维普资讯 http://www.cqvip.com 第３３卷第２期 环境科学与管理 Ｖ０１．３３ Ｎ ２ ２００８年２月 ＥＮＶＩＲ０ＮＭ哐ＮＴＡＬ ＳＣⅢＮＣＥ ＡＮＤ Ｍ＾ＮＡＧＥＭ哐ＮＴ Ｆｅｂ．２ｏｏ８ 文章编号：１６７３—１２１２（２００８）０２—０１８５—０３ 大型矿区规划环评中的大气环境影响预测 贾希荣，曹育红 （煤炭科学研究总院西安研究院，陕西西安７１００５４） 摘要：文章从大型矿区规划环境影响评价的提出和研究现状出发，结合所作的榆神、榆横、神东等多个大型矿 区规划环境影响评价实际工作，提出了多源叠加的高斯模型法、箱式模型法、面源模型法等多种可以用于模拟 矿区大气环境影响的方法，并分析了各种方法的适用性及其难点，根据分析结果，将多源叠加的高斯模型法和 箱式模型法分别应用于榆神矿区和神东矿区的大气环境影响预测中。预测结果表明，多源叠加的高斯模型法 灵活多变，而箱模式简单易行。 关键词：大型矿区；规划环评；大气环境；影响预测 中图分类号：Ｘ５１ 文献标识码：Ａ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｉｍｐａｃｔ Ｆｏｒｅｃａｓｔ ｏｆ Ｂｉｇ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｚｏｎｅ Ｊｉａ Ｘｉｒｏｎｇ，Ｃａｏ Ｙｕｈｏｎｇ （Ｘｉ’ａｎ Ｂｒａｎｃｈ，ＣＣＲＩ，Ｘｉ’ａｎ ７１００５４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＳＥＡ ａｃｔｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｂｉｇ ｍｉｎｅｒａｌ ｚｏｎｅ，ｓｏｍｅ ｉｍｐａｃｔ ｆｏｒｅｃａｓｔ ｗａｙｓ ｏｆ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｔｉｒｅ ｏｆｆｅｒｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓｅｄ ｏｎ ＳＥＡ ｏｆ ｍｉｎｅｒａｌ ｚｏｎｅ，ｓｕｃｈ ａｓ Ｇａｕｓｓ—ｍｏｄｅｌ，Ｂｏｘ—ｍｏｄｅｌ，ａｒｅａ ｓｏｕｒｃｅｓ—ｍｏｄｅｌ ｅｃｔ．Ｔｈｅ Ｇａｕｓｓ—ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｍａｎｙ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ ｂｏｘ—－ｍｏｄｅｌ ａｒｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｉｍｐａｃｔ ｆｏｒｅｃａｓｔ ｏｆ Ｙｕｓｈｅｎ ａｎｄ Ｓｈｅｎｄｏｎｇ ｃｏａｌ ｍｉｎ・ ｅｒａｌ ｚｏｎｅ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ Ｇａｕｓｓ—ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｍａｎｙ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｓｏｕｒｃｅ ｉｓ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ａｎｄ ｃｈａｎｇｅｆｕｌ ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｂｏｘ—ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｓｉｍｐｌｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｂｉｇ ｍｉｎｅｒａｌ ｚｏｎｅ；ＳＥＡ；ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｅｎｖｉｏｒｎｍｅｎｔ；ｉｍｐａｃｔ ｆｏｒｅｃａｓｔ １ 大型矿区规划环评的提出与现状 的规划从源头减轻生态破坏和环境污染…。 从目前的趋势来看，大型矿区的总体发展方向 规划环评是中国环境影响评价制度的一次根本 是煤电一体化能源重化工基地 。相关产业的聚 性改革。与建设项目环评相比，规划环评真正实现 焦，为矿区内煤矸石、矿井水的综合利用及沉陷区生 了从微观到宏观，从尾部到源头，从枝节到主干，从 态重建和移民搬迁安置等工作提供了条件。在这一 操作到决策的转变和飞跃。自《环评法》实施以来， 新的发展思路下，对矿区总体规划进行环境影响评 煤炭行业对单个项目的环境影响评价工作日益规 价显得尤为必要。 范，但对矿区总体规划的环境影响评价相对滞后，往 大气环境影响评价一直是环评工作中的一项重 往不能在宏观决策源头有力地控制其后续环境 要专题，煤矿区的规划环评属于起步阶段，如何做好 影响。 矿区规划环评中的大气环境影响预测，是值得思考 为了促进煤炭资源开发与生态保护的协调发 和探讨的。 展，国家环保总局在２００６年４月召开的煤炭开发建 设项目生态环境保护研讨会上提出，煤炭行业环保 ２煤矿区规划环评中的大气环境影响预测 工作的当务之急是推进规划环评，即首先通过合理 笔者通过多项实际工作，总结出以下几种适合 煤矿区规划环评中的大气环境影响评价预测计算 收稿日期：２００７一ｌ１一ｌ６ 方法： 作者简介：贾希荣（１９５３一），男，高级工程师，长期从事环境保护与环 ２．１ 多源叠加的高斯模型法 境技术管理工作。 根据单点源高斯模式可导出多源叠加的高斯 ・１ ８５・ 维普资讯 http://www.cqvip.com 第３３卷第２期 ２００８年２月 贾希荣等・大型矿区规划环评中的大气环境影响预测 Ｖ０１．３３ Ｎ仉２ Ｆｅｂ．２ＯＯ８ 模型： 地考虑了污染物扩散的影响因素。该模型可用来研 （∑Ｃｎｊｋｆｉ｛ｋ＋∑ＣＬｒｉｊｋＬｆＬ ） Ｃ＝（Ｘ，Ｙ）＝ 究大气质量管理措施，应用于环境评价及规划 Ｊ。 美国的ＣＡＬＰＵＦＦ模型是多层、多种非定场烟团 式中 和ｅ 分别是在接受点上风方２耵／ｎ 方位角内对应于￡ 和 联合频率的第ｒ个源对接 受点的浓度贡献。 当煤矿区的规划比较完善，高大点源较多，而且 各企业大气污染源的排放位置基本明确的条件下， 即矿区规划做得比较详细时，可使用大气环境影响 评价技术导则中推荐的多源叠加高斯模型法。此种 模型预测方法可以将结果成图（即浓度分布等直线 图），并可以预测区内任意关心点的浓度。 此模型在应用中的两个难点：各排污企业在规 划阶段污染源的确定；规划区地形地貌不一致从而 导致的适用气象条件不统一。 ２．２箱式模型法 箱模式把整个城市空间（或某一区域空间）看 作是由一个或多个矩形箱体组成，箱底和箱顶分别 为城市（区域）下垫面及混合层顶，四周由城市（或 区域空间）的范围确定，假定污染物在箱内均匀分 布。箱式模型法适用于面积较大，而煤矿区内各企 业的布置并未确定的情况下。根据建模基础假设， 箱模式适用于对长期平均浓度的预测。 ＡＱ＝３．６ Ｘ １０～ｕＢＬ・ＡＣ 箱模式在应用中的难点：箱体不规则时，箱模块 的划分和箱边长的确定。 ２．