◆熟悉生态环境现状评价的技术要求和方法(P93-94) 1、 生态环境现状评价的一般要求(技术要求)
生态环境现状评价一般需要阐明:
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(1)生态系统的类型、基本结构和特点(整体性、稳定性等),评价区内居优势的生态系统及其环境功能或生态功能规划; (2)域内自然资源赋存和优势资源及其利用状况;
(3)域内不同生态系统间的相关关系(空间布局、物流等)及连通情况,各生态因子间的相关关系(注意食物链关系); (4)明确区域生态系统的主要约束条件(限制生态系统的主要因子)以及所研究的生态系统的特殊性如脆弱性问题; (5)明确主要的或敏感的保护目标;
(6)评价的生态环境目前所受到的主要压力、威胁和存在的主要问题。 2、生态环境现状评价方法
生态系统评价方法大致可分为两种类型:
(1)生态系统质量的评价方法:主要考虑的是生态系统属性的信息
(2)从社会-经济的观点评价生态系统,估计人类社会经济对自然环境的影响,评价人类社会活动所引起的生态系统结构、功能的改变及其改变程度,提出保护生态系统的补救生态损失的措施。
(3)生态环境现状评价方法见《导则 非污染生态影响》。生态现状评价要有大量数据支持评价结果,也可以应用定性与定量相结合的方法进行。常用方法有图形叠置法,生态机理分析法,类比法,列表清单法,质量指标法(综合指标法),景观生态学方法,系统分析法,生产力评价法,数学评价方法等(具体方法见导则附录C)。其中景观生态学方法发展最快,应用越来越广泛。
★掌握生态环境敏感保护目标的判定方法(P101-103) 1.法规确定的保护目标
包括《环境保护法》、《海洋环境保护法》、《水土保持法》、《土地管理法》等法律法规中己明确的保护目标。 《建设项目环境保护分类管理名录》中的环境敏感区包括以下区域:
(1)需特殊保护地区:国家法律、法规、行政规章及规划确定或经县级以上人民政府批准的需要特殊保护的地区,如饮用水水源保护区、自然保护区、风景名胜区、生态功能保护区、基本农田保护区、水土流失重点防治区、森林公园、地质公园、世界遗产地、国家重点文物保护单位、历史文化保护地等。
(2)生态敏感与脆弱区:沙尘暴源区、荒漠中的绿洲、严重缺水地区、珍稀动植物栖息地或特殊生态系统、天然林、热带雨林、红树林、珊瑚礁、鱼虾产卵场、重要湿地和天然渔场等。
(3)社会关注区:人口密集区、文教区、党政机关集中的办公地点、疗养地、医院等,以及具有历史、文化、科学、民族意义的保护地等。
此外,环境质量己不能达到环境功能区划要求的地区亦应视为环境敏感区。 2、环境保护目标的识别
除法规确定的保护目标,一般敏感保护目标是根据下列指标判别的:
(1)具有生态学意义的保护目标:主要有具代表性的生态系统(如湿地、红树林、天然森等生物多样性较高或具区域代表性的生态系统)、重要保护生物及其生境(如列入国家保护名录的动植物及其生境)、重要渔场及产卵场等。 (2)具有美学意义的保护目标:如风景名胜区
(3)具有科学文化意义的保护目标:如著名溶洞和化石分布区 (4)具有经济价值的保护目标:如基本农田保护区
(5)重要生态功能区和具有社会安全意义的保护目标:如水土保持重点区、泥石流区 (6)生态脆弱区:如沙尘暴源区等处于剧烈退化中的生态系统
(7)人类建立的各种具有生态环境保护意义的对象:如动物园、植物园、生态示范区 (8)环境质量急剧退化或环境质量已达不到环境功能区划要求的地域、水域 (9)人类社会特别关注的保护对象:如学校、医院、居民集中区 (六)区域环境容量分析
◆熟悉大气环境容量计算方法(P194-196)
大气环境容量的计算方法有:修正的A-P值法、模拟法、线性优化(规划)法
1、A-P值法(P194及GB/T 13201—91)
GB/T 13201—91《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》: 5.1 总量控制区内大气污染物排放总量限值的计算方法 5.1.1 总量控制区污染物排放总量的限值由式(1)计算:
