第一章 环境影响评价的概念
环境, 以人类社会为主体的外部世界的总体 。
包括自然环境和社会环境两种 。
自然环境, 自然因素的总体,如高山、大海,
江河、湖泊、天然森林、野生动植物等 。
社会环境, 社会因素的总体,如住房、工厂,
桥梁、娱乐设施等人工构筑物以及经济、政
治, 文化等人与人之间的关系 。
第一节 环 境
一、环境的概念
二、环境的基本特性
1,整体性 与 区域性
( 1)环境的整体性(系统性)
各环境要素或环境各组成部分之间,因有
其相互确定的数量与空间位置,并以特定的相
互作用而构成了具有特定结构和功能的系统。
( 2)环境的区域性
指环境特性的区域差异,及环境因地理位
置的不同或空间范围的差异,会有不同的特性。
区域性还反映了区域社会、经济、文化、历史
等的多样性。
2、变动性和稳定性
( 1)环境的变动性
是指在自然的、人类社会行为的、或两者
共同作用下,环境的内部结构和外在状态始终
处于不断变化之中。
( 1)环境的稳定性
所谓稳定性是指环境系统具有一定的自我
调节功能的特性,也就是说,环境结构和状态
在自然和人类社会行为的作用下,所发生的变
化不超过一定限度时,环境可以借助于自身的
调节功能使这些变化逐渐消失,环紧结构和状
态得以恢复到变化前的状态。
3、资源性与价值性
( 1)资源性
环境具有资源性(环境即资源)。人类社
会的生存发展要求环境有相应的付出,环境是
人类社会生存发展的必不可少的投入,为人类
社会的生存发展提供必要的条件。
( 2)价值性
环境具有资源性,决定其具有价值性。而
环境的经济价值使环境价值的一种表现形式。
第二节 环境影响
一、环境影响的概念
环境影响是指人类活动(经济活动、政治
活动和社会活动)导致的环境变化以及由此引
起的对人类社会的效应。
环境影响的分类:
1、按影响的来源分为,直接影响, 间接影响,
累积影响 。
直接影响,指由于人类活动的结果对人类社会
或其他环境的直接作用。
间接影响,由直接作用诱发的其他后续结果则
为间接影响。
累积影响,当一项活动与其他过去、现在及可
以合理预见的将来的活动结合在一起时,因影
响的增加而产生的对环境的影响。
累积影响的实质是各单项活动影响的叠加
和扩大。
按影响效果分为:有利影响和不利影响。
有利影响:指对人群健康、社会经济发展或其
他环境的状况有积极的促进作用的影响。
不利影响:指对人群健康、社会经济发展或其
他环境的状况有消极的阻碍或破坏作用的影响。
按影响程度分为:可恢复影响和不可恢复影响。
可恢复影响:指人类活动造成环境某特性改变
或价值丧失后可逐渐恢复到以前面貌的影响。
不可恢复影响;指造成环境的某特性改变或价
值丧失后不能恢复的影响。
第三节 环境影响评价
一、环境影响评价的概念
环境影响评价是指对拟议中的建设项目、
区域开发计划和国家政策实施后可能对环境产
生的影响(后果)进行的系统性识别、预测和
评估,并提出减少这些影响的对策措施。
目的,环境影响评价的根本目的是鼓励在规划
和决策中考虑环境因素,最终达到更具环境相
容性的人类活动 。
作用,环境影响评价可明确开发建设者的环境
责任及规定应采取的行动,可为建设项目的工
程设计提出环保要求和建议,可为环境管理者
提供对建设项目实施有效管理的科学依据 。
类别:可分为 环境质量评价 (现状),环境影
响预测与评价 以及 环境影响后评估 。
环境质量评价,根据国家和地方制定的环境质
量标准,用调查、监测和分析的方法,对 区域
环境质量进行定量判断,并说明其与人体健康、
生态系统的相关关系 。
环境质量评价分类:环境质量评价根据不同时
间域,可分为 环境质量回顾评价, 环境质量现
状评价 和 环境质量预测评价 。在空间域上,分
为 局地环境质量评价, 区域环境质量评价 和 全
球环境质量评价 等。建设项目环境质量评价主
要为环境质量现状评价。
环境影响后评估:在开发建设活动实施后,对
环境的 实际影响程度 进行系统调查和评估,检
查对减少环境影响的 落实程度和实施效果, 验
证 环境影响评价 结论 的正确可靠性,判断 提出
的 环保措施 的 有效性,对一些评价时 尚未认识
到的影响 进行分析研究,以达到改进环境影响
评价技术方法和管理水平,并采取补救措施,
达到消除不利影响的作用。
环境影响评价的基本内容
理想的环境影响评价应满足的条件:
①基本上适用于所有可能对环境造成显著影响
的项目,并能够对所有可能的显著影响作出识
别和评估;
②对各种替代方案(包括项目部建设或地区不
开发的情况)、管理技术、减缓措施进行比较;
③生成清楚的环境影响报告书( EIS),以使专
家和非专家都能了解可能的影响的特征及其重
要性;
④ 包括广泛的公众参与和严格的行政审查程序
⑤及时、清晰的结论,以便为决策提供信息。
环境影响评价的主体依据各国环境影响
评价制度而定。 中国的环境影响评价主体 可
以是学术研究机构、工程、规划和环境咨询
机构等等,但必须获得国家或地方环境保护
行政机构认可的 环境影响评价资格证书 。
我国, 建设项目环境保护管理条例, 规定,
“建设项目对环境可能造成重大影响的,应当
编制环境影响报告书,对建设项目产生的污染
和对环境的影响进行全面、详细的评价。”
概念解释,
1、环境影响报告书:环境影响报告书是环境影
响评价工作的书面总结。它提供了评价工作中
的有关信息和评价结论。评价工作每一步骤的
方法、过程和结论都清楚、详细地包括在环境
影响报告书中。
报告书所包括的内容:①建设项目概况;②建
设项目周围环境状况;③建设项目对环境可能
造成影响的分析和预测;④环境保护措施及其
经济、技术论证;⑤环境影响经济损益分析;
⑥对建设项目实施环境监测的建议;⑦环境影
响评价结论。
* 有关环境初评估报告和环境影响报告:
环境初评估报告是指对拟议的开发活动及其对
环境可能造成的影响进行初步分析后,所做的
书面总结。内容比较简略,属概述性质。 环境
初评估报告是筛选过程的结果,由初评估报告
提出是否需要进行全面的环境影响评价。2、筛选与划定范围:筛选:筛选是指确定一项拟议活动是否需要进
行全面的环境影响评价的过程。其工作结果体
现为环境初评估报告。
筛选的基本方法:( 1)根据拟议活动的类型
及大小;( 2)对拟议活动进行初步研究,确
定其影响的重要性,进而决定是否进行全面的
环境影响评价。
划定范围:是指在确定了一项拟议活动应进行
全面的环境影响评价以后,进一步确定影响评
价应关注的问题,并识别其中的主要问题,划
定范围在描述环境状况是用来选择相关的环境
要素。
三、环境影响评价的基本功能
1、判断功能,以人的需求为尺度,对已有的
客体作出价值判断 。通过这一判断,可以 了解
客体的当前状态,并揭示客体与主体之间的满
足关系是否存在以及在多大程度上存在 。
2、预测功能,以人的需求为尺度,对将形成
的客体作出价值判断 。即在思维中构建未来的
客体,并对这一客体与人的需要的关系作出判
断,从而预测未来客体的价值。人类通 过这种
预测而确定自己的实践目标,哪些是应当争取
的,哪些是应当避免的 。
3、选择功能:将同样都具有价值的课题进行
比较,从而确定其中哪一个是更具有价值,更
值得争取的,这是对价值序列(价值程度)的
判断。
4、导向功能:人类活动的理想是目的性与规
律性的统一,其中目的的确立要以评价所判定
的价值为基础和前提,而对价值的判断是通过
对价值的认识、预测和选择这些评价形式才得
以实现的。所以说人类活动的目的的确立应基
于评价,只有通过评价,才能确立合理的合乎
规律的目的,才能对实践活动进行导向和调控。
四、环境影响评价的重要性
环境影响评价是一项技术,是强化环境管
理的有效手段对确定经济发展方向和保护环境
等一系列重大决策上都有重要作用。
1、保证建设项目选址和布局的合理性
2、指导环境保护措施的设计,强化环境管理
3、为区域开发的社会经济发展提供导向
4、促进相关环境科学技术的发展
第四节 环境影响评价制度
及其法律依据
一,环境影响评价制度的概念
环境影响评价制度是指把环境影响评价工
作以法律、法规或行政规章形式确定下来从而
必须遵守的制度 。
环境影响评价制度要求在工程、项目计划
和政策等活动的拟定和实施中,除了技术和经
济等传统因素外,还要考虑环境影响,并把这
种考虑体现在决策中去。对于可能显著影响人
类环境的重要的开发建设行为,必须编写环境
影响报告书。
二,我国环境影响评价的法律依据
1、宪法中的有关规定
宪法中的有关规定是确定环境影响评价制
度的最根本的法律依据和基础。
2、环境基本法中规定
是各单项法和行政法规中关于环境影响评
价制度的法律依据和基础。
3、单项法和条例中的规定
适用于各具体领域。
4、环境影响评价的主要行政法规
行政法规是执行制度是的具体工作准则。
三,我国环境影响评价制度的特征
1、具有法律强制性
2、纳入基本建设程序
3、评价对象偏重于基本建设项目
4、分类管理
5、评价资格实行审核认定制
第五节 环境影响评价的
标准体系
一、环境标准的概念和作用
二、环境标准体系
三、环境质量标准的制定和实施
第六节 环境影响评价在中国
的应用与发展
自美国于 1969年首先建立环境影响评价制
度以来,世界上先后有 100 多个国家陆续确立
了环境影响评价制度。我国则是从 1973年起进
行环境影响评价的研究,并尝试开展环境质量
评价的工作(以“北京西郊环境质量评价”协作
组成立为标志)。由北京师范大学等单位进行
的江西永平铜矿环境影响评价成为我国第一个
建设项目的环境影响评价。至 1979 年 9月国家
在, 中华人民共和国环境保护法(试行), 中
才将环境影响评价制度正式建立起来。
我国的环境影响评价制度建立后大约经历
了三个阶段。
一、规范建设阶段( 1979~ 1989年)
主要是通过法律法规、行政规章逐步规范
环境影响评价的内容、范围、程序,环境影响
评价的技术方法也不断完善。
二、强化和完善阶段( 1990~ 1998年)
这期间主要是有针对性地开展了区域开发
的环境影响评价以及环境影响后评估等工作。
三、提高阶段( 1999~)
这期间通过明确评价单位的资质规定、整
顿评价队伍等行动提高了环境影响评价制度。
第二章 环境影响评价程序
第一节 环境影响评价程序的基本概念
一、环境影响评价程序的定义与分类
环境影响评价程序:环境影响评价程序是指按
照一定的顺序或步骤指导完成环境影响评价工
作的过程。分为管理程序和工作程序。
二、环境影响评价程序遵循的原则
1.目的性原则; 2.整体性原则; 3.相关性原则
4.主导性原则; 5.等衡性原则; 6.动态性原则
7.随机性原则; 8.社会经济性原则; 9.公众参
与原则
第二节 环境影响评价的管理程序
一、环境影响评价分类筛选
根据国家环境保护总局“分类管理名录”
对建设项目确定其应编制环境影响报告书、报
告表或登记表的种类。
( 1) 编写环境影响报告书的项目, 新建或扩
建工程对环境可能造成重大的不利影响,这些
影响可能是敏感的、不可逆的、综合的或以往
未有过的。( 2) 编写环境影响报告表的项目, 新建或扩建工程对环境可能造成有限的不利影响,这些
影响是较小的或者减缓影响的补救措施是很容
易找到的,通过规定控制或补救措施可以减缓
对环境的影响。
( 3) 编写环境影响登记表的项目, 对环境不
产生不利影响或影响极小的建设项目。
二、环境影响评价项目的监督管理
1,评价单位资格考核与人员培训
评价单位要持有, 建设项目环境影响评价
证书,,评价人员要持有上岗证。
2,评价大纲的审查:评价大纲是环境影响报告
书的总体设计,在开展评价之前编制。由建设
单位向负责审批的环境保护部门申报,并抄送
行业主管部门。环境保护部门根据情况确定评
审方式,提出审查意见。
3,环境影响评价的质量管理:按照环境影响
评价管理程序和工作程序进行有组织、有计划
的活动是确保环境影响评价质量的重要措施。
质量保证工作应贯穿于环境影响评价的全过程。
4.环境影响报告书的审批:
各级主管部门和环保部门在审批环境报告
书时应贯彻以下原则:
① 审查该项目是否符合经济效益、社会效益和
环境效益相统一的原则;
② 审查该项目是否贯彻了“预防为主”、“谁
污
染谁治理、谁开发谁保护、谁利用谁补偿”的
原则;
③ 审查该项目是否符合城市功能区划和城市总
体发展规划;
⑤ 审查该项目环评过程中是否贯彻了“在污染
控制上从单一浓度控制逐步过渡到总量控制”,
“在污染治理上,从单纯的末端治理逐步过渡
到对生产全过程的管理”,“在城市污染治理
上,
要把单一污染源治理与集中治理或综合整治结
合起来”。
④ 审查该项目的技术政策与装备政策是否符合
国家规定;
④ 环境影响报告书审查以技术审查为主,审查
方式由负责审批的环境保护行政主管部门视具
体情况而定。
第三节 环境影响评价的工作程序
环境影响评价的工作程序共分三个阶段:
准备阶段、正式工作阶段、报告书编制阶段 。
一、环境影响评价工作等级的确定
工作等级:需要编制环境影响评价和各专题工
作深度的划分。各单项环评划分为三级,一级
最详细,二级次之,三级较简略(详细规定见
相应导则)。
环境影响评价的工作等级划分依据:
① 建设项目的工程特点(工程性质、工程规模、
能源及资源的使用量及类型、源项)。
② 项目所在地区的环境特征(自然环境特点、
环境敏感程度、环境质量现状及社会经济情况
等)。
③ 国家和地方政府所颁布的有关法规(包括环
境质量标准和污染物排放标准)。
二、环境影响大纲的编写
评价大纲包括的内容:
①总则。包括评价任务的由来,编制依据,控
制污染和保护环境的目标,采用的评价标准,
评价项目及其工作等级和重点等。
②建设项目概况。
③拟建项目地区环境简况。
④ 建设项目工程分析的内容与方法。
⑤环境现状调查:根据已确定的各评价项目工
作等级、环境特点和影响预测的需要,尽量详
细地说明调查阐述、调查范围及调查的方法、
时期、地点、次数等。
⑥环境影响预测与评价建设项目的环境影响:
包括预测方法、内容、范围、时段及有关参数
的估值方法,对于环境影响的综合评价,应说
明拟采用的评价方法。
⑦评价工作成果清单:包括拟提出的结论和建
议的内容。
⑧评价工作组织、计划安排。
⑨经费概算。
三、区域环境质量现状调查和评价
区域环境质量现状调查的目的 是为了掌握
环境质量现状或本底,为环境影响预测、评价
和累积效应分析以及投产运行进行环境管理提
供基础数据。1、环境调查的一般原则
调查范围,调查范围应大于评价区域,特别是
对评价区域边界以外的附近地区,若遇有重要
的污染源时,调查范围应适当放大。
资料收集,应首先立足于现有资料,若现有资
料不能满足要求时,再进行现场调查或测试。
调查深度:与评价项目密切相关的的部分全面
而详细,尽可能定量化;对不能用定量数据表
达的的内容,应做出详细的说明。
2、环境调查的方法
3、环境现状调查内容
①地理位置;
②地貌、地质和土壤情况,水系分布和水文
情况,气候与气象;
③矿藏、森林、草原、水产和野生动植物、
农产品、动物产品等情况;
④大气、水、土壤等的环境质量现状;
⑤环境功能情况(特别注意环境敏感区)及
重要的政治文化设施;
⑥社会经济情况;
⑦人群健康状况及地方病情况;
⑧其它环境污染和破坏的现状资料。
四、环境影响预测
1、预测的原则
预测的范围、时段、内容及方法应按相应
评价工作等级、工程与环境的特性、当地的环
境要求而定。同时应考虑预测范围内,规划的
建设项目可能产生的环境影响。
2、预测阶段和时段
预测建设项目的建设阶段、生产运营阶段、
服务期满或退役阶段和冬、夏两季或丰、枯水
期两个时段(对各种不利条件如事故排放下的
影响也应预测)。
3、预测的范围和内容
预测范围应等于或略小于现状调查的范围,
预测点的位置和数量除应覆盖现状监测点外,
还应根据工程和环境功能要求而定 。
预测的内容依据评价工作等级、工程与环
境特征及当地环保要求而定,既要考虑建设项
目对自然环境的影响,也要考虑对社会和经济
的影响;既要考虑污染物在环境中的污染途径,
也要考虑对人体、生物及资源的危害程度。
五、环境影响评价报告书的编制
1、环境影响报告书的编写原则
( 1) 报告书应该全面、客观、公正,概括地
反映环境影响评价的全部工作,重点评价项目
可另编分项报告书主要技术问题可另编专题报
告书。
( 2) 文字应简洁、准确,图表要清晰,论点
要明确。大项目可分为总报告和分报告 (或附
件 )。
2、环境影响报告书编制的基本要求
( 1) 环境报告书总体编排结构:应符合, 建
设项目环境保护条例, 的要求,内容全面,重
点突出,实用性强。
( 2)基础数据可靠:
( 3)预测模式及参数选择合理:
( 4)结论观点明确、客观可信:
( 5)语句通顺、条理清楚、文字简练、篇幅不
宜过长:
( 6)环境影响报告书中应有评价资格证书:
3、环境影响报告书的编制要点
( 1)总论
①环境影响报告书的由来:说明建设项目立项始
末,批准单位及文件,评价项目的委托,完成评
价工作概况。
②编制环境影响报告书的目的:结合评价项目的
特点,阐述报告书的编制目的。
③ 编制依据,a,评价委托合同或委托书; b,建
设项目建议书的批准文件或可行性研究报告的
批准文件; c., 建设项目环境保护管理条例,
及地方环保部门为贯彻此办法而颁布的实施细
则或规定;建设项目的可行性研究报告或设计
文件;评价大纲及批准文件。
④评价标准:包括环境质量标准和排放标准,
并要说明执行标准的哪一类或哪一级。
⑤评价范围;列出评价范围并简述评价范围确
定的理由,给出评价范围的评价地图。
⑥控制及保护目标:应指出建设项目中有否需
特别加以控制的污染源,有否需要重点保护的
目标。
( 2)建设项目概况:
①建设规模:包括建设项目的名称、建设性质、厂
址的地理位置、产品、产量总投资、利税、、资金
回收年限、占地面积、土地利用情况、建设项目平
面布置(附图)、职工人数、全员劳动生产率。对
扩建、改建项目,应说明原有规模。
②生产工艺简介:按产品生产方案分别介绍,从原
料的投入,经多少次加工,加工的性质,排放出什
么污染物及数量,最终产品。应给出生产工艺流程
图和重要的化学反应方程式。
应说明生产工艺的先进性。对扩建、改建项目,
还应对原有的生产工艺、设备及污染防治措施进行
分析。
③ 原料、燃料及用水量:应给出原料、燃料的组
成成分及百分含量,列出原料、燃料及用水量的
年、月、日、时的消耗量表,最好给出物料平衡
图和水量平衡图。
④污染物排放量清单:列出各污染源排放的污染
物种类、数量、排放方式和排放去向。对扩建、
技改项目,还应列出技改、扩建前后的污染物排
放量清单。
⑤建设项目采取的环保措施:说明建设项目拟采
用的治污方案、工艺流程、主要设备、处理效果、
排放是否达标,投资及运转费等。
⑥工程影响环境因素分析。根据污染物排放情况
及环境背景状况,分析污染物可能影响环境的各
个方面,将其主要影响作为预测的重要内容。
( 3)环境现状(背景)调查
①自然环境调查
a.评价区的地形、地貌、地质概况。
b,评价区的水文及水文地质情况。
c,气象与气候。
d,土壤及农作物。
e,森林、草原、水产、野生动物、野生植物、
矿藏资源等情况。
② 社会环境调查
a,评价区内的行政区划,人口分布,人口密度、
人口职业构成与文化构成。
b,现有工矿企业的分布情况
② 社会环境调查
c,文化教育概况。
d,人群健康及地方病情况。
e,自然保护区、风景游览区、名胜古迹、温泉、疗
养区以及重要政治文化设施。
③ 评价区大气环境质量现状调查:应给出大气监测
点的位置(附监测点布置图)及布点理由,监测项
目及选择理由,监测天数、每天监测次数、时段,
采样仪器、方法及分析方法等。
④ 地面水环境质量现状调查:给出监测断面的地理
位置,每个监测断面的采样点数目及位置,监测项
目及选择理由监测天数、每天采样次数。同时测量
河流水文参数(水文、流速、流量、河宽、河深)。
⑤ 地下水现状调查:给出地下水监测点的位置、监
测项目、分析方法、采样时间及次数,指出地下水
是潜水还是承压水。
⑥ 土壤及农作物现状调查:给出评价地区的土壤类
型、分布状况及土地利用情况。给出监测点的位置
、采样方法、监测项目、分析方法。
⑦ 环境噪声现状调查:给出环境噪声监测点的位置
、监测时间、监测仪器、监测方法、气象条件、监
测点处的主要噪声源。
⑧ 评价区内人体健康及地方病调查:给出人体健康
调查的区域,调查人数,性别、年龄、职业构成、
体检项目、检查方法、调查结果的数理统计,污染
区与对照区的比较分析等。
⑨ 其它社会、经济活动污染、破坏环境现状调查。
( 4)污染源调查与评价
①建设项目污染源预估
②评价区内污染源调查与评价
( 5)环境影响预测与评价
①大气环境影响预测与评价
②水环境影响预测与评价
③噪声环境影响预测与评价
④土壤及农作物环境影响分析
⑤对人群健康影响分析
⑥振动及电磁波的环境影响分析
⑦对周围地区的地质、水温、气象可能产生的影
响。
( 6)环保措施的可行性分析及建议
