环境质量考核与总量控制GIS课件

第六章第六章 环境质量考核与总量控制环境质量考核与总量控制GIS 6.1 6.1 污染物排放总量控制污染物排放总量控制6.2 6.2 污染物排放总量控制污染物排放总量控制GISGIS开发开发6.3 6.3 城市环境综合整治定量考核城市环境综合整治定量考核6.4 6.4 城市环境综合整治定量考核城市环境综合整治定量考核GISGIS开发开发环境地理信息系统环境地理信息系统6.1 污染物排放总量控制【污染物排放总量控制】【污染物排放总量控制】污染物排放总量控制（简称总量控制）污染物排放总量控制（简称总量控制）是指以是指以控制一定时段内一定区域内排污单位控制一定时段内一定区域内排污单位排放污染物总排放污染物总量量为核心的环境管理方法体系。为核心的环境管理方法体系。“总量控制总量控制”是相对于是相对于“浓度控制浓度控制”而言的。而言的。浓度控制浓度控制是指以控制污染源排放口是指以控制污染源排放口排出污染物排出污染物的浓度的浓度为核心的环境管理方法体系。其核心内容为为核心的环境管理方法体系。其核心内容为国家环境污染物排放标准（主要是浓度排放）标准。国家环境污染物排放标准（主要是浓度排放）标准。我国的我国的“排污收费排污收费”、“三同时三同时”、“环境影响评环境影响评价价”等都是以浓度排放标准为主要评价标准。等都是以浓度排放标准为主要评价标准。环境地理信息系统环境地理信息系统6.1 污染物排放总量控制【污染物排放总量控制】【污染物排放总量控制】总量控制包括三方面总量控制包括三方面内容内容：污染物的排放总量：污染物的排放总量、排放污染物的地域、排放污染物的时间。、排放污染物的地域、排放污染物的时间。总量控制的总量控制的对象对象主要是指国家主要是指国家“九五九五”期期间重点污染控制的地区和流域，包括：酸雨控间重点污染控制的地区和流域，包括：酸雨控制区和制区和SO2SO2控制区；淮河、海河、辽河流域；太控制区；淮河、海河、辽河流域；太湖、滇池、巢湖流域。湖、滇池、巢湖流域。总量控制总量控制目的目的：从宏观总量入手，控制环：从宏观总量入手，控制环境污染的进一步发展。境污染的进一步发展。总量控制总量控制意义意义：是我国环境保护的重大举：是我国环境保护的重大举措，标志着环境管理工作的定量化和科学化。措，标志着环境管理工作的定量化和科学化。环境地理信息系统环境地理信息系统总量控制基本做法：总量控制基本做法：1)1)在各省区市申报基础上，核定省区市排放量基数。经在各省区市申报基础上，核定省区市排放量基数。经全国综合平衡，编制全国污染物排放总量控制计划，把全国综合平衡，编制全国污染物排放总量控制计划，把主要污染物排放量分解到各省区市，作为国家控制计划主要污染物排放量分解到各省区市，作为国家控制计划指标。指标。2)2)各省区市把省级控制计划指标分解下达，逐级实施总各省区市把省级控制计划指标分解下达，逐级实施总量控制计划管理。量控制计划管理。3)3)污染物排放量较大的工业部门，力争实现增产不增污。污染物排放量较大的工业部门，力争实现增产不增污。4)4)编制年度计划编制年度计划.5)5)年度检查、考核，定期公布各地总量控制指标完成情年度检查、考核，定期公布各地总量控制指标完成情况。况。6.1 污染物排放总量控制环境地理信息系统环境地理信息系统总量控制基本做法总量控制基本做法6)6)依照水污染防治法规定，对污染严重的水体实依照水污染防治法规定，对污染严重的水体实施重点污染物排放的总量控制制度。按照水体所必须达施重点污染物排放的总量控制制度。按照水体所必须达到的水环境质量标准要求，确定严于本计划的污染物排到的水环境质量标准要求，确定严于本计划的污染物排放总量指标，并对有排污量消减任务的企业实施污染物放总量指标，并对有排污量消减任务的企业实施污染物排放量核定制度。排放量核定制度。6.1 污染物排放总量控制环境地理信息系统环境地理信息系统总量控制的三种模式总量控制的三种模式根据技术路线不同，总量控制可分为三种模式：根据技术路线不同，总量控制可分为三种模式：（1 1）容量总量控制；）容量总量控制；（2 2）目标总量控制；）目标总量控制；（3 3）行业总量控制。）行业总量控制。6.1 污染物排放总量控制目前我国的总量控制基本上是目前我国的总量控制基本上是目标总量控制目标总量控制。环境地理信息系统环境地理信息系统总量控制的三种模式总量控制的三种模式1)1)容量总量控制容量总量控制是指把允许排放的污染物总量是指把允许排放的污染物总量控制在受纳水体给定功能所确定的水质标准范围内控制在受纳水体给定功能所确定的水质标准范围内,它的它的“总量总量”系基于受纳水体中的污染物不超过系基于受纳水体中的污染物不超过水水质标准质标准所允许的排放限额。所允许的排放限额。6.1 污染物排放总量控制2)2)目标总量控制目标总量控制是指把允许排放污染物总量控是指把允许排放污染物总量控制在管理目标所规定的污染负荷削减率范围内制在管理目标所规定的污染负荷削减率范围内,它的它的“总量总量”是基于源排放的污染物不超过是基于源排放的污染物不超过人为规定人为规定的的管理上能达到的允许限额。管理上能达到的允许限额。环境地理信息系统环境地理信息系统总量控制的三种模式总量控制的三种模式3)3)行业总量控制行业总量控制是指从行业生产工艺着手是指从行业生产工艺着手,通通过控制生产过程中的资源和能源的投入以及控制污过控制生产过程中的资源和能源的投入以及控制污染物的产生染物的产生,使排放的污染物总量限制在管理目标所使排放的污染物总量限制在管理目标所规定的限额之内规定的限额之内,它的它的“总量总量”是基于资源、能源的是基于资源、能源的利用水平以及利用水平以及“少废少废”、“无废无废”工艺的发展水平。工艺的发展水平。6.1 污染物排放总量控制环境地理信息系统环境地理信息系统总量控制目标的建立总量控制目标的建立行业总量控制行业总量控制 针对各地不同的工业行业，环境保针对各地不同的工业行业，环境保护部门护部门有选择地对重点行业有选择地对重点行业污染物进行控制。