从城市规划角度探讨城市大气污染问题.docx
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从城市规划角度探讨城市大气污染问题
从城市规划角度探讨大气污染问题
----以合肥市为例
本课题以合肥市为例，利用地理信息系统空间分析技术，对2013年空气质量数据进行分析，归纳总结该年合肥市大气污染时空分布规律。
通过搜集相关资料，从自然因素和人为因素两个方面探讨合肥市现阶段大气污染成因。
在此基础上，结合国内外典型城市规划案例，对合肥市未来城市规划提出若干建议，以期达到改善大气质量、创建和谐城市的目的。
1．合肥市现阶段大气污染分布特征分析
1.1分析思路与方法
1.1.1前期准备和数据来源说明
本课题所使用的数据包括合肥市基础数据和空气质量数据。
其中，基础数据即合肥市行政区划数据；空气质量数据包括空气质量监测站点位置数据、2013年全年空气质量数据等。
上述数据中，2013年全年空气质量数据可从合肥市环境保护局网站（网址为
图1合肥市空气质量监测站点分布图
课题实施前期需要对2013年全年合肥市空气质量数据按月进行整理，并对各站点数据统计其平均值。
以2013年1月空气质量数据为例，如表1所示。
月份
区域
污染指数
空气质量级别
空气质量状况
2014/1
全市总体
184
Ⅳ级
中度污染
2014/1
高新区子站
160
Ⅳ级
中度污染
2014/1
滨湖新区子站
186
Ⅳ级
中度污染
2014/1
包河区子站
181
Ⅳ级
中度污染
2014/1
瑶海区子站
184
Ⅳ级
中度污染
2014/1
庐阳区子站
209
Ⅴ级
重度污染
2014/1
董铺水库
156
Ⅳ级
中度污染
2014/1
明珠广场
173
Ⅳ级
中度污染
2014/1
琥珀山庄
207
Ⅴ级
重度污染
2014/1
长江中路
179
Ⅳ级
中度污染
2014/1
三里街子站
189
Ⅳ级
中度污染
表1合肥市2013年1月各站点空气质量一览
1.1.2分析思路和方法介绍
本课题分别从时间和空间尺度对合肥市现阶段空气质量状况进行简要分析，分析成果主要以空气质量分布图呈现。
其分析思路如下：
1.从时间尺度进行分析：
分别将12个月份的空气质量数据进行空间插值（IDW）分析，利用合肥市行政区划矢量数据进行裁剪（Clip）处理，按照空气质量级别对数据进行可视化，并按照时间先后顺序进行排列，得出2013年1月至12月合肥市空气质量级别分布图；同时可按月计算全市整体污染指数，绘制相应图表，综合分析其时间尺度分布规律。
2.从空间尺度进行分析：
利用栅格计算方法（RasterCalculator）对上述12天数据进行综合，将全市空气质量分布栅格进行平均，得出全年空气质量平均分布图，分析其空间尺度分布规律。
1.2分析成果展示
1.2.1时间分布特征
根据上述原理，对合肥市2013年全年空气质量数据进行分析。
合肥市2013年全年空气质量级别分布图如图2所示。
分级标准根据《环境空气质量标准》（GB3095-2012）和《环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）》（HJ633-2012）的规定，详见表2.