①大气污染防治措施的可行性分析与建议
②废水治理措施的可行性分析与建议
③对废渣处理与处置的可行性分析
④对噪声、振动等其他污染控制措施的可行性分
析
⑤对绿化措施的评价及建议
⑥环境监测制度建议
( 7)环境影响经济损益简要分析
①建设项目的经济效益
a,建设项目的直接经济效益,利税、资金回收
年限、贷款偿还期
b,建设项目的产品为社会其它部门带来的经济效
益
c,环保投资及运转费
② 建设项目的环境效益
建设项目建成后使环境恶化,对农、林、牧、
渔业造成的经济损失及污染治理费用。环保副产
品收益,环境改善效益
③ 建设项目的社会效益
建设项目的产品满足社会需要,促进生产和
人民生活的提高,促进当地经济、文化的进步,
增加就业机会等
( 8)结论及建议
①评价区的环境质量
②污染源评价的主要结论,主要污染源及主要
污染物
③建设项目对评价区环境的影响
④环保措施可行性分析的主要结论及建议
⑤从三个效益统一的角度,综合提出建设项目
的选址、规模、布局等是否可行。建议应包括
各节中的主要建议
( 9)附件、附图及参考文献
①附件:建设项目建议书及其批复,评价大纲
及其批复
②附图:只在图表特别多的报告书中另行编附
图分册
③参考文献:作者、文献名称、出版单位、版
次、出版日期等
相关资料 1
相关资料 2
增加说明部分:污染源调查与工程分析
一、污染源调查
1、工业污染源调查
2、生活污染源调查
3、农业污染源调查
4、其他污染源(交通污染源、噪声污染源等)
调查
二、调查程序及方法
1、详查与普查
2、污染源排放量的取定
a,物料衡算法 b,经验(系数)计算法 c,实
测法
二、工程分析
工程分析是分析建设项目影响环境的因素,
其主要任务是通过工程全部组成、一般特征和
污染特征的全面分析,从项目总体上纵观开发
建设活动与环境全局的关系,同时从微观上为
环境影响评价工作提供评价所需基础数据。
“工程分析”专题的作用, 1,为项目决策提供
依据,工程分析从环保角度对项目建设性质、
产品结构、生产规模、原料路线、工艺技术、
能源结构、技术经济指标、总图布置方案、占
地面积等做出分析意见。若发现不符合有关政
策、法规规定时,亦可直接作出结论。
2,弥补“可行性研究报告”对建设项目产污
环节和源强估算的不足,为环境影响评价工作
提供评价所需基础数据 。
3,为环保设计提供优化建议,通过工程分析
对生产工艺进行优化论证,并提出符合清洁生
产要求的生产工艺建议;指出工艺设计上应该
重点考虑的防污减污问题;对环保措施方案中
拟选工艺、设备及其先进性、可靠性、实用性
提出剖析意见,为优化环保设计作指导。
4,为项目的环境管理提供建议指标和科学依
据。
工程分析应遵循的技术原则
1、体现政策性;
2、具有针对性;
3、应为各评价专题提供定量而准确的基础资料;
4、应从环保角度为项目的选址、工程设计提出
优化建议。
工程分析的方法
1,类比法, 类比法是利用与拟建项目类型相同
的现有项目的设计资料或实测数据进行工程分
析的常用方法 。为提高类比数据的准确性,应
充分注意分析对象与类比对象之间的相似性 。
(1)工程一般特征的相似性 所谓一般特征包
括建设项目的性质、建设规模、车间组成、产
品结构、工艺路线、生产方法、原料、燃料来
源与成分、用水量和设备类型等。
(2)污染物排放特征的相似性 包括污染物
排放类型、浓度、强度与数量,排放方式与去
向,以及污染方式与途径等。
(3)环境特征的相似性 包括气象条件、地貌
状况、生态特点、环境功能以及区域污染情况
等方面的相似性。因为在生产建设中常会遇到
这种情况,即某污染物在甲地是主要污染因素,
在乙地则可能是次要因素,甚至是可被忽略的
因素。
类比法也常用单位产品的 经验排污系数 去
计算污染物排放量。但是采用此法必须注意,
一定要根据生产规模等工程特征和生产管理以
及外部因素等实际情况进行必要的修正。
2,物料衡算法
物料衡算法 是用于计算污染排物放量的常
规方法。此法 的基本原则是遵守质量守恒定律,
即在生产过程中投入系统的物料总量必须等于
产出的产品量和物料流失量之和 。其计算通式
如下:
∑G投入 = ∑G产品 + ∑G流失
式中
∑G投入 ——投入系统的物料总量;
∑G产品 ——产出产品总量;
∑G流失 ——物料流失总量。
当投入的物料在生产过程中发生化学反应
时,可按下列总量法或定额法公式进行衡算。
①总量法公式
∑G排放 = ∑G投入 - ∑G回收 - ∑G处理 -
∑G转化 - ∑G产品
式中
∑G投入 ——投入物料中的某污染物总量;
∑G产品 ——进入产品结构中的某污染物总量;
② 定额法公式
A= AD× M
AD= BD- (aD+ bD- cD+ dD)
式中
A——某污染物的排放总量;
AD——单位产品某污染物的排放定额;
M——产品总产量;
∑G转化 ——生产过程中被分解、转化的某污染
物的总量;
∑G处理 ——经净化处理掉的某污染物总量;
∑G回收 ——进入回收产品中的某污染物总量;
∑G排放 ——某污染物的排放量。
BD——单位产品投入或生成的某污染物量;
aD——单位产品中某污染物的含量;
bD——单位产品所生成的副产物、回收品中某
污染物的含量;
cD——单位产品分解转化掉的污染物量;
dD——单位产品被净化处理掉的污染物量。
采用物料衡算法计算污染物排放量时,必
须对生产工艺、化学反应、副反应和管理等情
况进行全面了解,掌握原料、辅助材料、燃料
的成分和消耗定额。但是由于此法的计算工作
量较大,所得结果偏小,所以在引用时应注意
修正。
3,资料复用法
此法是利用同类工程已有的环境影响报告
书或可行性研究报告等资料进行工程分析的方
法。虽然此法较为简便,但所得数据的准确性
很难保证,所以只能在评价工作等级较低的建
设项目工程分析中使用。
工程分析的工作内容
工程分析的工作内容,原则上是应根据建
设项目的工程特征,包括建设项目的类型、性
质、规模、开发建设方式与强度、能源与资源
用量、污染物排放特征,以及项目所在地的环
境条件来确定。
对于环境影响以污染因素为主的建设项目
来说,其工作内容通常包括下列六部分。
1、工程概况
(1) 工程一般特征简介 工程一般特征简介主
要是介绍项目的基本情况,包括工程名称、建
设性质、建设地点、项目组成、建设规模、车
间组成、产品方案、辅助设施、配套工程、储
运方式、占地面积、职工人数、工程总投资及
发展规划等,附总平面布置图 。
(2) 物料及能源消耗定额 包括主要原料、辅
料、材料、助剂、能源(煤、焦、油、气、电
和蒸汽)以及用水等的来源、成分、和消耗量。
(3) 主要经济技术指标 包括产率、效率、转
化率、回收率和放散率等。
2,工艺路线与生产方法及产污环节 用形象
流程图的方式说明生产过程,同时在工艺流程
中表明污染物的产生位置和污染物的类型,必
要时列出主要化学反应和副反应式。
3,污染源源强分析与核算
(1) 污染物分布及污染物源强核算 污染源分
布和污染物类型及排放量是各专题评价的基础
资料,必须按 建设过程、生产过程和服务期满
后 (退役期 )三个时期,详细核算和统计,力求
完善。因此,对于污染源分布应根据已经绘制
的污染流程图,并按排放点编号,标明污染物
排放部位,然后列表逐点统计各种因子的排放
强度、浓度及数量。
废气:可按点源、面源、线源进行核算,说明
源强、排放方式和排放高度及存在的有关问题。
废渣:应说明有害成分、溶出物浓度、数量、
处理和处置方式和贮存方法。
废水:应说明种类、成分、浓度、排放方式、
排放去向。
废液,应说明种类 (按, 固体 废物污染环境防
治法, 进行分类 )、成分、浓度、处置方式和去
向等有关问题。
噪声和放射性:应列表说明源强、剂量及分布。
统计方法应以车间或工段为核算单元,对
于泄漏和放散量部分,原则上要求实测,实测
有困难时,可以利用年均消耗定额的数据进行
物料平衡推算。
(2)新建项目污染物源强 在统计污染物排放量
的过程中,对于新建项目要求算清两本账,一本
是工程自身的污染物设计排放量 ; 另一本则是按
治理规划和评价规定措施实施后能够实现的污染
物削减量 。 两本账之差才是评价需要的污染物量
终排放量 。
(3)改扩建项目和技术改造项目污染物源强 对于
改扩建项目和技术改造项目的污染物排放量统计
则要求算清三本账,第一本账是改扩建与技术改
造前现有的污染物实际排放量 ; 第二本账是改扩
建与技术改造项目按计划实施的自身污染物排放
量 ; 第三本账是实施治理措施和评价规定措施后
能够实现的污染削减量 。 三本账之代数和方可作
为评价后所需的最终排放量。
(4)通过物料平衡计算污染源强 依据质量守
恒定律,投入的原材料和辅助材料的总量等于
产出的产品和副产物以及污染物的总量。通过
物料平衡,可以核算产品和副产品的产量,并
计算出污染物的源强。
说明, 物料平衡的种类很多,有以全厂物料的
总进出为基准的物料衡算, 也可针对具体的装
置或工艺进行的物料平衡,比如在合成氨厂中,
针对氨进行的物料平衡,称为氨平衡。在环境
影响评价中,必须根据不同行业的具体特点,
选择若干有代表性的物料进行物料平衡。
(5)水平衡 水平衡是建设项目所用的新鲜水总
量加上原料带来的水量等于产品带走的水量、
损失水量、排放废水量之和。可以用下式表达:
Qf十 Qr= Qp+ Ql+ Qw
式中
Qf——新鲜水总量;
Qr——原料带来的水量;
Qp——产品带走的水量;
Ql ——生产过程损失水量;
Qw——排放废水量。
(6)无组织排放源的统计 无组织排放是指生产
装置在生产运行过程中污染物不经过排气筒 (管 )
的无规则排放,表现在生产工艺过程中具有弥
散型的污染物的无组织排放,以及设备、管道
和管件的跑冒滴漏,在空气中的蒸发、逸散引
起的无组织排放 。
(7)风险排污的源强统计及分析 风险排污包括
事故排污 和 非正常工况排污 两部分 。
① 事故排污的源强统计应计算事故状态下的污
染物最大排放量,作为风险预测的源强。事故
排污分析应说明在管理范围内可能产生的事故
种类和频率,并提出防范措施和处理方法 。
② 非正常工况排污是指工艺设备或环保设施达
不到设计规定指标的超额排污,因为这种代表
长期运行的排污水平,所以在风险评价中,应
以此作为源强。 非正常工况排污还包括设备检
修、开车停车、试验性生产等 。此类异常排污
分析都应重点说明异常情况的原因和处置方法。
4,清洁生产水平分析
重点比较建设项目与国内外同类型项目按
单位产品或万元产值的排放水平,并论述其差
距。
例如:
一些项目要做专题分析 (参见清洁生产评价 )
对废气排放,应按能源政策评述其合理性,对
其中的可燃气体应说明回收利用的可行性。
对于废水排放,应通过水量平衡,并按资源利
用和环保技术政策评述一水多用或循环利用有
关参数的合理程度。
对于废渣,要求根据其性质、组成,综述其综
合利用的前景。
5,环保措施方案分析
(1)分析建设项目可行性研阶段环保措施方案,
并提出进一步改进的意见
根据建设项目产生的污染物特点,充分调查同
类企业的现有环保处理方案,分析建设项目可行性
研阶段所采用的环保设施的先进水平和运行可靠程
度,并提出进一步改进的意见。
(2)分析污染物处理工艺有关技术经济参数的合
理性
根据现有的同类环保设施的运行技术经济指标,
结合建设项目环保设施的基本特点,分析论证建设
项目环保设施的技术经济参数的合理性,并提出进
一步改进的意见。
(3)分析环保设施投资构成及其在总投资中占有
的比例
汇总建设项目环保设施的各项投资,分析其投
资结构,并计算环保投资在总投资中所占的比例,
并提出进一步改进的意见。
6,总图布置方案分析
(1)分析厂区与周围的保护目标之间所定卫生防
护距离和安全防护距离的保证性
参考国家的有关安全防护距离规范,分析厂
区与周围的保护目标之间所定防护距离的可靠性,
合理布置建设项目的各构筑物,充分利用场地。
(2)根据气象、水文等自然条件分析工厂和车间
布置的合理性
在充分掌握项目建设地点的气象、水文和
地质资料的条件下,认真考虑这些因素对污染
物的污染特性的影响,尽可能有良好的气象、
水文和地质等自然条件,减少不利因素,合理
布置工厂和车间。
(3)分析村镇居民拆迁的必要性
分析项目所产生的污染物的特点及其污染
特征,结合现有的有关资料,确定建设项目对
附近村镇的影响,分析村镇居民拆迁的必要性。
7,补充措施与建议
(1)关于合理的产品结构与生产规模的建议
合理的产品结构和生产规模可以有效地降
低单位污染物的处理成本,提高企业的经济效
益,有效地降低建设项目对周围环境的不利影
响。
(2)优化总图布置的建议
充分利用自然条件,合理布置建设项目中
的各构筑物,可以有效地减轻建设项目对周围
环境的不良影响,降低环境保护投资。
(3)节约用地的建议
根据各个构筑物的工艺特点和结构要求,
做到合理布置,有效利用土地。
(4)可燃气体平衡和回收利用措施建议
可燃气体排人环境中,不仅浪费资源,而
且对大气环境有不良影响,因此,必须考虑对
这些气体进行回收利用。根据可燃气体的物料
衡算,可以计算出这些可燃气体的排放量,为
回收利用措施的选择,提供基础数据。
(5)用水平衡及节水措施建议
根据用水平衡图,充分考虑废水回用,减
少废水排放。
(6)废渣综合利用建议
根据固体废弃物的特性,选择有效的方法,
进行合理的综合利用。
(7)污染物排放方式改进建议
污染物的排放方式直接关系到污染物对环
境的影响,通过对排放方式的改进往往可以有
效地降低污染物对环境的不利影响。
(8)环保设备选型和实用参数建议
根据污染物的排放量和排放规律,以及排
放标准的基本要求,结合对现有资料的全面分
析,提出污染物的处理工艺和基本工艺参数。
(9)其他建议
针对具体工程的特征,提出与工程密切相
关的、有较大影响的其他建议。
8、工程分析小结
通过工程分析归纳写出小结,其要点包括:
①建设项目在拟选厂址的合理生产规模与产品
结构;
②最佳总图布置方案;
③筛选确定的主要污染源与污染因子;
④主要污染因子的削减与治理措施;
⑤可能产生的事故特征与防范措施建议;
⑥必须确保的环保措施项目和投资;
⑦其他重要建议。
工程分析专题报告
建设项目的工程分析内容和深度,应根据
项目的工程特征、评价工作等级等条件而定。
对于评价等级较高的大中型建设项目,工
程分析内容要求详细;
规模较小的工程或单独一、两个车间的改
扩建项目以及污染影响较为简单的建设项目,
其工程分析的内容和深度可以结合实际情况予
以简化 。
1、污染影响型大中型建设项目工程分析专题报
告的编写要点
1 工程概况
1.1 工程名称、建设性质、建设地点
1.2 建设规模及产品方案
1.2.1 改扩建工程的原有生产规模和产品品种
1.2.2 新建工程的生产规模和产品品种
1.2.3 项目组成 (包括主体工程、辅助工程、配套
工程、公用工程,对于改、扩建项目应分别列
出原有项目组成和改、扩建项目组成 )
1.2.4 发展规划
1.3 工艺路线和生产方法 (一定包括污染物产生、
排放内容,并附污染物排放点的形象工艺流程
图 )
1.3.1 原有工艺流程 (侧重表达污染物产生、排放
过程 )
1.3.2 新、改、扩建工程流程 (包括污染物产生和
排放流程 )
1.4 工厂占地面积及厂区总平面布置 (附总平面
布置图 )
1.5 劳动组织及定员
1.6 工程总投资及环保投资
1.7 原料、辅助原料、助剂、燃料的来源、化学
成分消耗,定额及总用量及储运方式
1.8 能源消耗及用水量
1.8.1 供电来源及总负荷
1.8.2 供热方式及总用量
1.8.3 供水方式及用量 (按供水、循环水分别列出 )
1.9 环保设计方案概述
2 污染源及统计分析
2.1 污染源分布及污染物排放量统计
2.1.1 污染源分布 (噪声和放射性附源点分布图 )
2.1.2 改扩建前的污染物排放量统计
2.1.3 新、改、扩建后的污染物排放量统计
2.1.4 环保和评价建议实施后污染物削减量统计
2.1.5 新、改、扩建后的污染物排放总量及增减
变化分析
2.2 污染源结构和排放方式分析
2.3 清洁生产水平分析
2.4 事故分析
3 环保措施方案分析
4 总图布置方案分析
5 补充措施及建议
6 工程分析小结
2、环境破坏型大型水利水电建设项目工程
分析专题报告的编写要点
1 工程概况
1.1 工程名称及地理位置 (附地理位置图 )
1.2 工程规模及项目组成
1.3 工程占地面积及总平面布置 (附总平面布置
图 )
1.4 蓄水位高度及水库控制流域面积
1.5 水库淹没范围、面积和拆迁、移民数量,以
及安置方式
1.6 水库运用方式及灌溉面积
1.7 主要工程量
1.8 工程总投资及环保投资
2 主要技术指标
2.1 正常高水位 (同校核洪水位 )
2.2 天然河道常年水位
2.3 设计年限一遇洪水位
2.4 设计死水位
2.5 设计回水长度
2.6 水库面积和总库容
2.7 拦沙库容
2.8 长期有效库容
2.9 校核洪水最大泄量
2.10 死水位泄洪能力
2.11 防洪限制泄量
2.12 主坝坝型、坝顶高程、坝顶长度、坝顶宽
度和坝高
2.13 截渗墙型式、截渗深度
2.14 导流洞数量、洞径、长度、衬砌材料、进
口高程及泄流能力
2.15 泄洪洞数量、长度、消能方式、衬砌材料、
进口高程、进流能力
2.16 排沙洞数量、洞径、长度、衬砌、进口高
程及泄流输沙能力
2.17 电站装机台数、单机容量及年发电量
2.18 发电引水洞条数、洞径、进口高程、衬砌
材料及水引能力
2.19 调压塔型式、塔径和塔高
2.20 溢洪道型式、进口堰高、堰孔数量及孔宽、
泄槽宽、泄槽长、最大泄流能力
2.21 垭口坝型式、坝高、坝长、体积及材料
2.22 土石方总量及取采土地点
2.23 灌溉引水量
2.24 灌溉面积
2.25 灌溉回水量
3 流域污染源分布及污染物统计
3.1 流域污染源分布 (附分布图 )
3.2 工业污染物统计
3.3 农业污染物统计 (包括灌溉回水带入量 )
3.4 生活污染物统计
3.5 发电尾水水质和水温
4 流域水利水电发展规划 (附图 )
5 坝下保证流量、水库淹没面积、蓄水高度与
控制流域面积、水库运用方式等工程特征参数,
对生态环境可能造成的问题分析 (采用类比法 )
6 气候、地震、山体滑坡
7 环境保护措施方案分析
8 补充措施与建议
9 工程分析小结
3、交通运输类 (铁路与公路 )建设项目工程分析
专题报告的编写要点
1 工程名称及线、站地理位置 (附地理位置图 )
2 工程地理环境 (自线路中心至两侧各 200m区域 )
2.1 沿线地貌
2.2 地质构造及路基土质
2.3 气候
2.4 水文
2.5 地震
3 工程规模及项目组成
3.1 线路长度
3.2 桥梁座数及结构
3.3 洞道数及结构
3.4 隧道座数及结构
3.5 车站个数及配套工程 (铁路建设项目中若配
套工程较多时,此项应按工业类建设项目的工程
分析提要进行编写 )
4 主要技术指标
4.1 计算行车速度,km/ h
4.2 路基宽度,m
4.3 行车道宽度或轨距,m
4.4 路基桥涵设计洪水频率
4.5 纵曲线最小半径,m
4.6 平曲线最小半径,m
4.7 最大纵坡度,%
4.8 最小停车视距,m
4.9 路面标准
5 主要工程量
5.1 路基土石方量,m3
5.2 桥、涵、隧道土石方量,m3
5.3 建筑工程,m3
5.4 混凝土浇灌量,m3
5.5 防护工程,m3
5.6 概算总投资额和环保投资比例
6 工程用地
6.1 用地种类 (耕地和非耕地 )及面积
6.2 取、弃土地点及破坏土地面积、水土保持措
施
6.3 居民及建筑物拆迁数量及安置方式
6.4 植被破坏面积及砍伐林木种类与数量
7 污染源分布及污染物统计
7.1 预测交通量 (按规划年度列表标明交通量 (辆
/日 )及平均增长率 )
7.2 噪声源强及污染物排放量 (按车型和交通量
计算,铁路工程的站、场、段排放的污染物应
按工业类建设项目的要求进行核算 )
8 评价区段及典型站点的选择
8.1 沿途影响对象 (列表标出名称、规模、敏感
程度和距路边的距离 )
8.2 评价区段及典型站点的确定 (根据以点为主,
点线结合的原则从上述影响对象中选出需要评
价的区段和站点,并列表说明名称、位置及被
选理由 )
9 环境保护措施方案分析
10 补充措施与建议
11 工作分析小结
第一节 环境影响识别方法
第三章 环境影响评价方法与技术
环境影响,指人类活动(经济活动、政治活动
和社会活动)导致的环境变化以及由此引起的
对人类社会的效应。
环境影响识别,就是要找出所有受影响(特别
是不利影响)的环境因素,以使环境影响预测
减少盲目性,环境影响综合分析增加可靠性,
污染防治对策具有针对性。
一、环境影响识别的基本内容
1.环境影响因子识别
环境影响因子的选择应根据工程的组成、
特性及其功能,结合工程影响地区的特点,从
自然环境和社会环境两个方面,选择需要进行
影响评价的环境因子。
自然环境影响 包括对地质地貌、水文、气候、
