为保守物质，且均匀排放，由稀释混合作用决定水体 污染物浓度。其水质预测模型为：
(2) 能源消费弹性系数法 --- 根据能源消费与国民经济增长 之间关系，求出能源消费弹性系数e，再由已决定的国 民经济增长速度，粗略地预测能耗的增长速度。计算公 式为 β=e·α 式中：β---能耗增长速度； e---能源消费弹性系数； α---工业产值增长速度。

e受经济结构的影响：工业化初期或国民经济高速发展 时期， e大于 1，甚至超过2；随工业生产的发展和技术 水平的提高，e将下降，大都低于1，一般为0.4-1.1。
几种常见的高架连续点源扩散模式
地面浓度模式：取z＝0代入上式，得
y2 H2 c( x, y ,0, H ) exp( 2 ) exp( 2 ) 2 y 2 z πu y z q
地面轴线浓度模式：再取y=0代入上式
H2 c( x,0,0, H ) exp( 2 ) 2 z πu y z q
f生---排放系数，kg/(人· d)；
N---预测年人口总数。

排放系数f生可采用经验数据。如对中小城市 可取值1～3kg／(人· d)，粪便(湿)1kg／(人· d)。

当污染物排入河流后能与河水完全混合时水质预测 模型为：
qv 0 B 0 qv Bi B qv 0 qv
若考虑污染物的削减，此时水质预测模型为：
1 k qv 0 B 0 qv Bi B qv 0 qv
k---为污染物削减综合系数 k值可根据上、下断面水质监测资料及排污
1.工业固体废物产生量预测
系数预测法： W=P· S 式中：W---预测年固体废物排放量，×104t/a； P---固体废物排放系数，t/t产品； S---预测的年产品产量， ×104t/a。
2.城市垃圾产生量预测
采用排放系数预测法：
W生= 3.6510-5 f生 ·N
式中：W生---预测年城市垃圾产生总量，×104t/a；
2、能耗预测方法
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目前常用的方法有 :人均能量消费法和能源消费弹性系数 法。
(1)人均能量消费法---按人民生活中衣食住行对能源的需求 来估算生活用能的方法。
*根据美国对 84个发展中国家进行的调查表明：当每人每 年的消费量为 0.4t标准煤时只能维持生存；为 1.2～1.4t时 可以满足基本的生活需要。在一个现代化社会里，为了 满足衣食住行和其他需要，每人每年的能源消耗量不低 于1.6t标准煤。
二、社会经济发展预测
（一）人口预测

我国人口预测常用的经验模型基本形式为：
Nt Nt0 e
k t t0
式中：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； K---人口增长系数或人口自然增长率； e---自然对数的底（e=2.718）。

人口预测的关键是求k值。


用箱式方法预测大气污染物浓度的模型为：
Q B B0 uLH
B ——大气污染物浓度预测值； 式中：
Q——面源源强；
u——进入箱内的平均风速；
L——箱的边长； H——箱高，即大气混合层高度；
B 0 —预测区大气环境背景浓度值。
大气混合层高度H

大气混合层厚（高）度是反映污染物在铅直 方向扩散的重要参数，也是影响大气污染物 扩散的主要气象因子之一。 在不同的气象条件下，同一个大气污染源排 放的污染物在大气中的扩散能力是不同的。 大气混合层厚度越大，就越有利于污染物的 扩散和稀释。 H确定方法：
◦ 人口自然增长率 k 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。 ◦ 其计算方法为：在一定时空范围内，人口自然增长数 ( 出生人数减死亡人数 ) 与同期人口之比，用千分比表 示。

k 值的选取除与时间 t 有关外，还与预测的约束 条件有关，即与社会的物质生产水平、文化水 平、战争与和平状态、人口政策和人口年龄结 构有密切关系。
若已知能耗增长速度，规划期能耗预测计算 公式如下：
Et E0 1
t t0
式中：Et——规划期t年的能耗量；
E0——规划期起始年t0的能耗量。
（四）用水预测方法
1. 用水总量预测
Qt = KtZGDPt

式中：ZGDPt——规划期t年国内生产总值；
Kt——用水系数；
Qt——规划期t年用水总量。
各种能源折算成每千克发热量 7000kcal的标准
煤
能源折标准煤系数＝某种能源实际热值 ( 千卡 / 千 克)/7000(千卡/千克)
折算系数为：原煤0.714，原油1.43，天然气每
立方米折1.33kg。
1、能耗指标
(1)产品综合能耗
单位产值综合能耗=总耗能量(标准煤吨)/产品总产值(万元)
单位产量综合能耗=总耗能量(标准煤吨)/产品总产量(吨或万米 等)
(2)能源利用率 有效利用的能量同供给的能量之比。
(3)能源消费弹性系数e 指规划期内能源消耗量增长速度与经济增长速度之间的对比 关系。 e = 年平均能源消费量增长速度/年平均经济增长速度 *经济增长速度可采用工业总产值、工农业总产值、社会总产 值或国民收入的增长速度等。
（二）国内生产总值（GDP）预测

