环境规划学

环境规划学

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1 绪论

1.1 概述 1.2 环境规划的基本特征和原则 1.3 环境规划的基本任务和类型 1.4 环境规划的发展和趋势

1.1 概述1.1.1 环境规划的概念　 P1

环境规划是指为使环境与社会经济协调发展，把“社会 - 经济 - 环境”作为一个复合生态系统，依据社会经济规律、生态规律和地学原理，对其发展变化趋势进行研究，而对人类自身活动和环境所做的时间和空间的合理安排。

环境规划是克服人类经济社会活动和环境保护活动盲目性和主观随意性的科学决策活动

环境规划是为了保障人们的环境权

环境权 --- 公民、法人、国家享有良好环境、合理利用自然资源的权利

天赋人权 --- 环境享用权

采光权和通风权 ―《民法通则》清洁空气权―《大气污染防治法》清洁水权―《水污染防治法》安宁权―噪声控制观赏权―公园、风景的欣赏达到生

理上、精神上满足

**环境规划的目的是保障天赋人权

人赋人权 --- 环境经济权

―― 经济发展、社会进步的需要，同时又是污染的来源、环境破坏的根源 →是权利和义务的统一体。

** 环境规划基本任务是规范人赋人权（对经济活动和社会活动进行约束、调控）。

1.2 环境规划的作用

促进环境与经济、社会可持续发展保障环境保护活动纳入国民经济和社会发展计划合理分配排污削减量、约束排污者的行为以最小的投资获取最佳的环境效益是实现环境管理目标的基本依据

1.3 环境规划和其他规划的关系

1.3.1 环境规划与国民经济和社会发展规划 1.3.2 环境规划与经济区划 1.3.3 环境规划与国土规划 1.3.4 环境规划和城市总体规划

1.3.1 环境规划与国民经济和社会发展规划

五年计划 --- 国家发改委、各级计委制定 1953 年第一个五年计划开始，已经实施了十个

“五年计划”， 2006 年开始第十一个五年计划。（ 1963 年至 1965 年为国民经济调整时期）。** 环境规划是国民经济和社会发展规划的重要组成

部分

环境规划纳入国民经济和社会发展规划的目的

促进生产力布局和产业结构的合理化；变污染控制的末端治理为全过程控制；将污染控制和技术改造结合在一起；确保环保资金的落实；

1.3.2 环境规划与经济区划

经济区划是根据各地域的特点，为因地制宜发展地方优势经济，将临近的不同行政区划的几个区域组合在一起，形成具有相似经济成分和共同发展目标的经济区。

△ 我国最大的经济区划：沿海、中部、西部又如：长江三角洲经济区、珠江三角洲经济区 *** 环境规划是经济区划的补充和完善---- 通过区域环境规划促使经济区经济社会和环境协调发展。

（资源利用、工业布局、污染防治等）

1.3.3 环境规划与国土规划

国土规划是国土开发利用、治理、保护的方案。（国土资源局）

环境规划是国土规划的重要组成部分。特点：国土规划一般是长期的，不少于 15 年--- 不会细化、具体化--- 是国民经济和社会发展规划以及环境规划的可

靠依据。

1.3.4 环境规划和城市总体规划

城市总体规划是为了确定城市性质、规模、发展方向，然后为此合理利用城市土地、协调城市空间布局和各项建设，实现城市经济和社会发展目标而进行的综合部署。

城市环境规划是城市总体规划的主要组成部分之一。 a 城市人口多，经济发达，污染严重，必须有环境规划； b 工业结构和工业布局都需要环境规划； c 基础设施建设要符合环保要求； d 确定的城市性质、目标中一般都有环保内容。

2 环境规划的基本特征和原则2.1 基本特征

2.1.1 整体性 2.1.2综合性 2.1.3 区域性 2.1.4 动态性 2.1.5信息密集 2.1.6 政策性强

2.2 环境规划的原则

2.2.1 经济建设、城乡建设和环境建设同步原则 2.2.2遵循经济规律，符合国民经济计划总要求

的原则 2.2.3遵循生态规律，合理利用环境资源原则 2.2.4预防为主，防治结合的原则 2.2.5系统原则 2.2.6坚持依靠科技进步的原则 2.2.7强化环境管理的原则

3 环境规划的基本任务和类型 3.1 环境规划的任务

3.1.1 总任务 :

协调社会、经济发展和环境保护之间的关系，促进环境、经济、社会可持续发展。

(1) 根据环保要求，对经济和社会活动进行约束(2) 合理安排环境保护和环境建设

3.1.2 基本任务

(1)掌握经济、社会发展的基础资料，编制地区发展的规划纲要

(2) 工农业生产力的合理布局 --- 主要任务 (3) 合理布局污染工业形成“工业生产链” -- 重要任

务(4) 合理利用资源，提高利用率 (5)建立区域生态系统的良性循环 (6) 制定环境保护技术政策

*** 环境保护技术政策

环境保护技术政策 --- 对环境保护的技术途经、方法和手段所做的具体规定。

如： a 三同时， b 环评， c 污染治理技术规范 --- 为了规划区域环境保护的制度化、规范化、

合理化

3.1.3 当前我国环境规划的基本任务

(1) 进一步落实环境保护基本国策落实环境保护基本国策，除舆论、法律法规外，还需要依靠规划管理

--- 协调近期利益和长远利益的关系；--- 协调局部利益和全局利益的关系；--- 个人利益要服从公众利益；


(2) 污染防治和生态保护并重通过规划将污染防治和生态保护一并考虑---- 要求环境保护由点及面。通过规划，点源治理向面源和流域、区域治理转变；末端治理向源头和全过程控制转变；浓度控制向浓度和总量控制相结合转变；单纯治理向调整产业结构和合理布局转变；


(3) 实施总量控制计划和跨世纪绿色工程规划中国跨世纪绿色工程规划 ---远期规划--- 是《国家环境保护九五计划和 2010 年远景规划

目标》的一个重要组成部分---包括重大环境问题、工程、履行国际公约等


（ 4 ）建立完善环保四项制度---- 江泽民在 1998 年中央人口环境工作座谈会上提出的，包括：

综合决策：环境和发展监管和共管：环保职能部门统一监管和各部门

齐抓共管环境投入：污染者付费公众参与：宣传发动群众，群众主动参与

3.2 环境规划的类型3.2.1 按规划期划分

长远： 10 年以上中期： 5-10 年（最常见是五年规划，便于与国民经济社

会发展计划同步、纳入。）短期：年度环境规划 --- 五年规划的年底安排，可以对五

年规划进行修正和补充。 *** 五年规划是环境规划的核心长远规划：制定长远环境目标和战略措施，宏观，不具体年度环境规划：具体，不全面

3.2 环境规划的类型3.2.2按环境与经济的辩证关系划分

(1) 经济制约型----- 环境保护服从经济发展的需要 ---先污染后治理 (2) 协调型----- 为经济和环境协调发展而进行的规划，是当前

的主流。 (3) 环境制约型----- 经济发展服从环境保护的需要，较少，也有，

如日本。

3.2 环境规划的类型

3.2.3 按环境要素划分 P17 大气、水、固废、噪声污染控制规划 3.2.4 按行政区划和管理层次划分国家、省、市、县、乡等。 P18 上一层次的环境规划是下一层次的依据和综

合，下一层次规划是上一层次规划的条件和分解，因而下一层次的规划的实现是上一层次规划完成的基础。

3.2 环境规划的类型3.2.5按性质划分

(1) 生态规划 ---从生态保护出发，在综合分析各种土地利用的“生态适宜度”的基础上，制定的土地利用规划。

。包括：生态建设规划 ---植树造林规划、沙漠治理规划等生态保护规划 --- 城市、海洋、农村生态保护规划等（ 2 ）污染综合防治规划 --- 以污染控制为主要目的，重点。包括区域污染综合防治规划和部门污染综合防治规划。（ 3 ）自然保护规划 --- 为保护可更新资源（水资源、生物

资源等）和文物古迹、风景名胜而进行的规划。（ 4 ）环境科学技术与产业发展规划 --- 环保产业发展规划、

环保技术研究规划等

4 环境规划的发展和趋势4.1 国外环境规划的发展

(1) 美国以区域性的环境规划为主。（ 2）英国环境规划是经济发展规划的有机组成部分。（ 3）日本保护人体健康重于经济发展。（ 4）俄罗斯协调型的环境规划。以资源利用为前提，根据资源 - 环

境 - 经济统一的原则制定规划。

4.2 我国环境规划的发展历程

4.2.1 探索阶段（ 1973-1983）（第一次全国环境保护会议―第二次全国环保会议）（ 1）实现了对环境问题认识的转变（ 2）初步形成了环境管理思路（ 3）建立了国家、省两级环境管理机构和“老三项”环

境管理制度（排污收费、环境影响评价、建设项目环境“ ”保护三同时）

（ 4）开展了以水污染治理为主要内容的重点污染源调查，解决了局部问题。


4.2.2发展阶段（ 1984-1995）（第二次全国环境保护会议―第四次全国环保会议）（ 1）确立了环境保护的地位，作为基本国策（ 2）明确地方政府、企业、环保部门之间的环保责任（ 3）四级环保机构建立（ 4）环境法制建设加强，环境管理制度体系不断完善（ 5）实现了环境管理思想的转变（ 6）污染防治工作取得重大进展


4.2.3深化阶段（ 1996-- ）环境规划管理工作全面展开、深入开展。--- 全民环保意识提高，经济发展污染加重。

4.3 我国环境规划的现状分析

我国环境规划以达到经济、社会和环境的协调发展为目的，但协调型的环境规划还不是主流，大部分环境规划还属于经济制约型。

我国环保工作成效不大，环境和经济的分割是重要原因。因此环境规划纳入国民经济与社会发展规划至关重要。

4.4 我国环境规划的发展趋势

（ 1）环境与经济协调规划继续受到重视并成为热点

（ 2）技术路线从末端控制向全过程控制转变（ 3）污染控制方式更突出区域集中控制（ 4）总量控制继续得到青睐（ 5）城市生态规划越来越被人们重视（ 6）决策支持系统将成为研究重点（ 7）地球规划国际合作前景看好

作业

P24复习思考题第 1题和第 3题。

2 环境规划学的理论基础

2.1 环境承载力2.2 可持续发展理论2.3 人地系统协调共生、持续发展理论2.4 空间结构理论

2.1 环境承载力2.1.1 环境系统与环境规划

(1) 环境系统是自组织系统环境系统是个远离平衡态的开放系统，在保证

与外界环境进行物质、能量、信息交换的条件下，系统自发产生新的有序结构。

也就是说环境系统具有维持自身稳定和发展的能力。


(2) 环境系统的功能功能一：环境系统维持自身稳定和发展的能力。功能二：环境系统和外部介质相互作用的能力----提供自然资源和容纳净化污染物


(3)环境系统和环境规划关系环境系统是环境规划的对象之一；--- 环境规划目的是协调环境和社会经济发展关系环境规划关注的是环境系统和人类社会的相互作用（功能之一）

2.1 环境承载力2.1.2 环境容量

(1)概念在人类生存和自然生态不致受害的前提下，某环

境所能容纳污染物的最大负荷量。绝对环境容量 WQ=WS （标准浓度）― B （本底浓度）

WQ=M （ WS-B ） M--- 环境介质的量环境年容量：绝对环境容量乘以污染物年净化率

（重量）

2.1 环境承载力2.1.2 环境容量

(2) 环境容量应用中的问题环境系统不仅仅是个纳污容器环境系统对人类发展的作用是多方面的 ( 纳污、净污；提供资源、能源；给人以精神、美学上的享受 )

以环境容量为基础的环境规划，不能很好地解决未来经济发展和环境的协调问题。

---- 不能很好的达到规划目的。

2.1 环境承载力2.1.3 环境承载力

(1)概念环境承载量：某时刻环境系统所承受的人类系统

（对他）的作用量。环境承载力：某时刻环境系统所能承受的人类社

会、经济活动的极限值（阈值）。人类系统对环境的作用：从环境系统中获取资源 --- 生态破坏向环境中排放污染物 --- 污染环境


（ 2 ）定量描述 EBS=F （ T ， S ， B ） --- 时间、空间、经济行为 --- 三个自变量体现时间性、区域性和经济行为的关联性目前还没有准确函数用于计算


(3)指标体系--- 用指标体系来间接表达，包括：资源供给指标 : 水、土地、生物等自然资源社会影响指标：经济实力、污染治理投资、公共设施、

人口密度污染容纳指标：污染物排放量、绿化状况、污染物净化能力

指标体系中的指标要和环境承载力的大小成正比关系 ----- 经处理后得到环境承载力的相对值。


环境承载力理论：环境承载量在一定时空条件下是有限度的，

社会、经济的发展不应超越环境承载力，否则将造成生态破坏和环境污染，应通过规划不断提高环境承载力，在环境承载力范围内制定社会经济发展的最优方案。

2.2 可持续发展理论

1 、概念2 、可持续发展的目标3 、可持续发展的实质4 、实现可持续发展的技术途经5 、可持续发展和环境规划的关系

2.2.1 可持续发展的概念

-----既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展。

“当代人”“后代人” --- 人类，群体，而非个人分三层次解释：宏观 -- 人类和自然共同协调进化 ( 人 -天关系 ,天人合一 )

中观 -- 满足当代后代、局部全球的共同需要 ( 人 - 地关系 )

微观 ---- 经济、社会、环境协调发展（人 - 人关系） “ 不吃祖宗饭，不断子孙路”

2.2.2 可持续发展的目标

连续性 --- 人类社会生活的连续，经济发展的连续（关键是不能超越环境承载力）

稳定性 --- 生活的稳定、环境的稳定；多样性 --物种多样性（生态平衡、自然资源利用）；均衡性 --- 各地区均衡发展（当代人间的公平）；独立性 --- 个体发展的独立性（因地制宜，保持活力）

更新性 --- 生活水平的提高（发展）

2.2.3 可持续发展的实质

在社会经济发展的同时：a 、保持人类生态系统的平衡；b 、对可更新资源的开发利用速度不超过其可更新速度；―― 可持续发展最早是在林业、渔业等领域提出；c 、对不可更新资源的开发利用速度不超过其可更新替代物的开发速度；

d 、污染物的排放不超过环境容量；可持续发展主要关心的是环境和自然资源问题 →　需要通过环境规划实现

2.2.4 实现可持续发展的技术途经

（ 1 ）清洁生产 --- 污染主要来源于生产过程 --- 污染防治---选用清洁的原料、清洁的能源，采用清洁的生产工艺，

生产出清洁的产品。（ 2 ）生态技术 --- 生态保护建立自然保护区、规划保护城市 -郊区复合生态系统。（ 3 ）利用政府职能 --- 管理和规划强制手段：法律、法规、政策经济手段：奖励、罚款、税收

2.2.5 可持续发展和环境规划的关系

a 、可持续发展是环境规划的理论基础之一为何要规划，怎样进行规划，都可从可持续发展

理论上得到解释。b 、可持续发展是环境规划的目的（任务） ―― 可持续发展是全球的总目标；c 、环境规划是可持续发展实施途径；

2.3 人地系统协调共生、持续发展理论

2.3.1 概念2.3.2 人地系统协调共生 2.3.3 人地系统持续发展理论

2.3.1 人地系统概念

人地系统 --- 是人地关系地域系统的简称，是地球表层的“人”（人类及其经济社会活动）与“地”（地理环境）在特定地域中相互联系、相互作用而形成的一种动态结构。

--- 是一个由自然、经济和社会子系统组成的复杂系统。地理环境 ---下起岩石圈表层，上至对流层顶部（ 10-30km ），是岩石圈、水圈、土圈、大气圈、生物圈相互渗透、转化的交错地带 --提供生存环境、生活生产的资源

人地系统经历了：环境决定论 --- 生产力水平不高人类中心论 --- 人定胜天、九天揽月、五洋捉鳖人地协调共生论（可持续发展的组成部分）

2.3.2 人地系统协调共生 2.3.2.1 耗散结构

耗散结构理论（自组织理论的组成部分） --- 是指远离平衡态的复杂系统，在外界能量流、物质流、信息流的支持下，能通过自组织形成一种新的有序结构（耗散结构）。

耗散结构是非平衡结构，是个活的结构，它的形成和维持需要外界能量流、物质流、信息流的支持。

人地系统是耗散结构，要稳定，要协调共生需要外界能量流、物质流、信息流的支持。

2.3.2 人地系统协调共生 2.3.2.2 熵变描述

熵 ---系统的无序性、混乱度熵变： ds=dsi+dse

dsi--- 人地系统内部相互作用过程产生的熵。根据热力学第二定律： dsi 0 ≧ （可逆过程 =0 ，不可逆 >0 ）

dse--- 人地系统和外界的熵交换（可正、可负、可零）

2.3.2.2 熵变描述

系统的熵增：协调障碍、功能紊乱、无序增加（人地系统：环境污染、生态破坏、矿产枯竭）系统熵减：系统有序、稳定（输出污染物、投入资金治污、投入资金生态建设、外部调入所需矿产资源、引入水资源等）

负熵流：促进有序的物质流、能量流和信息流

2.3.2.2 熵变描述

ds<0 熵值降低 ---稳定、有序 --- 协调共生 ds>0 熵增 ---混乱、无序 --- 人地冲突 ds=0 熵值不变 ---维持原有状态 ---警戒协调 ds=? 熵变无规律 --- 方向不定 ---混沌

怎样才能熵减 , 人地协调共生呢 ???