地表水质、空气质量、土壤、草原森林、陆生
生物与水生生物等方面的影响;
社会环境影响 包括对城镇、耕地、房屋、交通、
文物古迹、风景名胜、自然保护区、人群健康
以及重要的军事、文化设施等方面的影响。
① 尽可能地精练,并能反映评价对象的主要环
境影响和充分表达环境质量状态,以及便于监
测和度量;
② 选出的因子应能组成群,并构成与环境总体
结构相一致的层次,在各个层次上将环境影响
全部识别出来。
③ 项目的建设阶段、生产运行阶段和服务期满
后对环境的影响内容是各不相同的,因此有不
同的环境影响识别表。
入选环境因子的原则:
2.环境影响程度识别
工程建设项目对环境因子的影响程度可用
等级划分来反映,按有利影响与不利影响两类
分别划级。
(1)不利影响:常用负号表示,按环境敏感度划
分。例如可划分极端不利、非常不利、中度不
利、轻度不利、微弱不利等 5个等级。
① 极端不利:外界压力引起某个环境因子无法替代、
恢复与重建的损失,此种损失是永远的,不可逆的。
如使某濒危的生物种群或有限的不可再生资源遭受
绝灭威胁,对人群健康有致命的危害以及对独一无
二的历史古迹造成不可弥补的损失等。
② 非常不利:外界压力引起某个环境因子严重而长
期的损害或损失,其代替、恢复和重建非常困难和
昂贵,并需很长的时间。如造成稀少的生物种群或
有限的、不易得到的可再生资源严重损失,对大多
数人健康严重危害或者造成相当多的人群经济贫困。
③ 中度不利:外界压力引起某个环境因子的损害或
破坏,其替代或恢复是可能的,但相当困难且可能
要较高的代价,并需比较长的时间。如对正在减少
或有限供应的资源造成相当损失,对当地优势生物
种群的生存条件产生重大变化。
④ 轻度不利:外界压力引起某个环境因子的轻微损
失或暂时性破坏,其再生、恢复与重建可以实现,
但需要一定的时间。⑤ 微弱不利:外界压力引起某个环境因子暂时性破坏或受干扰,此级敏感度中的各项是人类能够忍受
的,环境的破坏或干扰能较快地自动地恢复或再生,
或者其替代与重建比较容易实现。
(2)有利影响:一般用正号表示,按对环境与生
态产生的良性循环,提高的环境质量,产生的
社会经济效益程度而定等级。例如亦可分 5级,
即微弱有利、轻度有利、中等有利、大有利、
特有利。
二、核查表法
核查表法,将可能受开发方案影响的环境因子
和可能产生的影响性质,通过核查在一张表上
一一列出的识别方法,故亦称“列表清单法”,
或“一览表法”。
核查表法虽是较早发展起来的方法,但现
在还在普遍使用,并有多种形式:
(1)简单型清单:仅是一个可能受影响的环境因
子表,不作其他说明,可作定性的环境影响识
别分析,但不能作为决策依据。
(2)描述型清单:比简单型清单多环境因子如何
度量的准则。
(3)分级型清单:在描述型清单基础上又增加对
环境影响程度进行分级。
环境因子识别 例表
第二节 环境影响预测方法
① 以专家经验为主的主观预测方法;
② 以数学模式为主的客观预测方法:分为黑箱、
灰箱 (用统计、归纳的方法在时间域上通过外推
作出预测,称为统计模式 )、白箱 (用某领域内的
系统理论进行逻辑推理,通过数学物理方程求
解,得出其解析解或数值解来作预测,故又可
分为解析模式和数值模式两小类 );
③ 以实验手段为主的实验模拟方法,在实验室
或现场通过直接对物理、化学、生物过程测试
来预测人类活动对环境的影响,一般称为物理
模拟模式。
一、数学模式方法
灰箱模型(半经验、半理论):客观世界中的
许多事物,人们对其已有相当了解,但对其变
化机制的某些方面还未了解清楚。可首先根据
系统各变量之间的物理的、化学的、生物学的
过程,建立起各种守恒或变化关系(白箱),
而在某些了解还不清楚的方面设法参数化(黑
箱),根据输入、输出数据的统计关系确定参
数数值。
环境预测的解析模式的质量:
1,模式推导过程中所用的假设条件以及尺度分
析 。原型与模式在以上因素存在差异,是模式
质量 (误差 )的主要决定因素 (来源 )。
2,模式参数 (如扩散参数 )的确定 。模式参数可
以采用类比的方法、数值试验逐步逼近的方法、
现场测定的方法和物理实验的方法进行确定。
比如示踪剂测定法、照相测定法、平衡球测定
法与风洞、水渠实验方法等。由于所得模式参
数与原型中的实际参数是有差别的,此差别构
成模式质量问题的又一重要因素。
3,输入数据的质量 。包括源、汇项数据 (如源、
汇强度 )、环境数据 (如风速、水速、气温、水
温 )以及用于模式参数确定的原始测量数据 (如
监测数据 )的质量。这些数据必须经过严格的
质量把关检查。
以上三项误差的存在,决定了环境预测结
果的误差或不确定性。一般严格的环境影响预
测,要求有这方面的讨论,以让决策者对预测
结果有一个比较全面的认识。
二、物理模拟预测方法
物理模拟方法:应用物理、化学、生物等方法
直接模拟环境影响问题的方法通称为物理模拟
方法,属实验物理学研究范畴。
最大特点:采用实物模型(非抽象模型)来进
行预测。
方法的关键:原型与模型的相似(几何相似、
运动相似、热力相似、动力相似)。
(1)几何相似:就是模型流场与原型流场中的地
形地物(建筑物、烟囱)的几何形状、对应部
分的夹角和相对位置要相同,尺寸要按相同比
例缩小。几何相似是其他相似的前提条件。
(2)运动相似:就是模型流场与原型流场在各对
应点上的速度方向相同,并且大小(包括平均
风速与湍流强度)成常数比例。即风洞模拟的
模型流场的边界层风速垂直廓线、湍流强度要
与原型流场的相似。
(3)热力相似:就是模型流场的温度垂直分布要
与原型流场的相似。
物理模拟的主要测试技术有:
(1)示踪物浓度测量法:原则上野外现场示踪
试验所用的示踪物和测试、分析方法在物理模
拟中同样可以使用。
(2)光学轮廓法:对物理模拟形成的污气流、
污气团、污水流、污水团按一定的采样时段拍
摄照片(或录像),所得资料处理方法与野外
资料处理方法相同。
(4)动力相似:就是模型流场与原型流场在对应
点上受到的力要求方向一致,并且大小成常数
比例。
三、对比法与类比法
1.对比法:通过对工程兴建前后,对某些环境
因子影响机制及变化过程进行对比分析。
2.类比法:即一个未来工程(或拟建工程)对
环境的影响,可以通过一个已知的相似工程兴
建前后对环境的影响订正得到。
四、专业判断法(专家咨询法)
最简单的咨询法是召开专家会议,通过组
织专家讨论,对一些疑难问题进行咨询,在此
基础上作出预测。较有代表性的专家咨询法是
特尔斐法 (Delphi)。
专家评价法有以下几个特点:
1.专家评价法的最大特点在于对某些难以用
数学模型定量化的因素,例如,社会政治因素
可以考虑在内。
2.在缺乏足够统计数据和原始资料的情况下,
可以作出定量估计。
3,某些因果关系太复杂,找不到适当的预测
模型;
4,或由于时间、经济等条件限制,不能应用
客观的预测方法,此时只能用主观预测方法。
值得指出的是,现代的专家评估方法与古老的
直观的评估法,不是简单的历史重复,而是有质的
飞跃,它们之间有截然不同的特点,其中较突出的
有:
(1)已经形成一套如何组织专家,充分利用专家们
的创造性思维进行评价的理论和方法;
(2)不是依靠一个或少数专家,而是依靠专家集体
(包括不同领域的专家),这样可以消除个别专家
的局限性和片面性。根据数理统计中的大数定律可
知,如果几个专家的评估值为独立分布的随机变量
时,只要 n 足够大,其评估的算术平均值就可以逼
近数学期望值。
(3)现代的专家评价法是在定性分析基础上,以打
分方式作出定量评价。
第三节 环境影响综合评价方法
所谓“环境影响综合评价”是按照一定的
评价目的,把人类活动对环境的影响从总体上
综合起来,对环境影响进行定性或定量的评定。
一、指数法
环境现状评价中常采用能代表环境质量好
坏的环境质量指数进行评价。具体有单因子指
数评价、多因子指数评价和环境质量综合指数
评价等方法。
1.普通指数法
单因子法,先引人环境质量标准,然后对评价
对象进行处理,通常就以实测值 (或预测值 )C与
标准值 Cs的比值作为其数值:
P = C/Cs
单因子指数法用于分析该环境因子的达标
(Pi<1)或超标 (Pi>1)及其程度。
综合指数法,如大气环境影响分指数、水体环
境影响分指数、土壤环境影响分指数、总的环
境影响综合指数等:
11
nm
ij
ij
PP
??
? ??
式中,i—表示第 i个环境要素; n—环境要素总
数; j—第 i环境要素中的第 j环境因子; m—第 i
环境要素中的环境因子总数。
ij
ij
si j
cP
c?
以上综合方法是等权综合,即各影响因子
的权重完全相等。
各影响因子权重不同的综合方法可采用如
下公式:
11
11
nm
ij ij
ij
nm
ij
ij
WP
P
W
??
??
?
??
??
或在此基础上再作函数运
算 (为了便于评分 )。
式中,Wij——权重因子,根据有关专门研究或
专家咨询确定。
指数评价方法的作用:
1,可根据 P值与健康、生态影响之间的关系进
行分级,转化为健康、生态影响的综合评价 (如
格林空气污染指数、橡岭空气质量指数、英哈
巴尔水质指数等 )。
2,可以评价环境质量好坏与影响大小的相对程
度 。 采用同一指数,还可作不同地区、不同方
案间的相互比较 。
2.巴特尔指数法
把评价对象的变化范围定为横坐标,把环
境质量指数定为纵坐标,且把纵坐标标准化为
0~ 1,以,0”表示质量最差,,1”表示质量最
好。
二、矩阵法
矩阵法将清单中所列内容,按其因果关系,
系统加以排列。并把开发行为和受影响的环境
要素组一个矩阵,在开发行为和环境影响之间
建立起直接的因果关系,以定量或半定量地说
明拟议的工程行动对环境的影响。
这类方法主要有相关矩阵法、迭代矩阵法
两种。
1.相关矩阵法
将横轴上列出各项开发行为的清单,纵轴
上列出受开发行为影响的各环境要素清单,从
而把两种清单组成一个环境影响识别的矩阵。
原理,因为在一张清单上的一项条目可能与另
一清单的各项条目都有系统的关系,可确定它
们之间有无影响。因而助于对影响的识别,并
确定某种影响是否可能 。当开发活动和环境因
素之间的相互作用确定之后,此矩阵就已经成
为一种简单明了的有用的评价工具了。
2.迭代矩阵法
迭代矩阵法的步骤:
(1) 首先列开发活动 (或工程 )的基本行为清单及
基本环境因素清单。
(2) 将两清单合成一个关联矩阵。把基本行为和
基本环境因素进行系统地对比,找出全部“直
接影响”,即某开发行为对某环境因素造成的
影响 。 (3) 进行“影响”评价,每个“影响”都
给定一个权重 G,区分“有意义影响”和“可忽
略影响”,以此反映影响的大小问题。
(4) 进行迭代。
迭代:就是把经过评价认为是不可忽略的全部
一级影响,形式上当作“行为”处理,再同全
部环境因素建立关联矩阵进行鉴定评价,得出
全部二级影响,… 循此步骤继续进行迭代,直
到鉴定出至少有一个影响是,不可忽略”,其
他全部“可以忽略”为止。
三、图形叠置法(手工叠图及计算机叠图)
图形叠置法的用法,
准备一张画上项目的位置和要考虑影响评
价的 区域和轮廓基图 的透明图片和另一份可能
受影响的当地 环境因素一览表,对 每一种要评
价的因素都要准备一张透明图片, 每种因素受
影响的程度可以用一种专门的黑白色码的阴影
的深浅来表示 。 通过在透明图上的地区给出的
特定的阴影,可以很容易地表影响程度 。把各
种色码的透明片叠置到基片图上就可看出一项
工程的综合影响。不同地区的综合影响差别由
阴影的相对深度来表示。
四、网络法
网络法可以鉴别和累积直接的和间接的影响。
网络法往往表示为树枝状,因此又称为关系树
或影响树。利用影响树可以表示出一项社会活
动的原发性影响和继发性影响。
由于环境是个复杂系统,一个社会活动可能
产生一种或几种环境影响,后者又会依次引起
一种或几种后续条件的变化。
网络法用简要的形式给出了由于某项活动直
接产生和诱发影响的全貌,因此是有用的工具。
然而这种方法只是一种定性的概括,它只能给
出总体的影响程度。
影响树 要求估计事件的 各个分支的单个事件
的发生概率,求出每个分支上各事件的概率的
积,然后再求出活动的总影响 。
影响树的计算方法说
明:图中有两个基本的
社会活动 A和 B。活动
A有两种原发影响,三
种第 2层影响和第 3层影
响;活动 B有两种原发
性影响,四种第 2 层影
响和四种第 3 层影响。
事件影响构成 10个分支。
假设,Pi为分支 i上的事件发生概率,i=1,
2,…, 10
对每种影响 x定义:
M( x)为( +或 -)影响 x的幅度; W( x)为
影响 x的权系数。
M( x)和 W( x)都有一定的值域(如 1~ 10
或 0~ 1)。
影响树给定各分支的影响评分定义为:
∑M( x) W( x)
利用上式,可以求出某分支上所有影响 x的和,
例如对第一分支:
I1=∑M( x) W( x) =M( A1) W( A1) + M
( A11) W( A11) …+M ( A111) W( A111)
由于各种环境影响的发生存在着某种不确定
性,所以要按发生概率来求各分支的权系数,
以修正各分支的评分。所有分支的权系数评分
之和(即所有可能发生的事件的集合)就可以
导出“期望的环境影响评分”,即:
式中,n为影响分支的数目; Ii为第 i个分支的
影响值; Pi为第 i个分支的发生概率。
五、动态系统模拟法
1972年罗马俱乐部以动态的观点综合分析
世界范围内的人口、工农业生产、资源和环境
污染之间的复杂关系,并用数学模式表达出来,
在计算机上进行数学模拟,模拟了 1900到 2100
年的发展过程。研究表明人口、工农业生产、
资源和环境污染之间存在着复杂信息反馈和相
互消长关系。得到以下三个结论:
① 地球环境容量是有限的,人口不能无限制地
增长;
②人口必须从无限制地增长向平衡发展方向转
变,平衡发展的方式、方法可以结合各自的社
会目标选择确定;
③早日开始这种转变,成功的可能性大,所花
代价低,反之则难以成功,代价高。
模式含人工决策控制系统,可运行各种比
较方案。建设项目对环境的影响,就是要分析
它对区域环境这个动态、非平衡系统带来什么
变化,可能使其平衡点偏移到什么程度,我们
应该采取什么对策措施给予补偿,使其对当地
生态平衡影响最小或最有利于建立环境质量优
良的新的生态系统。故动态系统模拟法是很有
发展前途的综合分析方法,但运行要求很高,
需要对社会行为和技术发展做一系列的严格设
定,往往需要花费相当大的人力、物力、财力。
第五章 大气环境影响评价
第一节 大气环境污染与大气扩散
一、大气环境污染
1、大气污染源(种类、污染物排放量与源强)
2、大气污染物(种类、大气组成与空气污染物
成分)
二、大气扩散过程
1、大气湍流
2、大气稳定度与污染
3、影响大气污染的其他因素
第二节 大气环境影响预测
一、大气扩散基本公式
在大气环境影响评价的实际工作中,大气
扩散计算通常以高斯大气扩散公式为主。
高斯模式是一类简单实用的大气扩散模式。
在均匀、定常的湍流大气中污染物浓度满足正
态分布,由此可导出一系列高斯型扩散公式。
实际大气不满足均匀、定常条件,因此一
般的高斯扩散公式应用于下垫面均匀平坦、气
流稳定的小尺度扩散问题更为有效 。
1.连续点源烟流扩散公式
所有连续点源公式,包括应用于各种特殊
条件下的变形公式,仅适合于连续排放扩散物
质且源强恒定的源。
当有风时 (u≥1.5m/ s),可采用烟流扩散公
式。设地面为全反射体:
? ? ? ?
2
(,,,) 2
22
22
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22
,e xp e xp
22
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扩散参数 ζy,ζz通常表示成如下形式:
1
1y x
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最大地面浓度 Cmax及出现距离:
当,z
y
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m a x 2
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22
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当,且
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z
y
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2
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1
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11
2
22
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1
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1 1
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2
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1
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2.有混合层反射的扩散公式
大气边界层常常出现这样的铅直温度分
布:低层是中性层结或不稳定层结,在离地
面几百米到 1—2 km 的高度中存在一个稳定
的逆温层,即 上部逆温,它 使污染物的铅直
扩散受到抑制 。观测表明,逆温层底上下两
侧的浓度通常相差 5—10倍,污染物的扩散
实际上被限制在地面和逆温层底之间 。 上部
逆温层或稳定层底的高度称为混合层高度 (
或厚度),用 h表示。
设地面及混合层全反射,连续点源的烟
流扩散公式如下:
( 1)当 ζz<1.6h
n = - 4 ~ 4 即可达到足够的精度。
( 2)当 ζz>1.6h
浓度在铅直方向已接近均匀分布,可按下式计
算:
? ?
? ? ? ?
2
,,,2
22
22
e x p
22
e x p e x p
22
x y z H
y z y
ee
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C
u
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2
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2
x y H
yy
Qy
C
uh ???
??
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??
3.熏烟扩散公式
高架连续点源排入稳定大气层中的烟流,
在下风向有效源高度上形成狭长的高浓度带。
当低层增温使稳定气层自下而上转变成中性,
或不稳定层结扩展到烟流高度时,使烟流向下
扩散产生熏烟过程,造成地面高浓度。此时在
熏烟高度 zf以下浓度在铅直方向接近均匀分布,
地面浓度计算公式为:
式中:
? ?
2
2,,
2
e xp
22
1
e xp
22
f
f x y z
yfy f f
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( ) /f e zp z H ???
当稳定气层消退到烟流顶高度 hf 时,全部
扩散物质已经向下混合,地面浓度公式为:
例题:
? ?
2
2,,
e x p
22
2, 1 5
f
f x y h
yfy f f
f e z
Qy
C
uh
hH
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??
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4.连续线源公式
连续线源是指连续排放扩散物质的线状源,
其源强处处相等且不随时间变化 。在高斯型模
式中,连续线源等于连续点源在线源长度上的
积分,其浓度公式为:
式中:
Ql——线源源强,其单位为单位时间单位长度
排放的物质量;
f——表示连续点源浓度的函数,可根据源高及
有无混合层反射等情况选择适当的表达式。
? ?,,0
LL
x y z
QC fd l
u
? ?
对直线型线源等简单的情形则有:
(1) 线源与风向垂直:取 x 轴与风向一致,坐标
原点设于线源中点,线源在 y轴上的长度为 2y0。
有地面全反射的浓度公式为:
? ?
