大气环境容量核算的经验

大气环境容量核算的经验
The Experience on Atmospheric Environmental Capacity Computation
潘向忠副主任
PAN Xiang-zhong Vice-Director Hangzhou Academy of Environmental Science Hangzhou Environmental Protection Bureau Nov 22, 2004 Sanya, P. R. China
rij = Cij / ∑ Cij
i =1 N
（式1）
式中：Cij—第i个污染源对第j个控制点造成的污 染物浓度贡献量，g/m3； N —污染源个数。
1.3 传递函数
传递函数 (transfer function) 是指第i个污染源的某种污染 物单位污染源强在第j个控制点上造成的浓度贡献量， 它表征了在一定的气象和相互位置条件下污染源对控制 点的影响。 第i个污染源对第j个控制点造成的污染物浓度贡献量可 以表示为： C ij = Qi × f ij （式2） 式中： Qi—第i个污染源源强，g/s；fij—第i个污染源对 第j个控制点的传递函数，s/m3。 第j个控制点的污染物浓度贡献量是由所有污染源共同 作用造成的，可以表示为：
• • • •
2.2 基础工作
2.2.5 污染气象分析与气象参数确定(the weather
analysis for the pollutant and the ascertain for the para meters)
根据容量计算A-P模型或多源扩散模型等对气象 参数的要求，收集气象资料，分析污染气象特 征。 按模型要求整理气象参数格式（如ADMS-城市大 气扩散模型气象参数*.met文件：全年逐时地表 温度（℃）、风速（m/s）、风向（º）、云盖 度（oktas）等）。
内容提要 OUTLINE
引言 第一部分 基本概念( Fundamental Conceptions ) 第二部分 大气环境容量计算方法(Methods in Comp
uting the Atmospheric Environmental Capacity)
（1）基本思路(The Routine ) （2）基础工作(The Fundamental Work ) 第三部分 数学模型(The Mathematic Models) 第四部分 案例分析(The Analysis of the Cases) 第五部分 结语(Conclusions) 致谢
C j = ∑ Qi f ij
i
（式3）
Q1 Q2
…… f21
C 11
f11
C2 C1
……
C 21 Qi C i1
污染源
(pollutant source)
fi1 fij 控制点
(control point)
Cj
图一 传递函数与控制点示意图 N个污染源分别对M个控制点的传递函数，即M行×N列传递 函数矩阵。 传递函数矩阵是大气环境容量计算的基础，也是大气污染 物总量控制的重要输入条件(the important input condition)。
1.2 浓度贡献量和浓度贡献率 浓度贡献量是指污染源排放的某种污染物在控 制点上造成的浓度贡献值，它与污染源强、气象 条件、源与控制点之间的距离等因素有关，简称 浓度贡献。 浓度贡献率(contribution ratio)是指第i个污染源对第 j个控制点造成的浓度贡献量与所有源对第j个控 制点造成的总浓度贡献量的比：
鉴于此，笔者在前人研究基础上，提出了APW基础模型、B值 平权模型和源强优化线性规划模型，对大气环境容量计算中 “从浓度到容量”的技术关键作了初步探讨。
(Thus , the author presents the APW –basic model 、B-value equal right model and the optimizing linear planning model for the resources , and make primary study on the key technique ---from concentration to c apacity for the air environmental capacity calculation. )
引言
大气环境容量计算是容量总量控制的基础，它不仅有利于对 现有污染源的控制和削减，而且有利于合理布局污染源的空 间结构，促进经济、社会与环境的协调发展。 国内大多采用比例削减、平方比例削减或简易线性规划等方 法分配污染源允许排放量，存在不同程度的随机性、不公平 性和不合理性。
(In china ,most researchers apply the isometric cutting method ,or simple linear planning ways to allocate the permissible waste loads of the polluta nt resources. These methods exist some randomicity, unjustness and irrat ionality.)