式中: Qak----总量控制区某种污染物年允许排放总量限值,10t;
Qaki----第i功能区某种污染物(k)年允许排放总量限值,10t; n----功能区总数;
i----总量控制区内各功能分区的编号; a----总量下标; k----某种污染物下标。
5.1.2 各功能区污染物排放总量限值由式(2)计算:
式中:Qaki----见5.1.1定义;
S----总量控制区总面积,km; Si----第i功能区面积,km;
Aki----第i功能区某种污染物排放总量控制系数,10t2a2km,计算方法见5.1.3。
5.1.3 各类功能区内某种污染物排放总量控制系数由式(4)计算:
式中: Aki----见5.1.2定义;
4
-1
-1
22
4
4
27
Cki----GB 3095等国家和地方有关大气环境质量标准所规定的与第i功能区类别相应的年日平均浓度限值,mg2mn; A----地理区域性总量控制系数,102km2a,可参照表1所列数据选取。亦可按附录A2方法求取,或经环境大气
质量评价和预测研究后确定。
5.1.4 总量控制区内低架源(几何高度低于30m的排气筒排放或无组织排放源)大气污染物年排放总量限值由式(5)计算:
式中: Qbk----总量控制区内某种污染物低架源年允许排放总量限值,10t;
Qbki----第i功能区低架源某种污染物年允许排放总量限值,10t,其计算方法见5.1.5; b----低架源排放总量下标。
5.1.5 各功能区低架源污染物排放总量限值按式(6)计算。
Qbki=aQaki (6)
式中: Qbki----见5.1.4定义;
Qaki----见5.1.1定义;
a----低架源排放分担率,见表1。
表1 我国各地区总量控制系数A,低源分担率a,点源控制系数P值 地区省(市)名 序号 1 2 3 4 新疆, 西藏,青海 黑龙江,吉林,辽宁,内蒙古(阴山以北) 北京,天津,河北,河南,山东 内蒙古(阴山以南),山西,陕西(秦岭以北),宁夏,甘肃(渭河以北) 上海,广东,广西,湖南,湖北,江苏,浙江,安徽,海南,台湾,福建,江西 7.0-8.4 5.6-7.0 4.2-5.6 3.5-4.9 0.15 0.25 0.15 0.20 A a 总量控制区 100-150 120-180 100-180 100-150 P 非总量控制区 100-200 120-240 120-240 100-200 44
4
2
-1
-3
5
3.5-4.9 0.25 50-100 50-150 6 7 云南,贵州,四川,甘肃,(渭河以南),陕西(秦岭以南) 静风区(年平均风速小于1m/s) 2.8-4.2 1.4-2.8 0.15 0.25 50-75 40-80 50-100 40-90 28
教材有关内容:
A-P值法是最简单的大气容量估算方法,它无需知道污染源的布局、排放量及排放方式,适用于开发区规划阶段。 (1)采用A-P值法估算环境容量时所需的资料:
①开发区范围和面积S
②开发区功能分区情况和第i个功能分区的面积Si ③第i个功能分区的污染物控制浓度(标准浓度限值)Ci ④第i个功能分区的污染物的背景浓度Cbi (2)采用A-P值法估算容量的步骤:
①根据所在地区,按GB/T13201-91表1查取总量控制系数A值(取中值)
②确定第i个功能分区的控制浓度:Ci=Ci0-Cbi 式中Ci0为污染物的标准年平均浓度限值 ③确定各个功能区总量控制系数Ai值:Ai=A3Ci ④确定各个功能区允许排放总量:QaiSi ?AniS ⑤计算总量控制区允许排放总量:Qa??Qai
i?1 教材已考虑本底值,而GB/T 13201—91不考虑本底。教材没有考虑低架源。若考虑低架源,则在⑤前需要有:
A、根据总量控制区所在地区,按GB/T13201-91表1查取低源分担率值,确定各个功能区低矮源(面源)允许排放总量: B、计算总量控制区允许排放总量和低矮面源允许排放总量
