北京市平谷区环境容量分析与规划对策
研究报告
中国科学院生态环境研究中心
二〇一二年五月
目 录
第一章 项目背景与目标................................................................... 4
第一节 项目背景 ...................................................................... 4
第二节 项目目标 ...................................................................... 4
第三节 技术路线与核算方法.................................................... 5
第三节 编制依据 ...................................................................... 6
1. 法律法规 ......................................................................... 6
2. 指导性文件与标准规范................................................... 6
3. 其它参考资料.................................................................. 7
第二章 自然环境和社会经济发展基础 ............................................ 8
第一节 自然环境基础 . .............................................................. 8
1. 地理位臵 ......................................................................... 8
2. 气候条件 ......................................................................... 8
3. 地形地貌与土地利用方式 . .............................................. 8
第二节 社会经济发展 . .............................................................. 9
1. 行政区划与人口 . ............................................................. 9
2. 社会经济发展情况 ........................................................ 10
3. 乡镇产业发展情况 ........................................................ 10
第三节 水资源状况..................................................................11
第四节 水资源消耗与水环境污染排放 . .................................. 12
1. 水资源消耗 ................................................................... 12
2. 水环境污染物排放 ........................................................ 14
第五节 能源消耗气环境污染排放 .......................................... 15
1. 能源消耗量与能源结构................................................. 15
2. 大气环境污染排放 ........................................................ 16
第三章 平谷区环境容量核算与分析研究 ...................................... 17
第一节 水环境容量核算 ......................................................... 17
1. 主要水体的环境功能分区 . ............................................ 17
2. 主要水体的环境本底值................................................. 17
3. 水环境容量计算方法 .................................................... 17
4. 水环境容量计算结果 .................................................... 18
第二节 大气环境容量核算 ....................................................... 20
1. 大气环境功能分区 ........................................................ 20
2. 大气环境质量本底值 .................................................... 21
3. 大气环境容量计算方法................................................. 21
4. 大气环境容量计算结果................................................. 22
第三节 环境容量核算结论 ..................................................... 23
第四章 基于环境容量的规划对策研究 .......................................... 25