2
1
22
,0,0,2
2 1
e x p e x p
2222
p
l
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zz
Q Hp
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????
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0
1
y
y
p
?
?? 02
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y
p
?
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(2) 无限长线源(线源与风成大于 45度角)的
地面浓度公式为:
Φ为线源与风的夹角
? ?
2
,,0,2
2
e x p
22 s i n
l
x y H
zz
Q H
C
u ?? ? ?
??
?? ??
??
5.连续面源公式
源强恒定的面源称为连续面源。对面源扩散
的处理方法主要有虚点源法和积分法等。
虚点源法,设想每个面源单元上风向有一个“虚点
源”,它所造成的浓度效果与对应的面源单元相当。
于是,可以用虚点源的浓度公式计算面源的浓度:
? ?
? ? ? ? ? ?
? ?
? ?
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,,2
22
22
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22
e xp e xp
22
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zz
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x y z
yz x x
y x x x x
ee
z x x z x x
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C
u
z H z H
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????
? ? ?? ? ? ???
? ? ? ???
? ? ? ???
式中:
QA———某面源单元的源强,在虚点源法中,其
单位与连续点源相同;
x,y,z——计算点的坐标,坐标原点位于面源中
心在地面的垂直投影点上;
xy,xz——虚点源向上风向的后退距离。
若有:
L为面源单元的边长。应用同样的原理,
也可以用虚点源计算线源、体源造成的浓度。
11y x ???? 22z x ????
121 / 1 /
12
/ 2, 1 5/ 4, 3
,eyz
HL
xx
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??
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??? ? ? ?
? ? ? ?
6.长期平均浓度公式
长期平均浓度,在几天、几月或一年的长时段内,各
种风向均可能出现。此时表示短时间烟流横向散布的
ζy已不重要,可以用风向频率计算水平浓度公式。
(1)简单的扇形公式:在任意角宽度为 2π/ n 的扇形区
内,连续点源的地面公式是:
式中,f——在所平均的时段内该扇形区风向所占的成
数。
u,ζz———应取平均时段内平均风速和铅直
扩散参数的平均值 (例如,取 D类稳定度的 ζz)。
1 / 21 / 2 2
2
2 e x p
22
e
zz
Hn fQ
C
ux? ? ? ?
????
?? ????
?? ??
(2)联合频率计算公式:在长时间内,不同风速和稳
定度影响浓度的权重并不相等。更精确的计算,应
该按照每一种风向、风速和稳定度的频率加权平均,
此时的浓度公式为:
式中,k,m,l——风向、稳定度和风速等级的下
标;
ck,m,l——在每一个给定风向、稳定度和风
速时的浓度,可取相应的高斯扩散公式计算;
φk,m,l——风向、稳定度和风速的相对联合
频率,即有:
,,,,k m l k m l
k m l
Cc ?? ???
,,1k m l
k m l
? ????
二、实用模拟预测方法
1.模式构成
空气质量模式是以数学方法定量描述大气
污染物从源地到接受地所经历的全过程的一种
手段或工具,其核心部分为大气扩散模式,主
要描写大气对污染物输送、扩散和稀释作用。
污染物在大气中所经历的其他过程,诸如 烟气抬
升, 干、湿沉积 和 化学转化过程 等,则常以某种形式
的过程参数、确定参数的方法或计算公式,以及子模
式的形式从属于大气扩散模式;
另一方面,除大气以外,污染源 和 下垫面 的状况
也会影响污染物在大气中的变化和分布,这些因素及
其影响规律亦必须在空气质量模式中得到恰如其分的
反映。
通常,一个空气质量模式应包括一组以大
气扩散公式为主体的描写各种过程的数学表达
式,一套模式输入参数和确定参数方法,以及
为完成模式计算所需的计算方法和程序:
2.模式类型
按照发展模式的理论途径划分,可将空气质量模式
分为,统计理论模式,K理论 (包括高阶闭合 )模式和相
似理论模式;
按模拟区的范围可分,微尺度 (建筑物尺度 )模式、
局地尺度 (103~ 104m)模式及中、远距离 (10sm以上 )输
送模式。
按照模式的时间尺度划分,短期 (1~ 24h)平均及长
期 (月、季、年 )平均模式。
按照污染源的形态划分,点源、线源、面源、体
源及多源或复合源模式。
着重模拟除了大气的输送和扩散稀释过程以外另
一种过程的模式,如酸雨模式、光化学烟雾模式和干沉
积模式等等 。还有一些则是针对某种特殊气象条件导出
的,像 熏烟型扩散模式 和 热力内边界层扩散模式 等。
实际上大多数模式都可以归入高斯型和数值 (K模
式 )型两大类,许多模式是它们应用于不同场合的变型。
有些模式之间的唯一的实质性差异仅仅在模式输入和
输出方面考虑的细致程度不同而已 。
从对模式的应用需要出发:,法规应用级” 和
“研究级”模式 。
“法规应用级”模式, 指已被国家环境保护管理部门
推荐应用于污染物浓度预测计算的模式。按其精密的
程度 分成两级:“筛选模式”和“精细模式” 。
“筛选模式”:可以用它对某个或某类 特定污染源对
空气质量的影响作偏保守的评价;
“精细模式”:由那些 能够对大气物理和化学过程作
比较精细处理的方法形成。
“研究级”模式, 是指正在进行探索和研究的模式。模
式通常都比较复杂,大多为复杂的数值模式。
就目前空气质量模式的研究和应用状况来看,
“法规应用级”模式大多数仍是高斯型模式,复杂的
数值模式多属“研究级”模式。
3.模式选择
选用空气质量模式通常应当考虑以下几方面的问
题。
(1)污染源及污染物
①污染源的类型:污染源的形态有点源、线源、面源、
体源和它们组成的复合源;按其排放方式可分为瞬时
源、间断源和连续源;其中,又可按排放温度分为热
源和冷源。
②污染物的性质:可分为气态污染物或颗粒物。对后
者,还需了解其粒径分布,估计重力沉降、干沉积与
扩散的相对重要性。此外,还应考虑是保守的或是反
应性污染物、化学转化的重要性等等。
(2)模拟的时空范围及分辨率
①模式区的范围:通常局地空气污染问题以采用高斯
型模式比较适当,即使在复杂下垫面,亦可用它的变
形作为筛选模式使用。
②模拟的时间尺度:大气扩散模式计算的基准时间尺
度为小时平均,其他时段的平均浓度可在小时平均浓
度的基础上逐时 (或按一定的采样间隔 )求和计 算,也
可选用专门的长期平均模式,这类模式包含了按频率
加权的计算方法,通常都是计算效率高的高斯型模式。
③要求的空间分辨率:模式计算浓度的空间分辨率是
一项重要和敏感的指标。在一个孤立点源的下风区,
相距数百米两个接受点的污染物浓度可以有数量级的
差异,即使在污染源分布比较均匀的城市,相距 1 km
监测浓度的差异也常常很大。
(3)模拟区的下垫面特征:下垫面可分为平原乡村、城
市、山区及水陆交界地区等。复杂下垫面上气流复杂,
复杂地形上污染物浓度的空间分布更不均匀,起伏更
大。一般来说,由均匀定常假定导出的高斯模式不再
适用。
(4)对模式效能的要求:空气质量模式应当具备的效能
与前述三方面的条件及要求有密切关系。例如,对局
地空气污染,通常仅需考虑大气的扩散稀释作用,而
对中、远距离问题则还必须考虑污染物的化学转化和
干湿沉积等其他物理化学过程,此时对模式效能将提
出不同的要求。但是,即使对相同的模拟对象,也可
以用简单的参数化方法,给出化学转化速率的方法来
解决,模式使用者仍有一定的选择余地。
总之,由于空气污染问题的复杂性,迫使人们不
得不通过多种途径和手段来研究并建立适合各种特定
条件的空气质量模式。它们的针对性很强,选用时需
要认真加以鉴别。除了以上四方面的问题以外,还应
根据各自的应用目的和条件作更加具体的分析。
模式选择是一个关键的阶段,它常常同时决定了
资料搜集、外场测试等工作的规模,以至总的工作方
向。
4.模式性能评价
实践表明,模式计算结果存在着误差和所谓的
“不确定性”,其中,一部分称为“固有的”,另一
部分称作是“可约束的”。
固有的误差,是指由于湍流活动等不可分辨的细节引
起的不可重复性,进而造成的对总体的平均偏差。
另一类可约束误差则由以下原因造成:
①模式使用的排放源、气象和地形资料的误差;
②模式包括的所有计算公式和参数不合适引起的误
差;
③用来检验模式的浓度实测资料的误差。
由此可见,通过模式选择阶段的各项分析以后只
是选定了“拟用模式”。这个模式对特定的地区和应
用目的是否真正适用,还要经过模式性能评价这一必
不可少的工作程序。当模式预测的结果将直接被用作
环境保护的决策、规划和工程设计的依据时,这项工
作就更加重要,应该通过模式性能评价向环境保护机
构提供模式不确切性的定量分析。 模式性能评价主要
包括模式的合理性、保真性和灵敏性分析几个方面的
内容。
(1)合理性分析,在进行模式性能评价时,可考虑选取
一个 参考模式,用以校核拟用模式,进一步考核其物
理模型和参数化方案等的合理性,必要时还可作一些
对比性的计算经验。
(2)模式检验,主要目的是检查模式的“保真性”。 一
般应使用同步的排放源、气象和浓度监测资料,检验
模式计算值与实测值的符合程度 。这是模式性能评价
的最主要的内容。
检验模式所使用的资料应满足以下标准:
①排放源、气象与浓度资料的同时性;
②对所要求的时间和空间分辨率具有代表性;
③必须是不同于建立模式所使用过的独立的数据;
④数据的平均时段与环境保护法规的规定 —致。
浓度计算值与实测值的比较是通过计算一系列的统计
特征量来实现的,常用的检验项目有以下几类:
①浓度差分析:以相同时间、地点的观测值和计算值
为数据对,求其差值:
下标 o,p分别表示观测值与模式预测值。
? ? ? ?,,,,,,d o px y z t x y z t? ? ???
② 最大浓度分析:在空气污染分析中,地面最大浓度
常是人们最关心的。
最大浓度差:
式中,——分别表示观测和预测的地面最
大浓度。
m d m o m p? ? ???
,m o m p??
③ 浓度比值分析:计算每一对浓度计算值与观测值的
比值 K=ρp /ρo
至今仍将 K值落在 0,5~ 2范围内作为模式精度是
否可取的指标。通常较佳模式 K值落在上述范围内的成
数应超过 50%。
④ 相关分析:计算由浓度观测值和计算值组成的数据
对序列的相关系数
? ? ? ?
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1 / 2
22
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pp
pp
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????
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上式可用来分别计算时间相关、空间相关和时空相关。
它是表征预测与实际情况一致性的重要指标。但是它
不能描述浓度的差值或比值所反映的信息,即不能表
示模式计算值在总体上是否过高或过低,故应与 ρd或 K
值配合分析。
如果 r值较高,但差值指标不好,则只要对模式作
线性订正即可大大改善精度。值得注意的是厂只能反
映计算值与观测值之间的线性相关,而不能从中发现
它们之间的非线性关系。
⑤ 浓度分布比较:为了更直观地考察模式的预测效能,
还可以绘制计算浓 度和观测浓度的等值线图,比较它
们高、低中心区的位置、数值以及分布图形是否一致。
(3)灵敏度分析:灵敏度的定义是模式输出 (计算浓
度 )对输入变量的偏导数。通过此项分析,可以定量判
别影响空气质量的各个因子的相对重要性,确定它们
的误差和不确切性对模式输出的影响。这项工作至少
有以下几方面的意义:
①分析模式输入一输出响应关系的合理性,为改进
模式提供依据。
②明确模式所依据的各项基础资料的相对重要性以
及对它们的精度和分辨率要求,以便改进观测和搜集
方案,以及确定模式输入参数的方法。
③为评价控制空气污染的策略提供可靠性分析和环
境效益分析。
综上所述,不论是为了改进或建立一个新的空气
质量模式,还是将现有的模式应用于某个实际问题,
对模式的合理性、保真性和灵敏度检验都是一个重要
的环节,它将提高模式的质量和应用结论的可靠程度。
三、平原局地空气质量模式
局地空气质量模式应用范围:污染物的输送距
离小于 20 km的场合,在均匀平坦的下垫面最
多不超过 50 km。
常用局地空气质量模式:高斯型扩散公式。
视污染源的状况和应用的需要,局地空气
质量模式可以采用风向坐标系或者地理坐标系 。
此外,为满足法规应用的要求,应能计算几种
不同平均时间的污染物浓度。
1.坐标系
基本的高斯扩散公式都采用风向坐标系,
但在以下情况下还需建立地理坐标系:
① 需要计算多源迭加浓度;
②需要计算不同风向迭加的时间平均浓度;
③以高斯公式为计算核的数值积分模式(例如
线源积分模式、烟团轨迹模式等)。
(1)风向坐标系,取 x 轴与平均风向一致,y 轴
在水平面上与风向垂直,z 轴指向天顶的直角
坐标系,坐标原点设在污染源在地面的垂直投
影点上。它是随平均风向改变的坐标系。
(2)地理坐标系,是固定在某个地理位置上的直
角坐标系。为了方便,通常将坐标原点设在模
拟区下垫面的西南端点,x轴指向东,y轴指向
北,z轴指向天顶。所有污染源和浓度计算点
的位置用它们在地理坐标系中的坐标来确定,
坐标系中的计算网络根据所要求的空间分辨率
来设计。
两种坐标系的转换:
设地理坐标系为 EON,风向坐标系为 xoy,
它们之间的转换公式为:
x= (Np- Nr)cosθ+ (Ep- Er)sinθ
y= (Np- Nr)sinθ- (Ep- Er)cosθ
式中,x,y ——高斯公式中使用的坐标变量;
(Ep,Np),(Er,Nr) ——分别表示污染源和计
算点在地理坐标系中的坐 标,θ为风向方位角。
若下垫面十分平坦,可将风向坐标系和地
理坐标系的原点设在同一个水平面上,计算中
不需要作 z 坐标的换算,否则应考虑每一对计
算点和污染源所在位置在地理坐标系中的高度
差。
2.小时平均浓度的计算
局地大气扩散模式所代表的平均时间为数
十分钟,通常把它计算得浓度定为小时平均浓
度 (过去,习惯上称为“一次”浓度 )。局地空
气污染计算中最关心的是如何求出最大的“一
次”浓度,通常有以下几种方法:
(1)逐时计算法:有的国家规定至少要逐时计算
一年的小时平均浓度,然后用平均的方法求取
其他时段的平均浓度并与空气质量标准相比较。
这种方法当然不会漏算那些很少出现的最大值。
但是这样做至少需要输入一年逐时的气象参数
(可利用气象台站的常规观测资料求取 )。
(2)分类计算法:按气象条件分类计算“一次”
浓度,特别是计算各类条件下可能出现的最大
地面浓度和它离源的距离。通常是将大气稳定
度分为 6类或 4类,输入模式计算的扩散参数和
抬升高度公式应与各自的稳定度类别一致,风
速和混合层高度亦取每一类别的平均值。
(3)保证率计算法,按一定的保证率设计计算条
件,使实际可能出现的污染物浓度小于计算值
的概率等于所规定的保证率。
目前这种方法仅在少数专门的课题中研究
采用。 在有些环境影响评价工作中,能够给出
可造成浓度超标的不利气象条件可能出现的概
率,这是值得提倡的,通常可根据风向、风速
和大气稳定度的联合频率确定 。 此时应注意不
同的气象条件组合可能对应相同的浓度值,特
别是有抬升的源,要注意风速对浓度的双重影
响。
应当指出,我国目前普遍采用的计算一次
浓度的方法与大气环境质量标准之间还不能完
全协调一致。后者规定的“一次”最大允许浓
度是指任何一次均不得超过的数值,而前述分
类计算法充其量只能求得分类的平均值。从这
个意义来说,前述逐时计算法相对更合理。事
实上,对平原地区的一般污染源,利用常规气
象资料按照一定的法规模式逐时计算全年的污
染物浓度,不失为一种既经济又比较可靠的方
法。
3.日均浓度计算
日均浓度通常是取一日内若干个等间隔的
一次浓度求平均。风向在一日内是会改变的,
所以应采用地理坐标系,以便计算不同风向浓
度的迭加和平均。对任意给定的计算点:
1
1 N
iN
??
?