污染物进行控制。首先进行环境问题、产业结构及污染源分析，首先进行环境问题、产业结构及污染源分析，确定主要控制污染物、重点控制行业及主要控制污确定主要控制污染物、重点控制行业及主要控制污染源。如浙江平阳县，它的主要产业是制革行业，染源。如浙江平阳县，它的主要产业是制革行业，因此，环境污染控制以制革行业为主兼顾其他行业；因此，环境污染控制以制革行业为主兼顾其他行业；6.1 污染物排放总量控制环境地理信息系统环境地理信息系统总量控制目标的建立总量控制目标的建立容量总量控制容量总量控制 根据河流水质承受污染的最大容量根据河流水质承受污染的最大容量来决定排污单位的排污量。来决定排污单位的排污量。容量总量控制目标是以区域可分配环境容量为容量总量控制目标是以区域可分配环境容量为基础，或把污染物排放量控制在区域环境容量的限基础，或把污染物排放量控制在区域环境容量的限度内，多余的部分作为消减目标，然后把可分配环度内，多余的部分作为消减目标，然后把可分配环境容量或污染物消减量作为总量控制目标分配至污境容量或污染物消减量作为总量控制目标分配至污染源。染源。6.1 污染物排放总量控制环境地理信息系统环境地理信息系统总量控制目标的建立总量控制目标的建立目标总量控制目标总量控制 目标总量控制目标的的建立包括目标总量控制目标的的建立包括目标目标值值和和指标体系指标体系的建立两部分。的建立两部分。目标值目标值根据某一时期污染物排放水平或某一时期、根据某一时期污染物排放水平或某一时期、某一标准的环境质量确定的目标总量或受经济投资约某一标准的环境质量确定的目标总量或受经济投资约束或由政府行政管理确定的目标总量来确定；束或由政府行政管理确定的目标总量来确定；指标体系指标体系则体现了总量控制的要求，是人为约束则体现了总量控制的要求，是人为约束的反映。的反映。6.1 污染物排放总量控制“十一五十一五”国家总量控制指标为国家总量控制指标为COD和二氧化硫和二氧化硫；“十二五十二五”国家总量控制指标为国家总量控制指标为二氧化硫二氧化硫(SO2)、化学、化学需氧量需氧量(COD)、氨氮、氨氮(NH3-N)和氮氧化物和氮氧化物(NOX)。环境地理信息系统环境地理信息系统总量控制计算例题：总量控制计算例题：某工厂建一台某工厂建一台10t/h蒸发量的燃煤蒸汽锅炉，最大耗煤量蒸发量的燃煤蒸汽锅炉，最大耗煤量1600kg/h，引风机风量为，引风机风量为15000m3/h，全年用煤量，全年用煤量4000t煤的煤的含硫量含硫量1.2%，排入气相，排入气相80%，so2的排放标准的排放标准1200mg/m3，请，请计算达标排放的脱硫效率并提出计算达标排放的脱硫效率并提出so2排放总量控制指标。排放总量控制指标。解：解：so2最大排放量（最大排放量（kg/h）：）：1600kg/h1.2%(含含S的质量量的质量量)2（SO2的质量（的质量（S、O原子的相对原子量分别为原子的相对原子量分别为32、16）80%（气相气相SO2的质量的质量）=30.72kg/h so2排放浓度：排放浓度：30.72kg/h10-6（将将kg转换为转换为mg）/15000（m3/h）=2048mg/m3 脱硫效率应大于脱硫效率应大于（2048-1200）/2048100%=41.4%总量控制建议指标：总量控制建议指标：4000吨吨1.2%280%（年总排放年总排放SO2的的质量质量）(1-41.4%（SO2超标准的比重超标准的比重）)=44.945吨吨6.1 污染物排放总量控制环境地理信息系统环境地理信息系统总量控制要以综合性、科学性、区域性、分解性和总量控制要以综合性、科学性、区域性、分解性和可操作性为指导原则，把污染源与环境目标联系起可操作性为指导原则，把污染源与环境目标联系起来，围绕来，围绕总量控制目标分配总量控制目标分配进行，最终体现在排污进行，最终体现在排污许可证上。许可证上。6.1 污染物排放总量控制总量控制的指导原则总量控制的指导原则环境地理信息系统环境地理信息系统等比例分配原则等比例分配原则 在承认各污染源排污现状的基础上在承认各污染源排污现状的基础上,将总量控制系统内将总量控制系统内的允许排污总量等比例地分配到污染源的允许排污总量等比例地分配到污染源,各污染源分担等比例排放责任。各污染源分担等比例排放责任。特点是简单易行特点是简单易行,但不公平。在承认现状、简单方便这一点上但不公平。在承认现状、简单方便这一点上,等比例分等比例分配原则仍可供参考。配原则仍可供参考。费用最小分配原则费用最小分配原则 以治理费用作为目标函数以治理费用作为目标函数,以环境目标值作为约束条以环境目标值作为约束条件件,使系统的污染治理投资费用总和最小使系统的污染治理投资费用总和最小,求得各污染源的允许排放负荷。求得各污染源的允许排放负荷。特点是结果反映系统整体的经济合理性特点是结果反映系统整体的经济合理性,即有很好的整体经济效益、社会即有很好的整体经济效益、社会效益和环境效益效益和环境效益,但并不能反映出每个污染源的负荷分担都是合理的。但并不能反映出每个污染源的负荷分担都是合理的。按贡献率削减排放量分配原则按贡献率削减排放量分配原则 按各个污染源对总量控制区域内水质影按各个污染源对总量控制区域内水质影响程度的大小响程度的大小,按污染物贡献率大小来削减污染负荷按污染物贡献率大小来削减污染负荷,对水质影响大的污对水质影响大的污染源要多削减。它体现每个排污者平等共享水环境容量资源染源要多削减。它体现每个排污者平等共享水环境容量资源,同时也平等同时也平等承担超过其允许负荷量的责任。承担超过其允许负荷量的责任。