第一节 平谷区主要规划要点分析 .......................................... 25
1. 城市发展布局................................................................ 25
2. 产业发展布局................................................................ 26
第二节 基于环境容量的规划对策 .......................................... 27
1. 加强污染减排................................................................ 27
2. 实施环境扩容................................................................ 28
第一章 项目背景与目标
第一节 项目背景
环境容量是在人类生存和自然生态系统不致受害的前提下，某一环境所能容纳的污染物的最大负荷量，一般包括水环境容量和大气环境容量。环境容量是在环境管理中实行污染物浓度控制时提出的概念。在污染源集中的城市和工矿区，尽管各个污染源排放的污染物达到允许的浓度控制标准限制，但由于污染物排放的总量过大，仍然会使环境受到严重污染，环境容量对分析区域污染物的环境容纳能力提供了可行工具。国家对区域环境容量核算工作非常重视，2003年环保部相继出台了《关于加强环境容量测算工作的通知》（环办[2003]116号）和《全国地表水环境容量和大气环境容量核定工作方案》（环发
[2003]141号），以加强和规范全国环境容量核算工作。
北京城市的功能外迁、平谷区的工业化和城市化快速发展，导致近年来平谷区建设力度逐年增加，大量工业、交通、水利、旅游等项目纷纷提上日程。平谷区招商引资压力较大，各街道、乡镇引进企业往往缺少统筹规划，工业企业的用地产出效率低、环境污染和生态破坏潜势估算不足。平谷区是北京市东北部的绿色屏障，是首都的生态涵养发展区和水源保护区，担负着本区域以及京东地区的生态屏障和水源保护与供应。“十二五”时期，平谷区委、区政府提出“生态绿谷”和“绿能新谷”的建设目标，对全区生态环境建设提出了新的目标和要求。平谷区的工业项目，不仅着力于工业产值的产出，同时也应充分考虑生态建设和环境保护的控制性要求。本课题拟分析和评价平谷区的水体和大气环境容量，以对平谷区产业和居住布局规划提出对策和建议。
第二节 项目目标
计算出平谷区大气（SO 2和NO X ）和水环境容量（COD 和NH 3-N ）
水平。分析平谷区总污染物排放量，分析是否超出区域环境容量控制要求；并以环境容量的视角，对平谷区产业和居住区规划发展提出对策和建议。
第三节 技术路线与核算方法
根据《全国地表水环境容量核定技术报告编制大纲》和《全国重点城市大气环境容量核定技术编制大纲》，综合考虑平谷区河流、湖泊类型、山区—半山区特征以及数据可获得性，分别采用零维模型、一维模型和A-P 值法计算湖泊水环境容量、河流环境容量和大气环境容量。本项研究的技术路线如图1-1所示。
图1-1 环境容量分析及规划的技术路线
第三节 编制依据
1. 法律法规
● 《中华人民共和国环境保护法》
● 《中华人民共和国大气污染防治法》
● 《中华人民共和国环境影响评价法》
● 《中华人民共和国土地管理法》
● 《中华人民共和国水法》
● 《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》
● 《中华人民共和国森林法》
● 《中华人民共和国农业法》
● 《中华人民共和国自然保护区条例》
● 《中华人民共和国水土保持法》
● 《中华人民共和国防洪法》
2. 指导性文件与标准规范
● 《全国地表水环境容量和大气环境容量核定工作方案》（环发
[2003]141号）
● 《关于加强环境容量测算工作的通知》（环办[2003]116号） ● 《全国地表水环境容量核定技术报告编制大纲》（环发
[2003]141号）
● 《全国重点城市大气环境容量核定技术编制大纲》（环发
[2003]141号）
● 《2003-2005年全国污染防治工作计划》（环办[2003]36号） ● 《中华人民共和国国家标准 环境空气质量标准》（GB
3095-2012）
● 《中华人民共和国国家标准 地表水环境质量标准》（GB3838-2002）
3. 其它参考资料
● 《北京市环境状况公报》（2008-2010年）
● 《平谷区国民经济和社会发展统计公报》（2008-2010年）
● 《平谷区政府工作报告》（2008-2010年）
● 《平谷区统计年鉴》（2009-2010年）
● 《平谷区“十二五”时期国民经济与社会发展规划》
● 《平谷区生态区建设总体规划》
第二章 自然环境和社会经济发展基础
第一节 自然环境基础
1. 地理位臵
平谷区地处北京、天津、河北三个省市的交界处，环渤海经济圈的中心位臵。平谷区位于北京和天津两大中心城市之间，北京的东北部，天津的西北部。西距北京市区70公里，东距天津市区90公里，是连接两大城市的纽带。平谷区地理区位见图2-1。
图2-1 平谷区区位图
2. 气候条件
平谷区多年来的年降雨量约为585毫米。水期分布特点春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季凉爽湿润，冬季寒冷干燥。冬季盛行西北风，夏季盛行西南风。东北部山区有地区性小气候。平谷区四季分明，日照充足，年平均气温11.5 ℃，年日照天数为105天。
3. 地形地貌与土地利用方式
平谷区境域东西长35.5公里，南北宽30.5公里。地处燕山南麓与华北平原北端的相交地带，因其东、南、北三面环山，
中间为平原
谷地，故得名平谷，其中山区、半山区占七分之四，平原占七分之三。境域内群山耸翠，错、泃二河映带左右，萦回境内。平谷区遥感影像图见图2-2。平谷全区森林覆盖率达63 %，居全市首位，山区植被覆盖率达到90 %以上。平谷区是北京市重要农副产品基地，主要农林作物有水蜜桃、小麦、玉米、谷子及豆类。
图2-2 北京市平谷区遥感图
第二节 社会经济发展
1. 行政区划与人口