?日均 一次=
为保证日均值有代表性,一般取 N>8,即
至少需要输入 8个不同时次一次浓度所需的模
式输入参数。所不同的是,还需输入所有污染
源和计算点的坐标和每个计算时次的风向值。
计算日均浓度的关键在于如何用比较简单
的方法求取对各种典型气象条件具有代表性的
值,以及如何求得法规需要的最大日均浓度。
(1)逐日计算法,在逐时计算法的基础上可以得
到一年内任意 24小时的平均浓度。 这种方法的
优点是信息量大,可以得到每个计算点最大的
日均浓度和日均浓度的概念分布等对大气环境
规划和排污总量控制等非常有价值的信息。当
然,它需要的基础数据量和计算量都比较大,
一般不易办到。
(2)典型日 (控制日 )法,所谓“典型日”,是指
与模拟区典型空气质量状况相对应的有代表性
的“气象日”。 若能通过某种方法找出若干组
典型日的气象条件,则能避免逐时、逐日计算
之苦。① 气象分析法,这是单纯利用气象资料寻求
“典型日”气象参数的方法,并不考虑污染源
的状况,甚至不考虑污染源是否存在。它仅 根
据模拟区的气象资料和大气扩散规律,分析并
归纳出代表该地区一般的、有利和不利的日均
大气扩散稀释条件,必要时可作一些计算试验,
以确定各种典型日的模式输入参数。 孤立源与
浓度场的响应关系最简单,用这种方法更有效,
对于拟建项目的预测计算则是必由之路。
② 综合分析法,这是利用平行观测的 气象 和 浓
度资料 综合确定典型日计算条件的方法 。在多
源情况下,模拟区的空气质量不仅取决于气象
条件,还和污染 源的布局以及二者的相互关系
有关。一般需要积累二年以上的平行观测资料
才能总结出比较可靠的典型日条件。
(3)保证率法,由于日均浓度的计算条件由 8
个以上的一次浓度计算条件所组成,此时可能
的气象条件组合数多不胜数,要求出与浓度相
对应的概率分布将十分困难,同时还要考虑污
染源分布的影响,难度就更大,我国已有这方
面的探索和研究。
4.长期平均浓度计算
平均时间超过 24h的浓度称为长期平均浓度。
在已计算逐时、逐日平均浓度的情况下,
可以进一步求取一年内任意时段的长期平均浓
度,除此之外,一般都采用联合频率法计算长
期于均浓度,其要点是:
① 需要用地理坐标系以便计算不同风向浓度分
布的迭加;
②长期平均浓度公式代表每一对源和计算点之
间的相应关系,每一个计算点上的浓度等于所
有源在该点长期平均浓度之和;
③利用一年以上的资料可以统计模拟区大气稳
定度、风速和风向的联合频率。
我国过去的一些环境影响评价工作中,用
一日 4次 (02,08,14及 20时 ) 的 气象观测资料
统计联合频率,有些研究者发现 08及 20时较易
定为 D类稳定 度,即人为加大了中性的权重。
另一方面,每天 4次资料确实太少。为此,建
议 改为用每天至少 8次观测资料统计联合频率。
从气象部门可获得每小时的风 向、风速。为确
定 05,11,17,23各时的大气稳定度,所缺少
的云的观测数据可以 用已有的 4次数据内插推
算。
第三节 开发行为对大气环境的影响识别
一、大气环境影响的类型
识别大气环境影响的类型大致可划分:
1.按影响时段划分
通常以建设项目的建设周期来划分:
(1)建设阶段影响:指建设项目在施工期间对
大气环境产生的影响。
(2)运行阶段影响:指建设项目投产运行和使
用期间产生的影响。
(3)服务期满后的影响:指建设项目使用寿命
期结束后仍继续对大气环境产生的影响。
2.按影响方式划分
(1)直接影响:污染物通过大气环境产生的直
接因果关系。
(2)间接影响:污染物通过大气环境产生的间
接因果关系。
二、建设项目的大气环境影响识别
建设项目的环境影响随建设类型、性质和规
模而变化。不同生产性质的工业项目对环境的
影响存在差异。对大气环境产生影响的工业部
门主要包括能源工业、交通运输业、钢铁工业、
有色金属冶炼工业、化学工业、石油化学工业、
制浆和造纸工业等。
1.交通运输建设项目的大气环境影响识别
交通运输建设项目包括高速公路、隧道、
高架快速道路,机场、航道、港口、码头的建
设等,其中 对大气产生影响比较显著的有 高速
公路 建设,城市高架快速路 的建设和 机场 建设 。
在识别交通运输业对大气环境的影响要注
意几个特殊性:
(1)汽车尾气污染的特殊性:汽车排气量虽小,
但汽车数量多,尾气成分复杂。
(2)汽车尾气排气口高度接近与人的呼吸高度。
在一定范围内,污染物的地面浓度与距离的平
方成反比。
(3)汽车的体积小,流动性大。汽车尾气污染具
有流动性、不确定性。
交通工程建设项目对大气环境的影响可分
为建设阶段与建成阶段。
建设期间:大量的土地裸露,并且由于车辆的
运输与开挖引起很大的扰动,车辆的 尾气排放
和 地面扬尘 是主要影响因素。
公路建成阶段:公路建成投入使用后,机动车
辆往复行驶,排放废气,公路成为对大气环境
影响的线污染源。
2.能源建设项目对大气环境影响的识别
对大气环境有影响的能源建设项目主要包
括煤、石油、天然气等开发利用 。
火力发电建设项目的大气环境影响识别:
火力发电厂建成后对大气环境的影响主要
来自煤炭燃烧后的排放。因此,煤炭的种类 和
排放的条件 对大气环境的影响产生非常大的作
用。不同的 排放方式 对大气环境的影响也产生
作用。
(1)排放量都大 。以 120× 104 kW的发电机组
为例,锅炉蒸发量为 4000t/ h,耗煤量为 660 t
/ h。若煤的含硫量 0.49%,则排二氧化硫约为
5.3t/ h。
(2)一般都以高架点源的形式排放污染物 。为
提高扩散能力,根据发电容量和当地的地质和
气象条件烟囱高度从 60m到 240m。
(3)影响范围大 。由于高架点源排放,虽然污
染物被稀释扩散,但影响的范围大。有时会造
成跨区域的影响,如酸雨的形成及其造成的影
响。
3.矿业建设项目的大气环境影响识别
矿业建设对大气的环境影响识别,主要是
对煤矿工程建设项目与金属矿开发建设项目进
行分析。开采过程中的影响识别是矿业建设项
目的重点。矿山开采的方式不同对大气环境的
影响也不同。在露天矿开采过程中常用炸药爆
破,露天矿山的爆破产生的粉尘气体可飘浮
10~ 12km远。特大型矿山在数公里直径范围内
降落的粉尘达数百吨。煤矿的粉尘中含有 1%~
12%的硫份时,在空气中氧化遇水能产生酸性
降水。矿区的公路可能对公路两侧的土地造成
矿尘污染。由于运输车辆的运行,矿石的散落,
矿尘随风迁移,对周围的居民和农田造成严重
影响。
第四节 大气环境影响评价
一、工作程序、评价等级和评价标准
1.基本内容和工作程序
① 弄清建设项目概况,进行工程的大气环境影
响因素分析,获得有关源参数 (排污种类、源强、
源高、排放方式、排放温度、排烟速度等 )资料,
进行 污染源评价 。
② 大气环境现状监测与评价,取得本底浓度值,
进行评价区的 环境现状评价 。
③ 评价区 地形和气象资料的收集和观测,取得
环境预测所必须的气象条件和地形条件资料。
④ 评价区 大气扩散规律的研究,取得评价区的
大气 扩散参数,并选择适用于评价区的 烟气抬
升高度模式 及 大气扩散模式 。
⑤ 评价区 污染浓度预测 。 模拟计算工程投产后
将造成的长期和短期环境浓度分布,得到影响
浓度值。将本底浓度值与影响浓度值迭加,得
到浓度分布预测值,并绘制环境质量变化图 。
⑥ 确定评价标准,评价预测结果,作出结论,
提出预防和改善大气质量的对策和建议 。
2,评价等级划分
,环境影响评价技术导则 ——大气环境,
( HJ/ T2.2—93),将大气环境影响评价分为
三级。不同级别的评价工作要求不同,一级评
价项目要求最高,二级次之,三级较低。
3.评价标准
在, 环境空气质量标准, ( GB3095—1996)
中环境空气质量划分为三类功能区:
相应的环境空气质量标准分为三级:
一类区执行一级标准;
二类区执行二级标准;
三类区执行三级标准。
二、大气污染源调查和现状评价
大气污染源调查与现状评价是大气环境影
响评价的重要组成部分,其目的在于找出影响
评价区域大气质量的主要污染源和主要污染物,
为确定大气环境现状监测因子和大气环境影响
评价因子提供依据。
1.污染源调查内容
(1)工艺流程:按生产工艺流程或按分厂、车间
分别绘制污染流程图。
(2)排放量:按分厂或车间逐一统计各有组织排
放源和无组织排放源的主要污染物排放量。
(3)对改扩建项目的主要污染物排放量:应给出
现有工程排放量, 新扩建工程排放量,以及预
计 现有工程经改造后污染物的削减量,并按上
述三个量计算最终排放量。
(4)毒性较大的物质:除调查统计主要污染物的
正常生产的排放量外,对于毒性较大的物质还
应该估计其非正常排放量 。如点火开炉、设备
检修、原燃料中毒性较大成分含量波动、净化
措施达不到应有效率的设备及管理事故等。除
极少数要求较高的一级评价项目外,一般只对
上述各项中排放量显著增加的非正常排放进行
统计。
(5)污染物排放方式:可将污染源划分为 点源和
面源,面源包括 无组织排放源和数量多、源强
源高都不大的点源 。可根据污染源源强和源高
的具体分布状况确定点源的最低源高和源强。
厂区内某些属于线源性质的排放源可并入其附
近的面源,按面源排放统计 。
(6)点源调查统计内容:
①排气筒底部中心坐标及分布平面图;
②排气筒高度 (m)及出口内径 (m);
③排气筒出口烟气温度 (K);
④烟气出口速度 (m/s);
⑤各主要污染物正常排放量 (t/a,t/ h或 kg/
h);
⑥毒性较大物质的非正常排放量 (kg/ h);
⑦排放工况,如连续排放或间断排放,间断
排放应注明具体排放时间、时数和可能出现的
频率:
(7)面源调查统计内容,将评价区在选定的坐标
系内网格化。可以评价区的左下角为原点,分
别以东 (E)和北 (N)为正 x轴和正 y轴。网格的单
元,一般可取 1× 1 km2,评价区较小时,可取
500 × 500 m2,建设项目所占面积小于网格单
元面积时,可取其为网格单元面积 。然后,按
网格统计面源下述参数:
① 主要污染物排放量 [t/ (h,km2)];
②面源排放高度 (m),如网格内排放高度不等时,
可按排放量加权平均取平均排放高度 ;
③ 面源分类:如果面源分布较密且排放量较大,
当其高度差较大时,可酌情按不同平均高度将
面源分为 2—3类 。
(8)对排放颗粒物的重点点源:除排放量外,还
应调查其颗粒物的密度及粒径分布。
(9)风面源:原料、固体废物等堆放场所产生的
扬尘可作为“风面源”处理,应通过试验或类
比调查,确定其起动风速和扬尘量 。
对于规模较小的建设项目,污染源调查内
容可适当从简。
对于评价区内其他工业污染源的调查内容,
可参照上述建设项目污染源调查的有关内容进
行。一般可直接从近期的“工业污染源调查资
料”中收集,对于,工业污染源调查资料”中
有明显错误的和重点污染源,应进行校对和核
实。
民用污染源调查,主要污染因子可限二氧
化硫、颗粒物二项,其排放量可按全年平均燃
料使用量估算,对于有明显采暖和非采暖期的
地区,应分别按采暖期和非采暖期统计。
界外区域较大点源的调查内容,可参照评
价区内工业污染源调查内容进行。
2.调查方法
对于新建项目可通过类比调查或根据设计
资料确定污染源资料;对于改扩建项目的现有
工业污染源调查,可以现有的“工业污染源调
查资料”为基础,再对变化情况进行核实、调
整。
评价区内其他工业污染源的调查,一般可
直接取近期的“工业污染源调查资 料”。对于
重点污染源,必要时应进行核实。核实污染物排放量一般有三种方法:
(1)现场实测:对于有组织排放的大气污染物
(如烟囱排放的 SO2,NOx和烟尘等),可根据
实测的废气流量和污染物浓度,依下式计算:
Qi=QN·ρi× 10-6
式中,Qi—废气中污染物 i的排放量,kg/ h;
QN —废气体积流量,m3/ h;
ρi — 废气中污染物 i的浓度实测值,mg/ m3。
(2)物料衡算法,对一些无法实测的污染源,
可采用此种算法计算污染物的排放量,其通式
如下:
∑G投入 = ∑G产品 +∑G流失
式中,∑G投入 —投人物料量总和;
∑G产品 —所得产品量总和;
∑G流失 —物料或产品流失总和。
(3)经验估算法:对于某些特征污染物排放量,
可依据一些经验公式(例如燃煤排放的 SO2),
或一些经验的单位产品的排污系数来计算。
3.污染源评价
污染源评价的目的,确定主要污染物和主要污
染源,为污染源的治理或制订治理规划和污染
防治对策提供依据。
为统一不同污染物和污染源的比较尺度,
常采用 等标污染负荷 以及在此基础上所构造的
其他参数进行评价。
(1)等标污染负荷
①污染物的等标污染负荷:
Pij=( ρij/ ρoi),Qij
式中:
P ij —第 j个污染源第 i种污染物的等标污染负荷,
m3/ s;
ρij — 第 j个污染源第 i种污染物的排放浓度,mg
/ m3;
ρoi —第 i种污染物的排放标准,mg/ m3;
Qij —第 j种污染源中含有第 i种污染物的介质排
放流量,m3/ s。
② 若第 j个污染源共有 n种污染物参与评价,则
该污染源的总等标污染负荷为:
11
nn
ij
j i j i j
ii oj
P P Q
?
???
????
③ 若评价区共有 m个污染源含有第 i种污染物,
则该污染物在评价区内的总等标污染负荷为:
11
mm
ij
i i j i j
ii oj
P P Q
?
???
????
(2)等标污染负荷比:为了确定污染物和污染
源对环境的贡献,引入污染负荷比
①在第 j个污染源中,第 i种污染物的污染负
荷比:
Kij无量纲,它是一个确定污染源内各种
污染物排序的参数,Kij最大者就是最主要的
污染物。
1
ij
nij
ij
i
P
K
P
?
?
?
② 评价区内,第 j个污染源的污染负荷比:
式中:
P——评价区域内所有污染源的等标污染负荷之
和;
Kj——无量纲,它可确定评价区的主要污染源
及污染源的排序。
Kj值最大者为最主要污染源。
1
n
ij
i
j
P
K
P
??
?
等标污染负荷的缺陷:容易造成一些 毒性大,
在环境中 易于积累 的污染物排不到主要污染物
中去。在通过计算后,还应作全面考虑和分析,
最后确定出主要污染源和主要污染物。
三、大气环境质量现状监测与评价
1.大气环境质量现状监测
大气环境质量现状监测的目的是为了取得
进行大气环境质量预测和评价所需的背景数据。
因此,监测范围、监测项目、监测点和监测制
度的确定,都应根据拟建项目的规模、性质和
厂址周围的地理环境及实际条件而定,突出针
对性和实用性。
2.大气环境质量现状评价
(1)监测结果的统计及分析,监测结果应能说明
评价区内大气污染物监测浓度范围、平均值、
超标率等。同时,还应进行浓度时空分布特征
分析和浓度变化与污染气象条件的相关分析。
① 监测数据的有效性检验:实验室在提出监测
报告时,应根据 GB4885—85,数据的统计处理
和解释、正态样本异常值的判断和处理, 的规
定,剔除失控数据,对于未检出值,取该分析
方法最小检出限的一半代之。对统计结果影响
大的极值应进行核实,并剔除异常值。
② 监测数据的统计:在现状监测数据统计中,
通常需要计算数据的集中趋势和离散指标,一
般包括浓度范围、日均浓度及其波动范围、季
(监测期 )日均浓度值、一次及日均值的超标率,
最大污染时日等。
③ 监测数据的分析:
A,污染物浓度时空分布特征分析,研究污染
物浓度随时间变化时,需要确定一定的时间序
列。对环境影响评价来说,由于监测时间较短,
只能用周期性时间序列,从周期性分析浓度随
时间的变化规律。周期性序列包括一昼夜、一
周、一月、一季等。计算出一定时间周期的污
染物平均浓度后,绘制出 污染物周期变化图 。
B,污染物浓度的空间分布特征分析, 污染物
浓度的空间分布特征可反映排放源、气象因素、
地理条件、人为活动等与浓度之间的关系 。通
常都用浓度等值线图表示浓度空间分布的特征。
C, 污染物浓度与气象条件的相关分析,对污
染物浓度和气象要素进行同步监测后,可根据
监测资料分析污染物浓度与大气层结、风向、
风速、温度、气压等气象因素的相关关系。
(2)大气环境质量现状评价:
综合指数法:综合指数是以大气环境内诸评价
因子的分指数为基础,经过数学关系式运算而
得。
缺点:用综合指数表征大气环境质量的优劣容
易出现以偏概全的弊端。例如,有几种污染物
浓度很低,就有可能把某个污染物浓度较高的
情况掩盖起来,反之亦然。
单项评价指数评价法:
式中,ρi —环境污染物 i的实
测浓度,mg/ m3;
ρoi—污染物 i的环境质
量标准值,mg/ m3。
i
i
oi
I
?
?
?
四、大气环境影响评价内容
1、建设项目概况及工程分析
主要包括:
(1)建设项目概况:厂址位置、建设规模、产品
结构、占地面积、厂区平面布置、劳动定员,
工作制度等。
(2)生产工艺分析:对生产全过程各个环节进行
分析和说明,对所选工艺技术和设备技术性能
进行评述。通过分析,了解各类污染物来源和
排放情况,各种废物的治理、回收利用措施,
并附生产工艺流程图。
(3)原材料情况:原材料数量、规格、产地、运
距、运输形式等。对有害有毒物质的种类、性
质、危害应特别说明,并附生产过程的物料平
衡表。
(4)主要污染物及其排放情况:对不同类型、不
同排放种类、不同排放方式的污染源分别加以
详细介绍和分析,对生产过程中产生的污染物
种类、数量及排放特征 (排放量、排放口高度、
出口内径、出口温度等 )进行深入研究分析,并
附污染物排放流程图或示意图。
(5)大气环保工程情况:重点介绍工程拟采用的
大气污染防治措施及设备情况,分析设备的技
术性能及可靠性。如属于改、扩建项目,应本
着“以新带老” 的原则,分析对比改、扩建前
后环保工程变化和污染物排放量的变化。
2,建设项目周围地区的环境概况
主要对建设项目周围地区的自然环境、生
态环境和社会经济环境等状况进行评价。
3,边界层污染气象条件分析
(1)根据可代表评价区气象条件的气象台站多年
的气象观测资料,分析各气象要素常年的变化
规律。
(2)利用可代表评价区气象条件的气象台站(或
在评价区内设立的临时气象站)最近 1~ 3年气
象资料,采用 P—T法统计出年、季(期)风频
图及风向、风速、稳定度联合频率表。
(3)依据现场低空风观测资料,分析评价区低空
风的时空变化规律,给出不同稳定度下风廓线
表达式和有关参数。如果是引用其他资料,须
说明理由。
(4)依据低空温度探测资料,分析评价区的逆温
强度、厚度、生消规律的时空变化特征及混合
层变化对大气污染扩散的影响。
(5)大气扩散参数的选择、测试的方法及其结果,
给出评价区内不同大气稳定度条件下扩散参数
值。
(6)有些项目拟建在特殊地区,如海滨、山谷、
城市或其他下垫面比较复杂的地区,此时根据
需要,应增加低空气象探测内容,如海陆风、
山谷风、局地流场、城市热岛效应等。
4.大气环境质量现状监测与评价
(1)说明大气污染物现状监测情况:包括监测
项目、监测周期和频率、布点 状况及样品分析
方法等。统计监测的浓度范围、日均值、单次
和日均值超标率,分析浓度的时空分布特征,
并附图或列表说明。
(2)说明评价区污染源调查情况:包括工业污染
源和民用污染源的调查情况,采用等标污染负
荷法对污染源做出评价。
(3)采用单项评价指数法对监测结果进行评价。
5.大气环境影响预测与评价
(1)采用列表法, 按不同类型的排放源,分别给
出平均源强和瞬时源强 。用瞬时源强计算短期
地面浓度(例如轴线地面浓度),用平均源强
计算长期地面浓度(例如年均地面浓度)。
(2)介绍扩散模式的选择及其对修正过程,如应
用高斯烟羽模式、倾斜烟羽模式、考虑不利气
象因素(如静风、逆温层)的修正模式等。
(3)介绍扩散模式中有关参数的选取和参数模式
化处理,主要包括扩散参数、风廓线指数、混
合层高度等参数的选取和风速、风向、稳定度
联合频率中风速级的划分及各级风速的代表值。
(4)介绍模式预测的验证情况,对于大型建设项
目和评价区域较大的大气影响评价,为了使预
测的结果真实可靠,要对模式进行验证。
(5)简要介绍模式计算过程中的关键技术问题,
例如坐标系和计算点的选取,典型天气日的确
定等。根据需要把预测结果按不同源型、不同
污染物分别列表给出短期、长期和不利天气条
件下的地面浓度,并进行必要的分析。
(6)进行浓度迭加分析和评价,将预测值与背景
值迭加,按相应的评价标准进行评价,用列表
或附图的形式给出评价结果。提出评价区工程
建成后污染状况及其对环境的影响程度和范围。
6.环境经济损益分析
环境经济损益分析,表示工程对环境资源的
损害、环境污染所造成的损失及保护环境设施
的社会经济效益 。
(1)环境费用:
①内部费用,是指建设项目为防治污染而安装
的防治设备的投资,例如消声器、除尘器等;
②外部费用,是指建设项目排放污染物造成对
自然资源和环境质量的损害费用,包括社会的、
经济的、自然的三个方面 。例如:因污染而致
害的赔偿费、因污染致使农作物减产、因污染
造成生态破坏等。
(2)环境收益:
①货币收益,指可以用市场价格直接估算的部分 。
又可分为直接收益和间接收益 (例如回收物的收
益和替代原料而降低生产成本的收益);
②非货币效益,是指市场规律失效的部分 。
7,评价结论和对策
①总结各评价专题的主要结果,把建设项目对环
境的有利影响与不利影响进行全面比较,权衡利
弊,明确回答该项目选择是否可行,厂地选择是
否合理。
②针对建设项目特点、环境状况和经济技术条件,
对不利的环境影响,提出进一步治理大气污染的
具体方案和措施(包括环境管理与监测计划),
把建设项目对环境的不利影响减小到最低程度。
第四章 地表水环境影响评价
第一节 地表水体的污染和自净
一、地表水资源
二、水体污染
1,点污染源
点污染源排放的废水量和污染物可以从管
道或沟渠中直接量测流量和采样分析组分浓度
确定,在经费和其他条件有限制时,常采用排
污指标 (例如排放系数 )推算的方法 。
86400
s
s
qN K
Q ?
居住区生活污水量计算式,式中:
QS——居住区生活污水量,L/s;
q——每人每日的排水定额,L/(人 ·d);
N——设计人口数,人;
Ks——总变化系数 (1.5~ 1.7)。
3600
i
s
m M K
Q
t
?
工业废水量计算式,式中:
m——单位产品废水量,L/t;
M——该产品的日产量,t;
Ki——总变化系数,根据工艺或经验决
定;
t —— 工厂每日工作时数,h。
2,非点污染源
非点污染源,非点污染源又称面源,是指分散
或均匀地通过岸线进入水体的废水和自然降水
通过沟渠进入水体的废水 。
主要包括城镇排水、农田排水和农村生活
废水、矿山废水、分散的小型禽畜饲养场废水,
以及大气污染物通过重力沉降和降水过程进入
水体等所造成的污染废水 。
非点源污染情况复杂,其污染影响较难定
量,但又不能忽视,特别是对点源已进行有效
控制后,非点源污染会日益突出。
(1)城市非点污染源负荷估计:
城市非点污染源负荷来源,城市雨水下水道及
合流制下水道的溢流。 污染物自城市街道经排
水系统进入受纳水体。
城市非点源污染物被暴雨冲刷到接受水体的负
荷的计算:
基本程序:首先估计暴雨事件中 暴雨径流的大
小 (径流深度和径流面积的乘积),从而确定
暴雨的冲刷率,进而估计径流冲刷到受纳水体
的 沉积物负荷,然后根据 沉积物中污染物浓度
计算 污染物负荷,或者根据 固体废物与污染物
的统计相关关系 计算污染物负荷。
① 暴雨径流深度的估计,R= CR·P - Ds
式中,R ——总暴雨径流深度,cm;
CR ——总径流系数;
P ——降雨量,cm;
Ds ——洼地存水,Cm。
总径流系数的估算方法:
粗略估算式:
式中,I——不透水区百分数;
φ——按照不同坡度计算的不透水区 (指
屋面、沥青和水泥路面或广场、庭院等 )的径流
系数 。
0.15 1
100 100R
IIC ?? ? ? ?? ? ?
? ? ? ?? ? ? ?
准确计算式:
式中,Fi——各种类型地区所占的面积;
φi——对应的径流系数。
? ?ii
R
i
F
C
F
?
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?
洼地存水 Ds的粗略估计:
0,6 3 0,4 8
100s
ID ????
????
② 径流中冲刷到接受水体的颗粒物负荷:在总
暴雨径流估算出来后,可估算暴雨冲刷率。 一
般认为 1 h内总径流为 1.27 cm时,可冲走 90%的
街道表面颗粒物(沉积物) 。
暴雨径流中冲刷的固体负荷:
式中:
Ysw——暴雨冲刷到受纳水体的颗粒物负荷;
te ——等效的累积天数,d;
Ysu——街道表面颗粒物日负荷量,kg/ d。
? ?s w e s uY t Y P C?