*如果计算出的值小于上级部门的指令允许排放总量,则在总量控制区内就使用该值可以继续采用A-P值法确定总量控制区内各个功能分区内的点源允许排放量,也可以在该市的辖区内适当增加控制区面积(即增加新的开发区)以使A-P值法计算的值与指令总量接近,但是不得超过指令值。
*将城市大气污染物排放总量控制A-P值法试用于控制pm10时,低源分担率值在长江以北可适当放宽到0.4,在长江以南可适当放宽到0.5。 2、模拟法
模拟法是利用环境空气质量模型模拟开发活动所排放的污染物引起的环境质量变化是否会导致环境空气质量超标。如果超标可按等比例或按对环境质量的贡献率对相关污染源的排放量进行削减,以最终满足环境质量标准的要求。满足这个充分必要条件所对应的所有污染源排放量之和便可视为区域的大气环境容量。
模拟法适用于规模较大、具有复杂环境功能的新建开发区,或将进行污染治理与技术改造的开发区,使用这种方法需通过调查类比或虚拟开发区大气污染源的布局、排放量和排放方式。
模拟法估算开发区大气容量的计算步骤如下:
(1) 对开发区进行网格化处理,并按功能分区确定每个网格的环境质量保护目标Cij0。 (2) 掌握开发区的环境质量现状Cijb,确定污染物的控制浓度Cij= Cij0-Cijb。
(3) 根据开发区规划和布局,利用工程分析、类比等方法预测污染源分布、源强(按达标)和排放方式,并分别处
理点、线、面、体源。
(4) 利用导则规定的模式或经过验证适用于本开发区的其它模式预测污染源达标排放情况下对环境质量的影响Cija
和Cij.
(5) 比较Cija和Cij,如果影响值超过控制浓度值,提出布局、产业结构或污染源控制调整方案,然后重新计算,直
到所有点的环境影响都小于等于控制浓度。
(6) 加和满足控制浓度的所有污染源的排放量,此和可视为环境容量。 3、 线性规划法
如果开发区的污染源布局、排放方式已确定,就可以建立源排放和环境质量间的输入相应关系,然后根据区域环境保护目标,采用最优化方法,计算各污染源的最大允许排放量,其之和,就是给定条件下的最大环境容量。线性优化法的关键是将环境容量的计算变成一个线性规划问题并求解,一般情况可将不同功能区的环境质量保护目标为约束条件,以区域污染物排放量
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极大化为目标函数,建立基本的线性规划模型。这种满足功能区达标对应的区域污染物极大排放量可视为区域的大气环境容量:
目标函数为:max f(Q)=DQ 约束条件为:
T
?AQ?CT
s?Ca
Q≥0
其中:
Q=(q1,q2,??qm) Cs=(c?cs2,??),s1,a11a12csn?T
a1m??a??21a22?,a2m?A??????C=(c,c,??c)
?a31a32?,anm???D=(d,d,??d)
T
a
a1
a2
anT
1
2
m
式中:m---排放源总数
n---环境质量控制点总数 qi---第i个污染源的排放量 csj---第j个环境质量控制点的标准 caj---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。 di---第i个污染源的价值(权重)系数。
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。
线性规划模型可用单纯形法或改进单纯形法求解,具体计算过程参阅有关线性规划理论书籍由计算机辅助完成。 ★掌握水环境容量计算方法(P197及HJ/T131-2003附录B)
水环境容量是水体在环境功能不受损害的前提下所能接纳的污染物的最大允许排放量。可按以下方面计算水环境容量: 1、对于拟接纳开发区污水的水体,如常年径流的河流、湖泊、近海水域应估算其环境容量。
2、 污染因子应包括国家和地方规定的重点污染物、开发区可能产生的特征污染物和受纳水体敏感的污染物。
3、根据水环境功能区划明确受纳水体不同断(界)面的水质标准要求;通过现有资料或现场监测弄清受纳水体的环境质量状况;分析受纳水体水质达标程度。