平谷区辖14镇、2乡和2个街道办事处，275个行政村，分别是：平谷镇、峪口镇、马坊镇、金海湖镇、东高村镇、山东庄镇、南独乐河镇、大华山镇、夏各庄镇、马昌营镇、王辛庄镇、大兴庄镇、刘家店镇、镇罗营镇、熊儿寨乡、黄松峪乡、兴谷街道办事处、滨河街道办事处。平谷区常住人口41.6万人，其中城市非农业人口19.2万人。
2. 社会经济发展情况
“十二五”时期，平谷区社会经济提速发展。地区经济快速增长。2011年预计实现地区生产总值135.6亿元，年均增长15.3%；财政一般预算收入达到17亿元，年均增长20.1%。三次产业构成由“十五”末的14.7：42.7：42.6调整为2010年的10.8：44.7：44.5，非农产业比例逐年提高。城乡居民收入快速增长。2011年预计城镇居民人均可支配收入达到2.7万元，年均增长10.2%；农民人均纯收入达到1.4万元，年均增长11.2%。
经济社会实绩考核评价指数提高到生态涵养发展区最好水平，“生态绿谷、京津商谷、绿能新谷、中国乐谷、幸福平谷”建设全面展开。兴谷、马坊两个市级开发区发展迅速。兴谷开发区规模以上工业企业实现产值127.6亿元，占全区工业总产值的66%，汽车配件、食品饮料支柱作用显著。马坊工业园区绿色能源产业基地快速发展，太阳能光伏产业链初步形成。峪口国能新能源产业园成功引进风力发电等新能源项目。
3. 乡镇产业发展情况
平谷区各乡镇主导产业见表2-1。
表2-1 平谷区各乡镇及主要产业
第三节 水资源状况
平谷区的水资源主要有两条河流和三个水库，河流分别是错河和泃河，水库分别是海子水库、黄松峪水库和西峪水库。平谷区主要河流与水库分布情况见图2-3。
图2-3 平谷区河流与水库分布图
第四节 水资源消耗与水环境污染排放
1. 水资源消耗
平谷区规模以上工业企业水消费（按行业大类划分）和平谷区规模以上非工业企业水消费分别见表2-2和表2-3。根据统计，平谷区2010年规模以上企事业单位水消费量为1077.0万立方米，其中工业企业水消费量为700.0万立方米，非工业企业水消费量为377.0万立方米，主要耗水行业是食品制造、造纸和交通设备制造等行业。
表2-2 平谷区规模以上工业企业水消费（按行业大类划分）
表2-3 平谷区规模以上非工业企业水消费（按行业大类划分）
2. 水环境污染物排放
根据平谷区环境统计数据，平谷区2011年全区COD 排放量为2224.1吨，氨氮为59.3吨，其中：工业源COD 排放量为565.4吨，氨氮为7.5吨；生活源COD 排放量为557.4吨，氨氮为24.9吨；农业源COD 排放为1101.3吨，氨氮为26.9吨。
各乡镇的2009年至2011年C0D 和氨氮排放情况见表2-4和表2-5，其中平谷镇、夏各庄镇、峪口镇的水环境污染物排放量较高，这是因为平谷镇是全区主城区和人口聚集区，而夏各庄镇和峪口镇主要以畜禽养殖为代表的农业面源污染。
图2-4 平谷区各乡镇COD 排放量（2009—2011年，单位：吨）
图2-5 平谷区各乡镇氨氮排放量（2009—2011年，单位：吨）
第五节 能源消耗气环境污染排放
1. 能源消耗量与能源结构
平谷区2010年能源消费总量为99.0万吨标准煤，比2009年上升5.39%，在北京市远郊十区县中排名第6，其中规模以上工业企业能源消费量为28.7万吨标准煤，主要耗能企业是食品制造、造纸、化工、非金属矿制造、交通运输设备制造等产业。平谷区规模以上企业能源消费量见表2-4，主要能源类型是原煤、天然气、热力、电力和柴油。
表2-4 规模以上工业企业能源消费量
2. 大气环境污染排放
根据平谷区环境统计数据，平谷区2011年全区二氧化硫排放量为2038.8吨，氮氧化物为1620.3吨，主要是工业源大气污染排放，包括城镇居民集中供暖的大气污染排放。
各乡镇的2009年至2011年二氧化硫和氮氧化物排放情况见图2-6和图2-7，其中平谷镇、兴谷镇、马坊镇的大气环境污染物排放量较高。平谷镇是全区主城区和人口聚集区，冬季供暖锅炉排放量高；马坊镇是工业聚集区，科兴源热电和金隅水泥厂是其氮氧化物显著高于其它乡镇的原因；兴谷镇的大气污染排放主要来源于食品加工行业。
图2-6 平谷区各乡镇二氧化硫排放量（2009—2011年，单位：吨）
图2-7 平谷区各乡镇氮氧化物排放量（2009—2011年，单位：吨）
第三章 平谷区环境容量核算与分析研究
第一节 水环境容量核算
1. 主要水体的环境功能分区
根据平谷区生态建设规划，规划境内山区水体达到I 类水，半山区达到Ⅱ类水，平原区水体大部分时间（>50％）好于Ⅲ类水的标准。选择错河、泃河、海子水库、西峪水库和黄松峪水库作为水环境容量研究的主要水体。平谷区各类水体的水环境质量指标控制要求如表3-1所示。
2. 主要水体的环境本底值
全区8处地表水监测点，只有三座大中型水库水质为Ⅱ-Ⅲ类，河流水质全部为劣Ⅴ类水质，呈现出有河皆干，有水皆污的严峻形势。错河和泃河共5个监测断面（上宅、东鹿角大桥、英城大桥、刘店、岳各庄大桥）除1处断流外，其余4处全部为劣Ⅴ类水体。三座大中型水库水体污染程度也有所增加，其中海子水库仍可维持Ⅲ类水体，黄松峪水库由上年的Ⅱ类降至Ⅲ类水体，西峪水库由上年的Ⅲ类降至Ⅳ类水体。
3. 水环境容量计算方法
水环境容量分为稀释容量和自净容量，计算方法如下： （1）稀释容量
M 1=Q 1j (C i -C i 0) /100
式中：
M 1为污染物i 的环境稀释容量，万吨/年； Q 1j 为j 段控制单元自产水资源量，亿吨/年；
C i 为污染物的环境标准值，COD III、IV 级标准值分别为20mg/L和30mg/L；
C i0为污染物i 的环境背景值，一般COD 取10 mg/L，NH 3-N 取0.15 mg/L。
（2）自净容量
M 2=0.5ηM 1[1-exp(-K i X j /U j )]
式中：
M 2为污染物i 的水环境自净容量，万吨/年； η为j 段控制单元内自净容量的利用率，取80%；
K i 为污染物i 的综合降解系数，河道流速低于0.2m/s一般取0.15/d； X j 为控制河段的河长，km ；
U j 为控制河段的流速，km/d。 4. 水环境容量计算结果
（1）水库水环境容量计算
平谷区三大水库的水环境稀释容量（M1）和自净容量（M2）的计算结果见表3-2和表3-3。
表3-2 平谷区三大水库的水环境容量（稀释容量）计算结果
表3-3 平谷区三大水库的水环境容量（自净容量）计算结果