2013/1
2013/2
2013/3
2013/4
2013/5
2013/6
2013/7
2013/8
2013/9
2013/10
2014/11
2014/12
图2合肥市2013年空气质量时间分布图
图例
污染指数范围
污染等级
污染状况
说明
0-50
优
一级
空气质量较好，基本无空气污染
51-100
良
二级
空气质量可接受，但某些污染物可能对极少数异常敏感人群健康有影响
101-150
轻度污染
三级
易感人群有轻度加剧，健康人群出现刺激症状
151-200
中度污染
四级
进一步加剧易感人群症状，可能对健康人群心脏、呼吸系统有影响
201-300
重度污染
五级
心脏病和肺病患者症状显著加剧，运动耐受力减低，健康人群普遍出现症状
>300
严重污染
六级
健康人群运动耐受力减低，有显著明显症状
表2空气质量分级标准及说明
按月统计全市整体污染指数，结果如图3所示。
图3合肥市2013年整体污染指数分布图
由图2和图3可知：
7月-9月时，空气质量级别以良为主，达到最佳；11月-1月时，空气质量级别以中、重度污染为主，达到最差。
1.2.2空间分布特征
利用栅格计算方法（RasterCalculator）对上述全年数据进行综合，将12个月份全市空气质量分布栅格进行平均，得出全年空气质量空间分布图（如图4所示）。
105127
图4合肥市2013年空气质量空间分布图
由图4可知：
合肥市空气质量全年整体为轻度污染（105-127）。
现有10个空气质量检测站点中，董铺水库站、高新区子站、明珠广场站附近空气质量相对较好；瑶海区子站、三里街站、包河区子站、庐阳区子站附近空气质量相对较差。
就全市而言，其西空气质量较好，其东空气质量较差，东北处最差。
二．合肥市现阶段大气污染原因探讨
2.1自然因素对大气污染分布的影响
2.1.1地形状况
合肥是属于丘陵地带。
地处江淮丘陵，总趋势是西南、东南和北面高，中南部低。
境内地形较平缓。
自然条件决定合肥的城市布局以老城为中心，向东、北、西南三个方向伸展，呈三翼风车形状。
合肥市“风扇形”城市布局形态对于增强城市与自然的关系，改善城市生态环境系统都有着很大的作用。
2.1.2气候因素
合肥市属于亚热带季风气候区，由于地理位置、地形和下垫面等地理条件的影响，合肥市属于较为湿润的季风气候区，夏季盛行东南季风，冬春季西北风较多。
大致的主导风向是东南风。
东南风对合肥环境有着重要意义，能够有效驱散雾霾、降低温度、增加湿度，有利于城市的合理规划与发展。
但季风气候的季节性也在一定程度上加剧了城市大气污染夏季东南引风口把巢湖湿润的空气引入城市中心，对于
增加城市中心的湿度有很好的作用，同样有利于居民的身体健康，并将城中的把城市中的脏空气带出去。
另外将合肥市东南方向上海、杭州等地的较为干净的空气引致合肥，空气质量较好；冬季时，合肥市盛行西北风，将合肥市西北方向的北京、西安等地的污染较重的空气引致合肥，此时空气质量较差。
2.1.3水文因素
1）水系分布
合肥市气候湿润，水系发育分别源于江淮分水岭两侧，或南流注长江，或北流入淮河。
属长江流域的河流主要有南淝河、店埠河、丰乐河、派河等；湖泊主要有巢湖。
属淮河流域水系的河流主要有东淝河、高塘河、庄墓河等；湖泊主要有瓦埠湖、高塘湖。
兴修的有跨流域的淠杭灌溉河总干渠、滁河干渠、瓦东干渠等工程以及几十座水库和数千口塘坝。
这些水流组成水网，为防洪、灌溉、供水、航运、养殖、旅游提供了有利条件。
2）降水影响。
合肥夏季雨水较多，冬季较为寒冷干燥。
选取合肥1971年至2000年各月降水量的平均值统计如下：
