第四章 环境规划的技术方法

第四章环境规划的技术方法

环境规划是一个多目标、多层次、多个子系统的研究与技术开发工作，具有综合性、区域性、长期性、政策性等特点，主要包括环境区划、环境预测、环境规划优化或系统模拟等环节，需要运用各种方法与技术，环境规划工作的关键是合理筛选运用各种不同的方法，将其组成一个方法体系，恰当运用一系列方法与技术完成规划任务，其关键技术是环境区划技术、环境预测技术、环境规划技术等。

第一节环境预测方法与技术

预测是为决策提供必需的未来信息。选择预测方法时，应考虑的基本要素是：预测方法的应用范围，包括预测对象、预测时段、预测条件、预测资料的性质、预测模型类型、预测方法和精确度、预测方法的适用性及预测方法的费用等。

预测方法根据预测结果一般可分为两类，即定性预测和定量预测。

一、定性预测方法

是以逻辑思维推理为基础，根据多年的环境监测资料进行回顾分析，运用经验等对未来环境状况做出定性描述和环境交叉影响分析，如专家预测法、特尔菲征询意见法、历史回顾法等。二、定量预测技术

以统计学、运筹学、系统论、控制论等为基础，通过辨识建立各种预测模型，用数学或物理模拟进行环境预测。环境规划中常用的方法有：

1.约束外推预测法。在环境预测中常用的有时间序列预测与移（滑）动平均法。

时间序列预测常用模型：

直线预测模型：y t=a+bt

二次曲线模型：y t=a+bt+ct2

指数外推预测：y=ae bt

修正指数曲线模型：y t=k+ab t

龚帕兹预测法：

y=ka bx

逻辑增长曲线预测：

式中：y t、y为预测值，因变量；

a、b、c为参数、常数；

t、x为自变量，时间变量；

k为模型参数，极限值；

移动平均法又分成一次移动平均法、二次移动平均法和三次移动平均法等。

简单移动平均法：

动平均加权移动平均法：

二次移动平均法：

式中：y为预测值；

n为时距；

W为权值。

2.回归分析与相关分析。环境预测中常用：

一元线性回归：y=b0+b1x

多元线性回归：y=b0+b1x1+b2x2+…+b m x m

非线性回归：幂函数曲线：y=ae x

指数函数：y=ae bx

对数函数：y=a+blgx

双曲函数：

S型函数曲线：

式中：y为因变量，预测对象y的估计值；

x，x n为自变量，相关因素；

b0为常数项，直线的截距；

a，b，b1，b2，b m为回归系数。

3.其它预测方法。在环境预测中还有采用决策树图预测法、马尔科夫预测法、灰色系统预测法、箱式模型预测法等，选用何种预测方法，应根据环境条件、资料、技术等情况决定。

第二节环境功能区划主要技术

区域环境功能区划一般分两个层次，即综合环境区划与单要素环境区划。综合环境区划依据区域环境特征，服从区域总体规划，满足各个分区功能的要求，并充分考虑土地利用现状、发展趋势，根据敏感目标、保护级别而确定，常用专家咨询法，辅助数学计算分析。其基本工作程序见框图（图13－5）。

单要素环境区划是以综合环境区划为基础，结合每个要素自身的特点加以划分，主要分项是大气环境区划、水环境区划及噪声环境区划等。

一、大气环境功能区划

大气环境功能区划根据保护目标确立一、二、三类区域及其相应的环境质量要求，划分的功能区数目一般不限，但不宜过细，各分区在相应目标下的污染物控制总量及其计算方法是：

式中：S为总量控制区面积；

S i为第i功能区面积；

A ki为第i功能区某污染物的总量控制系数，104t·（a-1·km-1）；

Q aki为第i功能区某污染物年允许排放总量，104t；

n为功能区总数；

i为功能区编号；

a为总量下标；

k为某污染物下标。

二、水环境功能区划

水环境功能区划分为两个层次：水环境功能区划和水环境控制单元。根据保护目标的要求，地表水分成如下几类水环境保护功能区：①自然保护区及源头水；②生活饮用水水源区；③水产养殖区，包括珍贵鱼类及经济鱼类的产卵、索饵、回游通道、历史悠久或新辟人工养殖保护的渔业水体、自然水域；④旅游区、游泳区、景观功能区、划船功能区、水上运动区等；⑤工业用水区的自然水体；⑥农业灌溉区；⑦排污口附近混合区（带）等。计算各功能区和控制单元的水污染物控制总量，选择适宜的水质模型和模型参数。

声环境要素主要对城镇、村庄、居住区等敏感的要素，但污染源的影响范围一般较小，区域间相互影响较轻，划分的区域空间可以相对小些，根据《城市区域环境噪声标准》的分类方法进行划分，其范围可参照区域土地利用规划功能区范围，落实到相应的网格区上。

第三节总量控制技术

总量控制是区域污染防治规划方法的核心，分为宏观规划总量控制和详细规划总量控制。宏观规划总量控制是研究规划区污染物的产生、治理、排放规律和治理资金的需求与经济、人口发展的协调关系，以致从宏观上把握经济、人口的发展对环境的影响，提出对策，促进环境与社会经济的协调发展。详细规划总量控制是受纳环境容许纳污总量的控制，是寻求技术经济条件与环境质量要求的最佳结合。

一、宏观总量控制模型

作为环境规划，污染源与环境目标是环境规划的两个对象，规划的任务是建立规划对象之间的两个定量关系：第一是污染源排放量与环境保护目标之间的输入响应关系；第二个是为实现环境目标，在限定的时间、投资和技术条件下，制定治理费用最小的优化决策方案。因此需要认识环境自净规律、环境容量、污染物迁移转化规律等；需要研究技术经济约束，管理措施与工程效益等问题。解决上述两个定量关系的工具是：各类数学模型和经济优化模型。宏观总量控制模型的结构设计见图13—6。

污染物宏观总量控制，由废水宏观总量控制，废气宏观总量控制、固体废物宏观总量控制及环境经济分析及其相应的宏观控制模型构成。具体污染物的总量控制模型主要由以下几方面分别建立：①污染物产生量；②污染物的治理（去除）量；③污染物回收利用（去除）量；④污染物排放量；⑤污染物治理投资；⑥回收利用效益或综合利用效益等。