4、在对受纳水体动力特性进行深入研究的基础上,利用水质模型建立污染物排放和受纳水体水质之间的输入响应关系。 5、确定合理的混合区,根据受纳水体水质达标程度,考虑相关区域排污的叠加影响,应用输入相应关系,以受纳水体水质按功能达标为前提,估算相关污染物的环境容量(即最大允许排放量或排放强度)。 四、环境影响预测与评价 (一)大气环境影响预测与评价 ◆熟悉大气环境影响的预测方法(P111)
1、大气扩散模式是以大气扩散理论和实验研究结果为基础,将各种污染源、气象条件和下垫面条件模式化,从而描述污染物在大气中的输送、扩散、转化的数学模式。
2、按经典的划分方法,数学方法可以划分为三类:统计理论、梯度理论、相似理论。
3、主要的大气扩散模式有高斯模式、赫-帕斯奎尔模式、萨顿模式,在环评中最普遍应用的是基于统计理论的正态模式(高斯模式)。正态扩散模式的前提是假设污染物在空间的概率密度是正态分布,概率密度的标准差也即扩散参数通常用统计理论方法或其它经验方法获得。
4、高斯模式的优点:
(1)物理上比较直观,其最基本的数学表达式可从普通的概率统计教科书或常用的数学手册中查到。 (2)模式直接以初等数学形式表达,便于分析各物理量间的关系和数学推演,易于掌握和计算。 (3)对于平原地区,下风距离在10公里以内的低架源,预测结果和实测值比较接近。
(4)对于其它复杂地形,对模式进行适当修正后,许多结果仍可用。 ★掌握按排放放特征、地形条件等正确选用相关模式的方法
在环评中,应按排放特征、地形条件等正确选用相关预测模式。 1、 对连续点源扩散,通常用高斯烟羽扩散模式 2、 对烟团扩散,通常采用烟团模式进行计算
3、 对点源、面源、线源、体源分别选用点源、面源、线源、体源扩散模式
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4、 对平坦地形,选用平坦地形大气扩散模式;对复杂地形,选用复杂地形大气扩散模式;山区则采用山区地形修正模
式。
5、 在环评中,通常采用法规大气模式。 ★掌握有风点源正态烟羽扩散模式的运用
7.5.1 有风时(距地面10m高平均风速U10≥1.5m/s)点源扩散模式
7.5.1.1 以排气简地面位置为原点,下风方地面任一点(X,Y),小于24小时取样时间的浓度c (mg/m),可按下式计算:
3
式中:Q—单位时间排放量,mg/s;
QY2c?()exp?()?F????????(3) 22?U?y?z2?y Y—该点与通过排气简的平均风向轴线在水平面上的垂直距离,m; σy__垂直于平均风向的水平横向扩散参数,m; σz—铅直扩散参数,m;
????2nh?HeF???exp??22?n??k?z??式中: h——混合层厚度,m;
U—排气筒出口处的平均风速,m/s。 2?k????2nh?He?2????exp????? 22?z?????(4)
He——排气筒有效高度,m;
He=H+△H (5)
He按下式计算:
式中: H——排气筒距地面几何高度,m;
△H——烟气抬升高度,m,计算方法见7.6。无实测值时,U可按公式(2)计算,公式中的U1可取邻近气象台(站)距地面10m高度处的年平均风速U10,调查期间按6.1.3执行。对于三级评价项目,风速高度指数P,建议按表3选取。
表3 各稳定度等级下的P值 稳定度等级 地区 城 市 乡 村
0.1 0.07 0.15 0.07 0.20 0.10 0.25 0.15 0.30 0.25 A B C D E.F ?He2?一、二级评价项目,可取(4)式中的k=4;三级评价项目可取k=0,此时,F=2exp???2?2???
z??扩散参数σσ可表示为下式:
y、
z
?y??1X?,?z??2X?2?????????(6)
11
式中: α1 -----横向扩散参数回归指数; α
2 ——
铅直扩散参数回归指数;
??12
----横向扩散参数回归系数; —铅直扩散参数回归系数;
X ——距排气筒下风方水平距离,m。
无实测值时,上述各指数、系数的定值及稳定度等级划分方法见附录B。 1、有风条件下(U10≥1.5m/s)的计算模式