（2）河流水环境容量计算
平谷区主要河流错河和泃河的水环境稀释容量M1和自净容量M2的计算结果见表3-4和表3-5。
表3-4 平谷区两大河流的水环境容量（稀释容量）计算结果
表3-5 平谷区两大河流的水环境容量（自净容量）计算结果
（3）水环境容量总量核算
根据对河流和湖泊水环境容量的核算，平谷区水体环境中的COD 容量为2487吨，氨氮容量为183吨。平谷区水环境容量总量的核算结果见表3-6。
表3-6 平谷区水环境容量总量核算结果
第二节 大气环境容量核算
1. 大气环境功能分区
根据《平谷生态区建设总体规划（2009—2020）》，平谷区生态功能分区分为：1区，北部、东南部中低山生态安全防护与水源涵养生态功能区；2区，西南部平原生态农业与城镇经济生态功能区；3. 中部平原城市生态经济生态功能区。按照《环境空气质量标准（GB 3095-2012）》，1区应执行国家一类区标准，2区和3区应执行国家二类区标准。
图3-1 平谷区一级生态功能区划图
2. 大气环境质量本底值
根据平谷区环境质量调查，平谷区全区二氧化硫年平均浓度为23 mg/L，氮氧化物年平均浓度为28 mg/L。 3. 大气环境容量计算方法
A 值法模型计算公式如下： （1）公式1
Q ak =
∑Q
aki
i =1
n
式中：
Q ak 为总量控制区某种污染物年允许排放总量限值，104t ； Q ak ，i 为i 功能区某种污染物年允许排放总量限值，104 t； n 为能区总数；i 为量控制区内各功能分区的编号； a 为量下标； k 为某种污染物下标。 （2）公式2
Q aki =A ki
S i S
式中：
S 为总量控制区总面积，km ； S ak,i 为第i 功能区面积，km ；
A k,i 为第i 功能区某种污染物排放总量控制系数，104t ．a -1．Km -1。 考虑到控制区内边缘地带污染源对周边环境的污染，总量控制区总面积的计算值应大于总量控制区实际面积，因此需将总量计算公式调整为公式3。
（3）公式3
Q aki =A ki
S i S 扩
扩散的范围由控制区边缘处烟源的最大落地浓度距离而定，一般以控制区边缘处污染源烟囱高度为30 m 考虑，则总量计算区范围以总量控制区边缘再向外扩展1 km计。
（4）公式4
A ki =A (C ki -Co )
式中：
C k,i 为国家和地方有关大气环境质量标准所规定的与第i 功能区类别相应的年日平均浓度限值，mg ．m -3；
C o 当地背景年日平均浓度，mg ，m -3；
A 为地理区域性总量控制系数，104t ．km -2，根据相关研究，北京地区为4.2—5.6，取中间值4.9。 4. 大气环境容量计算结果
平谷区各生态功能分区的二氧化硫和氮氧化物的大气环境容量核算见表3-7和表3-8。平谷区大气环境中的二氧化硫容量为24003吨，氮氧化物容量为33540吨。
表3-7 平谷区大气环境容量计算结果（SO 2）
表3-8 平谷区大气环境容量计算结果（NO X ）
第三节 环境容量核算结论
根据平谷区大气和水环境容量计算结果，结合平谷区环境统计资料中年均大气污染物和水环境污染物的排放情况，分析平谷区环境容量的盈亏情况，如表
3-9所示。
表3-9 平谷区环境容量盈亏计算结果
通过平谷区环境容量核算的结果如下：
（1）大气环境中的二氧化硫和氮氧化物容量分别盈余22009吨和31978吨，大气污染排放量占环境容量的8.1 %和4.7 %。
（2）水环境中的COD 和氨氮环境容量分别亏损791吨和684吨，水污染排放量占环境容量的131.8%和475.4%；
（3）大气环境污染排放量未计入农业源和生活源排放，工业源
排放仅计入规模以上工业企业；水环境污染排放量仅计入规模以上工业企业；因此本研究污染排放总量核算可能偏小。
（4）由于缺乏长期气象数据、大气动力学与污染扩散模型参数、区域性流入污染物数据等精细化核算环境容量的参数，因此本研究的环境容量结果可能具有一定的不确定性。
第四章 基于环境容量的规划对策研究
第一节 平谷区主要规划要点分析
1. 城市发展布局
根据《北京市平谷区国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》，平谷区“十二五”时期城市发展的重点布局是如图4-1所示。
图 4-1 平谷区区域功能划分图
（1）新城核心区：包括滨河街道、兴谷街道、平谷镇，是人口、产业和公共服务设施集中分布区，是城市综合服务功能的核心区，重点发展现代服务业、都市工业和房地产业。
（2）城市拓展区：包括大兴庄镇、王辛庄镇、山东庄镇，是新城西扩及兴谷开发区向北、向东发展的后备区域，
重点发展都市型现
代农业、观光采摘业及都市工业。
（3）新兴产业区：包括马坊镇、马昌营镇、峪口镇、东高村镇，是交通、区位条件较好的平原地区，重点发展物流产业、教育产业、新能源产业及音乐文化产业。
（4）生态旅游区：包括刘家店镇、大华山镇、熊儿寨乡、镇罗营镇、黄松峪乡、金海湖镇、南独乐河镇、夏各庄镇，是生态资源和旅游资源的集中分布区，重点建设良好的生态环境，并以高端旅游产业为龙头大力发展沟域经济。 2. 产业发展布局
按照四大区域功能定位，结合目前的产业分布、资源状况和骨干基础设施分布，全区构建“一城三带十大产业功能区”的发展格局，平谷区产业空间布局如图4-2所示。
图4-2 平谷区产业空间布局图
“一城”：平谷新城。
“三带”：京平高速新兴产业带、密三路特色经济带、十八弯沟域经济带。
“十大产业功能区”：中国乐谷文化创意产业园区、马坊物流基地、兴谷开发区、绿色能源产业基地、金海湖国家级旅游度假区及国际组织总部基地、丫髻山道教养生基地、轩辕山国际旅游度假区、大华山旅游集散特色镇、马昌营多元文化产业基地、峪口商务休闲总部基地。
第二节 基于环境容量的规划对策
平谷区大气环境容量有盈余，主要大气环境污染物来源于热电、水泥和食品加工行业；而水环境容量亏损1.3至4.8倍，主要是城市集聚区的生活污水和畜禽养殖的农业面源污染。基于对平谷区环境容量的核算与平谷区“十二五”时期城市空间格局与产业布局的分析，研究基于环境容量的规划对策。 1. 加强污染减排
（1）传统工业企业转型提升与战略新兴产业培育
1）以火电、水泥、化工产业为重点领域，坚决淘汰“低、小、散”的落后产能，对年耗能达5000吨标煤以上的重点耗能企业和污染物排放总量不达标的企业进行能源和环保审计，实施重点行业节能减排改造工程全覆盖。