从图可知，合肥市的降水主要集中在夏季，冬季降水较少，平均全年降水总量为995.4mm（近年来降水总量有上升趋势）。
降水的季节性变化在一定程度上影响对城市大气污染存在影响，如夏季降水较多，城市空气能够得到有效清洗，冬季则因降水较少。
空气质量较差。
2.2人为因素对大气污染分布的影响
2.2.1污染源分布
污染源是指造成环境污染的污染物发生源，通常指向环境排放有害物质或对环境产生有害影响的场所、设备、装置等。
污染源分布情况，这是当地污染物浓度和种类的决定性因素。
此处讨论的人为污染源主要包括工业污染源、农业污染源、交通运输污染源、生活污染源等。
因未能找到合肥市各污染源的统计资料，此处以合肥市整体工业布局来说明大气污染的空间分布特征。
合肥重点发展的“五个工业组团”如下：
●西部工业组团：
以高新技术产业开发区、科技创新示范基地、蜀山经济开发区等为主体，重点发展高新技术及相关产业；
●西南部工业组团：
以经济技术开发区、桃花工业园区、包河工业园区为主体，重点发展先进制造业和技术含量较高的相关产业；
●北部工业组团：
发展庐阳工业园区，重点发展现代印刷、电力设备、建材、食品和农副产品加工等产业，加强与长丰县双凤经济开发区相协调；
●东北工业组团：
以瑶海经济开发区为主体，重点发展物流、服装、电缆、建材及相关配套产业；
●东部工业组团：
发展肥东经济开发区（龙岗），重点发展家用电器及配套、化工、冶金、轻纺、食品及农副产品加工等产业。
由上述可知，合肥市西部、西南部组团（包括高新区、经开区等）主要以高新技术产业为主，其污染相对较小；北部、东北部、东部组团（包括瑶海区、庐阳区、肥东经开区等）主要以传统工业为主，其污染相对较重。
全市工业布局基本决定了大气污染的空间分布特征。
2.2.2城市风道
1）合肥最早城市风道
①南淝河沿岸西侧低洼地区，东至南淝河岸，西到马鞍山路、北临屯溪路，作为城市的引风口，性质定为不宜建设用地，规划控制区总用地面积约为5.9km2。
②在市区东南近郊，利用岗地、河滩营造林带，将巢湖的湿润空气导入
市区。
在西郊董铺水库大坝内侧规划大片林带。
这两处林地通过南淝河
等河流两侧的带状绿化系统。
③加强老城周围以逍遥津公园、包河公园、杏花村为主的环城绿带外，规定扩大绿化范围，从市区延伸到郊区。
通过南淝河等河流两侧的带状绿化系统，同老城周围的环城绿带相连接，形成一条贯穿市区的通风走廊，保持空气清新、湿润。
环城公园8km多长,有多行树木的林荫道,加上护城河及对岸绿地,空间达150m～200m宽（南门有一小段仅100m宽）。
这条林带与四角每块面积约30公顷的公园绿地嵌贴,宛如一串镶缀着四颗明珠的翡翠项链,紧围着5km2的旧城区。
这个总面积超过150公顷的公园环,加上城内街道院落植物,使绿化复盖率达30%以上,对人烟稠密的市中心区起着滞滤飘尘与降尘、吸收二氧化碳、增加氧气、吸收二氧化硫等有害气体、减少空气中含菌量、减轻辐射热、消弱噪声的作用。
这个绿环与楔入田园相接,更增加了改善环境的效益。
2）合肥城市风道现状概述及其存在问题
合肥目前存在的城市风道：
①十五里河生态廊道。
十五里河位于两个城市片区之间，河水无障碍与巢湖水联通，水系及两侧的绿地形成一个完整的绿色廊道。
在此廊道上分别有三个放大的水面及湿地，形成整个廊道上的三个停留“跳板”，用以作为鸟类和水禽的停留之所。
每个“跳板”之间间距为3-4km，成为
从南淝河湿地区深入城市片区的重要鸟类活动节点；②南淝河生态廊道（目前已遭受严重破坏）。