2.3.2.2 熵变描述

熵变： ds=dsi+dse 人地系统协调共生的充要条件是从外界获取负熵流 . 区域可持续发展战略也以人地关系协调共生为核心，力求将人类系统熵的产生降至最低，把地理环境系统为人类活动系统可持续发展提供负熵的能力提高到最高。根据熵变规律，创造协调共生人地系统。

---必须进行环境规划。

2.3.3 人地系统持续发展理论

2.3.3.1 人地关系人地系统中，人的一方面首先是要适应其生存环

境，另外通过社会经济活动又影响着环境的结构、功能；

而“地”的一方面，首先环境为人类提供生存空间，环境资源为人类生存发展提供物质基础，另外，环境又制约着人类的生产、生活―― 人类活动的规模、强度和效果

2.3.3 人地系统持续发展理论

2.3.3.2 人地系统发展的动力在这人地辩证关系中，人是主要方面，处于主导地位，

人在生存、享受、发展三大需求的驱动下，必然推动人地系统的发展。

人地系统协调共生、持续发展，主要关注人的活动。 ―― 要进行环境规划　（约束规划人的行为）――其中要关注科学技术的进步 ---双刃剑（环境问题）

2.4 复合生态系统理论

环境问题的实质都是生态问题 ; 现在人们生活的环境明显不同于自然环境，它受

了人类活动的太多的影响――单纯的生态学理论不完全适用于这个人类生存的环境。

因此我国生态学家马世骏 1981 年提出复合生态系统理论：人类赖以生存的社会、经济、自然三大系统是一个整体，是个复合生态系统。

2.4.1 复合生态系统的结构

自然系统是基础（物质基础）经济系统是条件（社会进步、环境保护的必要条件）

社会系统是目标（稳定、优质的生活是全人类的共同追求）

三者紧密相关，相互联系、相互制约，只有经济发达、社会繁荣、生态保护三者保持高度和谐，才能使复合生态系统结构、功能最优化。

2.4.2 复合生态系统的功能

生产：生物生产、经济再生产生活：为人提供方便、舒适的居住环境还原：（还原自净）自然资源（可再生）永续利

用，污染物自净信息传递：（不仅指营养、化学、物理、行为信息） , 利用信息为人类服务，利用信息调控生态系统功能 .

2.4.3 复合生态系统的特点

以城市生态系统为例(1)人工性；(2)脆弱性 ---- 依靠外界输入物质和能量；(3)可塑性――聪明、理智的人是绝对的主导；(4) 高产性――人工生态系统的特点；(5)地带性――自然子系统的特点；(6) 综合性――三大系统联系紧密、互为因果、互

相制约、互为补充

2.4.4 复合生态系统的内部矛盾

（ 1）要求自然环境相对稳定而实际剧变（ 2）自然环境改变的快速性和恢复调节的缓慢性 --- 改造自然的能力越来越强，恢复调节本领还不够

（ 3）资源有限而人类需求无限；（ 4）地球体积、物质有限而人口增长无限；

---- 需要进行环境规划

2.4.5 复合生态系统理论在环境规划中的应用

不要将现有环境当作纯粹自然环境来规划。规划要以生态为导向 ,注重生态保护。规划中要注重社会、经济因素，应根据社会经济发展

变化而相应地调整。复合生态系统演替（发展、改变）动力来源于自然和社

会两种作用力。自然力的源泉是太阳能，社会力的源泉有三：一是经济杠杆（资金）；二是社会杠杆（权力）；三是文化杠杆（精神）；

2.5 空间结构理论

――研究人类活动空间分布及其组织优化的科学。

2.5.1 城市空间结构

――研究城市空间结构特点及其演化规律；城市空间结构演化过程分四个阶段 :

(1) 城市膨胀阶段 (2) 市区蔓生阶段 (3) 城市向心体 (4) 城市连绵带


2.5.1.1 城市膨胀阶段--- 城市发展的初期，市区围绕市中心向四周扩展团块状结构 , 结构紧密―― 中小城市及人口小于 100万的大城市


2.5.1.2 市区蔓生阶段新建的工业区、居民区、文教区功能齐备，城市

中心对外围的吸引力减小 .新区吞没了一、二代卫星城星形结构


2.5.1.3 城市向心体―― 向心体系结构（而非整体）远郊第三代卫星城相对独立；市中心的吸引力更弱。


2.5.1.4 城市连绵带---多个大城市利用卫星城相互衔接、连绵成带例如美国东北部“都市区”――波士顿、纽约、费城、华盛顿；

我国北京――天津有意创建 ,

滨海新区的建立表明合作的开始 .


也不是每个城市都有这四个发展阶段--- 区域环境承载力和社会经济条件的限制 . 不同的城市结构应有不同的规划方式 , 如 :

团块状的城市要将这作为一个整体来对待 ;

星状大城市结构不能作为单一体对待，应考虑多中心集团式布局。

2.5.2 城市空间结构的环境经济效应

2.5.2.1企业的集聚效应共用基础设施，有利于技术、产品、信息交流――巨大经济效益

共用环保基础设施，统一环境管理和污染治理――环境效益


2.5.2.2功能区的邻近效应临近功能区之间彼此产生的影响例如 :居民区、工业区之间


2.5.2.3 城市设施间的协调效应市政公用设施、生产经营设施、社会设施要合理

布局，紧密协调，否则生产生活不方便，或重复建设浪费。

环保工程也然。


2.5.2.4 土地利用的密度效应--- 土地利用集约化程度从中心至外围逐渐降低。土地利用集约化――提高单位面积土地的使用功能，以增加土地使用价值。

土地被精心策划、利用、提高单位面积土地的利用价值。

级差地租：因土地位置不同而产生的超额土地价值 .


2.5.2.5 时间的经济效应--- 对城市生活高效率、快节奏的要求。企业要交通方便，商业、娱乐场所更加。距离和交通上的考虑 .


2.5.2.6 城市合理配置及对外联系效应城市之间，城市郊区或卫星城之间，存有联系，

在产品和信息方面有交流。通过环境规划，能使其间互通有无，生产合作，

环保协作，使环境效益和经济效益相统一。

2.5.3 城市空间结构中的集聚规模经济

2.5.3.1 集聚规模经济指投入、产出（经济效益）随规模而变的一种经济现象 .

①企业内部集聚规模经济 ;

②布局集聚规模经济―同行业企业的集聚 ;

③城市化集聚规模经济 --- 不同行业企业的集聚 ;

2.5.3 城市空间结构中的集聚规模经济

2.5.3.2 集聚分析企业：初期生产规模扩大，管理费用等固定开支摊薄，成

本下降，效益增加。规模过大 --销售或资源问题等，产出下降，效益下降工业区：也有由分散到集聚，再由集聚到分散过程。集聚因素 : 消费地集聚，原料供给地集聚，同行业利益集聚。分散因素 : 地价上升，劳动力成本上升，交通拥挤，环境污染企业、工业区和城市都存在一个合理规模问题。

3 环境规划的内容

3.1 环境规划的目标和指标体系 3.2 环境评价和预测 3.3 环境功能区划 3.4 环境规划方案的生成和决策过程 3.5 环境规划的实施

3.1 环境规划的目标和指标体系3.1.1 环境规划的目标

3.1.1.1 环境规划的目标概念 ―― 是对规划对象在未来某一阶段环境质量的发展方向

和发展水平所作的规定。应经济上合理，技术上可行，社会上满意应能保障国民经济和社会持续发展 ---也只有这样才能纳入国民经济和社会发展规划目标制定后，规划应围绕目标进行规划实施过程中成了环境管理的方向、目标、依据。


3.1.1.2 环境规划目标的基本要求(1) 具有一般发展规划目标的共性 -- 具体（时、空）、客观、

可计量(2) 与经济社会发展目标协调两方面目标都可以达到 --- 协调型环境规划如环保受经济的制约，为确保经济的发展必须降低环境

目标 --- 经济制约型如确保环境目标，限制经济发展或调整工业布局、产业

结构 --- 环境制约型


3.1.1.2 环境规划目标的基本要求(3) 保证目标的可实施性可达性和可操作性（可时空分解、便于管理、监督、检查和实行）

(4) 保证目标的先进性 --- 不能太低。

3.1.1.3 环境规划目标的类型

(1)按管理层次分宏观目标 --- 总体要求详细目标 ---针对各环境要素、各功能区的具体

规定。


(2)按规划内容分环境质量目标：反映大气、水、噪声、生态环

境质量要求的目标。污染物总量控制目标：允许排放量、污染物削

减目标。


(3)按规划目的分环境污染控制目标：污染源控制目标、环境污

染控制目标生态保护目标：生态保护目标和建设目标环境管理目标：（环境规划的制定和实施需要

环境管理） ..包括环境保护的组织、协调、监督、宣传、教育等目标


(4)按规划时间分与环境规划一样：短期（年度）：具体、定量、准确中期（ 5-10 ）：定量 + 定性长期（ >10 ）：宏观，多定性 --- 中短期目标

的制定依据


(5)按空间范围划分按空间范围划分为国家、省区、县市也有跨行政区的对特定的森林、草原、流域、

海域和山区的环境规划目标 --- 区域环境规划

3.1.1.4 确定环境规划目标的原则

(1) 以规划区环境特征、性质和功能为基础环境特征性质：环境质量现状 \ 环境容量决定污

染排放目标环境功能：根据环境功能决定环境质量目标(2) 以经济社会发展的战略思想为依据 ---- 环境和经济社会协调发展

3.1.1.4 确定环境规划目标的原则

(3)应当满足人们生存发展对环境质量的基本要求规划目标应高于人们生活对环境质量的要求 --- 时效性规划目标应高于生产对环境质量的要求(4)应满足现有技术经济条件规划目标应符合现有的技术经济条件(5)能作时空分解和定量化尽量定量化，目标应能时空分解 --- 方便管理、监督、检查和执行。

3.1.1.5 确定环境规划目标常用的方式

定量确定 ---尽量定量化定性确定 ---难以定量化和无明确数量化的要求

时 ---常用于中长期规划 --- 方便表述半定量确定 ---介于定量定性之间，如：二类水

质标准，达标率，运转率

3.1.1.6 环境规划目标的可达性分析

制定目标后 ,还要对规划目标进行可达性分析并及时反馈，对目标进行修改完善。

（ 1 ）环境保护投资分析：分析环境规划实施所需的资金保障，若资金有问题，应做调整。 P51

注意运用社会资金


(2) 技术力量分析 P51　环境管理技术 --- 协调、监督、管理污染防治技术 --- 采用成熟的污染治理技术技术人才与技术推广 --- 是否具有环境管理、污

染治理技术人才


(3) 污染负荷削减能力分析调查核实现有削减能力分析潜在削减能力 ---加强管理、增加设施(4)其他分析环保意识分析 --- 环保意识高则规划容易实现；法规的执行情况 --- 是否有法不依

3.1.2 环境规划的指标体系　

3.1.2.1 概念环境规划研究所必需的数据指标总体 ---直接反映环境、经济、社会现象，并描述环

境规划内容（目标、措施、管理）的指标。*** 环境调查 \ 环境评价 \ 社会经济发展状况 \ 环境

目标 \ 规划实施--- 不仅仅用于规划目标 .

3.1.2 环境规划的指标体系

3.1.2.2 建立环境规划指标体系的原则 P53 整体性 --- 完整、全面 ---反映整个复合生态系统和环境

规划全过程科学性 ---正确选择、制订规范性 --- 为指标精确性和可比性 --- 对各种指标进行分

类和规范化处理。可行性 --- 有用、能用适应性 ---考虑实际（环境统计）条件和工作量，戒多

3.1.2.3 环境规划指标的类型

(1) 环境质量指标 --- 是环境规划的出发点和归宿(2) 污染物总量控制指标――为了实行总量控制而采用的一系列指标 ---表 3-1 ，污染物总量控制指标是为环境质量指标服务的。

(3) 环境规划措施和管理指标 --- 为达到污染物总量控制指标和环境质量指标而设的支持性、保证性指标。

(4) 相关性指标 ---从国民经济和社会发展规划中搬来的和环境规划密切相关的指标。

―― 经济指标、社会指标和生态指标。

3.2 环境评价和预测

3.2.1 环境评价（自阅）环境调查和评价，是环境规划的前期准备工作之一，通过调查，监测、评价，了解规划区的环境质量现状特点 .

3.2.1 环境评价

环境评价的目的： (1) 了解区域环境特点和环境承载力； (2)找出环境中现存的问题；

(3)确定主要的污染物和污染源。

3.2 环境评价和预测

3.2.2 环境预测　根据已掌握的资料，对未来环境质量状况

和环境质量发展趋势进行分析预测。目的：掌握未来环境问题之所在，以便

在规划中采取措施解决问题。

3.2.2 环境预测

3.2.2.1 预测的依据社会经济发展规划（主要依据，代表污染趋势）

环境质量现状评价（基础）社会、经济发展规划的年度发展目标　城镇发展规划 ( 交通、绿化、集中供热、煤

气化、建污水处理厂 )

3.2.2 环境预测

3.2.2.2 预测的基本原则(1) 注重社会经济和环境系统的相互作用关系；

(2) 关注科技进步所带来的影响 (正反 )；(3) 抓住重点；(4)具体问题具体分析；

3.2.2.3 预测的类型

(1) 警告型预测（趋势预测） --- 社会经济按现有趋势发展，环保管理、

技术、投资维持现有水平，未来环境质量状况。

--- 为得到环境质量下限值

3.2.2.3 预测的类型

(2) 目标导向预测（理想型） ---按人们的主观愿望进行环境保护所能达

到的环境质量水平。 ―― 为得到规划期环境质量上限值

3.2.2.3 预测的类型

(3) 规划协调型预测 ( 对策型 ) --- 根据规划 , 客观实际的预测 --- 环境规划实施后所能达到的环境质量水平 .

3.2.2.4 环境预测的主要内容

(1) 社会和经济发展预测引用其他规划中的分析预测，目的在于据此知道社会经济发展可能带来的各种环境问题。

社会发展预测的重点是人口预测；经济发展预测的重点是能源消耗预测、国

民生产总值预测、工业总产值预测。


(2) 环境容量和资源预测容量预测――随着社会经济的发展环境容

量怎样变化，污染物排放有没有超过环境容量；

资源预测――主要是资源供需平衡预测和资源利用效果的预测


(3) 环境污染预测* 现有污染物的发展变化；*新污染物的种类和排放量；* 污染造成的损失。


(4) 环境治理和投资预测（规划措施） * 污染治理效果预测 * 环保投资预期进行预测 ―― 以便规划时进行合理化再安排


(5) 生态环境预测 -- 对规划区的森林、草原、物种，以及城

市的水资源、绿化，农村的耕地、盐碱地、水土流失等变化趋势进行预测――以期发现生态破坏因素。

3.2.2.5 预测方法

(1) 定性预测技术： * 根据逻辑推理 , 主观判断，凭决策者直觉、经验预测 .

**预测结果一般没有量化 --- 不能满足现代环境管理要求，但也有优点，适合于对宏观、复杂的问题作预测 --- 如专家调查预测

3.2.2.5 预测方法

(2) 定量（或半定量）预测 ――掌握环境污染、环境发展的规律，并设计出数学模型用于预测。

*得到具体的预测数据 .

3.2.2.6 预测结果综合分析

对具体指标定量预测所得到的数据，进行综合分析，才能找出主要环境问题及其主要原因，由此确定环境规划的对象、任务、指标――通过环境规划来解决问题。

3.2.2.6 预测结果综合分析

综合分析内容包括 :资源态势和经济发展趋势分析；环境污染发展趋势分析；环境风险分析 --- 对重大环境问题和环境

意外事故的分析。

3.3 环境功能区划

3.3.1 含义 P65 依据社会经济发展需要和不同地区在

环境结构（自然环境结构）、环境状态（环境质量）和使用功能（干什么用）上的差异对规划区域进行合理划分。

3.3 环境功能区划

*** 综合性功能区国民经济和社会发展规划中也划分功能区 ,环境功能区往往与其是重合的 ---综合性功能区

①不同的经济社会功能区有不同的环境问题； ②许多自然环境的差异已体现在社会经济功能区

划之中； ③综合性功能区方便管理；

3.3.2 环境功能区划的目的

合理布局（环境功能区的合理布局、配合社会经济功能区的合理布局）；

具体确定环境目标；便于目标的管理和执行；

3.3.3 环境功能区划分的依据 P65

(1) 保证功能与规划相匹配环境功能和社会经济总体规划、城市总体规划

相匹配 --- 人口密集区(2) 依据自然条件划分功能区依据地理、气候、生态等自然条件 ---自然保护

区、风景旅游区、水源区 --- 人口稀少区域

3.3.3 环境功能区划分的依据

(3) 依据环境的开发利用潜力划分功能区新区、特殊产品开发基地(4) 依据社会经济的现状、特点和未来发展趋势划

分功能区针对人口密集区，强调现状和发展趋势（工业

区、居民区、文教区）

3.3.3 环境功能区划分的依据

(5) 依据行政辖区划分功能区行政辖区本就依据自然环境、社会经济的特点

划分的；便于管理；(6) 依据环境保护的重点和特点划分功能区从环保的角度出发：重点保护区、一般保护区、

污染控制区、重点污染治理区等

3.3.4 环境功能区划的类型（自阅）

注意： P66综合环境区划 P67 大气环境功能区划：不是大气环境的区划。

3.4 环境规划方案的生成和决策过程

3.4.1 环境规划方案的生成3.4.2 环境规划方案的决策过程

3.4.1 环境规划方案的生成

3.4.1.1 环境规划方案的设计 ―― 根据确定的环境目标和当地实际情况，提出具体的污染防治和自然保护的措施和对策。（管理措施、技术措施、资金落实渠道和措施）

―― 规划工作的中心，工作重点。

3.4.1.1 环境规划方案的设计

(1) 设计的原则 P69 善用信息，紧指目标以提高资源利用率为根本途经 ―― 污染来之于资源的浪费，生态破坏来之于自然资源的过度开发。

遵循国家或地区有关的政策法规 ---否则不合法，难实施

(2) 环境规划方案的设计过程

A 分析调查评价结果 ―― 污染源调查，环境现状评价，环保实

力调查等了解现有环境现状、问题、治理能力。


B 分析预测结果 ――搞清规划期内环境存在的主要问题，

规划期内环境承载力的变化，所需的污染削减量，以及可能争取到的环保投资，可以采用的污染治理技术。

――搞清规划期内需要解决的问题，以及解决问题的能力。


C 列出环境规划总目标和各项分目标以便知道现实 (非现在 )和目标间差距D 制定环境发展战略和主要任务明确环境保护方向、重点、主要任务和步骤。


E 制定环境规划的措施和对策 ― 规划的主体内容，规划的实质内容。

*** 措施和对策

污染综合防治措施；自然资源的开发利用与保护措施；生产布局调整措施；土地规划措施；城乡建设规划措施；环境管理措施；

* 污染综合防治措施

--- 防治结合；技术措施和管理措施（老三项，新五项）

相结合；人工治理和自然净化相结合；末端治理和全过程控制相结合。

* 自然资源的开发利用与保护措施

开发利用应遵循经济规律和生态规律――不要浪费资源和破坏生态

自然资源的保护主要采用管理措施――以提高资源的利用率为根本。（技术措施：矿山开采技术――提高矿井的开采寿命；提高资源的利用率）

** 生产布局调整措施

产业结构调整 --- 有异议：污染转移，污染更严重。

工业布局 --- 合理划分功能区 , 合理布局

3.4.1.2 环境规划方案优化

（ 1 ）环境规划方案优化的内涵规划方案应： a、能达到环境目标； b、

经济上合理； c、技术上先进；优化：对多个不同的规划草案进行分析比较，选出几个满足上述三方面要求的比较好的方案。

是规划大纲论证 -- 环保主管部门组织专家论证

3.4.1.2 环境规划方案优化

（ 2 ）方案优化的步骤 P71

A 分析评价现存和潜在的环境问题；B 经济、环境、社会、生态效益分析；C 选出最佳总体方案；D 预测方案对社会、经济、环境的影响；E 概算投资总和、方向、重点、构成，评价投资

效益。

3.4.2 环境规划方案的决策

3.4.2.1 环境规划方案决策的含义环境规划方案的决策是从经过优化的几

个方案中选定一个切实可行的实施方案的过程 .