2）逐步建立以低碳为特征的产业体系，加快产业空间布局和结构优化调整。培育壮大新能源及能源装备制造、汽车零部件、乐器制造等具有平谷特色和优势的先进制造业。
3）以马坊工业园、兴谷开发区等工业园区为平台，推进工业集聚区发展，避免各乡镇工业“遍地开花”，实现错位竞争。加强引进企业的环保和节能审查，优化工业共生网络，全面开展工业园区的节能、节水、节地改造与基础设施建设，提升园区的低碳发展水平。
4）重点实施火电行业的余能余热利用、热电联供、电力系统节能改造、粉煤灰、炉渣制建材等工程；化工行业的低温余热回收、热能梯级利用改造工程；以及水泥生产行业的干法工艺、余热利用、联合处臵工业废弃物等改造工程。
（2）加快污水、垃圾、大气环境基础设施建设
1）升级改造中心城区污水处理厂，提升生活污水厂的除氮脱磷深度处理，加快河西及乡镇污水处理厂建设，增加城市生态用水量。选择人工湿地、沼气净化池、氧化塘等适用技术，开展集中式和分散式相结合的农村生活治理工程，加强农村生活污水的排放管理。
2）依托现有的环境空气自动监测网络，主动融入北京市大气复合污染监测网络，形成由地面监测和遥感分析相结合的立体监测系统，增加PM 2.5和大气能见度监测项目，全面监测大气复合污染状况。继续实施大气污染各阶段防控措施，加快重点乡镇集中供热工程建设，倡导使用低硫煤；加强机动车尾气排放管理，加快淘汰黄标车。
3）加强大气污染防治，做好固体废弃物处理，全面推广生活垃圾分类工作，加强工业固体废弃物综合利用，实现生活垃圾和工业固体废弃物的减量化、资源化、无害化处理。
（3）全面开展农村畜禽养殖面源污染治理
合理划定乡村畜禽养殖禁养区和限养区，集中关停畜禽禁养区内的畜禽养殖户，加强养殖废水及农村生活污水治理，全面改善农村地区水环境质量。鼓励畜禽养殖企业连片建设800立方米以上的大中型沼气工程，严格开展规模畜禽养殖场排泄物的综合治理。加强散养畜禽的污染治理，积极推广畜禽养殖与农田种植有机结合的生态循环农业模式。 2. 实施环境扩容
（1）开展河流水库生态涵养工程
加强水体涵养区建设，大力实施河流主要纳入区域的湿地缓冲区
建设，集中开展城区万亩滨河森林公园建设，实施泃河、洳河和小辛寨石河等环城水系建设。制定“一河一策”、“一库一策”的管理制度，做好沿河企业排污排查，抓好畜禽养殖业的面源污染防治工作。加强水体富营养物排放控制，建立重点流域、库区蓝藻爆发的预警机制。建立乡镇间以环境容量为基础的减排目标责任制度。
（2）实施大气环境扩容工程
继续实施京津风沙源治理、废弃矿山植被恢复、乡镇小流域治理、生态水环境综合治理等工程，加强大气环境扩容。构筑道路绿化、滨河绿廊、城市公园、绿地、生态绿地等绿色生态景观体系，发展支流林网、道路林网和农田林网。推进山区生态公益林区、低山丘陵用材林、经济林区、防护林区和湿地生态保护区建设，全面建设具有森林、湿地、河道相互融合的城乡碳汇空间体系。
北京市平谷区环境容量分析与规划对策
研究报告
中国科学院生态环境研究中心
二〇一二年五月
目 录
第一章 项目背景与目标................................................................... 4
第一节 项目背景 ...................................................................... 4
第二节 项目目标 ...................................................................... 4
第三节 技术路线与核算方法.................................................... 5
第三节 编制依据 ...................................................................... 6
1. 法律法规 ......................................................................... 6
2. 指导性文件与标准规范................................................... 6
3. 其它参考资料.................................................................. 7
第二章 自然环境和社会经济发展基础 ............................................ 8
第一节 自然环境基础 . .............................................................. 8
1. 地理位臵 ......................................................................... 8
2. 气候条件 ......................................................................... 8
3. 地形地貌与土地利用方式 . .............................................. 8
第二节 社会经济发展 . .............................................................. 9
1. 行政区划与人口 . ............................................................. 9
2. 社会经济发展情况 ........................................................ 10
3. 乡镇产业发展情况 ........................................................ 10
第三节 水资源状况..................................................................11
第四节 水资源消耗与水环境污染排放 . .................................. 12