南淝河沿线有12个公园，目前公园有三国遗址公园、合肥植物园、包公园、杏花公园、琥珀潭公园，逍遥津公园、城市森林公园、大杨生态湿地公园，新建南淝河体育公园、绿色港湾公园、大张圩湿地公园、大圩生态农业园；
实施了“141”大生态系统建设，包括：
加大环城高速绿化廊道，大蜀山森林公园，蜀峰湖，江淮分水岭生态保护区，紫蓬山森林公园，肥西花卉苗木生产基地，环巢湖滨水绿化带和南淝河沿线人文绿地建设力度；③四里河。
从大房郢水库大坝脚下至南淝河入口处，全长近5公里的四里河将呈现绿色河道的美景：
从岸边分别向两侧扩展500米，全部用作生态修复。
河岸两侧将种植水源涵养林、恢复湿地。
合肥森林公园、大房郢坝下区公园和合肥体育公园，控制住城市的“风道”，增加城市公园绿地面积。
①现状概述
东南引风口地处合肥市郊区城东乡和骆岗镇境内，地势较为低洼。
区内有周谷堆等7个行政村、王小郢污水处理厂等单位、凤巢园等居住小区及周谷堆蔬菜副食品批发市场等公共服务设施，还有少量菜地及鱼塘；
②存在问题
●部分土地使用性质不符合城市规划
合肥市城市总体规划中将东南引风口用地确定为不宜建设用地，而现状是己有工业、仓储、公共设施、市政、居住、村庄等各类建设用地；
●现状的城市环境严重影响了通风效果
引风口用地内村办企业较多，污染治理能力差，对大气、水都有很大的污染；村庄内生活污水的乱排乱放，蔬菜生产滥施农药，这些都严重地影响城市通风的质量；区域内现有的公建、居住小区层数逐渐升高，村庄占地过大，民房过于密集，这些都一定程度地阻挡了地面风速，使东南引风口很难对城市生态环境产生良好的影响；
●严重影响了市容市貌
东南引风口内缺乏规划指导，居住、公建、工业、市政、村庄、菜地混杂，建设杂乱无章，景观毫无美感可言。
而该区域又位于市中心附近，严重影响了合肥市的市容市貌；
●区域内绿地奇缺
除少量菜地和鱼塘外，引风口内的绿化极少，特别是南淝河沿岸，缺乏良好的特色景观。
三．合肥市未来城市规划建议
3.1典型城市规划案例介绍
3.1.1国内城市
1）上海——浦东250米宽的世纪大道便是一条著名的“风走廊”；
2）南京——规划预留了6条生态通风走廊，宽度有的是三四公里，有的是一两公里，长度基本都有数十公里，分别利用山体林地、河谷水道、湿地、绿地等自然条件，通过建设限高等手段，形成开敞空间和城市的大“出气孔”；
江南的3条生态通风走廊分别为：
紫金山—青龙山—黄龙山；方山—
秦淮河；牛首山—祖堂山—雨花台；
江北的3条生态通风走廊分别为：
老山—长江；大厂—化工园；长芦—玉
带—八卦洲。
3）武汉——在城市内外广泛布绿，其中有六条生态绿色走廊：
●后官湖生态绿楔：
由索河风景区、九真山森林公园通过后官湖抵龙阳湖，形成以低山丘陵、历史文化遗存、郊野公园、高湖自然保护区为主的生态绿楔；
●府河生态绿楔：
由巨龙湖通过柏泉风景区，联系府河绿化带达西岸金银湖，以及东岸任凯湖等6个湖泊群向东抵长江；
●武湖生态绿楔：
由木兰生态旅游区通过滠水生态带，联系武湖湿地保护区达天兴洲；
●大东湖生态绿楔：
由涨渡湖、七龙湖水系，通过长江绿化带、大东湖水系与九峰城市森林公园到达东湖风景区；
●汤逊湖生态绿楔，由梁子湖水系牛山湖、豹獬湖通过龙泉山风景区，联系中洲岛、栗庙岛达汤逊湖；
●青菱湖生态绿楔。
上述风道中，最重要的是第三、五条风道，因为它们位于城市的主导风向上。
各生态绿楔将受到严格的保护，不许兴建开发区、高强度开发，但可适当发展休闲旅游业。
3.1.2国外城市
1）巴黎现代城市规划
大巴黎计划是法国萨科齐总统上任不久后提出的巴黎城市建设新规划，改计划是在巴黎日益严重的城市交通、发展，城市建筑受限制，同时在兼顾巴黎古老建筑保护的背景下产生的。