式中:
tr——从最后一次暴雨事件算起的天数,d;
ts——从最后一次清扫街道算起的天数,d;
εs——街道清扫频率。
? ? ? ?1e r s s st t t t?? ? ? ?
式中:
Lsu——颗粒物日负荷率,kg/ (km,d);
Lst——街道边沟长,约等于 2倍的街道长,km。
su su stY L L??
街道表面颗粒物日负荷取决于多种因素,
如交通强度、区域地表覆盖物的形式、径流量
和降雨强度、灰尘沉降量、前期干旱时间、城
市街道清扫频率和清扫质量等。
③ 径流中冲刷到受纳水体的有机污染负荷:
用颗粒固体负荷乘上浓度因子计算有机物负荷:
式中:
You——有机污染物的日负荷量,kg/ d;
α——单位转换因子,10-6;
Ysu——总颗粒物固体日负荷量,kg/ d;
Cou——有机污染物在颗粒物中的浓度,μg/ g。
ou su ouY Y C?? ? ?
城市降雨径流问题是个十分复杂的问题,
与水分循环的每一个环节都有关系,并与多种
因素相关,如降水过程、大气污染、土地使用、
人类污染特征、自然特点等。由于变化性大、
随机性强、偶然因素多,尚未掌握其规律性。
(2)农田径流污染负荷估算:
第一种方法:避开污染物在农田表面实际迁移
过程的变化,仅通过采集和分析各个集水区的
径流水样计算进入某一水环境中某种污染物总
量,其公式如下:
式中:
M——某种污染物输出总量,kg;
ρi——第 i小时的该种污染物浓度,kg/ m3;
Qi——第 i小时的径流量,m3;
n——观测的总时数,h;
j——第 j个农田集水区;
m——集水区总数。
11
mn
ii
ji
MQ ?
??
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第二节 污染物质在河流中的混合与扩散
一、污染物质在河流中的混合
废水排入水体后,最先发生的过程是混合
稀释 。对大多数保守污染物混合稀释是它们迁
移的主要方式之一。对易降解的污染物混合稀
释也是它们迁移的重要方式之一。水体的混合
稀释、扩散能力,与其水体的水文特征密切相
关。
1.河流的混合稀释模型
当废水进入河流后,便不断地与河水发生
混合交换作用,使保守污染物浓度沿流程逐渐
降低,这一过程称为混合稀释过程 。
污水排入河流的入河口称为 污水注入点 。污水
注入点以下的河段,污染物在断面上的浓度分
布是不均匀的,靠入河口一侧的岸边浓度高,
远离排放口对岸的浓度低。随着河水的流逝,
污染物在整个断面上的分布逐渐均匀。
污染物浓度在整个断面上变为均匀一致的断面,
称为 水质完全混合断面 。
最早出现水质完全混合断面的位置称为完全混
合点 。
污水注入点的上游称为 初始段, 或 背景河段 ;
污水注入点到完全混合点之间的河段称为 非均
匀混合段 ;
完全混合点的下游河段称为 均匀混合段 。
设河水流量为 Q,水质完全混合断面以前,
任一非均匀混合断面上参与和废水混合的河水
流量为 Qi。把参与和废水混合的河水流量 Qi与
该断面河水流量 Q的比值定义为 混合系数,以 α
表示:
把参与和废水混合的河水流量 Qi与废水流
量 q的比值定义为 稀释比,以 n表示:
iQ
Q
? ?
iQ Qn
qq
???
非均匀混合断面上的污染物平均浓度计算公式:
式中:
Q——河流的流量,m3/ s;
ρ1——排污口上游河流中污染物浓度,mg/ L;
q——排人河流的废水流量,m3/ s;
ρ2——废水中的污染物浓度,mg/ L。
在水质完全混合断面以下的任一断面的 α,n和 ρi
均为常数。
12 12i
i
i
Qq Qq
Q q Q q
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?
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??
12
i
Qq
Qq
??? ??
?
当废水在岸边排入河流时,废水靠岸边向
下游流去,经过相当长的距离才能达到完全混
合。在非均匀混合段的废水排入一侧的岸边形
成一个污染带。当完全混合距离 Ln无实测数据
时,可参考下表确定。表中列举出了许多河流
在岸边集中排入废水时,污水与河水达到完全
混合所需的时间。 从表中查取所需时间与河水
实际流速的乘积为完全混合距离 。
二、污染物质在河流中的扩散
污染物质在河流中的迁移总起来可分为两
类,即推流和扩散 。推流也称平流、随流输移。
推流是指污染物质随水质点的流动一起移到新
的位置 。 扩散可分为分子扩散、湍流扩散、剪
切流离散(弥散)和对流扩散 。
1.分子扩散
分子扩散是指物质分子的随机运动(即布
朗运动)而引起的物质迁移或分散现象 。当水
体中污染物质浓度分布不均匀时,污染物质将
会从浓度高的地方向浓度低的
地方移动。分子扩散过程服从
费克第一定律。 xMJE x
????
?
即 以扩散方式通过单位截面积的质量流量与扩
散物质的浓度梯度成正比 。
分子扩散系数一般很小。分子扩散引起的
物质迁移与其它因素引起物质迁移相比,分子
扩散在水环境影响评价中往往被忽略。
2.湍流扩散
当河流做湍流运动时,随机的湍流作用引
起污染物的扩散,称为湍流扩散 。
湍流扩散所引起的污染物质量通量与浓度
梯度成正比。湍流扩散系数比
分子扩散系数大 7~ 8个数量级。
因此,在河流中污染物的迁移
是以湍流为主的。
xxIE x
????
?
3.剪切流离散
当垂直于流动方向的横断面上流速分布不
均匀或者说有流速梯度存在的流动称为剪切流。
剪切流离散又称弥散,它是由于横断面上各点
的实际流速不等而引起的 。
剪切流离散同样可以类比分子扩散,其引
起的质量通量可用下式表示:
式中, Dx——剪切流离散系
数,或称弥漫系数,m2/ s。 xxJD x
????
?
4.对流扩散
对流扩散指由于温度差或密度分层不稳定
性面引起的铅直方向对流运动所伴随的污染物
迁移 。
在自然界的水体中,各种形式扩散常常交
织在一起发生,除上述污染物几种主要迁移方
式以外,还存在着冲刷、淤积和悬浮等多种形
式 。除分子扩散外,所有各种迁移方式都和水
体流动特性有密切联系,因此,要研究物质的
扩散输移规律应和研究水体的流动特性紧紧联
系在一起。
5.移流扩散方程
从流动的水体中,取一微分六面体。按照
物质守恒原理,从微分六面体流进与流出的污
染物质量之差应当等于同时段内微分六面体内
质量的增量,从而导出三维的移流扩散方程为:
对于二维问题,移流扩散方程为:
? ? ? ? ? ?
xy
u v w
t x y z
E E s
x x y y z z
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xy
uv
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x x y y
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?????
????
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?? ??? ? ? ???
? ? ? ??? ????
? ? ? ??? ????
对于一维问题,移流扩散方程为:
基本模型的求解因环境问题的复杂,往往
求解起来很困难,通常是利用有限差分法和有
限元法求其数值解。
? ?
x
u
Es
t x x x
????? ? ???
? ? ???
? ? ? ???
第三节 河流和河口水质模型
河流是沿地表的线形低凹部分集中的经常
性或周期性水流。较大的叫河(或江),较小
的叫溪。河口是河流注入海洋、湖泊或其他河
流的河段,可以分为入海河口、入湖河口及支
流河口。
应用水质模型预测河流水质时,常假设该
河段内无支流,在预测时期内河段的水力条件
是稳态的和只在河流的起点有恒定浓度和流量
的废水(或污染物)排入 。
如果在 河段内有支流汇入,而且沿河有多
个污染源,这时应将河流划分为多个河段采用
多河段模型 。
2.河流水质模型
河流水质模型是描述水体中污染物随时间
和空间迁移转化规律的数学方程。
1、水质模型的分类:
按时间特性分,分为动态模型和静态模型 。
描写水体中水质组分的浓度随时间变化的
水质模型称为动态模型 。
描述水体中水质组分的浓度不随时间变化
的水质模型称为静态模型 。
按水质模型的空间维数分,分为零维、一维、
二维、三维水质模型 。
当把所考察的水体看成是一个完全混合反
应器时,即水体中水质组分的浓度是均匀分布
的,描述这种情况的水质模型称为零维的水质
模型 。
描述水质组分的迁移变化在一个方向上是
重要的,另外两个方向上是均匀分布的,这种
水质模型称为一维水质模型 。
描述水质组分的迁移变化在两个方向上是
重要的,在另外的一个方向上是均匀分布的,
这种水质模型称为两维水质模型 。
描述水质组分迁移变化在三个方向进行的
水质模型称为三维水质模型 。
按描述水质组分的多少分,分为单一组分和多
组分的水质模型 。
水体中某一组分的迁移转化与其它组分
没有关系,描述这种组分迁移转化的水质模型
称为单一组分的水质模型 。
水体中一组分的迁移转化与另一组分(或
几个组分)的迁移转化是相互联系、相互影响
的,描述这种情况的水质模型称为多组分的水
质模型 。
按水体的类型可分为,河流水质模型、河口水
质模型(受潮汐影响)、湖泊水质模型、水库
水质模型和海湾水质模型等 。河流、河口水质
模型比较成熟,湖、海湾水质模型比较复杂,
可靠性小。
按水质组分可分为,耗氧有机物模型( BOD—
DO模型),无机盐、悬浮物、放射性物质等
单一组分的水质模型,难降解有机物水质模型,
重金属迁移转化水质模型 。
水质模型的选择,选择水质模型必须对所研究的水
质组分的迁移转化规律有清楚地了解。因为水质组分
的迁移 (扩散和平流 )取决于水体的水文特性和水动力学
特性。在流动的河流中,平流迁移往往占主导地位,
对某些组分可以忽略扩散项;在受潮汐影响的河口中,
扩散是主导的迁移现象,扩散项必须考虑而不能忽略。
对这两者选择的模型就不应一样。对河床规整,断面
不变,污染物排人量不变的水体,可选用静态模型。
为了减少模型的复杂性和减少所需的资料,对河流系
统的水质模型往往选用静态的。但这种选择不能充分
评价时便输入对河流系统的影响。选择的水质模型必
须反映所研究的水质组分,应用条件和现实条件接近。
2、污染物在均匀流场中的扩散水质模型
进入环境的污染物可以分为两大类:守恒
污染物(惰性污染物)和非守恒污染物。
守恒污染物,污染物进入环境以后,随着介质
的运动不断地变换所处的空间位置,还由于分
散作用不断向周围扩散而降低其初始浓度,但
它不会因此而改变总量,不发生衰减。这种污
染物称为守恒污染物。如重金属、很多高分子
有机化合物等。
非守恒污染物,污染物进入环境以后,除了随
着环境介质流动而改变位置,并不断扩散而降
低浓度外,还因自身的衰减而加速浓度的下降。
这种污染物称为非守恒污染物。
非守恒物质的衰减有两种方式,一种是由其自
身的运动变化规律决定的 ;如放射性物质的蜕
变; 另一种是在环境因素的作用下,由于化学
的或生物化学的反应而不断衰减的,如可生化
降解的有机物在水体中微生物作用下的氧化分
解过程。
① 守恒污染物在均匀流场中的扩散方程
对于守恒污染物在运动过程中不发生衰减,
在上述移流扩散方程中应有 S= 0。在均匀流场
中,流速应为常数,扩散参数也应为常数。因
此,移流扩散方程式有下列形式:
二维空间扩散方程式为:
一维空间扩散方程式为:
②扩散方程的解
对于瞬时点源,守恒污染物在均匀无限大流场
中,污染物浓度呈高斯分布。若设坐标原点在
污染物排放点,则有:
二维扩散方程的解:
22
22
d E
d t x y
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2
2
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44
x ut yM
Et Et
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??? ? ?
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??
一维扩散方程的解为:
对于守恒污染物,实际应用中,在不需要考虑
其横向均匀混合时间的情况下,通常假设其可
以瞬间混合完毕,而采用完全混合公式来计算
河流断面的污染物浓度。
2()
e x p
44
M x u t
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?
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????
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??
对非守恒污染物,在河流的流量和其他水
文条件不变的稳态条件下,可以采用一维模型
进行污染物浓度预测。
2
2 0xxE u Kxx ?
???? ? ? ?
??
对于非持久性或可降解污染物,若给定 x= 0,
ρ= ρ0,上式解为:
对于一般条件下的河流,推流形成的污染物迁
移作用要比弥散作用大得多,在稳态条件下,弥散
作用可以忽略,则有:
式中:
ux——河流的平均流速,m/ d或 m/ s;
Ex——废水与河水的纵向混合系数,m2/ d或 m2/ s;
K——污染物的衰减系数,1/ d或 1/ s;
x——河水 (从排放口 )向下游流经的距离,m。
0
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xx
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[例 1] 一个改扩建工程拟向河流排放废水,废水
量 q= 0.15m3/ s,苯酚浓度为 30μg/ L,河流流
量 Q= 5.5m3/ s,流速 u= 0.3m/ s,苯酚背景浓
度为 0.5 μg / L,苯酚的降解(衰减)系数 K=
0.2d-1,纵向弥散系数 Ex= 10m2/ s。求排放点
下游 10km处的苯酚浓度。
[解 ] 计算起始点处完全混合后的初始浓度:
( 1)考虑纵向弥散条件下的下游 10km处的浓
度:
0
0, 1 5 3 0 5, 5 0, 5 1, 2 8 /
5, 5 0, 1 5 gL??
? ? ???
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2
4 0, 2 / 8 6 4 0 0 1 00, 3 1 0 0 0 0
1, 2 8 e x p 1 1 1, 1 9 /
2 1 0 0, 3
gL??
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?? ??? ? ? ? ?
? ????
( 2)忽略纵向弥散时的下游 10km处的浓度:
0.2 100 001.28 1.19 /
0.3 864 00 gL??
???? ? ? ?
?? ???
由此看出,在稳态条件下,忽略纵向弥散
系数与考虑纵向弥散系数的差异可以忽略。
对水面宽阔的河流受纳污 (废 )水后的混合
过程和污染物的衰减可用二维模型预测;对于
水面又宽又深和流态复杂的河流水质预测宜采
用三维模型。
3.污染物与河水完全混合所需距离
污染物从排污口排出后要与河水完全混合
需一定的纵向距离,这段距离称为混合过程段 。
当某一断面上任意点的浓度与断面平均浓
度之比介于 0.95 至 1.05 之间时,称该断面已达
到横向混合,由排放点至完成横向断面混合的
距离称为完成横向混合所需的距离 。
当采用河中心排放时所需的完成横向混合
的距离为:
在岸边上排时:
20, 1
x
y
uBx
E
?
20, 4
x
y
uBx
E
?
二,BOD—DO耦合模型
河水中溶解氧浓度 (DO)是决定水质洁净程
度的重要参数之一,而排入河流的 BOD在衰减
过程中将不断消耗 DO,与此同时空气中的氧气
又不断溶解到河水中。
描述一维河流中 BOD 和 DO消长变化规律
的模型 (S—P模型 )。建立 S—P模型的基本假设
如下:
①河流中的 BOD的衰减和溶解氧的复氧都是一
级反应;
②反应速度是定常的;
③河流中的耗氧是由 BOD衰减引起的,而河流
中的溶解氧来源则是大气复氧。
S —P方程:
临界氧亏发生的时间:
该方程是应用最广的河流水质中 BOD—DO
预测模型。
0 1 2 2
0
1
21
s
s
D O D O D
B O D K t K t K t
D O D
K
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KK
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1
l n 1
D
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KKK
t
K K K K
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?
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?? ????
? ????
S- P模型的修正模型,S- P模型的假设是不
完全符合实际的。为了计算河流水质的某些特
殊问题,人们在 S- P 模型的基础上附加了一些
新的假设,推导出了一些新的模型。
( 1)托马斯 (Thomas)模型
对一维静态河流,在 S- P模型的基础上,
为了考虑沉淀、絮凝、冲刷和再悬浮过程对
BOD去除的影响,引入了 BOD沉浮系数 k3,
BOD变化速度为 k3L。由以下的基本方程组 (忽
略扩散项 ):
? ?13
12
B O D
B O D
D
B O D D
d
kk
dt
d
kk
dt
?
?
?
??
? ? ?
??
解得:
( 2)多宾斯 —坎普 (Dobbins—Camp)模型
对一维静态河流,在托马斯模型的基础上,
多宾斯 —坎普提出了两条新的假设:
①考虑地面径流和底泥释放 BOD所引起的
BOD变化速率,该速率以 R表示。
②考虑藻类光合作用和呼吸作用以及地面径
流所引起的溶解氧变化速率,该速率以 P表示。
多宾斯 —坎普采用以下基本方程组:
? ?
? ?
13
0
0 1322
0
1
1 3 2
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k k t
B O D B O D
B O D k k tk t k t
DD
k
e e e
k k k
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????
三、污染物在河口中的混合和衰减模型
入海河口受海洋潮汐和上游河流来水双重
作用。海潮上溯与上游下泄的水流相汇形成强
烈的混合作用。
一般污染比较严重的河口都是工业集中的
城市或水陆交通枢纽。在无组织排放的条件下,
河口将受纳许多排放口废水。在通航的河口,
其宽度一般都较大,也比较深,污染物要完成
横向混合仍需要经过较长的距离。
当只需了解污染物在 ——个潮汐周期内的
平均浓度时,可以采用本节中介绍的河流相应
情况的模型,其混合系数 Ey可以采用式 (4—67)
的泰勒公式。
如果要求污染物与河口水混合过程中浓度
随时间变化情况,则应采用二维动态混合数值
模型预测:首先通过实测得到断面上各测点流
速与断面平均流速的相关关系,同时用一维非
恒定流方程数值模型计算出沿程各断面平均流
速,这样就可得到河口的流场分布。
二维动态混合物数值模型的微分方程见式:
22
22x y x yu u E E Kt x y x y
? ? ? ? ?
?
? ? ? ? ?
? ? ? ? ?
? ? ? ? ?
四、河口和河网水质模型
河口是入海河流受潮汐作用影响明显的河
段。
潮汐对河口水质的双重影响:
① 上游下泄的水流相汇,形成强烈的混合作用,
使污染物的分布趋于均匀 ;
② 由于潮流的顶托作用,延长了污染物在河口
的停留时间,有机物的降解会进一步消耗水中
的溶解氧,使水质下降 。
③此外,潮汐也使河口的含盐量增加。
河口模型比河流模型复杂,求解也比较困
难。对河口水质有重大影响的评价项目,需要
预测污染物浓度随时间的变化。这时应采用水
力学中的非恒定流的数值模型,以差分法计算
流场,再采用动态水质模型,预测河口任意时
刻的水质。当排放口的废水能在断面上与河水
迅速充分混合,则也可用一维非恒定流数值模
型计算流场,再用一维动态水质模型预测任意
时刻的水质。对河口水质有重大影响,但只需
预测污染物在一个潮汐周期内的平均浓度,这
时可以用一维潮周平均模型预测。
一维(潮周平均)河口水质模型如下:
式中,r—污染物的衰减速率,g/(m3.d);
s—系统外输入污染物的速率,g/(m3.d);
ux—不考虑潮汐作用,由上游来水 (净泄
量 )产生的流速,m/s。
假定 s= 0和 r=- K1ρ,
对排放点上游( x< 0)
对排放点下游( x > 0)
? ? 0xxd d dE u r sdx dx dx? ???? ? ? ? ???
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1
2
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2
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1
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2
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Eu
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0
1
2
41 x
x
W
KEQ
u
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第三节 湖泊 (水库 )水质数学模型
湖泊(水库)水流状态分为前进和振动两类。
前者指湖流和混合作用,后者指波动和波漾。
(1)湖流:指湖水在水力坡度、密度梯度和风
力等作用下产生沿一定方向的缓慢流动。湖流经
常呈水平环状运动(多出现在湖水较浅的场合)
和垂直环状运动 (湖水较深时 )。
(2)混合:指在风力和水力坡度作用下产生的
湍流混合和由湖水密度差引 起的对流混合作用。
(3)波动:主要由风引起的,又称风浪。
(4)波漾:是在复杂的外力作用下,湖中水位
有节奏的升降变化。
湖泊 (水库 )的水质特征:
① 水的停留时间较长(可达数月至数年),属于
缓流水域, 其中的化学和生物学过程保持一个比
较稳定的状态 。
② 进入湖泊和水库中的营养物质在其中容易不断
积累, 致使水质发生富营养化 。
③ 在水深较大的湖、库中,水温和水质是竖向分
层的 。
湖泊水质模型分为描述湖、库营养状况的 箱
式模型, 分层箱式模型 和描述温度与水质竖向分
布的 分层模型 。
一、完全混合模型
完全混合模型属箱式模型,也称沃兰伟德
(Vollenwelder)模型。
对于停留时间很长、水质基本处于稳定状态
的中小型湖泊和水库,可以简化为一个均匀混合
的水体。沃兰伟德假定,湖泊中某种营养物的浓
度随时间的变化率,是输入、输出和在湖泊内沉
积的该种营养物量的函数,可以用质量平衡方程
表示:
1.污染物 (营养物 )混合和降解模型
1
dV W Q K V
dt
? ??? ? ?