1. 水资源消耗 ................................................................... 12
2. 水环境污染物排放 ........................................................ 14
第五节 能源消耗气环境污染排放 .......................................... 15
1. 能源消耗量与能源结构................................................. 15
2. 大气环境污染排放 ........................................................ 16
第三章 平谷区环境容量核算与分析研究 ...................................... 17
第一节 水环境容量核算 ......................................................... 17
1. 主要水体的环境功能分区 . ............................................ 17
2. 主要水体的环境本底值................................................. 17
3. 水环境容量计算方法 .................................................... 17
4. 水环境容量计算结果 .................................................... 18
第二节 大气环境容量核算 ....................................................... 20
1. 大气环境功能分区 ........................................................ 20
2. 大气环境质量本底值 .................................................... 21
3. 大气环境容量计算方法................................................. 21
4. 大气环境容量计算结果................................................. 22
第三节 环境容量核算结论 ..................................................... 23
第四章 基于环境容量的规划对策研究 .......................................... 25
第一节 平谷区主要规划要点分析 .......................................... 25
1. 城市发展布局................................................................ 25
2. 产业发展布局................................................................ 26
第二节 基于环境容量的规划对策 .......................................... 27
1. 加强污染减排................................................................ 27
2. 实施环境扩容................................................................ 28
第一章 项目背景与目标
第一节 项目背景
环境容量是在人类生存和自然生态系统不致受害的前提下，某一环境所能容纳的污染物的最大负荷量，一般包括水环境容量和大气环境容量。环境容量是在环境管理中实行污染物浓度控制时提出的概念。在污染源集中的城市和工矿区，尽管各个污染源排放的污染物达到允许的浓度控制标准限制，但由于污染物排放的总量过大，仍然会使环境受到严重污染，环境容量对分析区域污染物的环境容纳能力提供了可行工具。国家对区域环境容量核算工作非常重视，2003年环保部相继出台了《关于加强环境容量测算工作的通知》（环办[2003]116号）和《全国地表水环境容量和大气环境容量核定工作方案》（环发
[2003]141号），以加强和规范全国环境容量核算工作。
北京城市的功能外迁、平谷区的工业化和城市化快速发展，导致近年来平谷区建设力度逐年增加，大量工业、交通、水利、旅游等项目纷纷提上日程。平谷区招商引资压力较大，各街道、乡镇引进企业往往缺少统筹规划，工业企业的用地产出效率低、环境污染和生态破坏潜势估算不足。平谷区是北京市东北部的绿色屏障，是首都的生态涵养发展区和水源保护区，担负着本区域以及京东地区的生态屏障和水源保护与供应。“十二五”时期，平谷区委、区政府提出“生态绿谷”和“绿能新谷”的建设目标，对全区生态环境建设提出了新的目标和要求。平谷区的工业项目，不仅着力于工业产值的产出，同时也应充分考虑生态建设和环境保护的控制性要求。本课题拟分析和评价平谷区的水体和大气环境容量，以对平谷区产业和居住布局规划提出对策和建议。
第二节 项目目标
计算出平谷区大气（SO 2和NO X ）和水环境容量（COD 和NH 3-N ）
水平。分析平谷区总污染物排放量，分析是否超出区域环境容量控制要求；并以环境容量的视角，对平谷区产业和居住区规划发展提出对策和建议。
第三节 技术路线与核算方法
根据《全国地表水环境容量核定技术报告编制大纲》和《全国重点城市大气环境容量核定技术编制大纲》，综合考虑平谷区河流、湖泊类型、山区—半山区特征以及数据可获得性，分别采用零维模型、一维模型和A-P 值法计算湖泊水环境容量、河流环境容量和大气环境容量。本项研究的技术路线如图1-1所示。
图1-1 环境容量分析及规划的技术路线
第三节 编制依据
1. 法律法规
● 《中华人民共和国环境保护法》
● 《中华人民共和国大气污染防治法》
● 《中华人民共和国环境影响评价法》