假如优化方案没有一个获得通过，要根据决策部门的意见修改规划方案 .

3.4.2.2 环境规划方案决策系统

环境规划的决策部门：当地政府或人大决策系统 :

大多还是专家提出意见，领导决策。各种决策模型软件支持系统起到辅助决策

的作用。

3.4.2.2 规划方案的决策过程 P73

输入：提供有关方案的资料数据 --提供优化后方案处理模块：决策部门利用决策模型或相关的专家群

对规划进行评价 ---- 决策分析。反馈：通过评价对规划方案提出修改意见。调节：对处理模块进行调整，针对决策过程出现的问题，对评价、决策方法进行修正。

输出：一是提出反馈意见用于修正 ;二是确定实施方案。

3.4.2.3 环境规划方案决策影响机制

首先与下列因素相关：决策者的决策智商决策倾向决策方法


(1) 决策风险的影响由于未来不确定性，决策者本身知识结

构的缺陷，或者决策者的疏忽，确定的实施方案不一定是最好的。实施以后可能带来这样、那样的问题，造成损失

因此决策者会小心、保守。一些创新（利用新技术）的方案可能不会被采用


(2) 决策时效的影响决策有时效性，决策结果针对某一时段来说是合理

的，长远来说却可能有缺陷。规划方案也有适合的时间范围。决策者总是想以最短时间、最快速度和最少投入实

现环境规划目标 --- 因此往往容易接受、选择“短平快”式的规划方案 (政府官员任期 )--- 可能选择临时性的规划方案。

如：饮用水源污染 ①治理；②从外引水


（ 3 ）社会成本核算的影响　 --- 实施某一环境规划，投入多少，效果怎样，

进行比较。相同的成本，效果最好的方案肯定被优先选用；

产生相同的效果，成本越低的方案肯定被优先选用

但实际上并一定是正确的――长远利益和短期利益的关系。


（ 4 ）决策机会的影响规划决策受时间和空间的影响，对某一方案，

不同的时间、不同的地方会有不同的评价，决策者站在自己现在位置上考虑选择的方案不一定是最先进的，但应该是比较实在的

应该在最佳的时空条件下选择最佳的规划方案付诸实施。

3.4.2.4 规划方案决策系统的运行模式

单一的经验型规划决策机制 ----- 管理者凭经验决策

综合的知识型规划决策机制 ----- 依靠专家群进行决策

系统的智能型规划决策机制 -----运用软件支持系统辅助决策

3.5 环境规划的实施

3.5.1 实施的基本条件(1)纳入总体规划纳入总体规划意味着获得当地政府的批准

（前提条件）；只有纳入了总体规划才能真正做到环境和经

济、社会协调发展；只有纳入总体规划，才能落实环保资金环境问题严重正是因为没有纳入

3.5.1 实施的基本条件

(2) 全面落实环保资金首先是纳入总体规划；其次是明确投资责任（谁污染谁治理、谁开发谁保护）

加强排污费的征收，切实用于治理；吸纳社会资金参与环境保护；


(3) 编制年度环保计划 -- 政策实施要靠细则 ,有了环境规划，实施时需

制订详细具体的年度计划将规划层层分解，具体落实到各地区、各部门、

和各单位；因为经济、社会发展方向、速度的改变，需要

对环境规划进行修改的，也要在年度计划中体现。


(4) 实行环境保护目标管理领导的重视是实现环境规划目标、任务

的关健目标管理是各级、各部门、各单位的行

政领导签订责任书――将环境规划的目标、任务体现在责任书中。

3.5.2 环境规划实施的基本措施

3.5.2.1 采取协调和审议措施从五年计划到年度计划本身需要协调、审议 (1)规划部门内部的协调的调整 P77　　 (2)与有关部门进行协调调整（投资、实施、

政策制定等部门） (3)与周围临近地区的协调调整 (4)与国家机关协调调整（与上级统一


3.5.2.2 组织管理方面的措施 (1)制定资源利用开发标准： --提高资源综合利用率 (2)统计报表制度：月报、季报、年报（环保投入、污染治理、综合利用、排放浓度、量）

---监督；为下一年计划提供依据


3.5.2.2 组织管理方面的措施(3)依法控制环保法规落实到实处有利于环境规划的实

施将环境规划目标转变为环境管理目标，成

为地方环保规章制度的一部分。


3.5.2.3 科学研究方面的措施利用科技进步优化规划方法；采用生态工程方面的成果用于环境规划；推广应用先进的污染治理技术；

3.5.3 环境规划实施的功能

（ 1）引导 --- 环境规划目标的引导。（ 2）调控--- 环境规划措施的调控（ 3）规范-- 环境规划理念对社会、经济和环保关系的规范（ 4）协调 --- 环境规划内容的协调。

3.6 环境规划的管理

―― 对环境规划的实施进行监督、检查、考核、协调和调整

现实中环保行政管理目标、管理内容和环境规划目标是一致的。

3.6.1 环境规划实施的动态追踪

――监督、检查、考核 (1)环境规划内容具有动态性，社会、经济

发展的变化，需要及时掌握，必要时进行规划的修正。

(2)对环境影响较大的突发性事件的发生，及时掌握处理，保证规划目标的实现。

3.6.1 环境规划实施的动态追踪

(3)对环境规划的主要干扰因素要进行追踪监控，并根据实际情况使环境规划得到更新、完善和顺利实施。

(4) 还要根据追踪监控、掌握地方政府对规划实施的承受能力和控制能力。 ( 承受能力――环保资金的承受能力，产业结构调整方面的接受能力 )

(5)追踪监控应尽量量化，用数字说话

3.6.2 环境规划实施的动态控制管理

―― 协调、调整 (1)环境规划空间控制 ――集中控制机构和分布于不同区域的分支机构之间通过信息沟通实施管理，对规划全过程控制。

--- 管理机构之间


(2)环境规划时间控制―― 规划的管理者根据规划实施者定时的反馈信息进行控制管理

---信息反馈时间和反馈回路的控制。反馈回路：闭路 --- 有完整的反馈回路 ;半闭路 --- 有反馈机制，但有外界不确定因素的干扰 ;开路 ---没有反馈机制，管理者自行了解情况、控制 ( 交通噪声 )


(3) 时空偶合的全过程控制 ――两个控制系统互通信息，资源共享，

协调一致对环境规划的实施进行动态控制管理

---若管理者是一个，还是比较容易沟通的。

3.6.3 环境规划的组织管理

(1) 建立与完善环境规划管理组织机构按行政区划进行环境规划，一般由当地

环保局作为管理实施部门。跨地域的环境规划，要设立专门的环境

管理委员会。

3.6.3 环境规划的组织管理

(2)形成完善的环境规划管理手段人大是对本地区环境规划决策和监督管

理的最高权力机构。各级人民政府是规划实施的主要领导者、

组织者和责任承担者。环保局是规划实施的具体办事机构。环境委员会，是规划实施的协调机构。

3.6.4 环境规划的制度管理

利用环境管理制度为环境规划实施的监督管理提供法规支持。

八项制度：老三项 ,新五项

*** 环境管理八项制度

(1)环境影响评价制度；(2)“ 三同时”制度；(3)排污收费制度；(4)环境目标责任制；(5)城市环境综合整治定量考核制度；(6)限期治理制度；(7)污染集中控制制度；(8)排污申报登记和排污许可证制度。


八项制度是个有机整体。围绕一个中心――环境规划目标，用一根主线串联在一起――环境规划。


八项制度是个有机整体 :围绕一个中心――环境规划目标，用一根主线串联在一起――环境规划。

作业

P84 第 1题和第 4题 .

4 环境规划的技术方法

4.1 环境预测和社会经济预测方法4.2 大气污染预测方法 4.3 水污染预测方法4.4 固废噪声预测方法4.5 环境规划的决策分析4.6 单目标决策分析方法4.7 多目标决策分析方法

4.1 环境预测和社会经济预测方法

4.1.1 环境预测在环境现状调查评价的基础上，结合经济社

会发展的情况，对环境的发展趋势作出科学的分析和判断 .

―― 根据环境预测掌握未来经济、社会发展对环境影响，找出主要的环境问题，以便确定环境目标，采取环保措施；也是环境规划决策的基础。


社会发展预测 --- 主要是人口预测，其他社会因素（环保意识、污染承受能力）

经济发展预测 --- 主要是能源预测（能源消耗、能源利用率）

环境质量和污染预测 ---关键预测内容其他预测 --- 根据具体情况，预测重大工程

的环境效益和影响；土地利用、自然保护和区域生态环境趋势预测。

4.1.1.2 环境预测遵循的基本原则

经济社会的发展是环境预测的基本依据。关注科技的进步 ---双刀剑突出重点，抓住关键因素预测具体问题具体分析

4.1.2 社会经济发展预测

4.1.2.1 人口预测Nt=N0e k(t-t0)

Nt---t年人口数，N0--- 起始年人口数K--- 人口增长系数或人口自然增长率 K＝（规划期年均出生人数―规划期年均死亡人数）／规划期平均人口数 ×1000

还要关注：社会平均物质生产水平、战争状态、人口政策和年龄结构。

4.1.2.2 国内生产总值预测　

ZGDPt= ZGDP0(1+a) t-toa---GDP年增长速率% --- 来自国民经济发展规划

4.1.2.3 能耗预测

(1) 能耗指标 P88单位产值综合能耗 =总能耗 /产品总产值单位产量综合能耗 =总能耗 /产品总产量能源利用率 =有效利用能量 /供给总能量能源消费弹性系数 =能源消费增长速度 /

经济增长速度

4.1.2.3 能耗预测

(2) 能耗预测方法 P89*** 人均能量消费量 ―― 用于估算生活用能每人每年 0.4吨标准煤 ---维持生存；每人年 1.2-1.4吨标煤 --- 满足基本生活每人每年大于 1.6吨标准煤 --- 现代生活

(2) 能耗预测方法

*** 能源消费弹性系数 ―― 用于估算工业用能Et=E0(1+β) t-t0β---能耗增长速度 ,β=e*αα--- 工业产值增长速度；e---能源消费弹性系数，是能耗增长速度

和工业产值增长速度的比值 (0.4-1.1)

4.2 大气污染预测方法

大气污染预测包括：大气污染源源强的预测 --- 排放量预测大气环境质量变化预测 --- 污染物排放造

成的大气环境影响

4.2.1 大气污染源源强预测

4.2.1.1 源强预测的一般模型源强 (kg/h) Qi=KiWi(1-ηi) Wi—燃料的消耗量； Ki—某污染物的排放因子（排污系数） ηi—净化设备对污染物的去除效率；

4.2.1.2 耗煤量预测

（ 1 ）工业耗煤量预测（弹性系数法）年耗煤量 E=E0（ 1+α）（ t-t0）

工业耗煤年平均增长率 α=CE*β CE-- 工业耗煤量弹性系数（查资料）β-- 工业总产值年平均增长率 (来自国民

经济发展规划 )

4.2.1.2 耗煤量预测

(2)民用耗煤量预测取暖耗煤量 ES = AS*S取暖面积 S = 建筑面积的 75-90%取暖耗煤AS=20-50kg/m2

4.2.1.3 污染物排放量预测

（ 1 ） SO2 排放量GSO2＝ 1.6WS　　　S＋ O2=SO2　　　 2SO2＋O2＝ 2SO3可燃性硫占 80 － 90%,可燃硫的 1%－ 5%转化为 SO3

---转化率按 80%计算

4.2.1.3 污染物排放量预测

（ 2 ）烟尘排放量预测 G尘 =W*A*B* （ 1-η）W―燃煤量； A―煤灰分； B―烟气中烟尘占灰分的质量分数二级除尘 η=1- （ 1-η1）（ 1-η2）

4.2.2 大气环境质量预测　

4.2.2.1 箱式模型 P92 ―― 将污染物的扩散空间当作一个箱体――适用于面源 ,城市生活区。

污染浓度增加 ρB-ρB0= Qt/（ utLH） H―箱高，混合层高度。污染浓度预测值 ρB=Q/（ uLH） +ρB0――假设污染物在箱体迅速扩散 ,得到的是浓度平均值

4.2.2.2 灰色预测模型 P98

适用于灰色系统（部分信息已知、部分信息未知的系统，介于白色、黑色系统之间）的预测模型。

GM（ 1、 1） :一个变量，一阶微分方程的模型

先列出预测对象时间序列；然后采用累加法生成新的时间序列以弱化原始序列的随机性和波动性，找出规律进行预测

4.2.2.2 灰色预测模型 ( 例 )

例：预测某地 SO2的浓度列出预测对象时间序列C (i) (0) {2.2 1.9 3.1 2.0 2.0 2.7}1-6月

生成新序列 C (k) (1) =Σi=1k C (i) (0) {2.2 4.1 7.2 9.2 11.2 13.9}

--- 采用累加法生成新的时间序列计算 C (k+1) (1) P98根据一阶微分方程， d C (1) /dk + a C (1) (t)=u

计算 C (k+1) (0) P98

4.5 环境规划的决策分析 P111

4.5.1 环境规划决策过程 (1) 决策： --- 为了解决某一行动的选择问题而对拟采取行

动所作出的决定（为解决某一问题作出决定）(2) 环境规划决策 :就是从几个经过优化的方案中选择一个作为实施方案 (狭义的理解 ) 。

4.5.1 环境规划决策过程

广义的说环境规划决策包括四个方面 P112

（ 1 ）找出问题确定目标――环境规划目标（ 2 ）拟定备选行动方案――环境规划方案生成（ 3 ）比较和选择最佳行动方案――狭义的决策（ 4 ）方案的实施 --- 实施反馈


本节介绍的是狭义概念的决策过程 ―― 决策分析　数学上，决策问题可描述为： D={A， Y， P， O， C} P113


D={A ， Y ， P ， O ， C} P113 D--- 决策活动空间 ; A---备选方案集 ; Y--- 决策的环境条件 ; O--- 决策目标集 ; P---备选方案 Ai在不同决策环境条件 Yj下对各目标 Ok的贡献 ; C--- 决策准则 (决策态度 )乐观准则 :在最好的结果中选择最好的悲观准则 :在最坏的结果中选择最好的

4.5.2 环境规划决策的特征

（ 1 ）非结构化特征――不属于结构化决策结构化决策（程序化）：决策条件清楚明白，问题判断逻辑性强，表现为重复性、例行决策

非结构化决策（非程序化）：决策条件具有模糊性和不确定性，其中的因果关系不是很清楚，是一次性的、非例行的决策。

环境规划决策属于非结构化或半结构化决策。--复合生态系统的复杂性；相互影响因素并未搞清；经

济行为、社会活动的不确定性（但规划中某个具体问题的决策也有结构化决策问题）


（ 2 ）多目标特征环境规划决策不可能只考虑环境保护一个

方面，必然要考虑经济社会甚至政治因素――协调发展。

多目标间存在冲突性或矛盾性，怎样协调、可持续发展是决策的关键之一。


（ 3 ）基于价值观念的特征环境规划决策很大程度是取决于决策者的价值观念和价值取向

不同的决策者对环保的重视程度不同、关心范围不同，会有不同的意见。

因此需要对不同方案的不同结果进行评价分析，以便决策者作出满意决策

―― 应有规范化的决策分析过程。

4.5.3 环境规划决策分析的概念

* 决策分析 :是决策的方法和过程――选择环境规划的实施方案的过程。


*** 环境规划决策分析的类型（ 1）定性决策分析：依靠经验、直观判断能力

来进行决策分析 ――针对复杂的情况 :其中数据资料难以完整或难以量化；或者各因素间的关系无法用数学表达式来表述。

（ 2）定量决策分析：是用数据而不是用经验来分析――将利用数学方法和计算机技术分析得到的具体数据做比较


环境规划决策分析中，由于 ①历史数据很难完整或准确； ②以及经济社会发展和环境之间的关系还不能

完全用数量化关系来描述； ③整个复合生态系复杂多变 .既需要定性预测也需要定量预测，将两者有机的

结合。

4.5.4 环境规划决策分析的基本框架

P115 决策分析的基本框架决策分析时关键是对环境、社会、经济三

大目标的价值取向问题，这有很强的主观成分。三大目标中其中那类指标完成得好，那类不好，主观上要求哪类指标较好地完成 ----- 决定决策结果。

4.5.5 决策分析模型

系统规划决策分析的两种类型 :

（ 1 ）最优化决策分析模型（ 2 ）模拟优化决策分析模型

4.5.5.1 最优化决策分析模型

最优化――尽可能节省人力、物力和时间的前提下，争取获得可能范围内最佳效果 ---建立数学模型，求最大值或最小值

环境规划决策难以进行最优化处理 : (1)环境、经济、社会其中一项作为最优化目标，另外两项只能作为约束条件――不能达到协调发展的目的 .

(2) 复合生态系统难以满足建立最优化决策分析数学模型的要求。

规划中某一具体问题可以用 ,单目标决策可用

4.5.5.2 模拟优化决策分析模型

―― 通过对多个方案的模拟实施结果的分析评估，选出优秀方案

适用于多目标决策，适用于环境规划这样的复杂系统的规划决策分析。

P115 决策分析的基本框架

4.6 单目标决策分析方法

--- 具体的某一问题决策 ,单目标环境规划决策，某目标突出的综合规划。

环境费用效益分析数学规划方法

4.6.1 环境费用效益分析

―― 用经济活动中的费用效益分析方法，来分析环境保护的经济效益 .