式中:
V—湖、库的容积,m3;
—污染物或水质参数的浓度,mg/ L;
—污染物或水质参数的平均排入量,mg/ s;
t—时间,s;
Q—出入湖、库流量,m3/ s;
K1—污染物或水质参数浓度衰减速率系数,1/ s。
积分上式得:
式中:
W0—现有污染物排入量,mg/ s;
?
W
1
1
e x pt WQ Kt
Q K V V
??
?
?? ????
? ? ??? ????
? ??????
0 pW W q?? ? ?
—拟建项目废水中污染物浓度,mg/ L;
q—废水排放量,m3/ s。
而
式中:
—湖、库中污染物起始浓度,mg/ L。则:
对于持久性污染物 K1= 0,则:
当时间足够长,湖、库中污染物 (营养物 )浓度达
到平衡时,。则平衡时浓度为:
p?
? ?10W Q K V??? ? ?
0?
? ? 011 ttt WQe e KVV??? ? ?? ??? ? ? ? ?
Q
V? ?
0ddt? ?
e
W
V? ??
2.求湖、库中污染物达到一指定 ρt所需时间 t0。
设 ρt/ρp=β,则:
3.无污染物输入 (W= 0)时浓度随时间变化为
这时,可以求出污染物 (营养物 )浓度达到初始浓
度之比为 δ即 ρt/ ρ0= δ时,所需时间:
1
l n( 1 )Vt
Q K V?
???
?
1( / )
00
Q V K t
t ee
?? ? ??? ???
11
lnt?
??
?
4.溶解氧模型
式中:
K2——大气复氧系数,1/d或 1/s;
ρDO0——溶解氧起始浓度,mg/L;
R——湖库的生物和非生物因素耗氧总量,
mg/(m3.d)或 mg/(m3·s);
R=rA+ B
A——养鱼密度,kg/m3;
r——鱼类耗氧速率,mg/(kg.d)或 mg/(kg·s);
ρDOs——饱和溶解氧浓度,mg/L;
B——其他因素耗氧量,mg/(m3.d)或 mg/(m3·s);
? ? ? ?0 2 sDO D O D O D O D Od Q KRd t V? ? ? ? ???? ? ? ? ???
??
第四节 水质模型的标定
上述地表水体水质模型标定的目的是确定
模型中各个系数,包括 K1,K2,Ex,Ey等的值,
这是决定预测结果准确性的关键之一,其估值
可以单个进行,也可用同时估值法;单个估值
可以实测、应用经验式计算或借用类似水体的
经验数据。
第五节 开发行动对地表水影响的识别
各种类型的人类开发行动如建设项目、区
域和流域开发等都会对地表水环境的 水量、水
质、水生生物或底部沉积物 产生影响。建设项
目和区域或流域开发行动在其 建设期、运行期
和服务期满 都会 有不同性质和程度的影响 。
一、工业建设项目
1.建设期影响
工业建设项目在建设期 (施工阶段 )的共同影响:
(1)施工队伍大批进入现场,排放的生活污水和
垃圾的污染。
(2)施工机械运作、清洗、漏油等排放的含油和
悬浮物废水。
(3)基坑开挖和降低地下水位等操作排放含泥砂
废水。
(4)施工场地清理和开辟施工机械通行道路常大
片破坏地面植被,造成裸土。在降雨 (特别是暴
雨 )时,造成土壤侵蚀,使地表水中泥砂含量陡
增,严重时造成河道阻塞。如果地表受过污染,
则污染物随雨水进入河道。
2.运行期影响
任何工业建设项目都有其特殊性,所以,必
须针对具体项目开展深入细微的工程分析才能全
面而有重点地识别出具体影响。
(1)石油炼制工业:一个炼油厂有四种主要操作:
分离、转化、精制和调和。
废水主要来自:
①含油废水主要来自油罐区和操作区的雨水、油
罐排水、冷却水排污、冲洗和清洗水及原油脱盐
等场所和工序;
②苯酚、苯和有机酸等有机物以及硫化铵、金属
盐、无机盐等无机物来自汽提、原油裂解、洗涤、
油的化学处理、原油脱盐、催化裂解等工艺过
程;
③高温水 (非污染水 )来自锅炉排污、冷却水排放
等。
炼油厂用水量和废水排放量都很大。
(2)钢铁工业:铁和钢制造 ——般有六种操作:
①焦炭制造和副产品回收;
②铁矿石制备;
③高炉炼铁;
④转炉、电炉或平炉炼钢;
⑤铸、轧机操作:
⑥精整操作。
废水主要来源如下:
a.焦炭生产和副产品回收过程的工艺用水和冷
却水如熄焦废水、酸洗废水和氨蒸馏废液中含高
浓度酚、氰化物、硫氰酸盐和硫化物、氯化物;
b.高炉炼铁的废水主要由排气洗涤和高炉炉渣
用水淬熄时排出的;
c.铸造和轧机操作主要排大量冷却水 (一般循环
回用 ),轧机操作中产生的含铁碎屑和油滴的废
水;
d.精整操作采用酸、碱浸渍去除锈和磷皮将排
出含铁盐的酸性废水,含皂化油的碱性废水等。
(3)铝和有色金属生产
①制铝工业是以铝矾土为原料采用电解还原法生
产金属铝。与钢铁工业比较制铝业排放的废水量
较少,主要是含铝酸钠或氟化钙的废碱液;其他
为锅炉排污、冷却塔排污等的废水。
②铜的生产用铜矿石作原料。铜矿石被破碎后湿
磨成为细矿浆再加入浮选剂,浮渣层用去炼钢;
沉渣送去尾矿场,尾矿中的浮选剂 (或浸取剂 )如
管理不善,会对水体造成污染。炼铜和铜精炼过
程排放少量工艺废水含低浓度铜、砷、锑、铅等
重金属。
(4)化学工业:包含的门类很多,排放的废水中含
各种有机和无机污染物,有些属于危险性污染物。
①无机化工产品制造业,如硫酸、盐酸、硝酸、
烧碱、纯碱 (苏打 )、氯气、磷肥、铬酸盐、碳铵
等。废水中含酸、碱类物质和合成过程的产物和
副产物。
②有机化工与石油化工有密切关系,生产过程中
除使用有机原料外还需各种无机原料 (如三酸二
碱 )。废水来源主要有:产品和副产品洗涤;冷
却塔和锅炉排污、蒸汽凝结水等;溢漏、容器清
洗、地面冲洗;雨水和场地冲洗水。许多浓度低、
危害性大的污染物必须在工程分析中通过仔细调
查弄清楚,必要时需进行专题监测。
(5)食品工业:将农产品加工成消费者能食用的
食品,要经过一系列过程,例如精制、防腐、
产品改性、储存和输运、包装或罐制造。食品
工业中大宗生产的是肉类和肉制品、鱼类加工;
奶及奶制品;谷类碾磨、输运和食品制造;水
果和蔬菜加工以及罐头制造等。
食品工业排放大量含可降解有机物 (BOD)的
废水,废水中还含较高浓度的悬浮物,可溶性
固体和油脂以及各种有机和无机添加剂。在有
机物中含氮有机物浓度较高;氨氮和磷等营养
物浓度也较高。
(6)制浆和造纸业:纸浆生产和造纸过程排放的
废水是重要水污染源。制浆厂包括草类或木材
原料处理、碱法或酸法蒸煮过程、打浆洗涤、
增浓、漂白和碱回收等工序。造纸厂包括浆料
处理、造纸机运转、转性和润饰等工序。
排放的废水分为制浆废水和造纸废水两类。
制浆过程排放的废水中含有高浓度的木质素、
糖类和半纤维素等有机污染物;在漂白过程中
漂白剂与有机物产生多种多样具有致癌性的氯
代有机物;造纸过程中产生大量含微细纤维素
(悬浮物 )的废水 (白水 )。
二、水利工程
水利工程包括开辟航道、疏浚、堤坝加固、
水库建设与水电工程。
①开辟航道工程主要影响是清除航道中树木和
淤积物妨碍航行和改变水流流态产生易受侵蚀
的底质和不稳定河床;船舶通航使水变混,减
少光线透人深度,改变水生生物的结构,使耐
污性生物量增加,水生生物生产力降低,船舶
通航还造成水体污染。
②灌溉工程是用人工控制方法把水施于农作物,
促其生长。这类工程的影响是从河流和湖泊中
取走大量的水使河流流量减小,灌溉回流水对
河流可能造成污染。
③ 小型水库的影响面较广,会影响栖息地的物
种多样性,蓄水引起底层溶解氧缺乏,季节性
温度分层、沉积和潜在性富营养化等水质变化。
④大型水库和水电工程建设对水库内和上下游
的水质和水量及生态影响包括:
A.水库内水质发生季节性变化;
B.均匀地减少下游进入河口的流量,可能引起
盐水入侵;
C.降低下游河段自净能力;
D.蒸发量加大,减少下游河水流量;
E.妨碍回游性鱼类的生长、繁殖;
F.促进库内水草和浮水植物的生长;
G.可能减少输人下游土地的营养物量。
三、农业和畜牧业开发
其主要影响是由土地利用方式的改变或土
地过度利用造成的。主要影响是:
①农业过量施用化肥和农药,污水灌溉等造成
对地表水体的非点源污染;
②禽畜饲养业开发产生大量粪便废水污染地表
水体;
③过度的放牧引起草地退化,土壤侵蚀,影响
水质和造成荒漠化等。
四、矿业开发
矿业属于自然资源开采和粗加工,对水生
生态和水质、水量均有影响。
①水力开采作业 (如淘金 )改变河床结构,尾矿的
排放造成淤积和水土流失,使水质恶化,也使
水生生境剧烈改变,导致水生生物种群量下降
乃至灭绝。
②尾矿堆积和河流污染造成土壤污染、侵蚀并
使农作物、牲畜受害。
五、城市污水处理厂和垃圾填埋场
1.污水处理厂
①施工期的影响主要是改变地貌、河流和天然
渠道的流向,可能引起土壤侵蚀、河渠的淤积
或冲刷。
②运行期排水可能提高河道的 BOD、悬浮物和
磷、氮浓度。如污水厂除磷、脱氮措施,则排
入湖、库会引起富营养化。
2.垃圾填埋场
①暴雨径流夹带填埋场表面的大量污染物可能
溢入水体造成污染;
②填埋场的渗滤液通过侧向渗入河道;
③如果地下水与地表水有补给关系,则受渗滤
液污染的地下水可能进污染地表水。
第六节 地表水环境影响预测和评价
水环境影响评价是从环境保护的目标出发,
采用适当的评价手段,确定拟议开发行动或建
设项目排放的主要污染物对水环境可能带来的
影响范围和程度,提出避免、消除和减轻负面
影响的对策,为开发行动或建设项目方案的优
化决策提供依据。
一、工作程序、评价等级和评价标准
1.技术工作程序
地表水环境影响评价的技术工作程序可分
为四个阶段(见图):
第一阶段:了解工程设计、现场踏勘、了解环
境法规和标准的规定、确定评价级别和评价范
围、编制环境影响评价工作大纲,在这阶段还
要做些环境现状调查和工程分析方面的工作;
第二阶段:详细开展水环境现状调查和监测,
做仔细的工程分析,在此基础上评价水环境现
状;
第三阶段:根据水环境排放源特征,选择或建
立和验证水质模型,预测拟议行动对水体的污
染影响,并对影响的意义及其重大性作出评价,
并且研究相应的污染防范对策;
第四阶段:提出污染防治和水体保护对策,总
结工作成果,完成报告书,为项目监测和事后
评价作准备。
2.评价等级的划分
,环境影响评价技术导则 —地面水环境, (HJ
/ T2.3—93),根据拟建项目排放的废水量、废
水组分复杂程度、废水中污染物迁移、转化和衰
减变化特点以及受纳水体规模和类别,将 地表水
环境影响评价分为三级 。不同级别的评价工作要
求不同,一级评价项目要求最高,二级次之,三
级较低。 (示例)
3.评价标准
河流、湖泊等地表水环境影响评价的主要依
据是国家的有关法规和标准。
(1),地面水环境质量标准, (GHZB1—1999):
(2),工业企业设计卫生标准, (TJ36—79):对于
GHZB1—1999中未规定的污染物 (参数 ),应按此
标准中“地面水中有害物质最高允许浓度”的要
求执行。如果该标准也没有,则经过论证后可采
用 ISO国际标准化组织颁布的标准或外国标准。
(3),污水综合排放标准, (GB8978—1996):在
进行项目的工程分析时,常用到污水综合排放标
准,本标准适用于现有单位水污染物排放管理,
以及建设项目的环境影响评价、建设项目环境保
护设施设计、竣工验收及其投产后的排放管理。
二、工程分析、环境调查和水质现状评价
1、工程分析和影响识别
向水体排放污染物的建设项目可按一般的
要求和做法进行工程分析;必要时需作类比项
目调查 。
由于 划分水环境影响评价等级的判据较复
杂,一般要做一定深度的工程分析工作后才能
确定判据 。在工程分析中除了要识别出对水环
境造成污染的因子外,还要识别对水体水量和
底部沉积物以及水生生物有影响的因子。当然,
污染因子(参数)也会对水生生物和沉积物产
生影响。
(1)项目特征与地表水水量和水质的关系
① 项目的类型与其影响的直接联系,
分析范围:项目的 建设期 和 运行期 的作业情况。
分析的重点,水的利用、废水回用与处理及其
引起周围水体水量与水质改变的情况 。 是否可
通过清洁生产审计减少耗水量和降低水的污染
程度 。
② 项目所在位置与水体所受影响的联系,包括
项目建设所需时间以及建设期的工程活动引起
的影响。
③ 识别位于特殊地点的拟建项目的要求,例如
与洪水控制、该区域后续的工业开发、经济发
展和许多其他需要相关联的影响。
④ 考虑拟建项目各项因素,包括选址、生产工
艺、施工过程都应是多方案备选的,故应对每
个方案进行具体的工程分析,识别其影响,以
进一步通过每个方案的预测并作出评价。
(2)评价因子的筛选
评价因子的筛选,应根据评价项目的特点
和当地水环境污染特点而定。一般是依据拟建
项目性质主要考虑:
①城市和各工业部门通常排放的水污染物;
②按等标排放量 Pi值大小排序,选择排位在前
的因子,但对那些毒害性大、持久性的污染物
如重金属、苯并 [α]芘等应慎重研究再决定取舍;
③ 在受项目影响的水体中已造成严重污染的污
染物或已无负荷容量的污染物;
④经环境调查已经超标或接近超标的污染物;
⑤地方环保部门要求预测的敏感污染物。
2.评价水域的污染源调查和评价
受纳或受到拟建项目影响的水体可能已受
到其他污染源的污染,在开展拟建项目评价前
应掌握评价水域受纳已有污染源排放的污染物
种类及数量,作为估计拟建项目对水域污染的
分担率以及评价工作依据。 其他污染源包括各
种点源和非点源,可通过收集资料和实际监测、
调查取得其排放量。
3.地表水水质监测调查
水质监测的目的是掌握拟建项目周围地表
水水体的水质现状,获取水质的基线条件,也
即获取评价因子(水质参数)的基线值 。
应该尽量收集和利用地方监测部门历史上
积累的关于被测水体的数据和信息,因这些信
息能反映水质变化的某种规律性 。
还应了解水体的水文参数及水体开发利用
现状(城市、工业、农业、渔业等各类用水的
时间和地点等)以及各类废水(包括点源、非
点源)排放情况,并且掌握水体或水域的现状
功能和规划功能 。
确定河流与湖、库水质影响评价的监测范
围应考虑以下因素。
(1)必须包括建设项目对地面水环境影响比较明
显的区域,在一般情况下应考虑到污染物排入
水体后可能超标的范围 。调查结果应能全面反
映与地表水有关的基本环境状况,并能充分满
足环境影响预测的要求。
(2)各类水域的环境监测范围,可根据污水排放
量与水域规模,参考水环境影响评价的规定确
定。
(3)如下游河段附近有敏感区 (如水库、水源地、
旅游区等 ),则监测范围应延长到敏感区上游边
界以满足全面预测地表水环境影响的需要。
监测点位监测时期及采样次数按水质监测
规范的要求并参考 HJ/ T2.3—93确定。
一般建设项目影响预测所需的水文参数观
测数据是从地方水文站取得,对于重大的建设
项目,必要时应进行水文与水质同步监测。
4.水质现状评价
水质现状评价常采用指数法。
(1)评价标准,地面水的评价标准应采用国家标
准或相应地方标准;国内尚无标准规定的水质
参数可参考国外标准或采用经主管部门批准的
临时标准。评价区内不同功能的水域应采用不
同类别的水质标准 。
(2)水质参数的取值:按理用于评价的水质参数
应是经过统计检验、剔除了离群值后,K 个监
测数据平均值(必要时应考虑方差)。在 实际
工作中,往往监测数据样本量较小,难以利用
统计检验剔除离群值,这时,如果数据集的数
值变化幅度甚大,应考虑高值的影响,宜取平
均值与最大值的均方根作评价参数值,即
式中,ρi—i参数的评价浓度值;
ρik—i参数监测数据 (共 k个 )的平均值;
ρimax—i参数监测数据集中的最大值。
? ? 222m a x
2
i ik
i
??
?
?
?
(3)单项水质参数评价:
采用标准型指数单元:
由于溶解氧和 pH与其他水质参数的性质不
同需采用不同的指数单元。
①溶解氧的标准型指数单元:
i i iIS??
,
1 0 9,<
fj
j j s
fs
j
j j s
s
D O D O
D O D O D O
D O D O
DO
D O D O D O
DO
I
I
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??
?
??
?
?
??
?
??
式中,IDOj—j点的溶解氧浓度标准型指数单元;
ρDOf—饱和溶解氧的浓度;
ρDOj—j点的溶解氧浓度;
ρDOs—溶解氧的评价标准。
② pH的标准型指数单元:
,
,
7,0
,p H 7,0
7,0
7,0
,p H > 7,0
7,0
j
pH j
sd
j
pH j
su
pH
I
pH
pH
I
pH
?
??
?
?
?
?
式中,IpH,j—j点的 pH标准指数单元;
pHj—j点的 pH监测值;
pHsd—评价标准中规定的 pH下限;
pHsu—评价标准中规定的 pH上限。
水质参数的标准型指数单元大于,1”,表
明该水质参数超过了规定的水质标准,已经不
能满足使用功能的要求。
(4)多项水质参数综合评价法:
根据水体水质数据的统计特点选用以下指数。
①幂指数法
ij
11
,0 < I 1,1i
m m
w
j ij i
ii
I I w
??
? ? ???
② 加权平均法
③向量模法
④算术平均法
式中,Ij—j点的综合评价指数;
Wj—水质参数 i的权值;
Ii—水质参数 i的指数单元;
m
i
1 i = 1
,w 1
m
j i i j
i
I w I
?
????
1
2
2
1
1 m
j ij
i
II
m ?
??
? ??
??
?
1
1 m
j ij
i
II
m ?
? ?
m—水质参数的个数;
Iij—污染物 (水质参数 )i在 j点的水质指数。
以上各种指数中,幂指数法适于各水质参
数标准指数单元相差较大的场合;加权平均法
一般用在的水质参数的标准指数单元相差不大
的情况,向量模法用于突出污染最重的水质参
数的影响。
三、地表水环境影响预测
1.预测条件的确定
(1)预测范围:由于地表水水文条件的特点,其
预测范围与已确定的评价范围相一致。
(2)预测点的确定:为了全面反映拟建项目对该
范围内地表水环境影响,一般选以下地点为预
测点。
①已确定的敏感点;
②环境现状监测点,以利于进行对照;
③水文条件和水质突变处的上、下游,水源地,
重要水工建筑物及水文站附近;
④在河流混合过程段选择几个代表性断面;
⑤排污口下游可能出现超标的点位附近。
(3)预测时期,地表水预测时期分丰水期、平水
期和枯水期三个时期 。一般说,枯水期河流自
净能力为最小,平水期居中;丰水期自净能力
最大。但个别水域因非点源污染严重可能使丰
水期的稀释能力变小,水质不如枯、平水期。
冰封期是北方河流特有的情况,此时期的自净
能力最小。因此,对一、二级评价项目应预测
自净能力最小和一般的两个时期环境影响 。对
于冰封期较长的水域,当其功能为生活饮用水、
食品工业用水水源或渔业用水时,还应预测冰
封期的环境影响。 三级评价或评价时间较短的
二级评价可只预测自净能力最小时期的环境影
响 。
(4)预测阶段,一般分建设过程、生产运行和服
务期满后三个阶段 。
所有拟建项目均应预测生产运行阶段对地
表水体的影响,并按正常排污和不正常排污
(包括事故)两种情况进行预测 。
建设过程超过一年的大型建设项目,如产
生流失物较多、且受纳水体要求水质级别较高
(在 Ⅲ 类以上)时,应进行建设阶段环境影响
预测 。
个别建设项目还应根据其性质、评价等级、
水环境特点以及当地的环保要求预测服务期满
后对水体的环境影响(如矿山开发、垃圾填埋
场等) 。
2.预测方法的选择
预测建设项目对水环境的影响,应尽量利
用成熟、简便并能满足评价精度和深度要求的
方法。
(1)定性分析法:有 专业判断法 和 类比调查法
两种:
① 专业判断法是根据专家经验推断建设项目对
水环境的影响 。运用专家判断法(如特尔斐法)
有助于更好发挥专家的专长和经验。
② 类比调查法是参照现有相似工程对水体的影
响,来推测拟建项目对水环境的影响 。
定性分析法具有省时、省力、耗资少等优
点,并且在某种情况下也可给出明确的结论。
(2)定量预测法:指应用物理模型和数学模型预
测。应用水质数学模型进行预测是最常用的。
3,污染源和水体的简化
(1)污染源的简化,拟建项目排放废水的形式、
排污口数量和排放规律是复杂多样的,在应用
水质模型进行预测前常需将污染源简化 (概化 )。
① 排放形式的简化,排放形式分点源和非点源
两种,但以下情况可简化为均布的非点源:
A.无组织排放和均布排放源 (如垃圾填埋场及
农田 );
B.排放口很多且间距较近,最远两排污口间
距小于预测河段或湖 (库 )岸边长度的 1/ 5时。
② 排入河流的两排放口距离较近,可简化为一
个,其位置假设在两者之间,其排放量为两者
之和;
③排入小型湖(库)的两排放口间距较近时,
可简化为一个,其位置假设在两者之间,其排
放量为两者之和。
④当两个或多个排放口间距或面源范围小于沿
方向差分网格的步长时,可简化为一个,否则,
应分别单独考虑。
以上所提排放口远近的判别可按:两排污
口距离小于或等于预测河段长度 1/20为近;两排
污口距离大于预测距离的 1/5为远。
(2)地表水环境简化,满足精度要求的基础上,
对水体边界形状进行规则化,对水文、水力要
素做适当的简化,可以用比较简单的方法达到
预测的目的。
河流的简化:为使河流断面和岸边形状规则化,
可将河流简化为矩形平直河流,矩形弯曲河流
和非矩形河流等三类 。
对大、中型河流 (流量 q>15m3/ s,B/ H<20,
且水流变化较大 (如变断面、变水深或变坡 )),
一级评价时,其断面积 A 应按非矩形、非平直
河流计算,即:
除此均可简化为矩形平直河流,即 A= B·H。
? ?0BA H B dB? ?