6.1 污染物排放总量控制总量控制的分配原则总量控制的分配原则环境地理信息系统环境地理信息系统6.1 污染物排放总量控制区区域域总总量量分分配配技技术术路路线线图图 环境地理信息系统环境地理信息系统污染源调查和环境质量监测污染源调查和环境质量监测调查了解辖区内有多少污染源，每个污染源排放什么污染物，调查了解辖区内有多少污染源，每个污染源排放什么污染物，排放浓度，排放量多大，排放规律和排放方式；此外，搞好排放浓度，排放量多大，排放规律和排放方式；此外，搞好环境质量监测，摸清辖区内环境污染程度和主要污染物。环境质量监测，摸清辖区内环境污染程度和主要污染物。环境保护目标总量控制原则环境保护目标总量控制原则 1 1）确定总量控制的目标值，确定依据如下：）确定总量控制的目标值，确定依据如下：(1)以以 维维 持某一时期污染物排放水平为基本目标，或以某一时期污染物持某一时期污染物排放水平为基本目标，或以某一时期污染物排放水平为基数，确定削减污染物的比率。排放水平为基数，确定削减污染物的比率。(2)维维 持持 某一时期或某一标准的水体，水质为控制目标确定的目标总量。某一时期或某一标准的水体，水质为控制目标确定的目标总量。(3)受受 经经 济投资约束的目标总量。如投资多少所能削减的最大污染物量，济投资约束的目标总量。如投资多少所能削减的最大污染物量，以控制污染源排放总量作为目标。以控制污染源排放总量作为目标。(4)经经 济济 发展，维持污染物排放总量不增加的目标总量。发展，维持污染物排放总量不增加的目标总量。(5)配配 合合 政府领导环境目标责任制的管理目标作为总量目标。政府领导环境目标责任制的管理目标作为总量目标。(6)按按 工工 业行业确定总量目标。业行业确定总量目标。如何实施污染物排放的总量控制？如何实施污染物排放的总量控制？环境地理信息系统环境地理信息系统环境保护目标总量控制原则环境保护目标总量控制原则 2 2）目标总量控制的范围）目标总量控制的范围 为了环境管理方便，环境管理部门可根据当地污染现状和管理实力为了环境管理方便，环境管理部门可根据当地污染现状和管理实力(管理力量、技术水平和财政支持能力管理力量、技术水平和财政支持能力)，首先对污染大户工厂和行业实行，首先对污染大户工厂和行业实行总量控制总量控制。3 3）目标总量控制污染物项目的确定）目标总量控制污染物项目的确定 选择那些与目标直接有关，当前迫切需要解决，经济上、技术上可实选择那些与目标直接有关，当前迫切需要解决，经济上、技术上可实现的污染项目，针对性要强，灵活性大。环境管理部门根据当地实际管现的污染项目，针对性要强，灵活性大。环境管理部门根据当地实际管理和监测力量确定项目，也可分期分批控制各种污染物，同时要考虑污理和监测力量确定项目，也可分期分批控制各种污染物，同时要考虑污染源可能削减能力和水平，既要抓住主要污染物，又要考虑控制代价。染源可能削减能力和水平，既要抓住主要污染物，又要考虑控制代价。明确区域功能提出环境保护目标明确区域功能提出环境保护目标 根据所辖区域的功能和实际情况，按照功能区域的划分原根据所辖区域的功能和实际情况，按照功能区域的划分原则，如居民区、工业区、商业区、自然保护区等进行科学划则，如居民区、工业区、商业区、自然保护区等进行科学划分，根据国家废水和区域大气环境质量的标准为各功能区制分，根据国家废水和区域大气环境质量的标准为各功能区制定环境保护目标，也可制定严于国家的地方标准。定环境保护目标，也可制定严于国家的地方标准。如何实施污染物排放的总量控制？如何实施污染物排放的总量控制？环境地理信息系统环境地理信息系统坚持排污许可证制度坚持排污许可证制度 在总量控制技术基础上，把要削减的污染在总量控制技术基础上，把要削减的污染物量进行优化分配的厂家，经环保部门协商与确认，提出总量物量进行优化分配的厂家，经环保部门协商与确认，提出总量排放规划方案，报经行政领导部门批准后，通过向排污单位排放规划方案，报经行政领导部门批准后，通过向排污单位发放排污许可证的形式使单位排污合法化。许可证要明确其发放排污许可证的形式使单位排污合法化。许可证要明确其应排放的污染物种类、数量、浓度、排污去向和有效时间等。应排放的污染物种类、数量、浓度、排污去向和有效时间等。实行排污权交易实行排污权交易 由政府部门确定出一定区域的环境质量目标，并据此评价由政府部门确定出一定区域的环境质量目标，并据此评价该区域的环境容量。然后推算出污染物的最大允许排放量，该区域的环境容量。然后推算出污染物的最大允许排放量，并将最大允许排放量分割成若干规定的排放量，即若干排污并将最大允许排放量分割成若干规定的排放量，即若干排污权。政府可以选择不同的方式分配这些权利，如公开竞价拍权。政府可以选择不同的方式分配这些权利，如公开竞价拍卖，定价出售或无偿分配等，并通过建立排污权交易市场使卖，定价出售或无偿分配等，并通过建立排污权交易市场使这种机制能合法地买卖。在排污权市场上，排污者从其利益这种机制能合法地买卖。在排污权市场上，排污者从其利益出发，自主决定其污染治理程度，从而买入或卖出排污权，出发，自主决定其污染治理程度，从而买入或卖出排污权，排污权交易通过建立排污权交易市场。排污权交易通过建立排污权交易市场。如何实施污染物排放的总量控制？如何实施污染物排放的总量控制？环境地理信息系统环境地理信息系统6.1 污染物排放总量控制“十一五十一五”期间全国主要污染物排放总量控制计划期间全国主要污染物排放总量控制计划 环境地理信息系统环境地理信息系统6.2 污染物排放总量控制GIS开发污染物排放总量控制污染物排放总量控制GIS功能需求分析功能需求分析根据污染物排放总量控制工作实际需要，污染根据污染物排放总量控制工作实际需要，污染物排放总量控制物排放总量控制GISGIS不仅要提供总量控制信息管理和不仅要提供总量控制信息管理和GISGIS表达功能，而且还要提供大量的计算与分析功能，表达功能，而且还要提供大量的计算与分析功能，如污染源信息查询与更新、污染排放量核实、污染物如污染源信息查询与更新、污染排放量核实、污染物排放总量控制方案编制、总量控制目标的确定（包括排放总量控制方案编制、总量控制目标的确定（包括目标值和指标体系等）、主要污染物排放量分解、总目标值和指标体系等）、主要污染物排放量分解、总量控制计划管理、总量控制分析（包括污染源分析、量控制计划管理、总量控制分析（包括污染源分析、控制因子的选择、控制单元的划分、影响系数的确定、控制因子的选择、控制单元的划分、影响系数的确定、环境容量的计算等）。