基于情景分析法的盆地城市NO2排放預(yù)測研究

沈聰

摘要：重慶、成都、恩施屬于典型的盆地城市，特殊的地形條件及不合理的產(chǎn)業(yè)布局使大氣中NO2的的濃度超標(biāo)。以恩施市為例，基于情景分析法，根據(jù)城市發(fā)展的“零方案”、“中速發(fā)展方案”、“高速發(fā)展方案”3個方案，構(gòu)筑不同情景，采用NO2的排放總量對不同的發(fā)展模式進(jìn)行預(yù)測和比較，根據(jù)預(yù)測結(jié)果，對恩施市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源布局等提出合理化建議。

關(guān)鍵詞：情景分析；NO2排放總量；環(huán)境影響評價

引言

隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速增長和工業(yè)城市化的發(fā)展，不斷增長的能源消耗和機(jī)動車輛加重了中國城市大氣環(huán)境的負(fù)擔(dān)。環(huán)境保護(hù)部最近發(fā)布的《2016年中國環(huán)境狀況公報》顯示，相比2013年上半年，全國74個環(huán)境保護(hù)重點城市空氣中二氧化氮平均濃度下降11.3%。由于城市中的大氣污染中污染源位置和高度、城市地形、大氣穩(wěn)定度、天氣以及人口、燃料構(gòu)成等多方面的影響，因此對污染物濃度的精確預(yù)測十分困難。本文以恩施市為例，綜合考慮盆地地形對污染物擴(kuò)散的不利影響，引入情景分析法對污染物濃度進(jìn)行預(yù)測。

一、情景分析法

情景分析法的最基本觀點是未來充滿不確定性，但未來有部分內(nèi)容是可以預(yù)測的，這是由不確定性的特征決定的[1]。與傳統(tǒng)的預(yù)測方法相比情景分析法有自己本質(zhì)的特點：首先，承認(rèn)未來發(fā)展的多樣化和預(yù)測結(jié)果的多種可能性；其次，把分析未來發(fā)展中決策者的群體意圖和愿望作為情景分析的一個重要方面；第三，特別強(qiáng)調(diào)對組織發(fā)展起重要作用的關(guān)鍵因素的協(xié)調(diào)一致性的分析；第四，情景分析在定量分析中嵌入了大量定性分析，以指導(dǎo)定量分析的進(jìn)行，是一種融定性與定量分析于一體的新的預(yù)測方法；最后，情景分析所使用的技術(shù)方法大都來源于其他相關(guān)學(xué)科，重點在于如何有效獲取和處理專家的經(jīng)驗知識，這使其具有了心理學(xué)、未來學(xué)和統(tǒng)計學(xué)等學(xué)科的特征[2]。

基于以上特點，情景分析法在城市總體規(guī)劃的應(yīng)用越來越廣泛，可以幫助我們減少規(guī)劃實施中存在的不確定性，預(yù)測未來的某些發(fā)展趨勢，進(jìn)行定量分析和評價，以此為基礎(chǔ)提出控制不利發(fā)展趨勢或促進(jìn)有利發(fā)展趨勢的環(huán)境保護(hù)措施和對策[3]。

二、研究區(qū)概況

恩施市地處鄂西南山區(qū)中部，屬云貴高原東延部分，地近四川盆地邊緣，處于我國的第二階梯末端。西北及南部兩翼高，近似山原地貌，西北及東北大部分地區(qū)有較大的山間壩槽，中部地區(qū)丘陵起伏，由于地層下陷，形成陷落盆地。

目前恩施市NO2的主要污染行業(yè)是交通運輸行業(yè)，交通運輸行業(yè)產(chǎn)生的汽車尾氣構(gòu)成了恩施市NO2的主要來源。根據(jù)相關(guān)資料表明，2000年到2015年恩施市機(jī)動車保有量由13382輛增長至246975輛，年均增長率15.3%，增速較為明顯。

根據(jù)恩施州環(huán)境監(jiān)測站提供的恩施市2012年到2016年環(huán)境空氣年均值，空氣中NO2的濃度符合《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095—2012）二級標(biāo)準(zhǔn)。隨著恩施市的快速發(fā)展，人均汽車擁有量將不斷增加，NO2的排放量也會逐步增大，恩施市NO2排放量的控制對恩施市空氣質(zhì)量產(chǎn)生關(guān)鍵影響。

三、NO2排放評價

1.指標(biāo)選取。目前，用來衡量氮排放的指標(biāo)用得最多的是NO2排放總量。為了進(jìn)一步扼制氮氧化物不斷增長的趨勢，我國《“十三五”生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》已明確在“十三五”期間將氮氧化物排放量累計減少15%作為主要目標(biāo)之一。所以本研究以NO2排放總量作為衡量指標(biāo)。