将投入和效益都折算成货币，来分析规划的合理性。

4.6.1.1 环境费用效益分析的基本程序

（ 1 ）明确问题 ---明确环境规划中的所要解决的环境问题

的内容（单目标）


（ 2 ）环境质量与受纳体影响关系的确定 a确定环境污染物排放对环境质量的影响关系； b确

定环境质量变化对人体、动植物、自然资源等环境质量承受者的影响关系；

首先要明确环境资源的功能，才能进一步确定环境受纳体的剂量反应关系。

通过估计环境质量变化的时空分布，以及在这时间范围内受纳体的暴露接触情况，来估计对受纳体的影响 P118


（ 3 ）备选方案的环境影响分析分析不同的规划方案实施之后的环境效益，

不同方案对人，动植物、自然资源的不同影响；


（ 4 ）费用效益计算为了具有可比性，将环境规划措施投入和

环境效益都转化为货币形式表达； ――多目标统一为单目标，将环境效果或损失都表达为人民币；


(5) 费用效益评价费用效益货币化计算后，比较不同的方案，选出最佳方案。

4.6.1.2 费用效益分析的评价准则

(1) 净效益最大 P118净效益是总效益现值扣除总费用现值的差额 . ZNPV = 总效益 – 总费用 (Bt-Ct) Bt Ct

ZNPV = Σ------- = Σ----- - Σ-----

(1+r)t (1+r)t (1+r)t


(1) 净效益最大要求 ZNPV >0,越大越好


(2) 费效比 α最小费效比 α是总费用现值与总效益现值之比 .要求费效比 α＜ 1,越小越好 .


问题：环保措施投入的货币化容易 ,而环境效益

的评估并不容易，许多影响比较难计量，难以用货币来表达。

4.6.1.3 环境效益评价的货币化技术方法

（ 1 ）市场价格法 ---- 根据环境质量变化造成的产量或利润

的变化来估计环境效益和污染损失污染造成了减产，减少的产量在市场上价值多少――污染造成的损失。

污染影响了品质 ,减少了销售收入――污染造成的损失。


（ 2 ）人力资本法或工资损失法 --- 用环境污染造成的健康损失和工资收入

减少来估算污染的损失。生病――医疗费；死亡――按正常寿命计算少拿工资数额提前退休――提前退休和正常退休相比少拿的工资收入；


（ 3 ）机会成本法 ―― 用环境资源的机会成本来计算环境质量变化所造成的生态环境损失的一种方法。适用于自然保护区等自然资源开发利用的评估。

采用另一不破坏自然资源的项目（如生态旅游）创造的价值就是自然环境的损失价值。

也可用于估算环境污染造成的损失――不造成污染项目带来的效益


（ 4 ）资产价值法用环境质量的变化所引起的资产价值的变

化来估计环境质量变化带来的效益或损失；如城市大气污染…


（ 5 ）工资差额法 ―― 用污染地区和清洁地区工人工资支付

的差异，来估计环境质量变化带来的效益或损失

污染地区工人的工资要高一些，高出部分的工资额→污染损失

治理后环境好转了，工资下降，工资少支出部分→污染治理产生效益的一部分


（ 6 ）防护费用法 ―― 用防治污染措施的费用来估算污染造

成的损失某项目或工程造成环境的污染，为了防治

污染而采取措施所化费的资金，可以估算为项目污染造成的损失。


（ 7 ）恢复费用法用恢复遭破坏的环境资源的费用作为环境

破坏的损失；


（ 8 ）影子工程法 ―― 人工建造一个工程用以代替原来遭破

坏的环境资源的功能，这费用→环境破坏的损失


环境保护经济效益具有难计量性有时采用费用效果分析来进行决策 ―― 在满足环境要求的前提下（都能达到环境

规划目标） ,选择费用最小的方案（不计算效益）

4.6.2 数学规划方法

根据规划对象的具体特征和规划目标要求将决策问题用一个目标函数和若干个约束条件来表示，求该函数的极值。

在一些给定条件（约束条件）之下，求所考察函数（目标函数）在某种意义下的极值（极小或极大）问题――数学规划法最优化

和经典数学中的极值问题不同，因为环境规划问题来源于实际，一般变量很多，目标函数十分复杂。

4.6.2.1 线性规划

――求代表决策问题的线性函数在线性不等式或等式约束下达到最小（或最大）值的问题。

---线性规划是一种最基本也是最重要的最优化技术。

4.6.2.1 线性规划

(1) 线性规划的描述 P121 用一组未知量（决策变量）表示规划的待定方案 --每

组未知量的确定值代表了一个具体方案对于规划的对象，存在若干限制条件 -- 以未知量的线

性等式和不等式表示；存在一个目标要求，由未知量的线性函数来表示（目

标函数）；根据决策规则不同，要求目标函数实现最大值或最小值。

4.6.2.1 线性规划

(2) 函数表达式 P122 目标函数 : max(min)f = cx约束条件 : Ax≤(=≥)b

x≥0

4.6.2.1 线性规划

例：单目标――规划区空气质量规划目标最优化 (1)决策变量 X1、 X2、 X3、 X4分别代表 SO2、 TSP、 CO、NO的浓度

(2)目标函数 SO2、 TSP、 CO、NO的权重分别为 0.4,0.3,0.1,0.2 SO2、TSP、 CO、NO的执行标准分别为 B1， B2， B3， B4

构造目标函数：minf=0.4X1/B1+0.3X2/B2+0.1X3/B3+0.2X4/B4

(3)约束条件 X1≤B1; X2≤B2; X3≤B3; X4≤B4; X≥0 (资金投入不超过 5亿人民币 )

4.6.2.1 线性规划

(3) 对目标函数求解可将每个方案的数据代入目标函数数值最小就是最优化方案

4.6.2.2 非线性规划

―― 目标函数或约束条件中至少有一个是非线性函数表达式。

客观世界中存在大量的非线性关系――环保问题很多是多种因素作用的结果（有些因素甚至还搞不明白）

4.6.2.2 非线性规划

非线性规划比较复杂，求解也比较难 . 但是在环境规划决策中并不难――几个方案中选择的问题。

4.6.3 动态规划

――处理多阶段决策过程的方法； ―― 相互联系的多个阶段，上一阶段决策

产生的后果成下一阶段决策的前提条件 .

4.6.3 动态规划

动态规划最优化原理：一个多阶段决策问题的最优决策序列，对其任一决策，无论过去的状态和决策如何，若以该决策导致的状态为起点，其后一系列决策必须构成最优决策序列。

一般采用逆序递推的方法，使各阶段，及至全过程最优化。

4.6.3 动态规划

[例 ] 下图表示城市之间的交通路网，线段上的黑色数字表示费用，单向通行由 A->E 试用动态规划最优化原理求出 A->E 的最省费用。

4.6.3 动态规划

[ 例 ]A到 E共分为 4个阶段 ,是多阶段问题 .可以用枚举法把所有由 A->E可能的每一条路线的费用算出来，然后互相比较，找出最省的，相应地得出最省钱路线。

4.6.3 动态规划 ( 例 )

用动态规划法求解策略：每个阶段到 E的最省费用为本阶段

的决策路径。费用 19，路径 A+B2+C1+D1+E。

4.7 多目标决策分析方法

环境规划的决策往往是多目标决策，虽然其中有一些可以简化为单目标决策问题，但许多情况还应用多目标决策方法，正确决策。

4.7.1 多目标决策分析概念

4.7.1.1 决策问题的多目标体系由于目标多了，衡量决策的标准也就多了，并且各目标间还往往存在矛盾，给决策带来了困难。

所以首先要建立多目标体系　　 P125

4.7.1.1 决策问题的多目标体系

(1) 建立多目标体系

总目标

子目标 n6

目标 i

子目标1

目标m

目标1

子目标 n1

子目标2

子目标1

总目标总目标


(2) 多目标间关系总目标：规划的总体要求，概括抽象，同

时包含几方面内容。下层目标比上层目标具体精确事实上最终决策的对象是最底层目标，前

期要做的是确定低目标相对于最高层目标的重要程度，确定权重 .


(3) 底层目标最底层目标应具体化，给予属性描述 : a应该可理解，根据目标属性值可以判断

相应目标的实现程度。 b应该可测，目标属性值应该是可以按某种方法测定

4.7.1.2 决策方案的多目标评价选择

(1) 两方案的比较 ( 三种结果 )Ai的所有目标值比 Aj好 ;Ai的所有目标值比 Aj差 ;Ai的部分目标值比 Aj好 , Ai的部分目标值比 Aj差 ---难分优劣


(2) 劣解和非劣解劣解 :通过两两比较（所有目标都较差）

可以直接舍弃的方案 .非劣解：依据多个目标进行比较（部分目

标好部分差）而不能直接舍弃的方案 --- 根据决策者对多个目标的喜好，价值取

向的不同选择。


多目标下不同方案比较

目标 1

目标 2

A

C

B

D


(3) 多目标评价选择　决策分析 : 　找出非劣解；根据决策者通过某种方法对各目标的偏好，从而选出满意解。

4.7.2 有限方案的多目标决策分析方法

环境规划决策是在几个经优化的方案中选出一个方案，其实是一个方案比较的问题 ---比较具体方案对多个目标的完成情况

4.7.2.1 矩阵法 4.7.2.2 层次分析法

4.7.2.1 矩阵法 P127

设定：决策问题有 n个目标 x1,x2,x3,…,xn为达到目标设计了m个可行方案 A1,A2,…,Am

n个目标的相对重要性评价值为 w1,w2,…,wn(权重 )

**P127 多目标决策评价矩阵

x1 x2 …… xj …… xnViw1 w2 …… wj …… wn

A1 V11 V12 …… V1j …… V1n V1

A2 V21 V22 …… V2j …… V2n V2

Ai Vi1 Vi2 …… Vij …… Vin Vi

Am Vm1 Vm2 …… Vmj …… Vmn Vm

4.7.2.1 矩阵法

（ 1 ） Vij 的确定Vij--- 在方案 Ai下目标 xj的实现值（目标属

性值）；P127 表

4.7.2.1 矩阵法

（ 1 ） Vij 的确定由于目标属性值单位不同，数量级不同，表达的

目标实现程度不同，因此相互之间难以进行比较分析。如 :

x1―COD mg/l x2― 噪声控制目标， dB(A) x3― 排放量， t/d x4― 达标率，％

（ 1 ） Vij 的确定

＊＊规范化需要把目标属性值规范化－－－无量纲化，

统一变换到 0-1范围内．　 a向量规范化　　 b线性变换　　 c其他变换　

＊＊＊ Vij 规范化

a 向量规范化　 P128 zij = Vij/(∑V2ij)1/2 zij=某属性值除以同一目标下各方案属性值的平分和的开根号值

--表示相同目标下各属性值的相对大小 -- 最大最小的不一定是 1和 0


b 线性变换 P128越大越好型 : zij= Vij/maxVij越小越好型 : zij=1- Vij/maxVij


C 其他变换 P128越大越好型 : zij= (Vij-minVij)/(maxVij-minVij)越小越好型 : zij=1-(Vij-minVij)/(maxVij-minVij) (改错 )

4.7.2.1 矩阵法

（ 2 ） Wj 的确定权重系数是多目标决策问题中价值观念的集中体现。德尔菲法 (函调方法 ):先让有关领域的专家对所预测的问题分别提出意见，然后将意见综合、整理、归纳，匿名反馈给各个专家，再次征询意见，又综合、反馈 .这样经过多次反复循环得到一种比较一致的意见。

专家会议法：面对面开会讨论决定。

4.7.2.1 矩阵法

（ 3 ） Vi 的确定Vi表示某个备选方案在多个目标下的综合评价结果

常用加权法计算。 Vi= ∑j=1nWjZijZij=方案 i在目标 j下的属性规范值

*** 多目标决策评价矩阵

x1 x2 …… xj …… xnViw1 w2 …… wj …… wn

A1 Z11 Z12 …… Z1j …… Z1n V1

A2 Z21 Z22 …… Z2j …… Z2n V2

Ai Zi1 Zi2 …… Zij …… Zin Vi

Am Zm1 Zm2 …… Zmj …… Zmn Vm

4.7.2.1 矩阵法

Vi是否越大越好 ?

4.7.2.2 层次分析法 P130

用于结构复杂，目标较多不易量化的决策问题。层次分析法基本步骤 :明确问题 ,建立层次结构分析模型 ; 对同一级的要素 ,根据评价尺度建立判断矩阵 ; 根据判断矩阵计算确定各要素的相对重要程度 ; 计算综合重要度 ,确定评价方案的优先序 ,提供

决策支持 .

（ 1 ）建立层次分析结构模型

总目标

子目标 1子目标 2 子目标 n

指标 1 指标 2 指标 3 指标 11 指标 12 指标 13

评价对象评价对象评价对象

（ 2 ）建立判断矩阵

针对层次分析结构模型中的某一要素，由其隶属要素两两比较重要性的结果构成矩阵 .P131

C A1 A2 … Aj … An

A1 a11 a12 … a1j … a1n

A2 a21 a22 … a2j … a2n

... … … … … … …

Ai ai1 ai2 … aij … ain

… … … … … … …

An an1 an2 … anj … ann


aij--- 要素 Ai 与 Aj 就评价目标 C 而言的相对重要程度值 .

例 :C--- 大气环境质量目标 A1---SO2 浓度指标 ; w1=0.4 A2---CO浓度指标 ; w2=0.1 A3---粉尘浓度指标 ; w3=0.4 A4---O3 浓度指标 ; w4=0.1

（ 2 ）建立判断矩阵 ( 例 )

C A1 A2 A3 A4A1[SO2]

1 4 1 4

A2[CO]

¼ 1 1/4 1

A3[TSP]

1 4 1 4

A4[O3]

¼ 1 1/4 1


若已知权重，如上例计算 :aij=wi/wj若不知权重，见 P131表评价尺度评价准则定义 1 Ai 与 Aj 同等重要 3 Ai比 Aj略微重要 5 Ai比 Aj明显重要 7 Ai比 Aj 特别重要 9 Ai比 Aj极其重要 2,4,6,8 介于上述相邻评价准则的中间状态

（ 3 ）单要素下的权重排序

在判断矩阵基础上求权重，如方根法Ai的权重 wi=wi//w/wi/=(пaij)1/n--判断矩阵中每行元素乘积的 n次方根。w/= ∑wi/-- wi/的和。

*** 和积法

将判断矩阵每一列归一化Zij=aij/∑akj对按列归一化的判断矩阵 , 再按行求和 Wi/=∑j=inZij再归一化求各指标的权重 . Wi= Wi/ / Σ Wi/

（ 3 ）单要素下的权重排序

Ai与 Aj重要性比较只是对客观事物的近似判断估计 ,如果判断存在较大偏差 ,影响权重的计算 ,因此判断矩阵必须满足一定的条件 .

要求对判断矩阵进行一致性检验。

（ 4 ）全要素下的综合权重排序

针对上一层所有要素，下层各要素的相对重要程度（权重）。

综合权重 : WAi=∑j=1majwij 其中 : aj--- 上层 j要素的综合权重 ; wij---i指标对上层 j目标的相对重要程度 (权重 )


全要素下的综合权重计算从最高层到最低层逐层进行 ,求出最下层指标的权重 .


用层次分析法确定各指标的综合权重 ,然后用矩阵法确定综合评价值 Vi,根据 Vi值选择较好的方案 .

例 : 用层次分析法确定水库主要污染物的权重

1 、水库水质层次结构模型水质目标

重金属

有机物

无机物

As Cd Pb Zn Cu BODCOD P N F

例 : 用层次分析法确定水库主要污染物的权重

2、水质因子判断矩阵水质重金属有机物无机物 wi/ w/ wi

重金属 1 5 5 2.92 0.714

有机物 1/5 1 1 0.58 4.08 0.143

无机物 1/5 1 1 0.58 0.143

2 、水质因子判断矩阵

wi/=(пaij)1/n w/ 重金属=(1*5*5)1/3=2.92w/ 有机物=(1/5*1*1)1/3=0.58w/ 无机物=(1/5*1*1)1/3=0.58w/=∑ wi/=4.08Ai的权重 wi=wi//w/

3 、重金属因子判断矩阵

重金属 AS Cd Pb Zn Cu Wi

AS 1 3 5 5 7 0.497

Cd 1/3 1 3 3 5 0.245

Pb 1/5 1/3 1 3 3 0.105

Zn 1/5 1/3 1/3 1 3 0.105

Cu 1/7 1/5 1/3 1/3 1 0.047

4 、有机物因子判断矩阵

有机物 BOD COD Wi

BOD 1 1 0.5

COD 1 1 0.5

5 、无机物因子判断矩阵

无机物 P N F Wi

P 1 3 3 0.6

N 1/3 1 1 0.2

F 1/3 1 1 0.2

6 、全要素下的综合权重排序

重金属有机物无机物综合权重 : WAi=∑j=1majwij0.714 0.143 0.143

AS 0.497 0 0 =0.714*0.497+0+0=0.355 (1)

Cd 0.245 0 0 =0.714*0.245+0+0=0.175 (2)

Pb 0.105 0 0 =0.714*0.105+0+0=0.075

Zn 0.105 0 0 =0.714*0.105+0+0=0.075

Cu 0.047 0 0 =0.714*0.047+0+0=0.034

BOD 0 0.5 0 =0+0.143*0.5+0=0.072

COD

0 0.5 0 =0+0.143*0.5+0=0.072

P 0 0 0.6 =0+0+0.143*0.6=0.086 (3)