环境容量的计算等）。环境地理信息系统环境地理信息系统6.2 污染物排放总量控制GIS开发污染物排放总量控制污染物排放总量控制GIS功能需求功能需求1 1）污染源信息管理与查询）污染源信息管理与查询2 2）污染源项目申报、审批管理）污染源项目申报、审批管理3 3）总量控制情况统计分析）总量控制情况统计分析 4 4）污染物排放总量控制）污染物排放总量控制环境地理信息系统环境地理信息系统6.2 污染物排放总量控制GIS开发污染物排放总量控制污染物排放总量控制GIS功能需求功能需求1 1）污染源信息管理与查询）污染源信息管理与查询提供对污染源数据的动态管理，具有对提供对污染源数据的动态管理，具有对污染源数据录入、变更、增加、删除、计算统污染源数据录入、变更、增加、删除、计算统计、报表、检索等功能；具有对污染源状况和计、报表、检索等功能；具有对污染源状况和位置的空间查询能力。位置的空间查询能力。环境地理信息系统环境地理信息系统6.2 污染物排放总量控制GIS开发污染物排放总量控制污染物排放总量控制GIS功能需求功能需求提供污染源项目申报和审批管理功能，提供污染源项目申报和审批管理功能，包括对建设单位、建设地点、建设项目、主要包括对建设单位、建设地点、建设项目、主要污染设备等信息的管理与分析，并能够对建成污染设备等信息的管理与分析，并能够对建成前和建成后的模拟数据进行对比分析，以支持前和建成后的模拟数据进行对比分析，以支持污染源项目管理和决策。污染源项目管理和决策。2 2）污染源项目申报、审批管理）污染源项目申报、审批管理环境地理信息系统环境地理信息系统6.2 污染物排放总量控制GIS开发污染物排放总量控制污染物排放总量控制GIS功能需求功能需求提供对污染源数据进行统计分析的功能。提供对污染源数据进行统计分析的功能。内容包括区域污染物排放量汇总分析、分区街内容包括区域污染物排放量汇总分析、分区街道污染物排放量统计，污染物排放量排队分析、道污染物排放量统计，污染物排放量排队分析、污染源统计、环境浓度贡献排队分析。污染源统计、环境浓度贡献排队分析。3 3）总量控制情况统计分析）总量控制情况统计分析环境地理信息系统环境地理信息系统6.2 污染物排放总量控制GIS开发污染物排放总量控制污染物排放总量控制GIS功能需求功能需求提供给与环境容量模型的最大允许排放量计算、提供给与环境容量模型的最大允许排放量计算、总量控制分析（包括污染源分析、控制因子的选择、总量控制分析（包括污染源分析、控制因子的选择、控制单元的划分、影响系数的确定等，特别是由于地控制单元的划分、影响系数的确定等，特别是由于地理位置关系，相同排放量对环境污染程度不同，系统理位置关系，相同排放量对环境污染程度不同，系统需要需要通过具体的污染扩散模式通过具体的污染扩散模式计算找出真正的重点污计算找出真正的重点污染源）、削减方案制定（包括通过现行规划模型和扩染源）、削减方案制定（包括通过现行规划模型和扩散模型计算网格最大允许排放量，进而计算出各个污散模型计算网格最大允许排放量，进而计算出各个污染源的最大允许排放量和应削减量，并对各种削减方染源的最大允许排放量和应削减量，并对各种削减方案进行综合费用效果分析，模拟各种削减方案下的环案进行综合费用效果分析，模拟各种削减方案下的环境质量状况）等功能。境质量状况）等功能。4 4）污染物排放总量控制）污染物排放总量控制环境地理信息系统环境地理信息系统6.2 污染物排放总量控制GIS开发污染物排放总量控制污染物排放总量控制GIS结构设计结构设计 大气污染源数据不仅包括所排放各种污染物数量大气污染源数据不仅包括所排放各种污染物数量的多少，而且包括其排放所在地理位置数据。的多少，而且包括其排放所在地理位置数据。污染物排放量，由于其所在地理位置不同，在气污染物排放量，由于其所在地理位置不同，在气象条件影响下，其污染程度与范围将有所不同。这就象条件影响下，其污染程度与范围将有所不同。这就是大气污染源的地理空间特性。是大气污染源的地理空间特性。大气污染源的地理空间特性决定了大气污染物排大气污染源的地理空间特性决定了大气污染物排放总量控制必须采用定量与空间分析相结合的综合地放总量控制必须采用定量与空间分析相结合的综合地理思维工具地理信息系统理思维工具地理信息系统(GIS)(GIS)。以大气污染物排放总量控制为例以大气污染物排放总量控制为例 环境地理信息系统环境地理信息系统6.2 污染物排放总量控制GIS开发污染物排放总量控制污染物排放总量控制GIS结构设计结构设计大气污染物排放总量控制不仅要进行污染源的大气污染物排放总量控制不仅要进行污染源的定量分析，如计算排放量大小，而且要进行空间分析，定量分析，如计算排放量大小，而且要进行空间分析，如计算排放量与环境浓度关系。如计算排放量与环境浓度关系。GIS GIS正是这种结合的完美体现，正是这种结合的完美体现，GISGIS以数据表示空以数据表示空间分布，数字和图形融为一体，支持数字思维与空间间分布，数字和图形融为一体，支持数字思维与空间思维同时进行，此传统的地图分析和仅仅对统计数据思维同时进行，此传统的地图分析和仅仅对统计数据的定量分析方法有质的改进。的定量分析方法有质的改进。以大气污染物排放总量控制为例以大气污染物排放总量控制为例 环境地理信息系统环境地理信息系统6.2 污染物排放总量控制GIS开发污染物排放总量控制污染物排放总量控制GIS结构设计结构设计根据总量控制和环保局日常管理要求，本系统应当根据总量控制和环保局日常管理要求，本系统应当本着实用和为环保局日常管理服务的宗旨，具有环境地本着实用和为环保局日常管理服务的宗旨，具有环境地理信息功能，环境管理功能，汇总统计分析功能，和环理信息功能，环境管理功能，汇总统计分析功能，和环境总量控制功能。