● 《中华人民共和国土地管理法》
● 《中华人民共和国水法》
● 《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》
● 《中华人民共和国森林法》
● 《中华人民共和国农业法》
● 《中华人民共和国自然保护区条例》
● 《中华人民共和国水土保持法》
● 《中华人民共和国防洪法》
2. 指导性文件与标准规范
● 《全国地表水环境容量和大气环境容量核定工作方案》（环发
[2003]141号）
● 《关于加强环境容量测算工作的通知》（环办[2003]116号） ● 《全国地表水环境容量核定技术报告编制大纲》（环发
[2003]141号）
● 《全国重点城市大气环境容量核定技术编制大纲》（环发
[2003]141号）
● 《2003-2005年全国污染防治工作计划》（环办[2003]36号） ● 《中华人民共和国国家标准 环境空气质量标准》（GB
3095-2012）
● 《中华人民共和国国家标准 地表水环境质量标准》（GB3838-2002）
3. 其它参考资料
● 《北京市环境状况公报》（2008-2010年）
● 《平谷区国民经济和社会发展统计公报》（2008-2010年）
● 《平谷区政府工作报告》（2008-2010年）
● 《平谷区统计年鉴》（2009-2010年）
● 《平谷区“十二五”时期国民经济与社会发展规划》
● 《平谷区生态区建设总体规划》
第二章 自然环境和社会经济发展基础
第一节 自然环境基础
1. 地理位臵
平谷区地处北京、天津、河北三个省市的交界处，环渤海经济圈的中心位臵。平谷区位于北京和天津两大中心城市之间，北京的东北部，天津的西北部。西距北京市区70公里，东距天津市区90公里，是连接两大城市的纽带。平谷区地理区位见图2-1。
图2-1 平谷区区位图
2. 气候条件
平谷区多年来的年降雨量约为585毫米。水期分布特点春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季凉爽湿润，冬季寒冷干燥。冬季盛行西北风，夏季盛行西南风。东北部山区有地区性小气候。平谷区四季分明，日照充足，年平均气温11.5 ℃，年日照天数为105天。
3. 地形地貌与土地利用方式
平谷区境域东西长35.5公里，南北宽30.5公里。地处燕山南麓与华北平原北端的相交地带，因其东、南、北三面环山，
中间为平原
谷地，故得名平谷，其中山区、半山区占七分之四，平原占七分之三。境域内群山耸翠，错、泃二河映带左右，萦回境内。平谷区遥感影像图见图2-2。平谷全区森林覆盖率达63 %，居全市首位，山区植被覆盖率达到90 %以上。平谷区是北京市重要农副产品基地，主要农林作物有水蜜桃、小麦、玉米、谷子及豆类。
图2-2 北京市平谷区遥感图
第二节 社会经济发展
1. 行政区划与人口
平谷区辖14镇、2乡和2个街道办事处，275个行政村，分别是：平谷镇、峪口镇、马坊镇、金海湖镇、东高村镇、山东庄镇、南独乐河镇、大华山镇、夏各庄镇、马昌营镇、王辛庄镇、大兴庄镇、刘家店镇、镇罗营镇、熊儿寨乡、黄松峪乡、兴谷街道办事处、滨河街道办事处。平谷区常住人口41.6万人，其中城市非农业人口19.2万人。
2. 社会经济发展情况
“十二五”时期，平谷区社会经济提速发展。地区经济快速增长。2011年预计实现地区生产总值135.6亿元，年均增长15.3%；财政一般预算收入达到17亿元，年均增长20.1%。三次产业构成由“十五”末的14.7：42.7：42.6调整为2010年的10.8：44.7：44.5，非农产业比例逐年提高。城乡居民收入快速增长。2011年预计城镇居民人均可支配收入达到2.7万元，年均增长10.2%；农民人均纯收入达到1.4万元，年均增长11.2%。
经济社会实绩考核评价指数提高到生态涵养发展区最好水平，“生态绿谷、京津商谷、绿能新谷、中国乐谷、幸福平谷”建设全面展开。兴谷、马坊两个市级开发区发展迅速。兴谷开发区规模以上工业企业实现产值127.6亿元，占全区工业总产值的66%，汽车配件、食品饮料支柱作用显著。马坊工业园区绿色能源产业基地快速发展，太阳能光伏产业链初步形成。峪口国能新能源产业园成功引进风力发电等新能源项目。
3. 乡镇产业发展情况
平谷区各乡镇主导产业见表2-1。
表2-1 平谷区各乡镇及主要产业
第三节 水资源状况
平谷区的水资源主要有两条河流和三个水库，河流分别是错河和泃河，水库分别是海子水库、黄松峪水库和西峪水库。平谷区主要河流与水库分布情况见图2-3。
图2-3 平谷区河流与水库分布图
第四节 水资源消耗与水环境污染排放
1. 水资源消耗
平谷区规模以上工业企业水消费（按行业大类划分）和平谷区规模以上非工业企业水消费分别见表2-2和表2-3。根据统计，平谷区2010年规模以上企事业单位水消费量为1077.0万立方米，其中工业企业水消费量为700.0万立方米，非工业企业水消费量为377.0万立方米，主要耗水行业是食品制造、造纸和交通设备制造等行业。
表2-2 平谷区规模以上工业企业水消费（按行业大类划分）
表2-3 平谷区规模以上非工业企业水消费（按行业大类划分）
2. 水环境污染物排放
根据平谷区环境统计数据，平谷区2011年全区COD 排放量为2224.1吨，氨氮为59.3吨，其中：工业源COD 排放量为565.4吨，氨氮为7.5吨；生活源COD 排放量为557.4吨，氨氮为24.9吨；农业源COD 排放为1101.3吨，氨氮为26.9吨。
各乡镇的2009年至2011年C0D 和氨氮排放情况见表2-4和表2-5，其中平谷镇、夏各庄镇、峪口镇的水环境污染物排放量较高，这是因为平谷镇是全区主城区和人口聚集区，而夏各庄镇和峪口镇主要以畜禽养殖为代表的农业面源污染。
图2-4 平谷区各乡镇COD 排放量（2009—2011年，单位：吨）
图2-5 平谷区各乡镇氨氮排放量（2009—2011年，单位：吨）
第五节 能源消耗气环境污染排放
1. 能源消耗量与能源结构
平谷区2010年能源消费总量为99.0万吨标准煤，比2009年上升5.39%，在北京市远郊十区县中排名第6，其中规模以上工业企业能源消费量为28.7万吨标准煤，主要耗能企业是食品制造、造纸、化工、非金属矿制造、交通运输设备制造等产业。平谷区规模以上企业能源消费量见表2-4，主要能源类型是原煤、天然气、热力、电力和柴油。
表2-4 规模以上工业企业能源消费量