规划的具体内容
●
带状公园、公共设施和铁路系统紧密联系在一起；
●多元化中心——新的北轴线。
北轴线地处北部花园和丹尼斯大街之间，新的带状公园长达7公里，包括新的公共场所、横向道路、一座基础设施（能源、垃圾、综合回收和物流中心）；
●减少高楼，防止林立密集的超高层建筑物，改变地表状况，进而对该地及周围地区的风场结构产生了强烈的影响；
●巴黎随处可见绿色屋顶；
●林荫道将拥有更多绿地、更宽阔的行人道和自行车道。
2）巴西利亚城市规划
规划实施的优点
●工业区以无污染的轻工业为主，服装、食品、电力、电子、汽车、印刷、建筑材料等工业发展较快。
巴西利亚的规划，用地分工明确，功能清楚，布局合理，接近自然，也便于组织居民生活，形成一个以人的生活环境；
●巴西利亚的定位不包括商业之都,所以看不到商铺,只有专门规划的超市区,没有喧嚷和豪华的消费场所；
●住宅只限七层以下的低楼,而且底层不做居住用,供儿童下雨时继续玩耍.楼房之间距离比较大,谁也挡不着谁的视野；
●绿化到位，每个“方街”都由一条由灌木墙、小花园和草坪组成的绿化带环绕；街道两旁绿树成荫；广场、建筑物门前、私人庭院，到处是花草树木。
整个城市就是一座大园林。
启示
●城市的规划发展建设，要围绕如何让人更加舒适地工作学习生活来展开，使城市更多地体现人性的特点，更富于人性的关怀；
●城市应该是具有某种综合功能才有生命力，所以过分的将各种功能分区分散并不一定是对的。
在城市规划中，在某一个区域里可能某一项功能比较突出，但是往往必须兼顾其他功能；
●我国正处在城市发展建设的高峰时期，应该避免采取“摊大饼”式的发展模式而选择建设卫星城的模式，分散中心城市的压力，使得城市平衡发展。
3.2对合肥市城市规划的具体建议及其可行性分析
3.2.1合理规划污染源分布
1）工业污染源的控制。
有效地消除一环内人口过大的现象，学校、住宅，商业网点的建设要合理分布，有效分流市中心居住人口。
要“腾笼换业”，逐步搬迁四方化工、江淮化肥等大气污染较重的企业。
合钢公司位于城市主导风向上风向，由于本身行业特点及污染治理的能力所限，对东区造成了严重的大气污染，影响市区环境质量，解决合钢污染问题是企业大气污染治理的重中之重。
要尽快淘汰焦化厂老焦炉和烧结厂的落后烧结设备，彻底治理炼钢转炉，同时做好其他生产环节的污染治理工作，东区的环境质量才能达到明显改善。
2）交通污染源的控制。
加强交通运输车辆的污染防治。
认真组织实施《合肥市机动车排气管理办法》，从生产、销售、治理、淘汰等各个环节，全方位控制机动车排气污染，逐步做到超标车辆禁止上路。
要充分汲取其他城市的经验和做法，禁止摩托车进入一环内或其他交通量较大的城市区域。
禁止农用车、拖拉机入城。
可在城市出入口建设一定数量的冲洗站，对进出城区脏车、泥猴车强制清洗。
3）生活污染源的控制。
强力推广城市清洁能源，改善城市能源结构。
要像海口、芜湖等国内其他城市那样，划定高污染燃料“禁燃区”，限期淘汰市区二环内0.7MW以下燃煤炉灶。
在城市天然气、集中供热管网覆盖范围内禁止新建燃煤、燃油锅炉，淘汰已建燃煤、燃油锅炉。
限期淘汰市区范围内餐饮业、机关企事业单位燃煤大灶，推广天然气、石油液化气等清洁能源。
政府相关部门应出台政策，鼓励城乡居民使用太阳能、生物质能等无污染能源。
3.2.2改进城市风道
改进城市风道可采取的措施有：
1）城市主导风向
合肥各月各风向频率（%）（2008年）
合肥地处安徽省中部，地势开阔，风向有明显的季节性变化。
冬季以偏北风为主，夏季以偏南风为主，春秋两季是风向转换季节。