境总量控制功能。1 1）系统总体结构）系统总体结构环境地理信息系统环境地理信息系统6.2 污染物排放总量控制GIS开发污染物排放总量控制污染物排放总量控制GIS结构设计结构设计a.a.显示行政区域图及主要街道、道路，在此基础上分别显示大气污染源的分布情况显示行政区域图及主要街道、道路，在此基础上分别显示大气污染源的分布情况和大气环境质量浓度分布。和大气环境质量浓度分布。b.b.可进行空间查询，包括：大气污染源空间查询，其中包含两个内容：一是查看某可进行空间查询，包括：大气污染源空间查询，其中包含两个内容：一是查看某一空间位置上污染源状况；二是已知某一污染源，查看其空间位置。一空间位置上污染源状况；二是已知某一污染源，查看其空间位置。街道空间查询，查看某一街道污染物排放量，允许排放量以及削减量状况。街道空间查询，查看某一街道污染物排放量，允许排放量以及削减量状况。网格空间查询，查看某一空间网格网格空间查询，查看某一空间网格1k1km1k1km中污染物排放量中污染物排放量,允许排放量以及削减量允许排放量以及削减量状况。状况。2 2）环境地理信息子系统）环境地理信息子系统环境地理信息系统环境地理信息系统6.2 污染物排放总量控制GIS开发污染物排放总量控制污染物排放总量控制GIS结构设计结构设计本功能应能为审批提供辅助决策信息。项目审批数本功能应能为审批提供辅助决策信息。项目审批数据库应含有建设单位，建设地点，建设项目，主要据库应含有建设单位，建设地点，建设项目，主要污染设备等，然后，综合全区污染源情况进行环境污染设备等，然后，综合全区污染源情况进行环境质量模拟分析，提供建成前和建成后的模拟数据，质量模拟分析，提供建成前和建成后的模拟数据，包括二氧化硫和烟尘排放量及大气环境质量的数据包括二氧化硫和烟尘排放量及大气环境质量的数据和图形，以供决策人员根据具体情况进行决策。和图形，以供决策人员根据具体情况进行决策。3 3）环境管理子系统）环境管理子系统a.a.排污申报登记功能排污申报登记功能提供对大气污染源数据的动态提供对大气污染源数据的动态管理，具有对大气污染源数据管理，具有对大气污染源数据录入、变更、增加、删除、计录入、变更、增加、删除、计算统计、报表、检索等功能，算统计、报表、检索等功能，以便于日常工作的管理使用。以便于日常工作的管理使用。b.b.项目审批功能项目审批功能项目审批是环保部门对环境影项目审批是环保部门对环境影响评价制度和响评价制度和“三同时三同时”制度制度的具体实施，加强环境项目审的具体实施，加强环境项目审批，可有效控制新污染源产生。批，可有效控制新污染源产生。在进行总量控制前提下，合理在进行总量控制前提下，合理审批，以达到经济效益，环境审批，以达到经济效益，环境效益和社会效益统一。效益和社会效益统一。环境地理信息系统环境地理信息系统6.2 污染物排放总量控制GIS开发污染物排放总量控制污染物排放总量控制GIS结构设计结构设计在基础数据输入计算机后，应对这些大气污染在基础数据输入计算机后，应对这些大气污染源数据分门别类进行统计分析，从中得出一些源数据分门别类进行统计分析，从中得出一些信息，从而为环保局日常管理和决策服务。信息，从而为环保局日常管理和决策服务。所有这些，将使得环保局管理人员对本区污染所有这些，将使得环保局管理人员对本区污染源分布情况，污染物排放因素，以及加强治理，源分布情况，污染物排放因素，以及加强治理，制定削减方案做到心中有数。制定削减方案做到心中有数。4 4）汇总统计分析子系统）汇总统计分析子系统l统计汇总本区污染物排放量；统计汇总本区污染物排放量；l统计本区十个街道污染物排放量，燃料耗统计本区十个街道污染物排放量，燃料耗量以及占全区排放量的百分比；量以及占全区排放量的百分比；l统计六类污染源情况，如燃料耗量，污染统计六类污染源情况，如燃料耗量，污染物排放量以及各自占全区排放量百分比；物排放量以及各自占全区排放量百分比；l统计各燃料种类如烟煤，无烟煤、型煤、统计各燃料种类如烟煤，无烟煤、型煤、重油、柴油的年耗量，以及分别产生的二氧重油、柴油的年耗量，以及分别产生的二氧化硫和烟尘的排放量；化硫和烟尘的排放量；l统计各类锅炉型号的数量，燃料年耗量，统计各类锅炉型号的数量，燃料年耗量，二氧化硫和烟尘排放量；二氧化硫和烟尘排放量；l统计各种除尘器的数量；统计各种除尘器的数量；l分别按二氧化硫和烟尘排放量从大到小对分别按二氧化硫和烟尘排放量从大到小对大气污染源的排放量贡献排序；大气污染源的排放量贡献排序；l分别按二氧化硫和烟尘对环境浓度贡献大分别按二氧化硫和烟尘对环境浓度贡献大小进行大气污染源环境浓度贡献排序。小进行大气污染源环境浓度贡献排序。环境地理信息系统环境地理信息系统6.2 污染物排放总量控制GIS开发污染物排放总量控制污染物排放总量控制GIS结构设计结构设计5 5）环境总量控制子系统）环境总量控制子系统a.a.计算最大允许排放量计算最大允许排放量通过线性规划模型，分别计算三种不同大气环通过线性规划模型，分别计算三种不同大气环境质量目标下，即：境质量目标下，即：比比19951995年略有改善（年略有改善（10%10%）；保留小煤炉，且比保留小煤炉，且比19951995年略有改善（年略有改善（10%10%）；达达到二级环境标准到二级环境标准，各个污染源的最大允许排放各个污染源的最大允许排放量量和和应削减量应削减量。这些数据将是总量控制的基础，。这些数据将是总量控制的基础，以及为制定削减方案提供科学依据。以及为制定削减方案提供科学依据。b.b.削减方案设计分析功能削减方案设计分析功能设计多种可行的削减方案，如置换天然气、神设计多种可行的削减方案，如置换天然气、神华煤，增加脱硫设施，改善除尘器效率等；并华煤，增加脱硫设施，改善除尘器效率等；并对各种削减方案进行综合费用效果分析，模拟对各种削减方案进行综合费用效果分析，模拟各种削减方案下的环境质量状况，为决策人员各种削减方案下的环境质量状况，为决策人员提供依据。