2.計算方法。我國至今尚無全國范圍內(nèi)的針對汽車排放的統(tǒng)一調(diào)查和測算方法。參考國家環(huán)保總局發(fā)布的《城市機(jī)動車污染排放測算方法》 （ HJ/T180- 2005） 。機(jī)動車某種污染物年排放量模型如下：

式中：Wi——i類型車污染物排放量，g；

Mi——i類型車平均行駛里程，km；

Ni——i類型汽車的車流量，輛；

Ei——i類型汽車尾氣污染物的平均排放因子。

《公路建設(shè)項目環(huán)境影響評價規(guī)范》（JTGB03-2006）給出等速工況下單車排放因子Eij[mg/（輛·m）]的推薦值，該推薦值參考了美國環(huán)保局（EPA）1991 年執(zhí)行MOBILE4.1 版本模式、因素和計算方法，從大量的在用車輛排放測試數(shù)據(jù)中統(tǒng)計計算得出的。見下表

四、NO2排放分析

1.情景描述。恩施市總體規(guī)劃在實施中道路交通具有極大的不確定性，利用情景分析法對道路交通的復(fù)雜及不確定性進(jìn)行環(huán)境影響分析，具有一定的優(yōu)勢，本研究設(shè)定了3 種情景， 情景的設(shè)計基于不同發(fā)展模式下恩施市交通需求量變化的開展。情景具體描述如下：

情景一：“零方案”：該情景中恩施市社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展維持原狀，交通量變化不大。該情景下機(jī)動車油耗維持現(xiàn)狀。

情景二：“中速發(fā)展方案”：該情景中恩施市經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較快，機(jī)動車數(shù)量在原來基礎(chǔ)上有所增加，該情景下機(jī)動車油耗高于現(xiàn)狀。

情景三：“高速發(fā)展方案”：該情景中恩施市經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，各種交通運輸方式都有較快發(fā)展，機(jī)動車數(shù)量增長迅速，該情景下機(jī)動車油耗最高。

2.情景參數(shù)定量。根據(jù)恩施市城市規(guī)劃社會經(jīng)濟(jì)目標(biāo)，預(yù)測的目標(biāo)年為2015年、2020年及2030年。

根據(jù)恩施市總體規(guī)劃中不同城市化階段的發(fā)展水平，設(shè)定參數(shù)如下：

根據(jù)對國內(nèi)各城市機(jī)動車統(tǒng)計數(shù)據(jù)，結(jié)合恩施市規(guī)劃道路情況，通過分析得到恩施市機(jī)動車行駛里程數(shù)：小型車的平均行駛里程上限值一般為2萬km，中型車的年均行駛里程上限值一般為3萬km，大型車的年均行駛里程上限值一般為3.5萬km。

五、結(jié)果討論

根據(jù)計算公式與情景參數(shù)，計算得到不同情景下恩施市NO2的排放總量。

根據(jù)計算結(jié)果可得，情景三中各個目標(biāo)年NO2的排放總量最大，而情景二和情景一逐漸降低，由于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，機(jī)動車的數(shù)量大幅度增加，NO2的排放總量增長迅速，所以加大對汽車尾氣排放的控制是必要的。

六、結(jié)論和建議

機(jī)動車保有量的增加，是經(jīng)濟(jì)增長的必然結(jié)果，如何有效控制機(jī)動車排放對環(huán)境的影響，是擺在決策者面前的一道難題，本研究結(jié)合情景分析結(jié)果，針對恩施市發(fā)展提出以下建議：

（1）實施汽車總量控制，加快淘汰不合格的汽車，使用清潔替代燃料機(jī)動車和電動汽車、節(jié)能型環(huán)保車。提高燃油品質(zhì)，加快燃油低硫化進(jìn)程。（2）公共交通與私家車相比，前者單位客運周轉(zhuǎn)量的NO2排放要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于后者。因此，完善公共交通系統(tǒng)，大力發(fā)展公共交通事業(yè)，減少私家車使用量[4]。（3）新登記的汽車要求提前達(dá)到國家規(guī)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。同時，健全機(jī)動車檢測/維修（I/M）管理制度， 使更多登記在冊的機(jī)動車符合排放標(biāo)準(zhǔn)[5]。另外， 還應(yīng)推廣先進(jìn)的尾氣控制排放技術(shù)（ 如再循環(huán)技術(shù)、三元催化技術(shù)等）。

參考文獻(xiàn)：

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[4]曲艷敏，白宏濤，徐鶴.基于情景分析的湖北省交通碳排放預(yù)測研究[J]. 環(huán)境污染與防治，2010，32（10）：102-110.

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