以合肥地区各年的风向来看，合肥以东南风为主，在城市规划建设中，应根据主导风向设置通风廊道，从远郊及市区打通城市风道。
2）风道的连通性
连通分析是指处于城市风道网络中的城市风道结点与城市风道的连通程度，这种连通程度不仅包括与该结点相连通的城市风道的数量，更包括与该结点相连通的城市风道的等级等诸多因子；
3）小区建筑布置
居住小区建筑的布置形式上，错位布局优于行列式；点式和条式结合，优于单一平面布局；面风向半围合式也利于形成良好的通风环境；
4）限制建筑高度
整体建筑高度发展趋势，应该是沿着城市风道，建筑高度由风道内侧向外逐渐增高，呈现缓增趋势，最内侧建筑高度要结合其所塑造的城市风道风速及风道宽度进行综合决定，使通风道能够影响到更大的区域；
5）建筑朝向
①新城规划
当总平面布置是行列式方式时，应当避免建筑物正对夏季主导风（即风向入射角等于零），以避免两栋建筑物之间产生漩涡区过大，对后排建筑物的自然通风不利。
②旧城改造
建筑朝向必须充分考虑到与原地其他相关建筑之间的协调机理，其走向在考虑城市风道的走向、宽度及现有区域相关城市风道的分布特征；
7）立法
对区域内产业结构进行调整，使污染企业搬迁。
南京出台了《南京大气污染防治行动计划》，2017年底前，“清洁空气廊道”内排放废气的企业要全面退出企业则要多些大局意识，支持与配合“清洁空气廊道”建设。
对于此，合肥也可以出台相关法律法规减少污染。
3.2.3运用局部小气候
1）城市绿化。
可知城市绿化能够明显引起城市小气候的温度变化。
不同的绿化材料将会带来不同的小气候效应，草坪主要通过蒸腾作用和光合作用消耗许多热量。
绿化树木，特别是高大乔木，由于其叶面指数大,，因而能够吸收相当大部分的太阳辐射,加上其叶面进行的较大强度的蒸腾作用，使叶面与空气之间不断地进行热量扩散和交换,可以使周围的环境温度明显降低;没有任何植被覆盖的地方，几乎所有的太阳能都用来增加空气和地面的热能，同时地面反射也会增加空气的热量，因此，裸地的空气温度比较高。
做好乔、灌、草等不同绿化材料的结合,根据生态学原理兼顾美学特性,以本地种为主,优化绿地系统结构,才能使有限的绿化空间内产生最大的生态效应,发挥最好的小气候效应,最大程度改善城市人居环境,提高其舒适度。
2）小风道的建设。
在规划建设大风道的同时，也要兼顾城市小风道的建设。
上海在规划建设浦东新区时，特意留出了“风走廊”，让风能通透穿过。
上海夏天多刮东南风，秋天多是西北风，所以在浦东规划建设了一条250米宽的世纪大道。
3.2.4加强跨区域合作
环境空气质量具有很强的区域性特征，任何一个城市都难以独善其身。
当出现区域性污染时，也只有区域内所有地区共同采取措施，才能缓解污染状况。
如灰霾污染问题，和PM2.5的长距离传播有很大的关系。
在解决PM2.5长距离传播的问题上，欧洲制定了区域污染合作共治政策，通过跨区域的协作，签署各类国际公约，提交国家削减计划等方式来达到控制PM2.5区域污染的目标。
上海在区域大气污染的联防联控方面已经做了很多有益的探索，为了保障世博会空气质量，上海市环保局会同江苏、浙江两省环保部门，制定了长三角区域大气污染联合防治工作方案，创建了上海、南京、杭州等9城市区域空气质量联合预报机制，实行长三角重点城市日报数据动态发布和城市48小时趋势预报，开展长三角区域大气污染和灰霾联合监测，基本实现了区域空气质量监测数据的共享，发挥区域联动效应，共同提升区域空气质量。
建立跨区域多方参与的合作共享共治，是解决大气跨界污染难题的有效模式。
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