提供依据。环境地理信息系统环境地理信息系统6.2 污染物排放总量控制GIS开发污染物排放总量控制污染物排放总量控制GIS结构设计结构设计5 5）环境总量控制子系统）环境总量控制子系统 系统结构由空间数据管理分析，属性系统结构由空间数据管理分析，属性数据管理分析两部分构成。空间数据管理数据管理分析两部分构成。空间数据管理与分析包括电子地图管理和数字高程模型，与分析包括电子地图管理和数字高程模型，从而实现环境地理信息功能。属性数据管从而实现环境地理信息功能。属性数据管理与分析实现数据采集与编辑功能，基础理与分析实现数据采集与编辑功能，基础数据查询，数据统计分析，总量控制模型，数据查询，数据统计分析，总量控制模型，大气扩散模型，和削减方案及其费用效果大气扩散模型，和削减方案及其费用效果分析。分析。选用选用ArcView 3.0ArcView 3.0及其空间分析模块及其空间分析模块Spatial Analyst 1.0Spatial Analyst 1.0来进行空间数据管理来进行空间数据管理与分析；选用与分析；选用Delphi 3.0 Delphi 3.0 来开发属性数据来开发属性数据管理与分析。管理与分析。Delphi 3.0Delphi 3.0开发后的属性数开发后的属性数据管理与分析代码通过据管理与分析代码通过WindowsWindows动态链接库动态链接库技术实现与技术实现与ArcView 3.0ArcView 3.0系统的有机结合。系统的有机结合。为实现两者数据接口，以传统的数据库为实现两者数据接口，以传统的数据库DBFDBF文件格式来组织和管理属性数据。文件格式来组织和管理属性数据。环境地理信息系统环境地理信息系统6.3 6.3 环境质量评价环境质量评价环境质量是环境素质好坏的表征环境质量是环境素质好坏的表征环境环境质量质量是是环境状态惯性大小的表示环境状态惯性大小的表示从一种状态变化从一种状态变化 到另一种状态的难易程度到另一种状态的难易程度环境质量是环境状态品质优劣的表示环境质量是环境状态品质优劣的表示实质：对具有不同环境状态的品质进行定量的描述与比较实质：对具有不同环境状态的品质进行定量的描述与比较环境质量评价环境质量评价?环境地理信息系统环境地理信息系统 环境质量评价环境质量评价 按照一定的环境标准、功能区划或目按照一定的环境标准、功能区划或目标要求，采用定性及定量评价方法或环境质量综合分析标要求，采用定性及定量评价方法或环境质量综合分析的规范性评价工作程序对一定区域范围内的环境质量进的规范性评价工作程序对一定区域范围内的环境质量进行说明、评定和预测。行说明、评定和预测。环境质量变化的特征环境质量变化的特征u人类活动导致的环境质量变化有直接的和间接的作用，人类活动导致的环境质量变化有直接的和间接的作用，而环境质量影响则具有正负反馈效应和时滞性。而环境质量影响则具有正负反馈效应和时滞性。u环境质量的变化是一个自然过程，在环境演变过程中出环境质量的变化是一个自然过程，在环境演变过程中出 现的环境质量的变异，可能是缓慢的，也可能是灾变性的。现的环境质量的变异，可能是缓慢的，也可能是灾变性的。u人类活动造成的环境质量变化，通常分为人类活动造成的环境质量变化，通常分为人为作用人为作用、环环 境参数变化境参数变化、环境质量变异环境质量变异三个阶段。三个阶段。6.3 6.3 环境质量评价环境质量评价环境地理信息系统环境地理信息系统环境质量评价的核心问题环境质量评价的核心问题 研究环境质量的好坏研究环境质量的好坏 标准标准是否适合于人类生存和发展。是否适合于人类生存和发展。目前它是以是否适于人类生存和发展（通常是以目前它是以是否适于人类生存和发展（通常是以 对人类健康的适宜程度）作为判别的标准对人类健康的适宜程度）作为判别的标准就自然环境而言，可用就自然环境而言，可用资源质量资源质量生物资源生物资源人群健康人群健康人类生活人类生活的尺度来衡量的尺度来衡量环境地理信息系统环境地理信息系统 通过资源质量、生物质量、人群健康、人类生通过资源质量、生物质量、人群健康、人类生活等尺度、污染状况等环境质量综合指数对环境质活等尺度、污染状况等环境质量综合指数对环境质量进行评价。量进行评价。为制定城市环境规划、进行环境综合治理、制为制定城市环境规划、进行环境综合治理、制定区域环境污染物排放标准、环境法规、环境标准定区域环境污染物排放标准、环境法规、环境标准和搞好环境管理提供依据；和搞好环境管理提供依据；同时也是为比较各地区所受污染的程度和变化同时也是为比较各地区所受污染的程度和变化趋势提供科学依据。趋势提供科学依据。环境质量评价的目的环境质量评价的目的环境地理信息系统环境地理信息系统环境质量评价的类型环境质量评价的类型、回顾性评价：根据历史资料进行回顾性评价：根据历史资料进行、现状评价：一般近现状评价：一般近23年环境监测资料进行年环境监测资料进行、预断评价：区域今后开发活动对环境质量变化影响预断评价：区域今后开发活动对环境质量变化影响2 2、按环境问题的空间范围划分有：、按环境问题的空间范围划分有：区域的环境质量评价区域的环境质量评价流域的环境质量评价流域的环境质量评价全球的环境质量评价全球的环境质量评价1、按时间分类有三种类型：、按时间分类有三种类型：局域的环境质量评价局域的环境质量评价环境地理信息系统环境地理信息系统要要 素素大气的环境质量评价大气的环境质量评价水体的环境质量评价水体的环境质量评价土壤的环境质量评价土壤的环境质量评价噪声、光、热、磁等评价噪声、光、热、磁等评价单要素单要素综合评价综合评价3、按环境要素划分有：、按环境要素划分有：噪声的污染：飞机、施工、学习环境噪声的污染：飞机、施工、学习环境光污染光污染热岛效应：城市、地面热岛效应：城市、地面高压电器下：磁场等的评价高压电器下：磁场等的评价环境地理信息系统环境地理信息系统环境质量现状评价的内容环境质量现状评价的内容1 1、污染源调查与评价、污染源调查与评价；2 2、环境污染物监测项目的确定；、环境污染物监测项目的确定；3 3、监测网点的设置；、监测网点的设置；4 4、获得环境污染数据；、获得环境污染数据；5 5、建立环境质量指数系统进行综合评价；、建立环境质量指数系统进行综合评价；6 6、人体健康与环境质量关系的确定、人体健康与环境质量关系的确定；7 7、建立环境污染数学模型；、建立环境污染数学模型；8 8、环境污染趋势预测研究；、环境污染趋势预测研究；9 9、提出区域环境污染综合防治建议。