N 0 0 0.2 =0+0+0.143*0.2=0.029

F 0 0 0.2 =0+0+0.143*0.2=0.029

作业

1、环境费用效益分析和费用效果分析有何区别？实际工作中为什么经常采用费用效果分析？

2、环境规划决策有哪些特征？

5 水环境规划

5.1 水环境规划的内容和类型 5.2 水环境规划基础 5.3 水环境规划的技术措施 5.4 水环境规划方案的综合评价 5.5 水环境规划实例

5.1 水环境规划的内容和类型

5.1.1 水环境规划的内容对象：河流、湖泊、水库、地下水、海洋

等水体及利用影响水体的因素。目的：发展经济同时保护好水质，合理开

发和利用水资源。

5.1.1 水环境规划的内容

(1) 明确问题在对水环境系统综合分析的基础上（污染源调查、

水质监测、水环境现状评价 --- 质量、利用状况）找出水环境主要问题：

水量 --- 水资源供需平衡水质 --- 污染现状，水质对生活生产的影响水资源是否得到合理利用


（ 2 ）确定规划目标水质：根据水环境功能区划，制定满足生

活、生产或自然保护要求的水质目标水量：对有限的水资源进行合理规划，满

足当地需要，不足要有引水措施。


（ 3 ）选定规划方法单目标 ---数学规划法：线性规划、非线性规划

和动态规划多目标 --- 模拟比较法：矩阵法、层次分析法、系统动力学法、组合方案比较法

系统动力学法：从系统的基本结构入手建立数学模型，模拟分析系统动态行为

组合方案比较法：组合各目标下拟采取措施为几个方案，费用效益分析


（ 4 ）拟定规划措施调整经济结构和工业布局；实施清洁生产工艺；提高水资源利用率；充分利用水体的自净能力；增加污水处理设施。


（ 5 ）提出供选方案综合各项措施组成方案，方案优化，决

策分析


（ 6 ）规划实施（注意事项 P137 ）根据目前和将来水体的用途，严格划分保护区，首先要保证饮用水源的水量和水质；

要充分注意流域的用地情况和人口的增长对水量水质的影响；

把流域及其水环境作为一个复合生态系统考虑要特别注意减免洪水灾害的问题；不能采取污染搬家的作法，妥善处理干支流、上下游、左右岸及各种水环境的相互关系；

5.1.2 水环境规划的类型及层次

--- 分两大类：水污染控制系统规划 --- 水质控制规划 --- 为实现水体的功能要求 --- 基础水资源系统规划 --- 水资源利用规划 --- 满足经济、社会、生态环境对水量的要求

5.1.2.1 水污染控制系统规划

水污染控制系统：污染物的产生、排出、输送、处理、在水

体中的迁移转化 --- 可大可小（可以是整个流域的水污染综

合整治规划或某污水处理厂的规划）

5.1.2.1 水污染控制系统规划

（ 1 ）流域水污染控制规划 :分段进行，统筹兼顾（ 2 ）城市（区域）水污染控制规划 :满足城市

（区域）的用水要求（水量、水质） --应符合全流域整体规划要求

（ 3 ）水污染控制设施规划 : 污水处理厂及其进出管道系统规划

要求：技术上可行 (治理效果好，合理布局）经济上合理 (厂内运行成本，输送成本 )

5.1.2.2 水资源系统规划

--- 水资源 (水量 )的合理规划使用（ 1）流域水资源规划 P139统筹安排全流域的水资源开发利用注意协调上下游关系、各部门关系、自然

和社会关系西水北调 (雅鲁藏布江 )

5.1.2.2 水资源系统规划

（ 2 ）地区水资源规划 :某行政区或经济区水资源的开发利用规划 ---应满足全流域规划要求

（ 3 ）专业水资源规划 :为满足全流域或某区域某项水资源专业任务需要进行的规划 ---防洪、水电、灌溉、航运 ----专业规划应和社会、经济、自然用水规划统筹考虑。

5.2 水环境规划基础

5.2.1 水环境容量5.2.1.1 概念 ―― 水体在特定环境目标下所能容纳污染物的量。

是水环境规划的主要环境约束条件，也是污染物总量控制的关键参数。

5.2.1.1 水环境容量概念

水环境容量的大小和水体特征、水质目标、污染物特性有关。

①水体特征 --- 水体的形状、大小、流量、流速、水温、 PH值、污染物本底值。

②水质目标 --- 用途不同标准不同；地域差异存在地方标准等。

③污染物特性 --危害性：危害越大容量越小净化特征：污染物在水体中的迁移转化排放方式：集中分散、连续间断、江边江心

5.2.1.2 水环境容量分类

(1) 按可再生性分 : 可更新容量：可降解污染物的水环境容量――通

过污染物降解，环境容量可以不断再生、永续利用。

不可更新容量：不可降解或长时间内只能微量降解的污染物容量――容量恢复只表现在污染物的迁移、吸附、沉积和相的转移，在大环境水体中的总数量不变――如重金属水环境容量


(2) 按可分配性分 :可分配容量――可控污染源所占用的环境容量（点源）

不可分配容量――不可控污染源占用的环境容量（面源、自然污染源）


(3) 按降解机制分类 :稀释客量是污染物进入水环境之后由稀释扩散作用引起的，它与水的体积、径污比有关。

自净容量是指水体通过物理、化学及生物作用等对水体中污染物所具有的降解或无害化能力 ,反映水体对污染物的自净能力。又称同化容量。


(4) 按水环境规划目标分 :自然水环境容量管理水环境容量规划环境容量

* 自然水环境容量

以污染物在水体中的基准值为水质目标。基准值――是环境中污染物对特定对象（人或其他生物）不产生不良或有害影响的最大剂量或浓度（由污染物和特定对象之间的剂量反应关系确定）。

E=∫K 自（ ρB基 -ρ） dV = K 自（ ρB基 -ρ） V

* 自然水环境容量

自然水环境容量反映了水体和污染物的客观性质，反映水体以不造成对水生生物和人体健康不良影响为前提的污染物容纳能力，与人们的意愿无关，不受人为社会因素的影响，具有客观性。

** 管理水环境容量

以污染物在水体中的标准值为水质目标 .E=∫K 自（ ρB标 -ρB） dV =∫K 自（ K 标ρB基 -ρB） dV ρB标=K 标ρB基

K标 --- 以技术经济指标为约束条件的社会效益参数， K≥1（非生活用水）

*** 规划环境容量

--- 以水污染损害费用和治理费用之和最小为约束条件，所允许的排污量。

P142图 5-3--- 人为因素的影响更大。

排污量和费用的关系

费用

排污量

污染损失

治理费用

x0

5.2.1.3 水环境容量的设计条件

―― 确定水环境容量计算的参数根据以往的环境条件和污染情况，考虑未

来的发展变化情况，找出污染控制最不利的自然环境条件，并提出这种自然环境条件下的环境目标及其他约束条件――从而计算环境容量。


（ 1 ）设计条件的类型和内容设计自然条件 :水量、水温、流速和上游设计断面及其

水质浓度、横向混合系数和纵向混合系数等 ---自然环境的客观参数

设计排污条件 :排污流量、浓度、排放地点、排放方式和排放强度等 --- 现在或计划中的排污参数

设计目标条件 :污染控制因子、控制区段与断面和水质标准及达标率等 --- 规划指标、目标

设计约束条件 :经济投资约束条件、工业布局及城市规划约束条件等 --- 经济、社会方面的影响因素


参数多变 ,确定设计条件的主要过程是平均化过程 .

在概率分布或稳态条件下平均化 .


（ 2 ）随机设计条件将河流流量、河水本底浓度、污水排放量

和污水浓度这四个变量为作随机变量，计算出它们的概率分布，从而确定下游河水中污染物浓度的概率分布――从而计算环境容量。 P144


（ 3 ）稳态设计条件---忽略变量的波动过程，取变量的平均值

来进行计算。　 P145设计保证率 ---90%,污染最严重情况；设计流量 ---设计时期的流量 --- 根据拟解

决问题发生的时间确定设计时段 ---7、 15、 30天

（ 3 ）稳态设计条件

设计流速 --- 根据实测值、设计流量或曼宁公式：

n―粗糙系数； R― 水力半径； S― 水力坡度

12231

Vn SR

（ 3 ）稳态设计条件

设计排污条件 ---代表性时段和代表性生产过程的排污量和排放条件

设计水温 --- 根据设计流量、排污条件所处的时期，确定平均水温。

5.2.1.4 水环境容量的计算

水环境容量 = 稀释容量＋自净容量

水环境容量

排放方式

自净容量

稀释容量

W 自净

W 稀释

W

稀释容量是指在给定水域的本底污染物浓度低于水质目标时，依靠稀释作用达到水质目标所能承纳的污染物量

自净容量是指由于沉降、生化、吸附等物理、化学和生物作用，给定水域达到水质目标所能自净的污染物量。

(1) 零维模型

污染物进入水体后污染物完全均匀混合计算稀释容量。符合下列两个条件之一的环境问题可概化

为零维问题：1）河水流量与污水流量之比大于 15；2）不需考虑污水进入水体的混合距离；

河流零维模型

QP 、 CP

QE 、 CE

Ep

EEpp

QQ

QCQCC

(QP + QE)、 C

河流零维模型

Ep

EEpp

QQ

QCQCC

C≤SCP*QP+CE*QE ≤ S（ QP+QE）环境容量 =允许排放量 =CE*QE = S（ QP+QE） - CP*QP

河流一维模型

对于河流而言，一维模型假定污染物浓度仅在河流纵向上发生变化，满足以下条件：

宽浅河段；污染物在较短的时间内基本能混合均匀 ; 污染物浓度在断面横向变化不大，横向和垂向的

污染物浓度梯度可以忽略。

河流一维模型

***

QP 、 CP

QE 、 CE

控制断面

C≤S

一维模型自净容量

uKx

eCC

0

自净容量 =［河段初始浓度－段末浓度］×流量

=[S*exp(Kx/u) – S](QP+QE)

河流二维模型

水中污染物浓度在一个方向上是均匀的，而在其余两个方向是变化的，采用二维模型。河流二维模型通常假定污染物浓度在水深方向是均匀的，而在纵向、横向是变化的。

)4

exp(),(2

u

xK

xE

uz

ux

Ehu

mzxC

yy

5.2.2 水环境区划

目的：水体功能区的合理布局；确定水环境规划目标；便于环境规划目标的管理和执行；

5.2.2.1 水环境功能区划原则

(1) 集中式水源地优先保护 ;(2)不得降低现状使用功能 ;(3)统筹考虑专业用水标准要求 ;(4)上下游、区域间相互兼顾，适当考虑潜

在功能要求；

5.2.2.1 水环境功能区划原则

（ 5）合理利用水体自净能力和环境容量；（ 6）与陆上工业合理布局相结合；（ 7）考虑对地下引用水源地污染的影响（ 8）实用可行，便于管理。

5.2.2.2 水环境功能分区

自然保护区及源头水生活饮用水区渔业用水风景游览区工农业用水区及一般景观用水区

5.2.2.3 水环境功能区划的方法和步骤

（ 1 ）技术准备收集汇总现有的基础资料、数据；确定工作方案。（ 2 ）定性判断分析水体现状使用功能；提出功能区划分的初步方案。

5.2.2.3 水环境功能区划的方法和步骤

（ 3 ）定量计算水质预测，功能可达性分析。（ 4 ）综合决策阶段以上划分过程以水质目标为核心，而规划

中必须同时考虑社会目标、经济目标，因此需要对各种目标进行统一的协调，经过行政决策、综合评价后确定切实可行的水环境功能区划方案。

5.2.3 水污染控制单元　

(1) 概念 ---由污染源和污染物排放水域两部分组成

的可操作实体。可操作实体：可单独进行环境评价、污染

控制、环境管理的较完整的体系

5.2.3 水污染控制单元

包括污染源、污染物排放和迁移转化途径、污染的影响对象。

可能是“污染源 + 某个水环境功能区”也可能“污染源 + 多个水环境功能区”


(2) 作用可以在水污染控制单元内建立起源与水域

目标间的输入响应关系 ;方便进行总量控制 ;方便进行水污染控制管理 .


(3) 划分在分析水环境问题的基础上，考虑行政区

划、水环境功能区、水域特征、污染源及排污口分布等特点，划分水污染控制单元。


（ 4 ）注意事项要有相对独立性。可单独进行环境评价、

污染控制、环境管理。要有针对性地确定划分方案。不同的控制

目标，要有不同的水污染控制单元相对应。要有完善的监控系统。


（ 4 ）注意事项尽量保持现有沟、渠和管路系统的完整性，并根据水环境功能分区、城市布局进行优化调整

同一污染控制单元内的污染源对水质的影响应相对一致，或具有相同的联合治理、集中处理或资源化的环境条件。

5.2.4 水污染控制规划模型

目标：达到水质控制目标 ---- 约束条件经济合理 -- 控制费用尽量小 -- 目标函数包括：污染控制系统的最优化控制模型规划方案的模拟选优模型

5.2.4.1 最优化控制模型

利用数学规划方法，科学组织污染物的排放或协调各个治理环节，以便用最小的费用达到所规定的水质目标。

(1) 排污口最优化

--- 处理效率组合的最优化在满足水体水质要求的前提下，各污水处

理设施的处理效率达到最佳的组合。一般以处理费用最省表示。 P150

排污口最优化

*

C≤S


目标函数：

约束条件： UL + m ≤ L0

VL + n ≥ O0

L ≥ O ηi 1≤ηi≤ηi2

1

min ( )n

i

Z Ci i

i


Z--- 污水处理的总费用Ci(ηi)--- 第 i污水处理厂的处理费用 ,是处

理效率的函数 .

1

min ( )n

i

Z Ci i

UL + m ≤ L0

U--- 各排放口排放单位质量有机物在河流各控制断面产生的 BOD的响应值；

L--- 各排污口输入河流的 BOD量；m---河流起始断面 BOD值对下游断面 BOD的影响值 ;

L0--- 各断面 BOD的控制目标 ;

VL + n ≥ O0

V--- 各排放口排放单位质量有机物对河流各控制断面上 DO的影响值；

L--- 各排污口输入河流的有机物量；n---河流起始断面 DO对下游断面 DO的影响值 ;

O0--- 各断面 DO的控制目标 ;

L ≥ O ; ηi 1≤ηi≤ηi2

ηi 1、 ηi2 --- 第 i污水处理厂处理效率的下限（管理

要求）和上限（技术限制）

---i取范围内任意值， i=1--n

i

i

(2) 最优化均匀处理

--- 污水处理厂位置和处理量的最优化污水处理效率固定的前提下，要求区域污

水处理和管道输送总费用最低时，各污水处理厂的最佳位置和处理量的组合

P151以处理总费用最省表示。

(2) 最优化均匀处理

目标函数：

约束条件：

Qi,qi ≥ 0 Qji,Qij ≥ 0

1 1 1

min ( ) ( )n n n

i i j

Z Ci Qi Cij Qij

1 1

0n n

j i

qi Qji Qij Qi i

Ci(Qi)--- 第 i污水处理厂的处理费用，是处理量的函数；

Cij(Qij)---节点 i输水到节点 j的费用，是输水量的函数；

Z--- 总费用 .

1 1 1

min ( ) ( )n n n

i i j

Z Ci Qi Cij Qij

*

qi--- 第 i污水处理厂收集的本小区的污水量；

Qji--j小区输送到 i污水处理厂的污水量Qij--i小区输送到 j污水处理厂的污水量Qi--- 第 i污水处理厂处理量。

1 1

0n n

j i

qi Qji Qij Qi i

（ 3 ）区域最优化处理

为了系统的总费用最低，综合考虑水体自净、污水处理和管道输送三种因素 .要求污水处理厂有最佳效率、最佳位置和处理量，还要合理利用水体的自净能力

前两项最优化的综合 P152

5.2.4.2 模拟选优

由于客观条件限制，最优化条件不一定具备，得不出一个最佳方案，需要对几个备选方案模拟选优，找出较好的方案作为实施方案。

5.2.4.2 模拟选优

先根据经验制定出多个规划方案，然后对各方案进行模拟计算，检验方案的可行性和经济性 --- 确定实施方案。

该实施方案不一定是最好的，取决于规划人员的经验和能力 ---应多做些方案以供选择。

5.3 水环境规划的技术措施 P153

减少污染物排放：清洁生产、污水灌溉、污水处理、浓度控制和总量控制

提高或充分利用水体的自净能力：流量调控、污水调节、人工复氧

5.3.1 减少污染物排放负荷

5.3.1.1 清洁生产工艺---从根源上减少污染物的产生和减少资源

的浪费。

5.3.1.2 浓度控制法

对人为污染源排入环境的污染物浓度作限值规定，以达到控制污染源排放量的目的。

其缺陷：（ 1）不能限制排放总量（如稀释）（ 2）未考虑现有污染负荷（源密度）（ 3）未考虑环境容许负荷（自净能力）

5.3.1.3 总量控制

(1) 容量总量控制 :以水质标准为控制基点(2) 目标总量控制 : 以污染物排放量为控制

基点

(3) 行业总量控制 :不一定是从环境容量上确定

5.3.1.3 总量控制

(3) 行业总量控制 :

以能源、资源的合理利用为控制基点 --- 实际上就是推进清洁生产（最佳生产工艺 +

实用处理技术） --- 和环境容量没什么关系

也应符合区域环境容量控制目标

5.3.1.3 总量控制负荷优化分配

--- 将环境容量（允许排污量）不均等分配给各污染源。

（ 1 ）非数学优化分配（ 2 ）数学优化分配

*** 非数学优化分配

用于已知目标削减量或水环境容量，但不必或不能做各污染源控制的投资效益分析时。


(1) 等比例分配 --- 以现状排污量为基础按相同削减比例分

配允许排污量。


(2) 排污标准加权分配 ---考虑各行业排污情况的差异，以“污水综合排放标准”所列的各行业污水排放标准为依据，按不同的权重分配各行业的容许排放量，同行业按等比例分配

---应考虑现有排放量的大小。如 : 二级标准中 ,BOD 标准 ,制糖业 :100mg/l;皮革业 :150mg/l.


(3) 分区加权分配（考虑各区域的差异） --- 根据各控制单元或区域的不同环境目标

要求、排污现状、治理现状与技术经济条件，确定各区域的削减权重，由此确定各区的允许排放量

区域内部采用等比例分配。


(4) 行政协商分配 --- 已知目标削减量，根据环保管理人员了解的情况，和排污单位反复协商，由行政决策分配排污指标。

*** 数学优化分配

已知目标削减量，通过各污染源削减方案的投资效益分析，按投资最小，污染物削减量最大的原则进行排污总量的数学优化分配。

*** 数学优化分配

目标函数 :

约束条件 :

1

minn

j jj

Z C x

1

( ) 1,2,3...n

jo jj

Aij x x Bi i m

xj≥0

Z--- 削减污染物排放所需总费用 ;Cj-- 第 j污染源单位污染物削减的费用xj--- 第 j污染源的污染物削减量 ;

1

minn

j jj

Z C x

Aij--- 第 j污染源的单位污染物排放在第 i控制断面上的响应值 ;

xjo--- 第 j污染源的现有排放量 ;Bi--- 第 i控制断面的环境目标值 .