• 是容量计算的前提，在容量计算前需明确容量 计算区域功能区类别及其分布情况，以确定各 功能区的环境空气质量标准（即控制标准）。 2.2.2 现状环境空气质量评价(assessment) • 根据环境空气质量监测数据，对照对应功能区 的环境空气质量标准，按照时、空分布评价区 域大气环境质量，分析年度变化发展趋势。为 控制区的确定、控制点的选择和清洁对照点的 选取奠定基础。
1.4 超标量与超标率 超标量(missed-standard quantity )是指污染源对控制 点造成的污染物浓度贡献量超出控制标准的 量，即：
∆C j = C j − C sj
（式4）
式中：∆C j —第j个控制点的污染物超标量，g/m3；
C sj —第ห้องสมุดไป่ตู้个控制点的污染物浓度控制标准，g/m3。
2.2 基础工作
2.2.4 控制点选择(choice of the control point) 控制点是指判断控制区环境空气质量是否达标 的代表点。控制点确定的基本原则如下： （1）大气常规监测点。 （2）较高浓度点。 （3）敏感点或关心点。 （4）密度控制点。 根据以上控制点确定原则，选择控制区内具有 代表性的控制点共M个，并定位于电子地图， 读出坐标。
∆Q η = Q0
（式6）
1.6 允许排放量
基础允许排放量(basic permissible discharge)是指采用APW模 型计算得到的污染物允许排放量与按污染物排放标准计 算得到允许排放量中的较小者，基础允许排放量是平权 和优化的起点和基础。 平权允许排放量(equal right permissible discharge)是指采用B 值平权模型计算得到的污染物允许排放量。 优化允许排放量(optimal permissible discharge)是指采用线性 优化模型计算得到的污染物允许排放量。 最终允许排放量(ultimate permissible discharge)是指根据杭州 市实际情况，选定的上述平权允许排放量或优化允许排 放量中的一种。 上述允许排放量所对应的削减量分别称为基础削减量、 平权削减量、优化削减量和最终削减量。
2.2 基础工作
2.2.3 控制区确定并网格化(The establishment of the contr
olling region and meshing)
• 根据控制区环境空气质量功能区划、污染源空间分布、常 规监测点位布置情况，结合区域现状和发展规划功能要求， 确定控制区范围。 • 选取控制区电子地图，确定坐标投影（该电子地图是数字 模拟的基础，坐标系统最好与其它相关系统（如污染源系 统等）统一，便于数据的导入与转换，并与多源扩散模型 及后续浓度等值图绘制软件相匹配）。 • 根据控制区的范围，一般选取500m、1000m、2000m三个尺 度之一作为基本网格长度，将控制区网格化，并注明网格 坐标（中心点或四个角点），作为模型的数字计算基础。
第二部分 大气环境容量计算方法
THE SECOND PART Methods in Computing the Atmospheric Environmental Capacity
2.1 基本思路
计算大气环境容量主要分三步： （1）基础工作(fundamental work) 。 （2）方法与模型选择(The choice of the researching method and the model) 。 （3）计算并验证成果(computing and validate the result)。 技术路线如图1所示。
大气环境容量1
比较分析
大气环境容量2
校验
大气环境容量
容量成果模拟 验证分析
图二
大气环境容量计算技术路线图
2.2 基础工作
2.2.1 环境空气质量功能区划分(The partition to the
functional regions of the environmental air quality)
引言
杭州市地处浙江省西北部，全市国土面积16596km2，其中市 区3068km2，是长江三角洲南翼重要中心城市和浙江省会，是 浙江省政治、经济、文化中心。 杭州市于2002年10月开展污染物排放总量控制试点工作。根 据杭州市实际情况，确定大气环境容量计算污染因子为SO2、 NOx、PM10和烟尘。市区采用ADMS-Urban大气扩散模型(Atmosph eric Dispersion Modelling System) 、APWB基础平权模型(APWB basic & equal right model)和LINGO线性规划模型(linear programming mode l of emission optimization)计算大气环境容量，并用A-P值法进行 了校核；所辖五县（市）采用A-P值法进行大气环境容量计算。 在此基础上，提出了污染物削减和排污权交易思路，全面完 成了杭州市大气环境容量计算和总量分配工作。