、提出区域环境污染综合防治建议。环境地理信息系统环境地理信息系统环境质量现状评价的内容和方法环境质量现状评价的内容和方法 （一）大气质量评价 1.主要用于评价大气质量逐日变化的指数 美国于1976年9月首次公布了污染物标准指数(PSl)。PSI(Pollutant Standard Index)指数考虑CO、NO2、SO2、氧化剂和颗粒物质五个参数，以及SO2和颗粒物质浓度的乘积。环境地理信息系统环境地理信息系统环境地理信息系统环境地理信息系统 2、可兼用于评价大气质量长期变化和逐日变化的几种指数 （1）白勃考大气污染综合指数：美国白勃考于1970一1971年提出大气污染综合指数，它以颗粒物质、氮氧化物、硫氧化物、一氧化碳和氧化剂五项污染物为参数，计算式如下：环境质量现状评价的内容和方法环境质量现状评价的内容和方法环境地理信息系统环境地理信息系统 （2）橡树岭大气质量指数(ORAQI)：它是由美国原子能委员会橡树岭国立实验室于1971年9月提出的。它包括五项污染物即CO、SO2、NO2、氧化剂和颗粒物质。设ci代表任一项污染物的实测24h平均浓度，Si代表该污染物的相应标准，ORAQI可按下式计算：环境质量现状评价的内容和方法环境质量现状评价的内容和方法环境地理信息系统环境地理信息系统 橡树岭国立实验室按ORAQI大小，把大气质量分为六级：ORAQI20时，大气质量为最好；20一39为好；40一59为尚好；60一79为差；80一99为坏；100为危险环境质量现状评价的内容和方法环境质量现状评价的内容和方法环境地理信息系统环境地理信息系统v 3.评价大气质量长期变化的指数 （1）密特大气质量指数：美国密特以五项污染物为参数，采用美国大气质量二级标准作为计算依据。它是五项分指数的综合计算结果，计算式如下：环境质量现状评价的内容和方法环境质量现状评价的内容和方法环境地理信息系统环境地理信息系统 （2）我国学者姚志麒等(1978年)提出的大气质量指数：环境质量现状评价的内容和方法环境质量现状评价的内容和方法环境地理信息系统环境地理信息系统v超标指数：式中E1,E2,En为各种污染物的超标分指数环境质量现状评价的内容和方法环境质量现状评价的内容和方法环境地理信息系统环境地理信息系统超标指数超标指数 如以某市的大气污染为例。其城市污染物为SO2、NO2、飘尘、铅。全年监测数据包SO2括日平均浓度点；SO2一次测定浓度；NO2一次测定浓度；飘尘日平均浓度和铅日平均浓度。则超标指数（I2）可写成：环境地理信息系统环境地理信息系统 式中：Es、En、Ep、ElSO2、NO2、飘尘、铅的超标分指数。它们等于该污染物全年监测数据中超过(或等于)卫生标准的历次高浓度的累计总和与该污染物卫生标准之比，其计算公式如下：环境地理信息系统环境地理信息系统环境质量现状评价的内容和方法环境质量现状评价的内容和方法环境地理信息系统环境地理信息系统式中：A1某污染物全年日平均测定数据中，超过(或等于)该污染物日平均最高 容许浓度(S1)的历次高浓度累计 总和；A2某污染物全年各次测定数据中，超 过(或等于)该污染物一次最高容许 浓度(S2)的历次高浓度的累计总和环境地理信息系统环境地理信息系统v 1和2 由于某些原因使全年实际取得的监测数据未能满足规定要求而附加的校正系数。环境地理信息系统环境地理信息系统式中：N1某污染物全年应取得的日平 均个数；N2一次应测定数据的个数；N1该污染物全年实际取得的平 均个数 N2一次测定数据的个数。环境地理信息系统环境地理信息系统环境地理信息系统环境地理信息系统（二）水质污染评价（二）水质污染评价 1、布朗水质评价指数 布朗(R.M.Brown)是在35种水质参数中，选取11种重要水质参数，然后再根据专家的意见，针对每个参数的相对重要性，按下式进行加权计算：环境地理信息系统环境地理信息系统式中：WQI(Water Quality Index)水质 指标 Qi水质参数的质量评分；Wi水质参数的权系数。环境地理信息系统环境地理信息系统 2、普拉特（L.Prati）水质评价指数 1971年意大利斐拉拉大学卫生研究所普拉特提出的水质指数，为各参数换算的污染指数相加，求其算术平均值。普拉特按水质指数大小，将水质分为五级：水质指数小于1为水质优良；12为水质可用；24为轻污染；48为污染；大于8为严重污染环境地理信息系统环境地理信息系统 3、尼梅罗（N.L.Nemerow）水质指数 尼梅罗在其河流污染的科学分析一书中所拟定方法的特点是，不仅考虑到各种污染物实测含量值与相应的污染物环境标准的比平均值，而且也考虑了污染物中含量最大的污染物与环境标准的比。环境地理信息系统环境地理信息系统式中；Pij水质指数；Ci水中污染物i的实测浓度；Lij水中污染物i作j用途时的水质标准环境地理信息系统环境地理信息系统4、（S.L.Ross）罗斯水质指数 罗斯在上述指数系统研究的基础上，对英国克鲁德流域干支流的水质进行了评价。他在常规监测的12个参数中选取了4个参数做为计算河水水质指数的指标，并对其分别给以不同的权系数：BOD为3；氨-氮为3；悬浮固体物为2；溶解氧饱和度百分数及浓度各为1。总权重为10。环境地理信息系统环境地理信息系统 罗斯将河流水质分为11个等级(水质指数0-10)(表123)。