1

( ) 1,2,3...n

jo jj

Aij x x Bi i m

5.3.1 减少污染物排放负荷

5.3.1.4 污水处理5.3.1.5 污灌 --- 城市生活污水用于农业灌溉5.3.1.6 氧化塘 --- 利用自然生态系统的自净功能处理城市

污水。

5.3.2 提高或充分利用水体纳污容量

(1) 人工复氧---溶解氧很低河段安装增氧器来提高水体

中的溶解氧。如：苏州河综合整治，嚗气复氧，且成景

观。

5.3.2 提高或充分利用水体纳污容量

(2) 污水调节 P155--- 根据水体纳污量的高低，用蓄污池调节

污水的排放。(3) 河流流量调控 P156--- 人工引水增加枯水期的水环境容量。

5.4 规划方案的综合评价

检验和比较备选方案的可行性和可操作性 ---选择和决策

5.4.1 费用效益分析5.4.2 方案可行性分析5.4.3 水环境承载力分析

5.4.1 费用效益分析

本节介绍污水处理厂的费用函数 .污水处理厂费用受多方面的影响：折旧、

人工、管理、处理量、处理效率现考虑处理量和处理效率

污水处理厂的费用函数

C=F（ Q， η）根据经验表现为幂函数关系 :C=αQβ α=K+rησ C=( K+rησ) Qβ=KQβ+rQβησ =K1QK2+K3QK2ηK4

K1 、 K2 、 K3 、 K4

K1、 K2、 K3、 K4根据费用矩阵提供数据列方程组解出 (已知数据 )。

η 1 η2 …… ηn Q1 ……Q2 ………… …… …… …… ……Qn ……

5.4.2 方案可行性分析

技术上环境目标的可达性分析 + 费用上落实投资的可行性分析


(1) 水环境目标的可达性分析 ---建模、预测、分析


(2) 污水处理投资的可行性分析按环保投资占国民生产总值比例，占工

业基础建设投资比例来估算投资能否得到落实。国际经验表明，当污染治理投入占国民生产总值的比例达到 1％～ 1.5％时，才能基本控制环境污染；提高到 2％～ 3％时，才能改善环境质量。目前我国这一比例在 1％左右。

(2) 污水处理投资的可行性分析

应考虑社会投资 ;重大项目投资分摊到相关前后几年

5.4.3 水环境承载力分析

水环境承载力是指某一地区、某一时间、某种状态下，水环境对经济发展和生活需求的支持能力。

5.4.3.1 水环境承载力指标

其实还没有具体的数学模型用以计算水环境承载力，还不能得到具体数据。

用指标体系来间接表达，指标体系中的指标要和环境承载力的大小成正比 --- 经处理后得到环境承载力的相对值。

水环境承载力指标

可用水资源总量与总用水量之比 ;单位污水的处理投资 ;每年引进水量；污水处理率；单位 BOD排放量的工业产值 ;COD控制目标与 COD浓度之比；单位水资源消耗量的工业产值。

5.4.3.2 水环境承载力的定量表述

指标 1 指标 2 指标 3 …… 指标 i …… 指标 n

方案 1 E11 E21 E31 …… Ei1 …… En1

方案 2 E12 E22 E32 …… Ei2 …… En2

…… ……. …… …… …… ……. ……. …….

方案 j E1j E2j E3j …… Eij …… Enj

…… …… …… …… …… …… …… …….

方案

m

E1m E2m E3m …… Eim …… Enm

水环境承载力的定量表述

首先按列进行归一化处理 .

1

m

i

EijEij

Eij


然后按行求归一化后向量的模 ,用以表示水环境承载力的大小 .

__2

1( )

n

i

Ej ijE


也可以用相对值表示水环境承载力 .

2__

2

1( )

n

i

mEj ij

nE

要求 Ej≥1, 表示该规划方案下人类活动和水环境是协调的。


是不是可以通过增加方案个数，减少指标个数来提高水环境承载力的相对值？

2__

2

1( )

n

i

mEj ij

nE


指标 1 指标 2 指标 3 …… 指标 i …… 指标 n

方案 1 E11 E21 E31 …… Ei1 …… En1

方案 2 E12 E22 E32 …… Ei2 …… En2

…… ……. …… …… …… ……. ……. …….

方案 j E1j E2j E3j …… Eij …… Enj

…… …… …… …… …… …… …… …….

方案

m

E1m E2m E3m …… Eim …… Enm

5.5 环境规划实例 P160

学生自阅 10分钟左右教师提问

5.5 环境规划实例

（ 1） P161第一行：如何确定河流设计流量与水质控制目标？

污染控制最不利的自然环境条件。先进行水环境功能区划。


（ 2） P161表 5-1：用水量为何大于取水量？

部分水的重复使用。


（ 3） P162图下： 2000和 2010年缺水数量是怎么算出来的？

取水量 - 可用水量水资源可供量： 1673万吨 /年


（ 4） P163公式5-15:ρB和 ρB0分别代表什么 ???

ρB--- 各单元末断面 BOD浓度ρB0--- 各单元始断面 BOD浓度


（ 5） P164表 5-2： BOD三、四、五级水标准分别为 4、 6、 10mg/l，为什么表格内数据都大于标准值？

各控制单元的末断面浓度应达标。


（ 6）请解释 P164公式 5-17。

混合后浓度小于始断面控制浓度。若控制浓度采用单元水质目标，表示只考虑稀释容量；若控制浓度采用表 5-2的始断面控制浓度，表示考虑稀释容量和自净容量。


（ 7）请解释 P164公式 5-18。

ρBC≤ρBS时，分子为负值，污染源允许排放量为零。ρBC≥ρBw时，污水中 BOD浓度比始断面控制浓度还低，现有污染源无需限排 ---无限容量。


（ 8） P165表 5-3:可累计投资金额是怎么计算的 ?减一级厂运行费后金额是什么意思 ?

可累计投资金额= 累计工业产值 *9%*3% P166减一级厂运行费后= 可累计投资金额 - 一级厂运行费


（ 9 ） P166表 5-5:为什么单元一和单元二水质很好 ?为什么把城市污水排入单元三 ?

城市污水排入单元三 .北沙河自然水量很小 ,0.0138m3/s,二单元末歪头山铁矿有 0.66m3/s排入 ,浓度不高 ,2.63m3/l.


（ 10）请解释 P167表 5-6?

__2

1( )

n

i

Ej ijE

2__

2

1( )

n

i

mEj ij

nE

例题一

有三个化工厂①②③每天分别排放氰化物 760kg 、110kg 、 250kg 到河流，要求进入湖泊的氰化物不超过 315kg/d 。已知三个化工厂排放的氰化物到入湖口时的降解率分别为 45% 、 30% 、 40% ；三个化工厂氰化物处理费用分别为 1.25万元 /kg 、 2.0万元 /kg 、 1.75万元 /kg 。写出既能达到湖泊污染物控制要求，又使总处理费用最小的线性规划模型的标准型。

例题一

图示

化工厂2

河流

化工厂 1 化工厂 3

湖泊

例题一 : 分析

（ 1 ）线性规划模型的标准型：目标函数约束条件

例题一 : 分析

（ 2 ）什么作目标函数？什么作约束条件？要求费用最省设计为目标函数。约束条件由环境规划要求表示。（要求进入湖泊的氰化物不超过 315kg/d）

目标函数

设化工厂（ 1 ）（ 2 ）（ 3 ）的氰化物处理率分别为 x1 、 x2 、 x3 ，则三个化工厂的处理费用分别为多少？

化工厂 2： Z2=2.0 × 110x2化工厂 3： Z3=1.75 × 250x3

化工厂 1： Z1=1.25 × 760x1

目标函数

三个化工厂的处理费用之和为：Z=Z1+Z2+Z3 =1.25×760x1+2.0×110x2+1.75×250x3目标函数：minZ=1.25×760x1 + 2.0×110x2 +1.75×250x3

约束条件

化工厂 1排放的氰化物经过降解，到达湖泊时还有多少？

760(1-x1)(1-45%)

约束条件

根据水质控制要求： 760(1-x1)(1-45%) + 110(1-x2)(1-30%) + 250(1-x3)(1-40%)≤315

约束条件： 418x1 + 77x2 + 150x3 ≥330

约束条件

0≤x1≤1 0≤x2≤1 0≤x3≤1

规划模型标准式

目标函数：minZ=1.25×760x1+2.0×110x2 +1.75×250x3约束条件： 418x1 + 77x2 + 150x3 ≥330 0≤x1≤1 0≤x2≤1 0≤x3≤1

例题二

某河段上三个污染源向河水中排放污染物苯，上游河水苯的浓度为 0.2mg/L,已知苯在河水中降解速度常数 k=0.03km-1, ρ=ρ0e-kL；污水中处理苯的费用每 1000m3为 50x元（ x为去除率）。要使得整个河段苯的浓度不超标（≤ 1mg/L），并且最省钱。请列出线性规划模型的标准型（写出建模计算过程）。

例题二

10km 15km

(1) 污染源 (2) 污染源 (3) 污染源

污染源流量m3/d 100000 50000 200000排放浓度 mg/L 10 20 8

河水流量 qvo=500000m3/d 本底浓度 ρ0=0.2mg/L

例题二分析：

（ 1 ）线性规划模型的标准型：目标函数约束条件

例题二分析：

（ 2 ）什么作目标函数？什么作约束条件？要求费用最省设计为目标函数。约束条件由环境规划要求表示。 --- 整个河段苯的浓度不超标（≤ 1mg/L） --- 污染源排放口断面的混合浓度≤ 1mg/L

目标函数

假设污染源（ 1）（ 2）（ 3）的污染物去除率分别为 x1、 x2、 x3；

污染源（ 1）（ 2）（ 3）的污染物去除费用分别是多少？Z1=50x1（ 100000/1000）

Z2= 50x2（ 50000/1000）

Z3=50x3（ 200000/1000）

目标函数

污染治理总费用： Z=5000x1+2500x2+10000x3目标函数： minZ=5000x1+2500x2+10000x3

约束条件

假设各污染源污染物排入河中混合后的浓度分别为 ρB1、 ρB2、 ρB3，则：

ρB1 ≤1mg/LρB2 ≤1mg/LρB3 ≤1mg/L

约束条件（ 1 ）

ρB1=[100000×10（ 1-x1） +500000×0.2]/(500000+100000)

=(11-10x1)/6≤1解得： x1≥0.5

例题二图示

10km 15km

(1) 污染源 (2) 污染源 (3) 污染源

污染源流量m3/d 100000 50000 200000排放浓度 mg/L 10 20 8

河水流量 qvo=500000m3/d 本底浓度 ρ0=0.2mg/L


浓度为 ρB1的河水经降解到达污染源（ 2）所在断面时浓度：

ρ2=ρB1e-KL=[(11-10x1)/6]e-0.03*10

=1.36-1.23x1


ρB2=[600000ρ2 + 50000×20（ 1-x2） ]/(600000+50000) =2.79-1.14x1-1.54x2≤1解得： 1.14x1+1.54x2≥1.79


浓度为 ρB2的河水经降解到达污染源（ 3）所在断面时浓度：

ρ3=ρB2e-KL=1.79-0.73x1-0.98x2


ρB3=[650000ρ3 + 200000×8（ 1-x3） ]/(650000+200000) =3.24-0.55x1-0.74x2-1.88x3≤1解得：0.55x1+0.74x2+1.88x3≥2.24

其他约束条件

0≤x1≤10≤x2≤10≤x3≤1

规划模型标准式

目标函数： minZ=5000x1+2500x2+10000x3约束条件： 1.14x1+1.54x2≥1.79 0.55x1+0.74x2+1.88x3≥2.24 0.5≤x1≤1 0≤x2≤1 0≤x3≤1

6 大气环境规划

大气环境规划 ---就是要协调大气环境和社会经济之间的关系，使得每个大气环境功能区的大气环境质量分别满足生产生活的需要。

6.1 大气环境规划的内容和类型

大气环境规划的内容大气环境规划的类型能流分析

6.1.1 大气环境规划的内容

(1) 弄清问题 --- 通过调查、评价、预测找出现在和规划

期内大气环境主要问题。(2) 确定环境目标 --- 确定大气环境功能区的大气环境目标


(3) 建立污染源和环境质量间的输入响应关系

--- 确定污染物排放和大气环境质量之间的关系。

目的：确定主要污染源；合理布局；确定控制方案


(4) 选择规划方法与建立规划模型 --- 根据具体的污染物确定(5) 确定优选方案 --- 通过多个方案的比较和反复论证(6) 方案的实施

6.1.2 大气环境规划的类型

*** 大气环境系统 --- 大气环境规划对象大气环境过程子系统：日常所说的大气环境大气污染物排放子系统：污染源大气污染控制子系统：污染源控制、清洁生产、提高能源利用率、优化能源结构

城市生态子系统：大气环境保护的保护对象，以人为主体，包括自然系统、经济系统和社会系统（教育、医疗、居住）


（ 1 ）根据时间跨度分为：近期、中期和长远大气环境规划是和不同时间跨度的国民经济发展规划相

对应的。


（ 2 ）根据行政区划分为：国家、省市、县大气环境规划。


（ 3 ）根据规划层次分为：国家、区域、部门大气环境规划其中区域大气环境规划不一定是某行政区

的环境规划。


(4) 根据规划内容分大气环境质量规划：确定各大气环境功能

区主要污染物的浓度限值 --- 确定大气环境规划目标

大气环境控制规划：为实现质量规划的技术和管理 --- 规划措施和方案

相互联系、相互影响，一起构成规划的全过程

6.1.3 社会经济发展能流分析

能流分析是大气环境规划的基本技术方法之一。

6.1.3.1 能流过程分析

输入过程集中转换过程分配过程终端用能过程


（ 1 ）输入过程：分析能源种类、产地、总量、结构及污染物含量


（ 2 ）集中转换过程：分析转换总量、比例、效率煤转电、气、焦


（ 3 ）分配过程：分配的合理性（各行各业）


（ 4 ）终端用能过程：分析用能总量、结构，对大气环境危害。


我国以煤烟型污染为主，因此应重视集中转换过程，转换量和转换效率的大小反应了城市能源供给技术的总体水平。

6.1.3.2 能流平衡分析

输入 ---转换 --- 分配 --- 用能分析各阶段输入、输出、流失量之间平衡关系；

各阶段物质能量两方面都有损失。从物质平衡方面还应分析污染物流失量（排放量和治理回收量）。

6.1.3.3 能流过程优化分析

要求能流过程污染少，费用少比如 :能流转换 ---- 生成较清洁能源 --- 使

用过程少产生污染。但是，转换需要费用，转换过程也产生污染

因此应从经济合理和控制污染排放两方面着手考虑，合理优化能源分配，合理安排能源改造项目。

6.2 大气环境规划的组成

6.2.1 大气环境评价和预测（略） 6.2.2 大气环境规划目标和指标体系 6.2.3 大气环境功能区划分

6.2.2 大气环境规划目标和指标体系

6.2.2.1 大气环境规划目标大气环境质量目标 --- 各功能区大气污染物浓度限值

大气环境污染总量控制目标：对各污染源排放量的限值（为了达到大气环境质量目标，以本功能区和相关功能区的环境容量为基础，包括允许排放量指标和污染物削减目标）

6.2.2.2 大气环境规划的指标体系

气象、气候指标大气环境质量指标大气污染控制指标区域环境建设指标社会经济指标

6.2.3 大气环境功能区划

目的：确定大气环境规划目标计算大气环境容量实施大气污染物总量控制

--- 满足生活生产各方面对大气环境质量的不同要求 .

6.2.3.1 大气环境功能区划的原则

（ 1 ）功能和规划相匹配根据区域功能划分功能区。


（ 2 ）根据自然条件划分功能区功能区划时应充分考虑地理、气候、生态

等自然条件。比如 :利用自然界线（山脉、河流、道路）作为相邻功能区的边界线 --- 方便管理，不需特意去进行边界的处理。风向问题 ---应重点保护的一类功能区放在最大风频的上风向，三类放下风向。


（ 3 ）根据开发潜力划分如：新经济开发区等

（ 4 ）根据社会经济现状、特点和发展趋势划分如：工业区、居民区、开发区、教育文化区等。


（ 5 ）根据行政区划分

（ 6 ）根据环保重点和特点划分分为：重点保护区、一般保护区、污染控制区、重点污染治理区等。

6.2.3.2 大气环境功能区的划分方法

功能区范围执行标准

一类区自然保护区、风景游览区、疗养地一级

二类区居民区、商业区、文化区、居民混合区、

农村

二级

三类区工业区、交通枢纽等三级

6.2.3.2 大气环境功能区的划分方法

上表之中：一类区：自然保护区、风景游览区、疗养地农村 ---二类区其他地区属于二类还是三类区要应用多因子综合评价法 ( 明显的可以定性判断 ).

多因子综合评价法

（ 1 ）确定评价因子 ---7大类：人口密度、商业密度、科教医疗单位密度、单位面积污染物排放量、风向（污染系数）、单位面积工业产值和污染程度。


（ 2 ）单因子分级评分标准的确定人口密度、商业密度、科教医疗单位密度、单位面积工业产值、单位面积污染物排放量单因子五级划分方法：

用评价子区指标和所有子区该指标的平均值之比来划分：例：≤ 0.4：很小； 0.4--0.8：较小 0.8―1.2:一般

1.2---1.6:较大 ≥ 1.6: 很大


（ 2 ）单因子分级评分标准的确定风向或污染系数分级判断标准

下风向偏下风向中间偏上风向上风向

下方位偏下方位中间偏上方位上方位主导风向

污染系数方位


大气污染程度分级 ---- 以环境质量标准为基础，根据污染严重程度划分为 5级

如用“浓度 /标准”指标确定5级划分后根据下表评分：

二类功能区单因子分级评分标准1 2 3 4 5

很不适合不适合一般适合很适合

人口密度很小较小一般较大很大

商业密度很小较小一般较大很大

科教医疗单位密度很小较小一般较大很大

单位面积工业产值很高较高一般较低很低

主导风向下风向偏下风向中间偏上风向上风向

主导污染系数方位下方位偏下方位中间偏上方位上方位

单位面积排放量很大较大一般较小很小

大气污染程度很严重较严重一般较轻很轻


（ 3 ）单因子权重的确定各因子重要性程度不同，赋予每个因子权

重（可用层次分析法等）综合评分值 =1/n∑XiWi Xi―单因子分值； Wi--单因子权重


（ 4 ）综合分级评分标准的确定很适合上限： 7个评价因子均为很适合时

的平均评分值 =1/7∑5wi=5/7∑wi=5/7 很适合下限： 4个很适合， 3个适合时的平均评分值 =1/7[5(w1+w2+w3+w4)+4(w5+w6+w7)]

=?

