長株潭城市群環(huán)境容量調(diào)查測算與評價(jià)研究

駱 英

（湖南省環(huán)境監(jiān)測中心站，長沙 410004）

一、長株潭城市群水環(huán)境容量調(diào)查測算

長株潭城市群的人均水資源擁有量2 500立方米，且具備較強(qiáng)的環(huán)境承載能力。其中，長沙市的河流大都屬湘江水系，支流河長5公里以上的有302條，株洲市域的河流在長度5公里以上的有341條，30公里以上的有19條，100公里以上的有7條，均屬湘江水系。湘潭市水資源總量多年平均為37.75億立方米，其中，地表水31.45億立方米，地下水6.3億立方米。長株潭城市群的供水主要依賴于地表水，且95%以上取自于湘江，近十年各年的總供水量變化不大。長株潭城市群的供水水源主要為地表水，湘江水量的多少、水質(zhì)的好壞對長株潭城市群的生活、工業(yè)發(fā)展的影響很大。2009年，全省水資源量較往年平均偏少17.1%，因干旱農(nóng)業(yè)灌溉面積減少且灌水量得不到保證。因此，2009年度實(shí)際總用水量比上年略有減少，其水資源（以多年平均值計(jì)）利用程度略有降低，為19.1%，其中湘江、資水、沅江、澧水四大河流分別為24.7%、17.5%、9.7%、11.5%。若按2009年水量估算，全省水資源開發(fā)利用率為23.1%。其中湘江、資水、沅江、澧水四大河流分別為30.8%、19.2%、11.2%、15.1%。四大河流中湘江開發(fā)程度較高，沅江開發(fā)程度較低。行政分區(qū)中，開發(fā)程度較高的有湘潭、長沙、衡陽等市，較低的有張家界、湘西自治州、懷化等市（州）。目前，長沙市域水資源開發(fā)利用程度達(dá)到34%，已接近水資源開發(fā)利用上限值，水資源可持續(xù)利用受到威脅。

1.長株潭區(qū)域干流及主要支流。在長株潭境內(nèi)，有淥水、涓水、漣水、靳江河、瀏陽河、撈刀河、溈水等7條支流與湘江相匯。長株潭境內(nèi)較長的支流還有多條，長沙市有八曲河、沙河、潭水、楚水、烏江、圭塘河，株洲市有攸水、鐵水、濁江、永樂江、茶水、洮水、馬伏江，湘潭市有石獅江、岐潭河、菜石港、虞塘河、肖家河。

2.長株潭流域水域水源保護(hù)現(xiàn)狀。湘江干流湖南省境內(nèi)河段長670km，涉及長沙、株洲、湘潭、岳陽、永州、衡陽、郴州、婁底等8個(gè)地市，各地市均為湖南省內(nèi)的重要人口聚居地。

為保證生產(chǎn)、生活用水要求，特別是保證生活用水安全，湖南省人民政府對湘江水域?qū)嵭蟹诸惞芾恚瑒澏嬘盟吹厝∷诟浇欢ǚ秶驗(yàn)橐患壉Ｗo(hù)區(qū)，水質(zhì)執(zhí)行（GB3838-2002）中Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)；在一級保護(hù)區(qū)外劃定一定范圍水域?yàn)槎壉Ｗo(hù)區(qū)，水質(zhì)執(zhí)行Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。湘江干流及其一級、二級支流眾多，涉及到的飲用水源保護(hù)區(qū)數(shù)量也較多，其中一級保護(hù)區(qū)116個(gè)、二級保護(hù)區(qū)56個(gè)，一、二級水源保護(hù)區(qū)河段共計(jì)約590km。

3.長株潭水環(huán)境容量測算。水環(huán)境容量采用一維穩(wěn)態(tài)模型進(jìn)行容量計(jì)算。一維穩(wěn)態(tài)情況下有機(jī)物的降解過程可用托馬斯（Thomas)模型表述（忽略彌散）：

在C（0）=C0的初值條件下得到托馬斯模型的積分：

式中：C（x）、C0為 x=x和 x=0處河水 COD濃度（mg/l）；x為到排污口（x=0）的河水流動(dòng)距離（m）；u為河水平均流速（m/s）；k1、k3分別為COD衰減系數(shù)和COD沉浮系數(shù)（d－1）。

二、長株潭城市群大氣環(huán)境容量調(diào)查測算

大氣環(huán)境容量是指在滿足人類社會(huì)正常運(yùn)行和維持大，特定區(qū)域大氣環(huán)境的最大納污量。顯然氣環(huán)境正常功能下大氣環(huán)境容量不僅與社會(huì)生活緊密相關(guān)，還與特定區(qū)域的溫度、風(fēng)力等自然條件有關(guān)，且與特定大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)相對應(yīng)。