河流水质指数为0表示质量最差，类似腐败的原生污水；而对天然纯净状态的水，规定河流质量指数为10环境地理信息系统环境地理信息系统（1）悬浮固体为27mg/L；（2）BOD5为6.8mg/L；（3）DO为8.9mg/L、DO78%饱和度、氨-氮 1.3mg/L环境地理信息系统环境地理信息系统 污染因子 评价值 权重v悬浮固体 14 2vBOD5 18 3vDO（浓度）8 1 vDO（饱和度%)6 1v氨-氮 12 3环境地理信息系统环境地理信息系统 目前我国用的水质评价方法是综合污染指数(K)法及水质质量系数(P)法。利用检测水中的酚、氰、砷、汞、铬的含量，计算水质污染的指数大小，以确定水质污染的程度。环境地理信息系统环境地理信息系统v （1）综合污染指数（K）：是用来表示各种污染物对地表水水质总体污染程度的一种数量指标，其计算式如下：环境地理信息系统环境地理信息系统式中：ck根据具体条件规定的地面水 各种污染物浓度的统一最高允许标 准；coi地面水各种污染物浓度的最高允许 标准；ci各种污染物的实测浓度。根据计算结果：K0.1定为“未受污染”；K0.10.2定为轻度污染；K0.2可认为是严重污染。环境地理信息系统环境地理信息系统v （2）水质质量系数：基本概念同上，但未用最高统一标准予以校正。其计算式如下：v式中：ci各种污染物的实测含量；v coi地面水中各种污染物浓度的最高v 允许标准环境地理信息系统环境地理信息系统（三）环境质量综合评价 1北京西郊评价 北京西郊环境质量综合评价是建立在大气、地面水、地下水和土壤环境质量评价的基础上进行的。采用迭加法，求出环境质量综合指数(PI综合)：PI综合=PI地面水+PI地下水+PI大气+PI土壤环境地理信息系统环境地理信息系统2、南京市评价 式中：j环境污染要素 Wj权重。根据南京市实例即：PI综合=1/4(0.6PI大气+0.2PI噪声+0.1PI地面水 +0.1PI地下水)环境地理信息系统环境地理信息系统6.3 环境质量评价过程确定评价对象，明确评价目的，确定评价精度确定评价对象，明确评价目的，确定评价精度环境调查监测评价环境调查监测评价污染源调查监测评价污染源调查监测评价环境效应分析环境效应分析研究污染规律，建立污染数学模型研究污染规律，建立污染数学模型环境质量综合评价环境质量综合评价环境质量分析报告环境质量分析报告环境质量预测评价环境质量预测评价环境地理信息系统环境地理信息系统6.4城市环境综合整治定量考核城市环境的主要问题城市环境的主要问题当今全球环境问题主要有：酸雨污染、全球气候当今全球环境问题主要有：酸雨污染、全球气候变暖、臭氧层破坏、森林破坏、生物多样性减少、水土变暖、臭氧层破坏、森林破坏、生物多样性减少、水土流失、土地荒漠化、水资源危机、有毒化学品污染和有流失、土地荒漠化、水资源危机、有毒化学品污染和有害废物越境转移等。害废物越境转移等。当今全球城市主要环境问题有：大气污染、水污当今全球城市主要环境问题有：大气污染、水污染、固体废物、垃圾污染、有毒化学品污染等。染、固体废物、垃圾污染、有毒化学品污染等。环境地理信息系统环境地理信息系统我国城市发展概况我国城市发展概况2004年我国共有建制城市661个全国城市市辖区土地面积仅占全国土地总面积的6%城镇人口占全国人口的41.7%城市化率从1993年的28%提高到了2004年的41.7%，11年提高了13.7个百分点 我国城市化的发展态势 051015202530354045199319941995199619971998199920002001200220032004城市化率6.4 城市环境综合整治定量考核环境地理信息系统环境地理信息系统6.4 城市环境综合整治定量考核v2003年城市对我国GDP的贡献为65.5%v城市第二产业增加值占全国的64%v第三产业增加值占全国的86%v城市经济长期保持高速增长态势，2003年城市GDP较上年增长21.5%城市在整个国民经济中占有十分重要的地位城市在整个国民经济中占有十分重要的地位 城市城市GDPGDP增长速度的变化趋势增长速度的变化趋势 20032003年城市社会经济主要指标占全国的比重年城市社会经济主要指标占全国的比重环境地理信息系统环境地理信息系统6.4 城市环境综合整治定量考核 城市市区原有自然生态系统遭到城市市区原有自然生态系统遭到破坏，从而引发了各种环境问题破坏，从而引发了各种环境问题pp 经济快速发展经济快速发展经济快速发展经济快速发展pp 人口急剧膨胀人口急剧膨胀人口急剧膨胀人口急剧膨胀pp 资源大量消耗资源大量消耗资源大量消耗资源大量消耗环境地理信息系统环境地理信息系统城市环境保护的发展历程城市环境保护的发展历程 自1973年我国环保事业起步以来，城市环境保护经历了四个发展阶段工业污染的点源治理（1973-1978）污染综合防治（1979-1983）城市环境综合整治（1979-1983）生态建设和环境质量全面改善阶段（2000年）6.4 城市环境综合整治定量考核环境地理信息系统环境地理信息系统我国城市环境管理的主要政策措施我国城市环境管理的主要政策措施v环境保护目标责任制环境保护目标责任制 以签订责任书的形式，具体规定以签订责任书的形式，具体规定省长、市长、县长在任期内的环境目标和任务省长、市长、县长在任期内的环境目标和任务v城市环境综合整治与城市环境综合整治定量考核城市环境综合整治与城市环境综合整治定量考核 以量化以量化的环境质量、污染防治和城市建设指标体系综合评价市政的环境质量、污染防治和城市建设指标体系综合评价市政府在城市环境综合整治方面工作府在城市环境综合整治方面工作v创建环境保护模范城市创建环境保护模范城市 引导城市政府在城市经济高速引导城市政府在城市经济高速发展的同时，走可持续发展道路，不断改善城市环境，建发展的同时，走可持续发展道路，不断改善城市环境，建设生态型城市。设生态型城市。v城市空气质量报告制度城市空气质量报告制度 主要做法是向公众发布本地空主要