（ 4 ）综合分级评分标准的确定

适合上限： 7个评价因子均为适合时的平均评分值 =4/7∑wi=4/7

适合下限 : 4个适合， 3个基本适合时的平均评分值=1/7[4(w1+w2+w3+w4)+3(w5+w6+w7)]=?

基本适合上限 : 7个评价因子均为基本适合时的平均评分值 =3/7∑wi=3/7

基本适合下限 : 4个基本适合， 3个不适合时的平均评分值 =1/7[3(w1+w2+w3+w4)+2(w5+w6+w7)]=?

（ 4 ）综合分级评分标准的确定

不适合上限 : 7个评价因子均为不适合时的平均评分值 =2/7∑wi=2/7

不适合下限 : 4个不适合， 3个很不适合时的平均评分值 =1/7[2(w1+w2+w3+w4)+(w5+w6+w7)]=?

很不适合上限 : 7个评价因子均为很不适合时的平均评分值 =1/7∑wi=1/7

（ 5 ）评价结果的最终确定

很适合、适合 :综合评分值：基本适合 : ( 二类功能区 ) 不适合、很不适合 :

二类功能区

三类功能区三类区适合程度评价


很适合、适合 :综合评分值：基本适合 : (三类功能区 ) 不适合、很不适合 :

三类功能区

二类功能区???


基本适合 -- A≤B二类功能区； A>B三类功能区A=（ X2max-X2） /（ X2max-X2min） B=(X3max-X3)/(X3max-X3min)X2max、 X2min、 X2---二类功能区基本适合的上下限和该子区的综合评分值。X3max、 X3min、 X3--- 三类功能区基本适合的上下限和该子区的综合评分值。

6.3 大气污染物总量控制

大气污染控制发展历程：浓度控制P值控制总量控制

6.3.1 大气污染物总量控制区边界

根据城镇规划、经济发展和环境保护三方面要求确定； P183 (1)采用行政边界(2)采用环境影响评价边界

6.3.1 大气污染物总量控制区边界

总量控制区一般是：超标区 +污染源（完整的控制单元）污染源密集区 +影响区域新规划区（开发区、新城市）主要污染源的最大落地浓度应在控制区范围内。

6.3.2 大气污染物允许排放总量计算

6.3.2.1 A－ P 值法6.3.2.2 反推法

6.3.2.1 A－ P 值法

(1) A值法 A值法属于箱式模型。该模型基本原理是将

总量控制区上空的空气混合层视为承纳地面排放污染物的一个箱体；污染物排入箱体后假定均匀混合。

箱体能够承纳的污染物量与箱体体积 (混合层高乘区域面积 )、箱体的净化能力以及箱内污染物浓度限值呈正比。

(1) A值法

其中箱体高度和自净能力属于自然条件随地区而定，方法中用 A值来表示。

在不同地区可根据当地的 A 值和当地总量控制区的环境空气质量目标以及控制区面积确定总量控制区的污染物年允许排放量

(1) A值法

A--某地理区域的总量控制系数 ,104km2/a,P185表Qaki-- 第 i功能区 K污染物的允许排放量， 104t/a; ρBki-- 国家和地方有关 k污染物在第 i功能区的浓度限值，mg·m-3;

iaki Bki

SQ A

S

(1) A值法 ( 表 6-4)

省 ( 市 ) 名 A a P

总量控制区非总量控制区

1 新疆 , 西藏 , 青海 7.0-8.4 0.15 100-150 100-200

2 黑龙江 , 吉林 , 辽宁 , 内蒙古阴山北 5.6-7.0 0.25 120-180 120-240

3 北京 , 天津 , 河北 , 河南 , 山东 4.2-5.6 0.15 100-180 120-240

4

内蒙古 ( 阴山以南 ), 山西 , 陕西

( 秦岭以北 ), 宁夏 , 甘肃 ( 渭

河以北 )

3.5-4.9 0.20 100-150 100-200

5

上海 , 广东 , 广西 , 湖南 , 湖北 , 江

苏浙江 , 安徽 , 海南 , 台湾 ,

福建 , 江西

3.5-4.9 0.25 50-100 50-150

6云南 , 贵州 , 四川 , 甘肃 ,( 渭河以

南 ), 陕西 ( 秦岭以南 )2.8-4.2 0.15 50-75 50-100

7 静风区 ( 年平均风速小于 1m/s) 1.4-2.8 0.25 40-80 40-90

(1) A值法

总量控制区某种污染物年允许排放总量为：

1

aki

n

ak

i

Q Q

(1) A值法

为了防止夜间低架源产生污染，需确定夜间低架源的允许排放量（低架源：烟囱高度＜ 30米，或无组织排放源）

i功能区 K污染物的低架源允许排放量 : Qbki=〆 Qaki〆――低架源排放分担率 P185表　

(1) A值法

以上计算得出各功能区和整个总量控制区的某种污染物的允许排放量，但没有分解到具体的污染源

P 值法

(2) A － P 值法

用 A值法计算出某区域某种污染物的允许排放量，然后用 P值法分配到每个污染源。

(2) A － P 值法

点源（几何高度大于等于 30m的排气筒）污染物排放率限值

Qpki= Pki×He2 ×10-6 Pki= P×ρBki

其中高架源（ >100m）影响到整个污染控制区，中架源（ 30-100m）主要影响本功能区

(2) A － P 值法

点源控制系数 P 值 kg/(h.m2) P=P0P1P2P3P4P0－平流稀释系数；P1－横向稀释系数；P2－风方位系数；P3－多源密集系数；P4－政治经济系数

表 6-4

省 ( 市 ) 名 A a P

总量控制区非总量控制区

1 新疆 , 西藏 , 青海 7.0-8.4 0.15 100-150 100-200

2 黑龙江 , 吉林 , 辽宁 , 内蒙古阴山北 5.6-7.0 0.25 120-180 120-240

3 北京 , 天津 , 河北 , 河南 , 山东 4.2-5.6 0.15 100-180 120-240

4

内蒙古 ( 阴山以南 ), 山西 , 陕西

( 秦岭以北 ), 宁夏 , 甘肃 ( 渭

河以北 )

3.5-4.9 0.20 100-150 100-200

5

上海 , 广东 , 广西 , 湖南 , 湖北 , 江

苏浙江 , 安徽 , 海南 , 台湾 ,

福建 , 江西

3.5-4.9 0.25 50-100 50-150

6云南 , 贵州 , 四川 , 甘肃 ,( 渭河以

南 ), 陕西 ( 秦岭以南 )2.8-4.2 0.15 50-75 50-100

7 静风区 ( 年平均风速小于 1m/s) 1.4-2.8 0.25 40-80 40-90

(2) A － P 值法

低架源排放量：Qbki

用 P值法能实现总量控制目标吗 ?

(2) A － P 值法

点源调整系数Qbki + Qmki≤Qaki 否则中架源应削减： Qbki +βi Qmki = Qakiβi =（ Qaki- Qbki） / Qmkiβi-- 第 i功能区某种污染物的点源调整系数

(2) A － P 值法

总调整系数 :Qb=ΣQbki Qm=Σβi Qmki Qh=Σβi QhkiQb + Qm + Qh ≤Qa

否则还应考虑总调整系数：Qb +βQm +βQh = Qaβ=（ Qa- Qb） /（ Qm + Qh）

(2) A － P 值法

Pki=β×βi×P×ρBki各点源允许排放量：Qpi=β×βi×P×ρBki He2×10-6

6.3.2.2 反推法计算允许排放总量

环境预测时经常是知道排放量来预测浓度值

总量控制时是知道浓度限值要求排放量 ---反推法

(1) 高架源 (≥30m)允许排放量

气象稳定、 Y轴距离一定时 : ρB=K 高Q K 高 ---高架源转化系数Q 高架源允许=ρB高 /K 高 ρB高 ---高架源的大气环境目标。

2

2 2

2( , ,0, ) exp( )exp( )

2 2B

y z y z

Q y Hex y H

u

(2) 面源允许排放量的计算

面源指≤ 30米的低架源和地面源等用箱式模型　　 P188 比较 P92公式 4-14，有何不同？为什么？

0B BQ L

u H


4-14中 Q单位是 t/a6-22中 Q单位是 g/m2.s

0B BQ

u L H

0B BQ L

u H


如果气象因素稳定， ρB0可以忽略，则： ρB=QL/Uh=KQQ 面源允许=ρB面 /K

(3) 高架源和面源的环境目标确定

P189 ρB总=ρB高+ρB面ρB 高和 ρB 面的分配原则有：高架源和面源的现状污染分担率；高架源和面源的现状排污分担率；高架源和面源治理措施的现状和潜力；大气各污染源防治计划

(3) 高架源和面源的环境目标确定

可以参照低源分担率来确定。还要遵循尽量减少低源排放的原则――优先削减

6.3.3 总量负荷分配原则

6.3.3.1 按燃料或原料用量分配6.3.3.2 一律削减排放量的分配原则6.3.3.3 优化规划分配原则

6.3.3.1 按燃料或原料用量分配

如 :二氧化硫排放量分配：按用煤量分配工艺废气：按产生污染物的原料用量分配缺点：没有考虑烟囱的高低没有考虑污染源位置差异燃料供应和燃料品质不稳定时，实施困难

6.3.3.2 一律削减排放量的分配原则

--- 对所有污染源都进行削减等比例削减 --- 以原有排放量为基础不公平：治理现状、烟囱高度、位置A-P 值法 ---没考虑位置差异按贡献率削减 -- 理论上公平，但不符合源强优化规划原则，不一定是最省钱的

6.3.3.3 优化规划分配原则

源强优化分配原则 -- 在达到环境规划目标的前提，使削减量或削

减率最小 ----省钱省事、有利于发展经济

源强优化分配原则

目标函数 :minΔQ = ∑(q1i-q2i)minΔR = ∑(q1i-q2i)/q1i省钱省事、有利于发展经济


环境方面的约束条件：P191页 6-28 式可以表达为 : ∑ρBijRi=ΔρBjρBij:第 i污染源对第 j控制点的浓度贡献 Ri:第 i污染源排放量的削减率 ; ΔρBj:各污染源对 j控制点的浓度削减总和


作为约束条件 ,上式应改写如下 : ∑ρBijRi≥ΔρBj其中 : ΔρBj--j控制点的污染物浓度削减要求

最小治理费用的分配原则

在达到环境规划目标的前提下，使污染治理费用最小 P192

最小治理费用的分配原则

目标函数： minΔY = ∑Yi(q1i-q2i)约束条件如前： ∑ρBijRi≥ΔρBj

6.4 大气环境规划的综合防治措施

不仅仅是对烟囱进行治理，还要考虑能源的合理利用，工业合理布局，生产工艺的改进，充分利用大气环境容量，城市绿化等。

6.4.1 减少污染物的排放 6.4.2 充分利用大气自净6.4.3 植物绿化

6.4.1 减少污染物的排放

6.4.1.1 采取合理的能源政策（ 1）使用新能源 ---太阳能、风能、地热能、潮汐能、沼气等。

（ 2）改变现有燃料构成 ---尽量多使用气体燃料和液体燃料 . 烧煤：应低硫、低灰（精煤）

（ 3）改变煤的燃烧方式 --- 气化（煤气）、液化（有机液态燃料 ---脱硫）、型煤化（除废石、加脱硫剂）


6.4.1.2 集中供热 --- 取消分散小锅炉，改用大锅炉集中供热利用燃烧新技术提高能源利用率利用消烟除尘新技术高烟囱排放取代低烟囱排放


6.4.1.3 采用有效的治理技术


6.4.1.4 实施清洁生产


6.4.1.5 控制移动源的排放随着汽车数量的增加，大气环境污染有

可能从煤烟型污染为主，逐步转化为石油型污染。

对此，我国目前处于比较有利的关键的时刻：可借鉴新技术、管理经验；我国汽车处于发展时期。

6.4.2 充分利用大气自净

--- 减少污染物削减，降低治理费用污染源合理布局城市功能区合理布局增加烟囱高度

6.4.3 植物绿化

绿色植物不仅仅美化环境、调节温度、湿度、气候，还吸收 CO2，制造 O2，还有生物监测和生物防治功能。

6.4.3 植物绿化

（ 1 ）植物净化除尘：降尘、阻尘、吸附吸收有害气态污染物（ 2 ）合理设置绿化隔离带工业区和生活区之间工厂周围不应有密集的高大树木群--- 不利于扩散

6.5 大气污染物总量控制规划实例

酸雨控制区和 SO2污染控制区 SO2总量控制目标的确定重点城市 SO2总量控制目标值的实例研究

6.5.1 酸雨控制区和 SO2 污染控制区

客观原因：煤是主要能源， SO2污染严重

依据： 95年 8月通过的新《大气污染防治法》 --- 规定要划定两控区 98年 1月 12 日国务院正式批复了“两控区”划分方案。

6.5.1 酸雨控制区和 SO2 污染控制区

范围：酸雨控制区 80万 km2; SO2污染控制区 29万 km2.占国土总面积的 11.4%，几乎所有省份都

有。

6.5.1.1“ 两控区”划分的基本条件

酸雨控制区：降水 PH< 4.5硫沉降超过临界负荷

SO2 排放量较大

PH< 4.9对森林、农作物、建筑产生损害

不同地区的土壤和植被对硫沉降的承受能力不同，临界负荷反映能力大小

控制单元组成部分，污染源

6.5.1.1“ 两控区”划分的基本条件

SO2 污染控制区：近几年 SO2年平均浓度超过国家二级标准 ,日平均浓度超过国家三级标准

SO2排放量较大一般以城市为基本控制单元，国家级贫困县暂不划入

0.06mg/m3

0.25mg/m3

6.5.1.2“ 两控区”控制目标

P197 两控区“十五计划”（ 2001-2005）要求： 2005年比 2000年 SO2排放量减少 20%；酸雨污染程度有所减缓， 80%城市达二级标准。

十五计划治理项目也只完成 54%。

6.5.1.3 “ 两控区” SO2 排放控制措施

（ 1 ）降低煤炭含硫量禁止新建煤层含硫份大于 3%的矿井，对现有煤层含硫份大于 3%的矿井实行限产或关停。

加快发展动力煤洗选加工，新建、改造含硫份大于 1.5%的煤矿配套建设相应规模的煤炭洗选设施。

对现有洗煤厂分期分批进行技术改造，进一步提高去除硫份、灰份的能力。

6.5.1.3 “ 两控区” SO2 排放控制措施

(2) 限制城市燃料含硫量 “两控区”地方人民政府，制定燃煤和燃油含硫量最高限值，限制高硫煤、高硫油的销售和使用。

重点城市人民政府可在本辖区内划定禁止销售、使用高污染燃料的区域，限制销售、使用原煤和重油，积极促进天然气、液化石油气、电或其他清洁能源的使用。

（ 3 ）控制火电厂 SO2 排放

“两控区”火电厂二氧化硫排放量已占“两控区”二氧化硫排放总量近 50%。

控制措施包括：燃用洗后动力煤；严格控制新建火电厂 SO2排放；有效削减现有火电厂的 SO2排放；关停污染严重的小火电厂；推广循环流化床等新型火力发电技术。

（ 4 ）控制锅炉的 SO2 排放

逐步淘汰高能耗、重污染的燃煤锅炉。城市市区内逐步淘汰小型燃煤锅炉，到 2005年，重点城市建成区内停止使用小型燃煤锅炉；因地制宜地发展以热定电的热电联产和集中供热，取代分散的中小型燃煤锅炉；在城市市区积极改建燃气、地热和电锅炉。

（ 5 ）控制工业窑炉的 SO2 排放

分期分批淘汰高能耗、重污染的各类工业炉窑，积极发展低能耗、轻污染或无污染的炉窑。工业炉窑优先考虑使用电、气体燃料、低硫油、优质低硫煤、洗后动力煤或固硫型煤，积极发展清洁煤燃烧技术。

采取上述措施后仍不能达标排放的必须安装脱硫设施。

(6) 控制民用燃煤炉灶的 SO2 排放

城市城区内居民炊事和取暖用炉灶、餐饮服务业炉灶、机关和企事业炊事炉灶，禁止燃用原煤。大力推广使用电、天然气、煤气、液化石油气等清洁能源或固硫型煤。

“两控区”城市要大力发展城市煤气、天然气、固硫型煤、集中供热、地热采暖、太阳能等与控制二氧化硫有关的城市能源基础设施建设。

大力推进“两控区”城市用气、用电比例。

（ 7 ）加强城市能源基础设施建设

包括 :固硫型煤工程城市天然气工程城市煤气集中供热工程

（ 8 ）控制工艺过程的 SO2 排放

继续分批淘汰各类二氧化硫污染严重的生产工艺和设备。

以实行清洁生产为主要的控制措施，在生产工艺过程中加强硫的回收，并使之资源化；仍达不到排放标准的必须配套脱硫设施。

6.5.1.4 SO2 总量控制存在的问题

没有针对城市扩散特征，对城市能源结构进行调整；

城市污染源排放结构不合理；没有一种以经济发展为基础，以城市空气

质量达标为目标，确定 SO2总量控制目标值的方法。

6.5.2 SO2 总量控制目标的确定

6.5.2.1 SO2 总量控制技术路线污染源排放 SO2总量分析 (包括排放结构 )各层高度污染源排放对地面环境质量的影响

分析根据大气环境质量标准 ,制定削减各层高度

污染源的排放量方案总量控制目标

6.5.2.2 SO2 地面浓度来源分析

孤立点源下风向最大地面浓度 :

1

2

1 2

1exp( )( )

2Bm

e

Q

H

*

α=1+α1/α2 P199当 α1=α2时， α=2

1

2

1 2

1exp( )( )

2Bm

e

Q

H

2

2 ZBm

Y

Q

e H

和高斯模式的表述是一致的 .