GDP(gross domestic product ) 是指一国所有常驻单 位在一定时期内所生产的最终物质产品和服务的 价值总和。

我国国内生产总值预测的常用经验模型的形式为：
zGDPt zGDP0 1
zGDPt ---t年GDP数； 式中：
t t0
zGDP0 ---t0即预测起始年的GDP数；
α---GDP年增长速率（%）。
（三）能耗预测

在环境规划中的能耗计算，主要包括原煤、原 油、天然气三项。


原煤是从矿井或露天矿采出没有经过加工的煤；
石油也称原油；

天然气的主要成分是甲烷。
标准煤
能源的种类很多，所含的热量也各不相同，为了便 于相互对比和在总量上进行研究，我国把每公斤含 热7000kcal（29306焦耳）的定为标准煤，也称标煤。

其中， Kt需要在调查、统计分析等基础上，通过综 合分析确定，既要考虑以往的用水水平，又要注意 技术进步、节水措施等作用。
2. 生活用水量预测
Q=N*q*k

式中：Q——生活用水量； N——规划年的人口数； k——规划年用水普及率； q——用水定额，包括城镇综合生活用水定
额和农
村生活用水定额。
3. 工业用水量预测 4. 农业灌溉用水
◦ 从预测地区气象部门直接获得。 ◦ 利用有关气象资料，通过绝热曲线法求解。


2、高斯扩散模式
连续点源一般指排放大量污染物的烟囱、放散管、 通风口等。 排放口安置在地面的称为地面点源； 处于高空位置的称为高架点源。
高架连续点源扩散模式

实际浓度
q y2 ( z H )2 ( z H )2 c( x, y , z, H ) exp( 2 ){exp[ ] exp[ ]} 2 2 y 2 y 2 z2 2 πu y z
第四节 环境与社会经济预测方法
一、环境预测
含 义
环境预测是指根据人类过去和现有已掌握的信息、资料、经验 和规律，运用现代科学技术手段和方法，对未来的环境状况和 环境发展趋势及其主要污染物和污染源的动态变化进行描述和 分析。
环境预测是编制环境规划的先决条件
也是环境规划决策的基础
（一）环境预测的主要内容
二、预测方法
（一）大气环境质量预测


箱式模型 高斯扩散模式：一般高斯扩散模式 高架连续点源地面浓度模式 高架连续点源地面轴线浓度模式 高架连续点源地面轴线最大浓度模式 多源扩散模式 线源扩散模式 面源扩散模式 总悬浮微粒扩散模式
1、箱式模型

是研究大气污染物排放量与大气环境质量之间关 系的一种最简单的模式。 利用箱式模型预测大气环境质量主要适用于城市 家庭炉灶和低矮烟囱分布不均匀的面源。 一般对一个城市可以划分为若干个小区，把每个 小区看作是一个箱子，通过各箱子的输入—输出 关系，即可预测大气中污染物的浓度。
预测随着社会、经济发展所带来的各种环境问题
3、环境质量与污染预测
◦ 预测污染物在环境要素中的总量、浓度以及分布 的变化,预测可能出现的新污染物种类和数量，预 测可能带来的经济社会损失。
4、其他预测
◦ 根据规划对象具体情况和规划目标需要选定，如 重大工程建设的环境效益或影响；土地利用、自 然保护和区域生态环境趋势分析；科技进步及环 保效益等。
1、社会发展预测 ◦ 重点是人口预测，也包括一些其他社会因素的确定。 ◦ 人口总数、人口密度和人口分布等方面的发展变化趋势。 ◦ 区域内人们的道德、思想、环境意识等各种社会意识的 发展。 2、经济发展预测 ◦ 重点是能源消耗预测、国内生产总值预测和工业总产值 预测等，同时也包括对经济布局与结构、交通和其他重 大经济建设项目的预测与分析。
Bmax B Bi B exp 3 x


x---排放口至计算断面的距离，m； α---取决于水力条件的系数。
（三）固体废弃物污染预测

一般包括工业固体废物产生量、城市垃圾产 生量及固体废物环境影响预测等内容。

固体废物环境影响预测则可采用大气、水影 响预测模型，以及因果关系分析法等。
（二）水环境质量预测
1、完全混合的河流水质预测方法
在河流水体处于稳定流 动状态、污染源连续稳 定排放的条件下，水中 的污染物分布状况也是 稳定的
该模型适用于相对窄而浅的河流，河流为稳态， 均匀河段，定常排污，即河流过水断面、流速 及污染物排入量不随时间变化，污染物为难降 解的有机物、可溶性盐类和悬浮固体情况下的 预测。