３面源模式法 区内低矮的、分散的污染源可看作面源，将煤矿 区划分为若干个等边长的网格，统计、整理每个网格 内的源强，建立面源扩散的数学模型。面源模式计 算的方法有几种不同的形式，主要有ＡＴＤＬ模式（窄 烟云模式）和虚拟点源后置法 Ｊ。虚拟点源法目前 应用比较广泛。 面源模式法要求对每一网格内的污染源进行详 细的统计，而对于处于规划期的煤矿区，一般情况 下，对大气污染源尤其是低矮的和无组织排放的污 染源的统计较难做到这一点，这就了其在煤矿 区规划环评中的应用。 ２．４其它模型法 ＡＤＭＳ大气扩散模型是由英国剑桥环境研究中 心开发研制的。它综合了典型的污染源大气扩散模 型（是一个三维高斯模型），同时增加了对污染物扩 散过程中的化学反应和总悬浮微粒沉降的模拟，考 虑了地形、地表粗糙度、气象条件的影响，最大限度 ・１８６・ 扩散模型，模拟在时空变化的气象条件下对污染物 输送、转化和清除的影响。适用于几十至几百公里 范围的评价。 ＡＤＭＳ模型和ＣＡＬＰＵＦＦ模型现阶段在中国仍 属于推广阶段，它在应用方面的成熟性和普遍性还 不及高斯模型，目前国内煤矿区的规划环评中还未 使用过此模式。 ３ 实例应用 将多源叠加高斯模式和箱模式分别应用于陕西 榆神矿区一期规划区总体规划和神华集团神府东胜 矿区总体规划环评工作的大气预测中。 ３．１榆神规划大气预测 榆神矿区内在建的、规划的和规划中产业升级 等多个污染源的计算统计结果见表１。 表１ 榆神矿区规划方案实施后大气污染源统计结果表 收集了榆神矿区所在地的有效气象资料，采 用多源叠加的高斯模式预测了规划实施后三种常 规大气污染因子ＳＯ：、ＴＳＰ、ＮＯ 在采暖期的典型日 日均浓度分布及对关心点造成的影响。预测结果 见表２，预测浓度分布图及对关心点的影响限于篇 幅略去。 ３．２神东规划大气预测 神东矿区的污染源统计结果见表３。收集了神 东矿区所在地的有效气象资料，采用箱模式对规划 实施后的三种大气污染因子进行了长期平均浓度 （一般为年平均浓度）的预测。预测结果见表４。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第３３卷第２期 ２００８年２月 贾希荣等・大型矿区规划环评中的大气环境影响预测 Ｖｏ１．３３ ＮＯｏ ２ Ｆｅｂ．２０ｏ８ 注：超标面积以超出二级标准计。 表３ 规划矿区污染物排放量表… 用于实际。面源模式的应用在目前存在一定的困难； 多源叠加的高斯模型比箱模型更具灵活性，根据气 象条件的不同，可以分别预测出污染物的小时浓度、 日均浓度和长期平均浓度，而箱模式本身只能用来 预测长期平均浓度，但箱模式在现有条件不充分的 情况下却简单易行。 表４神东矿区污染物排放浓度贡献情况表 参考文献： ［１］孙钰．在煤炭开发中加强环境保护［Ｊ］．环境保护， ２００６／４Ｂ：３１—３３． ［２］梁学功，等．煤矿项目环境管理中的主要问题及其 对策探讨［Ｊ］．环境保护。２００６／４Ｂ：４３—４７． ［３］谷清．中国大气模式计算的若干问题［Ｊ］．环境科学 研究，２０００，１３（１）：４０—４３． ［４］孙大伟．新一代大气扩散模型（ＡＤＭＳ）应用研究 ４结论与探讨 煤矿区的规划环境影响评价在中国仍处于起步 ［Ｊ］．环境保护科学，２００４，３０（１）：６７—６９． ［５］煤炭科学研究总院西安分院，陕西榆神矿区一期规 划区总体规划环境影响报告书［Ｒ］，西安，２００７。３． 阶段，本文对煤矿区规划环评中的大气环境影响预 测方法作了初步探讨：多源叠加的高斯模型和箱模 式具有一定的适用性和普遍性；ＡＤＭＳ模型仍未应 ［６］煤炭科学研究总院西安分院，神华集团神府东胜矿 区总体规划环境影响报告书［Ｒ］，西安，２００７，８． ・１８７・