特定地區(qū)的大氣環(huán)境容量與以下因素有關(guān)：涉及的區(qū)域范圍與下墊面復(fù)雜程度，空氣環(huán)境功能區(qū)劃及空氣環(huán)境質(zhì)量保護(hù)目標(biāo)，區(qū)域內(nèi)污染源及其污染物排放強(qiáng)度的時(shí)空分布，區(qū)域大氣擴(kuò)散、稀釋能力，特定污染物在大氣中的轉(zhuǎn)化、沉積、清除機(jī)理。

1.大氣環(huán)境容量估算的程序。第一，選擇因子：選擇總量控制指標(biāo)（煙塵、粉塵、SO2）作為容量計(jì)算的因子。第二，確定目標(biāo)：對所涉及的區(qū)域進(jìn)行環(huán)境功能區(qū)劃，確定各功能區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量目標(biāo)。第三，分析現(xiàn)狀：根據(jù)環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀，分析不同功能區(qū)環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)情況。第四，估算容量：結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦魏蜌庀髼l件，選擇適當(dāng)方法，定量計(jì)算涉及區(qū)域的大氣環(huán)境容量即滿足環(huán)境質(zhì)量目標(biāo)的前提下污染物的允許排放總量）。第五，建議總量：根據(jù)區(qū)域大氣環(huán)境容量，結(jié)合開發(fā)區(qū)規(guī)劃分析和污染控制措施，提出區(qū)域環(huán)境容量利用方案和近期（按五年計(jì)劃）污染物排放總量控制指標(biāo)。

2.大氣環(huán)境容量估算方法。大氣環(huán)境容量估算方法有：修正的AP值法，空氣質(zhì)量模型模擬法，線性規(guī)劃法。其中A-P值法是最簡單的大氣環(huán)境容量估算方法，其特點(diǎn)是不需要知道污染源的布局、排放量和排放方式，就可以粗略地估算關(guān)心區(qū)域的大氣環(huán)境容量，對決策和提出區(qū)域總量控制指標(biāo)有一定的參考價(jià)值，適用于開發(fā)區(qū)規(guī)劃階段的環(huán)境條件的分析。

根據(jù)AP值法和多源模式的計(jì)算分析，分別得出城市控制區(qū)和城區(qū)控制區(qū)的環(huán)境容量核定結(jié)果。城市控制區(qū)的環(huán)境容量主要依據(jù)A值法確定，城區(qū)控制區(qū)的環(huán)境容量要在A值法容量測算的基礎(chǔ)上，應(yīng)用P值法或各類多源模式進(jìn)行調(diào)整，得出實(shí)際環(huán)境容量結(jié)果。

AP值法的參數(shù)A取值要依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《制定地方大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)方法》（GB/T 3840-91）中的區(qū)域劃分選擇A值范圍，根據(jù)達(dá)標(biāo)率目標(biāo)確定A值。多源模式氣象條件確定，多源模式氣象條件確定分兩種類型：聯(lián)合頻率氣象條件和典型日氣象條件。聯(lián)合頻率氣象條件可分為兩類：一是選取典型時(shí)段（例如采暖期）氣象資料，整理成大氣穩(wěn)定度、風(fēng)向、風(fēng)速聯(lián)合頻率作為基準(zhǔn)控制條件；二是利用全年氣象資料，按四個(gè)季節(jié)整理成大氣穩(wěn)定度、風(fēng)向、風(fēng)速聯(lián)合頻率作為基準(zhǔn)控制條件。以全年累計(jì)頻率氣象條件作為基準(zhǔn)控制條件，做氣象條件類型性分析，給出達(dá)到一定濃度累計(jì)頻率的氣象典型日，以該典型日為中值的連續(xù)7天（或7天以上）的氣象條件作為基準(zhǔn)控制條件。

3.長株潭地區(qū)大氣環(huán)境功能區(qū)劃分。長株潭地區(qū)大氣環(huán)境分為三類功能區(qū)，各功能區(qū)劃分及環(huán)境保護(hù)目標(biāo)是：一類功能區(qū)：指經(jīng)縣級以上人民政府批準(zhǔn)的自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和其他需要特殊保護(hù)的地區(qū)，包括株洲的大京風(fēng)景區(qū)、仙庾嶺風(fēng)景區(qū)，湘潭的韶山風(fēng)景名勝區(qū)、湘鄉(xiāng)東臺(tái)山國家森林公園，長沙的岳麓山風(fēng)景區(qū)、瀏陽大圍山自然保護(hù)區(qū)等。一類功能區(qū)大氣環(huán)境保持一級標(biāo)準(zhǔn)（《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-1996），下同）。二類功能區(qū)：指城市規(guī)劃中確定的城市居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)、一般工業(yè)區(qū)和農(nóng)村地區(qū)。二類功能區(qū)大氣環(huán)境按二級標(biāo)準(zhǔn)控制。三類功能區(qū)：指工業(yè)集中、大氣污染相對嚴(yán)重的特定工業(yè)區(qū)，包括株洲的清水塘工業(yè)區(qū)、醴陵陶瓷工業(yè)區(qū)，湘潭的岳塘工業(yè)區(qū)。三類功能區(qū)近期按三級標(biāo)準(zhǔn)控制，遠(yuǎn)期達(dá)到二級標(biāo)準(zhǔn)。