4.预测工作
(1)一般原则:
①数学模型预测河流水质:
非均匀混合段,可采用完全混合模型。
均匀混合段,可采用一维模型或零维模型预测
断面平均水质。(大、中河流,且排放口下游
3—5 km以内有集中取水点或其他特别重要的环
保目标时,均应采用二维模型或其他模型预测
混合过程段水质。)
②河流水温可采用一维模型预测断面平均值。
pH可以只采用零维模型预测。
③小湖可采用零维数学模型,预测其平衡时的
平均水质,大湖应预测排放口附近各点的水质。
第七节 地表水环境影响的评价
水环境影响评价是在工程分析和影响预测
基础上,以法规、标准为依据解释拟建项目引
起水环境变化的重大性,同时辨识敏感对象对
污染物排放的反应;对拟建项目的生产工艺、
水污染防治与废水排放方案等提出意见;提出
避免、消除和减少水体影响的措施和对策建议;
最后提出评价结论。
1.评价重点和依据的基本资料
(1) 各应结合建设、运行和服务期满三个阶段的
不同情况对所有预测点和所有预测的水质参数
进行环境影响重大性的评价,但应抓住重点。
如空间方面,水文要素和水质急剧变化处、水
域功能改变处、取水口附近等应作为重点;水
质方面,影响较大的水质参数应作为重点。
多项水质参数综合评价的评价方法和评价
的水质参数应与环境现状综合评价相同。
(2)进行评价的水质参数浓度应是其预测的浓度
与基线浓度之和。
(3)了解水域的功能,包括现状功能和规划功能。
(4)评价建设项目的地面水环境影响所采用的水
质标准应与环境现状评价相同。
(5)向已超标的水体排污时,应结合环境规划酌
情处理或由环保部门事先规定排污要求。
2.判断影响重大性的方法
(1)规划中有几个建设项目在一定时期(如 5年)
内兴建并且向同一地表水环境排污的情况可以
采用 自净利用指数法 进行单项评价。
式中,ρi,j,ρhi,j,ρsi—分别为 j点污染物 i的浓度,
j点上游 i的浓度和 i的水质标准; λ—自净能力允
许利用率。
溶解氧的自净
利用指数为:
? ?
,,
,
,
i j h i j
ij
s i h i j
P
??
? ? ?
?
?
?
? ?,
h j j
h j s
D O D O
D O j
D O D O
P
??
? ? ?
?
?
?
式中,—分别为 j 点上游和 j点的
溶解氧值,以及溶解氧的标准。
自净能力允许利用率 λ应根据当地水环境自
净能力的大小、现在和将来的排污状况以及建
设项目的重要性等因素决定,并应征得主管部
门和有关单位同意 。
当 Pij≤1时说明污染物 I 在 j点利用的自净能
力没有超过允许的比例;否则说明超过允许利
用的比例,这时的 Pij值即为超过允许利用的倍
数,表明影响是重大的。
,,h j j sD O D O D O? ? ?
(2)当水环境现状已经超标,可以采用指数单元
法或综合指数法进行评价。
具体方法:将由 拟建项目时预测数据计算得到
的指数单元或综合评价指数值 与 现状值(基线
值)求得的指数单元或综合指数值 进行比较。
根据比值大小,采用专家咨询法和征求公众与
管理部门意见确定影响的重大性。
3.对拟建项目选址、生产工艺和废水排放方案
的评价
当拟建项目有多个选址、生产工艺和废水
排放方案,应分别给出各种方案的预测结果,
再结合环境、经济、社会等多重因素,从水环
水环境保护角度推荐优选方案。这类 多方案比
较常可利用专家咨询和数学规划方法探求优化
方案 。
生产工艺主要是通过工程分析发现问题,
如有条件,应采用清洁生产审计进行评价。
4.消除和减轻负面影响的对策
(1) 对环保措施的建议一般包括污染消减措施和
环境管理措施两部分 。
①消减措施的建议应尽量做到具体、可行,以
便对建设项目的环境工程设计起指导作用。对
消减措施应主要评述其环境效益(应说明排放
物的达标情况),也可以做些简单的技术经济
分析。
② 环境管理措施建议中包括环境监测(含监测
点、监测项目和监测次数)的建议、水土保持
措施的建议、防止泄漏等事故发生的措施的建
议、环境管理机构设置的建议等。
(2)常用消减措施
①对拟建项目实施清洁生产、预防污染和生态
破坏是层根本的措施;其次是就项目内部和受
纳水体的污染控制方案的改进提出有效的建议。
②推行节约用水和废水再用,减少新鲜水用量;
结合项目特点,对排放的废水采用适宜的处理
措施。
③在项目建设期因清理场地和基坑开挖、堆土
造成的裸土层应就地建雨水拦蓄池和种植速生
植被,减少沉积物进入地表水体。
④施用农用化学品的项目,可通过安排好化学
晶施用时间、施用率、施用范围和流失到水体
酌途径等方面想办法,将土壤侵蚀和进入水体
的化学品减至最少。
⑤应采取生物、化学、管理、文化和机械手段
一体的综合方法。
⑥在有条件的地区可以利用人工湿地控制非点
源污染(包括营养物、农药和沉积物污染等)。
人工湿地必须精心设计,污染负荷与处理能力
应匹配。
⑦在地表水污染负荷总量控制的流域,通过排
污交易保持排污总量不增长。
(3)提出拟建项目建设和投入运行后的环境监测
的规划方案与管理措施。
5.提出评价结论
在环境影响识别、水环境影响预测和采取
对策措施的基础上,得出拟建项目对地表水环
境的影响是否能够承受的结论。
第七章 环境噪声影响评价
第一节 噪声和噪声评价量
一、环境噪声和噪声源
为人们生活和工作不需要的声音叫噪声。
环境噪声指在工业生产、建筑施工、交通
运输和社会生活中所产生的、干扰周围生活、
环境的声音。
环境噪声污染指所产生的环境噪声超过国
家规定的环境噪声排放标准,并干扰他人正常
生活、工作和学习的现象。
环境噪声源大体可分为四类:工厂噪声、
建筑施工噪声、交通噪声、社会生活噪声。
第二节 噪声的衰减和反射效应
噪声的衰减:主要受 传播距离, 空气吸收, 阻
挡物的反射与屏障 等影响,而使其衰减。
噪声影响预测,根据声源附近某一位置(参考
位置)处的已知声级来计算远处预测点的声级 。
在预测中,需要考虑由声波几何发散、声屏障、
空气吸收及其他附加衰减量。
一、噪声衰减计算式
采用不同的噪声评价量,其噪声衰减计算
采用不同的公式。常用的有以下两种:倍频带
衰减和 A声级衰减。
现场监测常用 63~ 8000Hz间 8个倍频带,
所取得的倍频带数据以 Loct表示,噪声户外传播
声级衰减可采用下式计算:
计算分两步:
(1)计算预测点的倍频带声压级:
式中,——距声源 r处的倍频声压级;
——参考位置 r0处的倍频带声压级;
——声波几何发散引起的衰减量;
——声屏障引起的衰减量;
——空气吸收引起的衰减量;
——附加衰减量。
? ? ? ? ? ?0 d i v b a r a t m e x cr e f o c t o c t o c t o c to c t r o c t rL L A A A A? ? ? ? ?
? ?oct rL
? ?0refoct rL
divoctA
baroctA
atmoctA
excoctA
(2) 根据各倍频带声压级合成计算出预测点的 A
声级:设各个倍频带声压级为 Lpi,Lpi= Loct(r);
则 A声级为
式中:
ΔLi——第 i个倍频带的 A计权网络修正值,dB;
n——总倍频带数。
63Hz~ 16000Hz范围内的 A计权网络修正值
如表。
对稳态的机械噪声,原则上使用倍频带计算式。
? ?0, 1
1
1 0 l g 1 0 p i i
n
LL
A
i
L ??
?
???
?????
2.计算 A声级衰减
本法常用于各种噪声的预测计算:
式中,LA(r)——距声源 r处的 A声级;
——参考位置 r0处的 A声级;
AdiV——声波几何发散引起 A声级衰减量;
Abar——声屏障引起的 A声级衰减量;
Aatm——空气吸收引起的 A声级衰减量;
Aexc——附加衰减量。
? ?
0( ) ( )
r e fA r A r
d iV b a r a tm e x c
LL
A A A A
?
? ? ? ?
0()refArL
二、噪声随传播距离的衰减
噪声在传播过程中由于距离增加而引起的
几何发散衰减与噪声固有的频率无关。
1.点声源
(1)点声源随传播距离增加引起的衰减值:
式中,AdiV——距离增加产生衰减值,dB;
r——点声源至受声点的距离,m;
(2)在距离点声源 r1处至 r2处的衰减值:
点声源声传播距离增加一倍,衰减值是 6 dB。
2
11 0 l g
4d iV
A
r?
?
1
2
1 0 l gd iV rA
r
?
2,线状声源随传播距离增加的几何发散衰减
线声源随传播距离增加引起的衰减值为
式中:
AdiV——距离衰减值,dB;
r——线声源至受声点的垂直距离,m;
l ——线声源的长度,m。
对于无限长线源(如一条延伸很长的公路)
和有限长线源(如一个路段)应采用不同的计
算公式。
11 0 g
2
Al
rl?
?
3.面声源随传播距离的增加引起的衰减值与面
源形状有关
例如,一个许多建筑机械的施工场地:
设面声源短边是 a,长边是 b,随着距离的
增加,引起其衰减值与距离 r的关系为:
当 rr> a/π,在 r处,距离 r每增加一倍,
Adiv=- (0~ 3)dB;
当 b>r> b/π,在 r处,距离 r每增加一倍,
Adiv=- (3~ 6)dB;
当 r>b,在 r处,距离 r每增加一倍,
Adiv=- 6dB。
第三节 噪声环境影响评价的技术工作程序和要求
噪声影响评价是确定拟议开发行动或建设
项目发出的噪声对人群和生态环境影响的范围
和程度;评价影响的重大性,提出避免、消除
和减少其影响的措施,为开发行动或建设项目
方案的优化选择提供依据。
一、技术工作程序
技术工作程序见后图。
噪声影响的主要对象是人群;但是,在邻
近野生动物栖息地(包括飞禽和水生生物)应
考虑噪声对野生动物生长繁殖以及候鸟迁徙的
影响。
第一 阶段:开展现场踏勘、了解环境法规和标
准的规定、确定评价级别与评价范围和编制环
境噪声评价工作大纲;
第二阶段:是开展工程分析、收集资料、现场
监测调查噪声的基线水平及噪声源的数量,各
声源噪声级与发声持续时间、声源空间位置等;
第三阶段:是预测噪声对敏感点人群的影响,
对影响的意义和重大性作出评价,并提出削减
影响的相应对策;
第四阶段:是编写环境噪声影响的专题报告。
二、评价等级的划分和工作要求
噪声评价工作等级划分的依据包括:
(1)按投资额划分拟建项目规模 (大、中、小型建
设项目 );
(2)噪声源种类及数量;
(3)项目建设前后噪声级的变化程度;
(4)受拟建项目噪声影响范围内的环境保护目标、
环境噪声标准和人口分布。
属于大、中型建设项目,位于规划区内的
技术工程,以及对噪声有限制的保护区等噪声
敏感目标;项目建设前后噪声级有显著增高
(噪声级增高量达 5—10dB(A)或以上)或受影响
人口显著增多的情况,应按一级评价的要求开
展工作:对处在允许的噪声标准值为 65dB(A)及
以上的区域的中型建设项目,以及处在国家环
境噪声标准规定的 1,2类地区的小型建设项目,
或者大、中型建设项目建设前后噪声级增高量
在 3 dB(A)以内且受影响人口变化不大的情况,
应按三级评价进行工作。对于处在非敏感区的
小型建设项目不必做噪声影响专题评 价,只需
填写“环境影响报告表”中相关的内容。二级
评价要求介于一级和三级 之间。
不同评价等级的项目有不同的评价要求,
( 环境影响评价技术导则 ——声环境 )对此有
详细规定。
三、评价工作范围
噪声环境影响的评价范围一般根据评价工
作等级确定。
点声源 (如港口、施工工地、铁路的站场等 ),
一级评价:评价范围为项目边界往外 200 m内;
二、三级评价:范围可根据实际情况适当缩小。
若拟建项目周围较为空旷而较远处有敏感区域,
则评价范围应适当放宽到敏感区附近。
线声源,(如铁路线路、公路 ):
一级评价:线状声源两侧各 200m内;
二、三级评价:范围可根据实际情况相应缩小。
若拟建项目周围较空旷而较远处有敏感区,则
评价范围适当放宽到敏感区附近。
第四节 噪声环境影响预测
一、预测工作的准备
1.工程分析和噪声现状调查
(1)分析拟建项目的声源资料,确定 声源的种类
(包括设备型号)与 数量 及其声学性能参数、
源的布局 及其 空间位置,各声源的 噪声级 (声压
级,A声级,A声功率级、倍频带声功率级,以
及有效感觉噪声级 )与 发声持续时间,声源的 作
用时间段 。
(2)获取声源资料的途径:
①声源种类与数量、各声源的发声持续时间及
空间位置的获得,由设计单位提供或从工程设
计书中获得 。
② 噪声源数据的获得,优先考虑采用类比测量
法(即测定类似项目的对应数据作为依据),
其次引用已有的数据,包括国外的资料 。
评价等级为一级,必须采用类比测量法。
2.环境噪声现状监测
对于工矿企业的改扩建项目可监测现有车
间和厂区的噪声现状;新建项目则只调查厂界
及评价区的噪声水平。
3.环境噪声现状评价
环境噪声现状评价的主要内容有:
(1)评价范围,现有噪声敏感区, 保护目标的分
布情况, 噪声功能区的划分情况等 。
(2)环境噪声现状的调查和测量方法,测量仪器、
参照或参考的测量方法、测量标准、测量时段、
读数方法等 。
(3)评价内容,现有噪声源种类、数量及相应的
噪声级、噪声特性、主要噪声源分析等 。
(4)评价范围内环境噪声现状,各功能区噪声级、
超标状况及主要噪声源;边界噪声级、超标状
况及主要噪声源 。
(5)其他,受噪声影响的人口分布 。
4.预测范围和预测点布置
(1)噪声预测范围,一般与所确定的噪声评价等
级所规定的范围相同,也可稍大于评价范围 。
(2)预测点布置原则:
① 所有的环境噪声现状测量点都应作为预测点,
以便进行对照 。
② 为了便于绘制等声级线图,可以用网格法确
定预测点 。对线状声源,平行于线状声源走向
的网格间距可大些 (如 100 —300m),垂直于线
状声源走向的网格间距应小些 (如 20 —60m);
对点声源,网格一般为 20× 20m2~ 100× l00m2。
③ 评价范围内需要特别考虑的预测点,如一些
敏感点。
二、预测点噪声级计算和等声级图
1.预测点噪声级的计算
①选择坐标系,确定出各噪声源位置和预测点
位置的坐标;并根据预测点与声源之间的距离
把噪声源简化为点声源或线状声源。
②根据已获得的噪声源声级数据和声波从各声
源到预测点的传播条件,计算出噪声从各声源
传播到预测点的声衰减量,算出各声源单独作
用时在预测点产生的 A声级。
③确定计算的时段,并确定各声源发声持续时
间。
④计算预测点在计算时段内的等效连续声级,
公式如下:
在噪声环境影响评价中,由于声源较多,
预测点数量也大,故应运用计算机完成预测。
现在国内外已有不少成熟、定型的预测模型软
件可资应用。
0.1
1
10
10 l g
ij
n
L
i
i
eq
t
L
T
?
????
????
????
?
??
??
??
?
2,绘制等声级图
计算出各网格点上的噪声级后,采用数学
方法 (如双三次拟合法、按距离加权平均法、
按距离加权最小二乘法) 计算并绘制出等声级
线 。
等声级线的间隔不大于 5 dB。对于 Leq,最
低可画到 35 dB、最高可画到 75dB的等声级线。
等声级图直观地表明了项目的噪声级分布,
对分析功能区噪声超标状况提供了方便,同时
为城市规划、城市环境噪声管理提供了依据 。
第五节 噪声影响评价和污染防治对策
一、噪声影响评价的内容
噪声影响评价就是解释和评估拟建项目造
成的周围声环境预期变化的重大性,据此提出
消减其影响的措施。
1.基本内容
(1)根据拟建项目多个方案的噪声预测结果和环
境噪声标准,评述拟建项目各个方案在施工、
运行阶段噪声的影响程度、影响范围和超标状
况 (以敏感区域或敏感点为主)。
对项目建设前和预测得到的建设后的状况
进行分析比较,判断影响的重大性,依据各个
方案噪声影响大小提出推荐方案 。
(2)分析受噪声影响的人口分布 (包括受超标和
不超标噪声影响的人口分布)。
(3)分析拟建项目的噪声源和引起超标的主要噪
声源或主要原因 。
(4)分析拟建项目的选址、设备布置和设备选型
的合理性;分析建设项目设计中已有的噪声防
治对策的适应性和防治效果 。
(5)为了使拟建项目的噪声达标,提出需要增加
的、适用于该项目的噪声防治对策,并分析其
经济、技术的可行性 。
(6)提出针对该拟建项目的有关噪声污染管理、
噪声监测和城市规划方面的建议 。
2.其他考虑
拟议项目对野生动物的影响 。
二、噪声防治对策
噪声防治对策应该考虑从声源上降低噪声
和从噪声传播途径上降低噪声两个环节。
1.从声源上降低噪声
从声源上降低噪声是指将发声大的设备改
造成发声小的或者不发声的设备,其方法包括:
(1)改进机械设计以降低噪声,如在设计和制造
过程中选用发声小的材料来制造机件,改进设
备结构和形状、改进传动装置以及选用已有的
低噪声设备都可以降低声源的噪声。
(2)改革工艺和操作方法以降低噪声,如用压力
式打桩机代替柴油打桩机,把铆接改用焊接、
液压代替锻压等。
(3)维持设备处于良好的运转状态,因设备运转
不正常时噪声往往增高,所以要使设备处于良
好的运转状态。
2.在噪声传播途径上降低噪声
在噪声传播途径上降低噪声是一种常用以
使噪声敏感区达标为目的的噪声防治手段,具
体做法如下:
① 采用“闹静分开”和“合理布局”的设计原
则,使高噪声设备尽可能远离噪声敏感区 。
② 利用自然地形物 (如位于噪声源和噪声敏感
区之间的山丘,亡坡、地堑,围墙等) 降低噪
声 。
③ 合理布局噪声敏感区中的建筑物功能和合理
调整建筑物平面布局,即把非噪声敏感建筑或
非噪声敏感房间靠近或朝向噪声源。
④ 采取声学控制措施,例如对声源采用消声、
隔振和减振措施,在传播途径上增设吸声、隔
声等措施。
3.通过评价提出的各项噪声防治对策,必须符
合针对性、具体性、经济合理性、技术可行性
原则。
三、评价结论
通过影响预测、评价和采取一定的防治对
策后确定推荐的拟建项目方案的环境噪声影响
是可以接受的、可行的或不可接受的、不可行
的。
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