气象条件稳定时：

K― 年平均扩散系数源强稳定时 , 最大地面浓度取决于有效源高。

BmQ

KH


* 1 1 2

2 2 1[ ]

Bm

Bm

Q H

Q H

Q1=Q2时 1 2

2 1[ ]

Bm

Bm

H

H

α

α=1+α1/α2不同的大气稳定度有不同的 α值。α1稳定度越差越小；α2稳定度越差越大大气不稳定时， α=1+α1/α2值小，浓度和有效高度相关性较小大气稳定时， α=1+α1/α2值大，浓度和有效高度相关性更大

SO2 年平均浓度

ρB = X·K·Ql + Y·K·Qm + Z·K·Qh其中 X、 Y、 Z是低中高烟囱产生 SO2年平均浓度的权重系数。

X=1/Hα低 Y=1/Hα中

Z=1/Hα高

例 P200

如 H 高=4H 低=2H 中则 X/Z=(H 高 / H 低 )α=4α令 Z=1,则 X=4αα=1.4-3.0 所以 X=7---64 同理可得 :Y=2.6―8

SO2 空气质量管理模式

取 X、 Y、 Z分别为 10、 3和 1则 SO2空气质量管理模式为： ρB =（ 10Ql + 3Qm + Qh） K

6.5.2.3 SO2 排放量与环境质量分析

根据已有资料，确定排放量与环境质量之间的关系。 P200

6.5.2.4 SO2 总量控制目标

根据削减方案 , 再结合点源脱硫 ,确定 SO2总量控制目标。

削减方案

方案内容效果低方案

把低烟囱的燃煤锅炉换成燃油或燃气锅炉，中高烟囱的排放量不变

城市低烟囱的 SO2排放量是原来的一半，中高烟囱的排放量不变

中方案

把低、中、高烟囱的燃煤锅炉换成燃油或燃气锅炉

城市低、中、高烟囱的 SO2排放量是原来的一半

高方案

把低烟囱的燃煤锅炉换成用电，把中、高烟囱的燃煤锅炉换成燃油或燃气锅炉

城市低烟囱的排放量为 0，中、高烟囱的 SO2排放量是原来的一半

理想方案

把低、中、高烟囱的燃煤锅炉换成用电

城市低、中、高烟囱的 SO2排放量为 0

7 土地资源保护规划

概述土地资源保护规划的内容和程序土地资源保护规划的类型土地资源保护规划实例

7.1 概述

7.1.1 土地资源是指在土地总量中，现在和可预见的将来，能为人们所利用，在一定的条件下能够产生经济价值的土地。

――从长远说土地都将被利用，都能产生经济价值，这和人类对土地的认识水平和生产力水平有关。

7.1.2 土地资源保护规划的目的

(1) 为土地利用创造良好的生态经济环境保持土地生态环境不致受破坏，同时获得较好的经济效益。

(2) 实现土地资源可持续利用农业作为第一产业，要求永续为人类提供食物，不允许有短期行为。

7.1.2 土地资源保护规划的目的

(3)创造良好的社会效益确保粮食自给关系到生活水平的提高和全社

会的稳定；保持良好的土地质量，才能提供丰富多彩、

安全健康的农产品。保持土地利用方式有机组成的相对稳定，满

足生产、生活和各行各业的需要。

7.1 概述

这里规划主要是指农业用地规划：农、林、牧用地规划。

和国土规划不同。

7.1.3 土地资源保护规划的原则

综合保护的原则――统筹兼顾，用全局的眼光来考虑问题，制定规划；

连续保护的原则――长期稳定保护，国土规划大于等于 15年；

因地制宜的原则――充分考虑土地的区域特性生态效益和社会经济效益相结合的原则――即要

保护生态，又要根据社会需要开发利用，并产生一定的经济效益。

7.1.4 土地资源保护规划的类型

(1) 按性质分总体规划――分国家、省、市、县、乡五

级，按行政区域范围总体规划；专项规划――区域综合性规划（跨行政区

的）、单项规划（农、林、牧）


(2) 按规划时间分长期： 10年或 20年中期和短期：过渡性非正式规划


(3) 按空间范围分区域性土地资源利用规划：行政区、自然

区（盆地、流域等）、经济区城乡土地资源利用规划：城镇或乡村的具

体规划；

7.2 土地资源保护规划的内容和程序

编制工作方案；土地资源利用现状分析→明确土地利用和保护中存

在的主要问题；确定土地资源保护目标、任务；确定区域重点土地类型的保护方案；划分地区土地资源保护的生态功能区，应确定相应

的管理要求；制定土地整理、复垦和开发方案；制定规划实施和管理的相关政策措施；

7.2.2 土地资源评价

①土地适宜性评价评价某土地用于某种用途是否适宜，有什么限制；

两方面内容：a、土地质量评价，给土地定性分类；b、分析特定用途的经济效益和社会影响


②土地潜力评价通过土地的自然属性和经济属性分析，评价土地的生产能力，持久利用潜力，还存在的开发潜力等；


③土地资源经济评价评价土地的经济效益，分析土地利用的投

入和产出，从而评价土地的质量。

7.3 土地资源保护规划的类型　

基本农田保护规划，林地资源保护规划、草地资源保护规划、名优特产地保护规划、特殊物种生长栖息地保护规划、风景名胜和历史纪念地保护规划等 .

7.3.1 基本农田保护规划

基本农田――从长远、全局出发（战略高度）为满足整个国民经济和本地区在规划期内对农产品的需求而必须确保的农田。

农产品调出地区：满足当地需要和国家商品粮任务自给自足地区：满足当地需要农产品调入地区：扣除国家计划调入量后满足当地需要必须确保的农田；

7.3.1 基本农田保护规划

基本农田变更需国务院批准，并且补足。

7.3.2 基本农田保护规划内容程序

耕地利用现状及增减趋势分析；基本农田需求量预测；基本农田保护面积指标的确定；确定保护区位置；划分保护区级别；落实保护区界线，设立保护标志；确定规划实施措施。

7.3.3 基本农田保护宏观指标的确定

粮地面积保护目标常年蔬菜基地的保护面积确定建设占用耕地控制 ( 略 ) 村镇农田保护面积的确定 ( 略 )

(1)粮地面积保护目标

S 粮= （M1+M2-M3 ） /fM1-- 规划期末本地人口对粮食的基本需求量，千克；

M2--- 国家的商品粮任务，千克；M3--- 区域外农产品的调入量，千克； f--- 规划期内的亩产水平，千克 /亩。其中：M1=PL=[P0（ 1+e） n+nW]L

M1=PL=[P0（ 1+e ） n+nW]L

P--- 规划期末的人口总数；L--- 人均用粮标准；P0--- 基础年的人口总数；e--- 人口自然增长率；W--- 年平均人口机械增长数（人口迁移带

来的人口增长）；n--- 规划年限。

7.3.4 林地资源保护规划

根据规划区林地现状分析和本地林业的发展战略，划定各林种的保护区范围，落实保护措施。

林地保护规划指标的确定　

（ 1 ）封山育林面积

―― 中幼林生长需要，水土保持需要；

―― 需协调经济社会用林需要

（ 2 ）采伐量的确定

―― 以采伐量不超过生产量为原则； P215Mj=Gj×Sj×Kj×CjMj--- 用材林的木材产量；Gj--- 用材林的平均亩产量；Sj--- 用材林面积；Kj---蓄积量可及率；Cj--- 经济出材率。

轮伐林区每年的木材产量

Mk=Qk×Kk×CkQk--- 年采伐蓄积量 ;Kk---蓄积量可及率；Ck--- 经济出材率。其中： Qk=2VK/T（法正蓄积公式，估算

用）

Qk=2VK/T

VK--- 用材林总蓄积量； T--- 用材林综合轮伐期（采伐、更新、培育成林、再次采伐）。

(2) 常年蔬菜基地的保护面积确定

S 菜=P1N±AP1--- 期末常住人口及常年平均人口；N--- 人均占有菜地标准；A--- 区外调剂量相当的菜地面积。

7.4 土地资源保护规划实例 P212

学生自阅 6分钟，老师提问

7.4 土地资源保护规划实例

1、该土地利用总体规划的规划基准年是哪一年？规划目标年和规划展望年分别是哪一年？和大气、水环境规划有何不同？说明了什么问题？

基准年是 1990年；规划目标年 2000年；规划展望年 2020年。比大气、水环境规划时间跨度大。说明了土地利用规划需要长期规划，一般为 10年或 20年。


2 、 P218 “2 、土地开发过程中，农业用地与建设用地之间的矛盾并不突出，而种植业与园艺业、种植业内部的矛盾十分突出”，为什么？

（ 1）新疆土地广阔， P218“未利用土地 267160hm2,占 37.07%” ，所以农业用地与建设用地之间的矛盾并不突出。（ 2）农业用地不多。 P217，“耕地 33610hm2,占 4.66%；园地 4500hm2,占 0.62%”


3、库尔勒市林业发展有一定的优势，为什么？

P220“该市宜林地资源和地下水资源丰富，开发潜力大。”


4、 P221粮食作物保护区面积计算公式中，“正播”、“复播”和“复播系数”的含义分别是什么？复播 --- 同一年同一块土地上，连续种植两次或两次以上的作物。复播面积 = 总播种面积 – 耕地面积年度总播种面积 = 上年秋冬播种面积 + 本年春播面积 + 本年夏播面积

S1=10M1/[y + (α-1)y/]

M1---远期规划目标年（ 2020）粮食的总需求；

y---2020年正播粮食平均单产， kg/hm2y/---2020年复播粮食平均单产， kg/hm2α---复播系数 =总播种面积 / 耕地面积10---单位换算

S1=10M1/[y + (α-1)y/]

粮食作物保护区面积 S1 = 粮食总需求量M1÷平均单位耕地面积产

量平均单位耕地面积产量 = （正播产量 + 复播产量）÷ 耕地面积

S1=10M1/[y + (α-1)y/]

复播面积 = 总播种面积 – 耕地面积 =α×耕地面积 - 耕地面积 = （ α-1）×耕地面积所以：平均单位耕地面积产量 =[y ×耕地面积 +(α-1)y/ ×耕地面积 ] ÷ 耕地面积 = y + (α-1)y/

8 固体废物管理规划

8.1 固废管理规划概述 8.2 固废管理规划的内容 8.3 应用实例

8.1 固废管理规划概述

8.1.1 固废管理――固废产生、收集、运输、贮存、处理

和处置全过程的管理；

落后于大气、水环境管理、有待加强

8.1.2 固废管理系统

――固体废物管理对象（发生源、处理途经、处理场所）和管理方法（管理程序）

由固废管理系统构成独立的固废污染控制单元――不同的控制目标会有不同的固废管理系统

8.1.3 固废管理规划

―― 为了使固废资源利用最大化，处置费用最小化，而对固废管理系统中的各个环节、层次进行调节整合和优化设计。

8.1.3 固废管理规划

分三个层次：　操作运行层：实施过程计划策略层：规划过程政策制定层：规划目标的确定

8.2 固废管理规划的内容

8.2.1 规划对象主要对象：城市垃圾要考虑怎样使城市垃圾最大化回收和处理费

用最小（收集、运输、处理、处置）原因：危险废物以法律法规规定了其管理程序工业固废要求企业自行处理、消化；

8.2.2 固废管理规划过程

(1) 总体设计 ―― 总体构思确定规划的目的、对象、范围、内容、建立规划指标体系。


（ 2 ）调查和分析污染源调查；固废处理现状调查；环境影响调查；社会经济现状和发展规划调查；周围环境调查；


（ 3 ）规划模型开发 ――建立固废管理控制系统的规划模型　（ 4 ）方案生成和后优化分析 ―― 规划方案的设计优化、决策分析

8.3 应用实例 P229

学生自阅 10分钟。

例题 ( 固废处理规划 )

A、 B两城市联合建设固废处理系统，拟在三地分别采用（ 1）卫生填埋、（ 2）焚化和（ 3）投海。三个处理场的处理能力分别为 1000吨 /周、 500吨 /周和 1300吨 /周； A城到三个处理场距离分别为 15Km、 5Km和 30Km； B城到三个处理场的距离分别为 10Km、15Km和 25Km；三个处理场的固定费用分别为 200000元 /年、 60000元 /年和 100000元 /年；三个处理场的可变费用分别为 12元 / 吨、 16元 / 吨和 6元 / 吨；两城市的固废产生量分别为 700吨 /周和 1200吨 /周。

例题 ( 固废处理规划 )

已知运输费用为 0.5元 /t.km 。试建立规划模型，确定处理场形式和个数，

使两城市固废全部得到处理，并且处理运行总费用最小化。

应用实例

规划目的：①处理两城市所有垃圾 ---②固废运输和处理总费用最小 ---

约束条件目标函数

费用

费用 = 固定费用＋可变费用＋运输费用P231表 8－ 1

费用

（ 1 ）固定费用固定费用＝ 3850y1+1150y2+1920y3 其中 y1、 y2、 y3为整数变量 yi= 1 --- 采用该处理方式 yi= 0 --- 不采用该处理方式

费用

（ 2 ）可变费用 Xij---从城市 i运到处理场 j的垃圾量 A城垃圾处理的可变费用： 12x11+16x12+6x13

B城垃圾处理的可变费用： 12x21+16x22+6x23

费用

（ 3 ）运输费用： A城： 7.5x11+2.5x12+15x13 B城： 5x21+7.5x22+12.5x23

费用

总费用：Z ＝固定费用＋可变费用＋运输费用

目标函数：minZ=3850y1+1150y2+1920y3+19.5x11+18.5x12+21x13+17x21+23.5x22+18.5x23

约束条件

（ 1）垃圾处理率 100% x11+x12+x13=700 x21+x22+x23=1200

约束条件

（ 2 ）不能超过处理场的处理能力　 x11 + x21 ≤1000 x12 + x22 ≤500 x13 + x23 ≤1300

约束条件

（ 3） Yj的限制 Yj=0时 ,x1j+ x2j=0 Yj=1时 ,x1j+ x2j>0

约束条件

（ 4） Xij的限制 Xij≥0

求解

整数规划的割平面算法求解。

求解

y1=1 y2=0 y3=0 y1=0 y2=1 y3=0 y1=0 y2=0 y3=1 y1=1 y2=1 y3=0 y1=0 y2=1 y3=1 y1=1 y2=0 y3=1 y1=1 y2=1 y3=1

×---处理量不够×---处理量不够×---处理量不够

×---处理量不够×---处理量不够

9 城镇环境规划

―― 城市和乡镇为对象的一类环境规划，包括城市环境规划，开发区环境规划，社区环境规划和乡镇环境规划等。

其中包括水、气、土地、固废的规划，还包括交通、能源、生态环境规划，是真正综合性的环境规划。

9.1 城市环境规划

9.1.1 城市环境现状调查评价是城市环境规划的重要内容――整个规划

可分为两部分，一是调查评价，二是环境质量预测及规划。

调查评价内容： P238 表 9－ 1目的：确定城市的主要环境问题和污染状态

9.1.2 城市环境预测和环境功能区划

预测：根据社会、经济、城市建设发展规划，预测规划期内城市环境发展变化情况，搞清未来城市在水、气、声、交通、能源、生态环境方面存在的问题。

功能区划――城市综合环境功能区划，以单要素环境功能区划（水、气、声）为基础，一般分为五类。

城市综合环境功能区划

重点保护区：风景游览区、疗养、旅游、度假区等；

一般保护区：居住区、商业区；污染控制区：目前环境质量还好，需严格

控制污染的工业区；重点治理区：污染严重必须治理的区域；新经济开发区：防患于未然，从严要求。

9.1.3 城市环境规划的管理

（ 1 ）前期管理环境规划的组织、协调、审批，是规划管

理的主体。（ 2 ）后期管理环境规划的实施。

9.1.3 城市环境规划的管理

组织机构：当地环保局。管理措施：行政管理 --- 通过人大和当地政府领导下的环

境保护委员会、环保局进行环境规划的管理。协调管理 --- 用经济、行政、法律等手段进行

规划实施过程矛盾的协调。监督管理 --由环保局实施监督管理功能。

9.2 开发区环境规划

开发区建设前进行环境规划9.2.1 特点：（ 1）不是在污染了之后通过规划进行总量

控制，而是防患于未然，刚开始就给予重点关注。

（ 2）以经济开发为中心，为发展经济保驾护航，为可持续发展。

9.2 开发区环境规划

9.2.2 任务（ 1）通过规划使区域的纯收益最大纯收益＝经济活动产生的经济收益－污染

控制和环境管理费用（ 2）通过规划确定开发区合理的开发速度

和规模，要求经济发展不超过资源和环境的承载能力，不超过当地的环境容量，不破坏当地的生态环境。

9.2.3 区域开发资源和环境综合承载力分析

资源环境综合承载力

　Wi―― 因素 i的权重EPi――单项环境承载力 =Fi/Zi Fi――i因素的发展变量Zi――i因素的制约变量

1

1 n

i

EP WiEPin

发展变量和制约变量

发展变量和制约变量要互相对应，如：发展变量　　　　　　　制约变量①水资源需求量　　　　水资源可供量②SO2排放量　　　　　 SO2允许排放量③烟尘排放量　　　　　烟尘允许排放量④COD排放量　　　　　　水体 COD容量⑤生活垃圾产生量　　　生活垃圾处理能力⑥危险固废排放量　　危险固废允许排放量

分级评价标准

EP≤0.8　　开发不足0.8＜ EP≤1　平衡EP＞ 1　　　开发过度

9.3 社区环境规划

城市某社区的环境规划，国外有、国内没看到比较难，因为社区缺少独立的行政管理能力和筹措资金的能力；社区人的向心力（凝聚力）也不够，有环境问题找的不是社区管理者，社区也难以解决；

9.4 乡镇环境规划

--- 以农村县城和镇区环境为对象的综合性环境规划

9.4.1 目的（ 1）防止农村工业化和城镇化过程中的环

境污染和生态破坏；（ 2）使自然资源得以合理开发和永续利用（ 3）实现乡镇生态环境效益和经济效益、

社会效益的协调统一；

9.4.2 分类

（ 1 ）县城环境规划全县――县环保局牵头制定，县计委平衡、市环保

局审核、县政府批准实施；（ 2 ）镇区环境规划 ――乡镇――镇政府制定，县环保局审核、镇政府批准实施；

（ 3 ）乡镇企业环境规划合理选址布局；调整乡镇企业的合理布局：企业的

污染物排放和治理规划。

9.4.3 乡镇环境保护规划存在的问题

（ 1）没有纳入总体规划，使规划落后于经济和环境保护的要求；

（ 2）功能区划分不尽合理（缺乏科学布局，没有明确的发展方向）；

（ 3）立法不完善，环境管理落后；（ 4）环保意识淡薄。

9.5 城市环境规划实例

昆明市旅游圈环境规划优化研究研究分三个子区：①滇池区；②石林区；③九乡

区；分两个规划时段　① 1998－ 2010　　② 2010－ 2020

总规划期限 22 年

9.5 城市环境规划实例

方案－（情景一）：环境和经济协调发展为出发点；

方案二（情景二）：在不超过环境容量的前提下，加大经济发展（特别是旅游业的发展）速度

方案分析比较结果：情景二较为合理

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环境规划学