長株潭城市群環(huán)境空氣功能區(qū)劃覆蓋了全市14 892.4 km2。其中，一類區(qū)面積976 km2，主要是市轄區(qū)域內(nèi)的森林公園、風(fēng)景名勝區(qū)等；三類區(qū)面積9.2km2，主要是市轄區(qū)域內(nèi)的重要工業(yè)區(qū)，距市區(qū)較遠(yuǎn)。其余是二類區(qū)，面積13 909.5km2，占長株潭城市群總面積的934%。

根據(jù)長株潭城市群行政區(qū)劃現(xiàn)狀，結(jié)合城市總體規(guī)劃和長遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃，本次大氣環(huán)境容量核定確定的城區(qū)控制區(qū)以長株潭城市群中心區(qū)域?yàn)榛鶞?zhǔn)向外擴(kuò)展，涵蓋中心城區(qū)外的高新技術(shù)開發(fā)區(qū)、經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)、工業(yè)園區(qū)、工貿(mào)園區(qū)和長株潭城市群正在建設(shè)的新區(qū)。按照A值法測算城市控制區(qū)的大氣環(huán)境容量，該區(qū)域東西25 km，南北16 km總面積375km。

三、環(huán)境容量的價(jià)值分析與綜合評價(jià)

1.資源承載力和環(huán)境容量的理解。環(huán)境容量是指某一環(huán)境在自然生態(tài)結(jié)構(gòu)與正常功能不受損害、人類生存環(huán)境質(zhì)量不下降的前提下，能容納污染物的最大負(fù)荷量。當(dāng)污染物的排放量超出環(huán)境容量時(shí)，環(huán)境污染就會(huì)發(fā)生，環(huán)境的生態(tài)平衡和正常功能也會(huì)相應(yīng)遭到破壞。

2.長株潭資源承載力和環(huán)境容量的現(xiàn)狀分析與評價(jià)。近年來，湖南省經(jīng)濟(jì)得到了長足的發(fā)展，2007年全省生產(chǎn)總值突破9 000億元達(dá)到9 145億元，是2000年的2.57倍，比上年增長14.4%，湖南經(jīng)濟(jì)增長速度略快于全國平均水平。2007年，長株潭城市群生產(chǎn)總值3461.78億元，比上年增長15.7%、比全省快1.3個(gè)百分點(diǎn)，長株潭三市以占全省13.3%的面積19.2%的人口，創(chuàng)造占全省37.6的地區(qū)生產(chǎn)總值，人均達(dá)到了21 750元，可以說長株潭城市群是湖南省的經(jīng)濟(jì)核心地區(qū)。然而，長株潭經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度增快的同時(shí)，是否實(shí)現(xiàn)了資源持續(xù)利用，環(huán)境持續(xù)改善。下面是對長株潭城市群環(huán)境容量現(xiàn)狀的分析與評價(jià)。

第一，空氣質(zhì)量改善比較明顯，特別是2004—2005年，空氣質(zhì)量良好率由60.11%上升到81.64%，發(fā)生質(zhì)的變化，但空氣污染仍然相對嚴(yán)重，三市共處一個(gè)大氣流場，受縱貫湘江走廊的大氣流場控制，屬于氣流交匯地區(qū)，大氣污染物不易擴(kuò)散，大氣中的二氧化硫等酸性物質(zhì)形成酸雨沉降，酸雨頻率較。第二，人均綠地面積基本維持，但離綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展還有一定差距，在“兩型社會(huì)”建設(shè)中要整體規(guī)劃，合理布局。第三，工業(yè)廢水排放達(dá)標(biāo)率持續(xù)改善，但污染仍然相對嚴(yán)重，長株潭現(xiàn)有污水處理廠分別為8、3、2，日處理污染水能力分別為46萬噸、17.2萬噸和10.5萬噸，集中處理率分別為49.4%、31.8%、15.3%，上游城市污染處理水平大大落后于下游城市。

第四，飲用水水質(zhì)較差，從連續(xù)五年飲用水水質(zhì)達(dá)標(biāo)率來看，沒能得到明顯改善，特別是株洲湘潭的COD還分別增加了44%和47%氨氮分別增加了44%和47%湘江水質(zhì)有機(jī)污染嚴(yán)重，應(yīng)改善環(huán)保設(shè)施，加大整治力度。