2. 大气环境污染排放
根据平谷区环境统计数据，平谷区2011年全区二氧化硫排放量为2038.8吨，氮氧化物为1620.3吨，主要是工业源大气污染排放，包括城镇居民集中供暖的大气污染排放。
各乡镇的2009年至2011年二氧化硫和氮氧化物排放情况见图2-6和图2-7，其中平谷镇、兴谷镇、马坊镇的大气环境污染物排放量较高。平谷镇是全区主城区和人口聚集区，冬季供暖锅炉排放量高；马坊镇是工业聚集区，科兴源热电和金隅水泥厂是其氮氧化物显著高于其它乡镇的原因；兴谷镇的大气污染排放主要来源于食品加工行业。
图2-6 平谷区各乡镇二氧化硫排放量（2009—2011年，单位：吨）
图2-7 平谷区各乡镇氮氧化物排放量（2009—2011年，单位：吨）
第三章 平谷区环境容量核算与分析研究
第一节 水环境容量核算
1. 主要水体的环境功能分区
根据平谷区生态建设规划，规划境内山区水体达到I 类水，半山区达到Ⅱ类水，平原区水体大部分时间（>50％）好于Ⅲ类水的标准。选择错河、泃河、海子水库、西峪水库和黄松峪水库作为水环境容量研究的主要水体。平谷区各类水体的水环境质量指标控制要求如表3-1所示。
2. 主要水体的环境本底值
全区8处地表水监测点，只有三座大中型水库水质为Ⅱ-Ⅲ类，河流水质全部为劣Ⅴ类水质，呈现出有河皆干，有水皆污的严峻形势。错河和泃河共5个监测断面（上宅、东鹿角大桥、英城大桥、刘店、岳各庄大桥）除1处断流外，其余4处全部为劣Ⅴ类水体。三座大中型水库水体污染程度也有所增加，其中海子水库仍可维持Ⅲ类水体，黄松峪水库由上年的Ⅱ类降至Ⅲ类水体，西峪水库由上年的Ⅲ类降至Ⅳ类水体。
3. 水环境容量计算方法
水环境容量分为稀释容量和自净容量，计算方法如下： （1）稀释容量
M 1=Q 1j (C i -C i 0) /100
式中：
M 1为污染物i 的环境稀释容量，万吨/年； Q 1j 为j 段控制单元自产水资源量，亿吨/年；
C i 为污染物的环境标准值，COD III、IV 级标准值分别为20mg/L和30mg/L；
C i0为污染物i 的环境背景值，一般COD 取10 mg/L，NH 3-N 取0.15 mg/L。
（2）自净容量
M 2=0.5ηM 1[1-exp(-K i X j /U j )]
式中：
M 2为污染物i 的水环境自净容量，万吨/年； η为j 段控制单元内自净容量的利用率，取80%；
K i 为污染物i 的综合降解系数，河道流速低于0.2m/s一般取0.15/d； X j 为控制河段的河长，km ；
U j 为控制河段的流速，km/d。 4. 水环境容量计算结果
（1）水库水环境容量计算
平谷区三大水库的水环境稀释容量（M1）和自净容量（M2）的计算结果见表3-2和表3-3。
表3-2 平谷区三大水库的水环境容量（稀释容量）计算结果
表3-3 平谷区三大水库的水环境容量（自净容量）计算结果
（2）河流水环境容量计算
平谷区主要河流错河和泃河的水环境稀释容量M1和自净容量M2的计算结果见表3-4和表3-5。
表3-4 平谷区两大河流的水环境容量（稀释容量）计算结果
表3-5 平谷区两大河流的水环境容量（自净容量）计算结果
（3）水环境容量总量核算
根据对河流和湖泊水环境容量的核算，平谷区水体环境中的COD 容量为2487吨，氨氮容量为183吨。平谷区水环境容量总量的核算结果见表3-6。
表3-6 平谷区水环境容量总量核算结果
第二节 大气环境容量核算
1. 大气环境功能分区
根据《平谷生态区建设总体规划（2009—2020）》，平谷区生态功能分区分为：1区，北部、东南部中低山生态安全防护与水源涵养生态功能区；2区，西南部平原生态农业与城镇经济生态功能区；3. 中部平原城市生态经济生态功能区。按照《环境空气质量标准（GB 3095-2012）》，1区应执行国家一类区标准，2区和3区应执行国家二类区标准。
图3-1 平谷区一级生态功能区划图
2. 大气环境质量本底值
根据平谷区环境质量调查，平谷区全区二氧化硫年平均浓度为23 mg/L，氮氧化物年平均浓度为28 mg/L。 3. 大气环境容量计算方法
A 值法模型计算公式如下： （1）公式1
Q ak =
∑Q
aki
i =1
n
式中：
Q ak 为总量控制区某种污染物年允许排放总量限值，104t ； Q ak ，i 为i 功能区某种污染物年允许排放总量限值，104 t； n 为能区总数；i 为量控制区内各功能分区的编号； a 为量下标； k 为某种污染物下标。 （2）公式2
Q aki =A ki
S i S
式中：
S 为总量控制区总面积，km ； S ak,i 为第i 功能区面积，km ；
A k,i 为第i 功能区某种污染物排放总量控制系数，104t ．a -1．Km -1。 考虑到控制区内边缘地带污染源对周边环境的污染，总量控制区总面积的计算值应大于总量控制区实际面积，因此需将总量计算公式调整为公式3。
（3）公式3
Q aki =A ki
S i S 扩
扩散的范围由控制区边缘处烟源的最大落地浓度距离而定，一般以控制区边缘处污染源烟囱高度为30 m 考虑，则总量计算区范围以总量控制区边缘再向外扩展1 km计。
（4）公式4
A ki =A (C ki -Co )
式中：
C k,i 为国家和地方有关大气环境质量标准所规定的与第i 功能区类别相应的年日平均浓度限值，mg ．m -3；
C o 当地背景年日平均浓度，mg ，m -3；
A 为地理区域性总量控制系数，104t ．km -2，根据相关研究，北京地区为4.2—5.6，取中间值4.9。 4. 大气环境容量计算结果
平谷区各生态功能分区的二氧化硫和氮氧化物的大气环境容量核算见表3-7和表3-8。平谷区大气环境中的二氧化硫容量为24003吨，氮氧化物容量为33540吨。
表3-7 平谷区大气环境容量计算结果（SO 2）
表3-8 平谷区大气环境容量计算结果（NO X ）
第三节 环境容量核算结论
根据平谷区大气和水环境容量计算结果，结合平谷区环境统计资料中年均大气污染物和水环境污染物的排放情况，分析平谷区环境容量的盈亏情况，如表
3-9所示。
表3-9 平谷区环境容量盈亏计算结果
通过平谷区环境容量核算的结果如下：
（1）大气环境中的二氧化硫和氮氧化物容量分别盈余22009吨和31978吨，大气污染排放量占环境容量的8.1 %和4.7 %。
（2）水环境中的COD 和氨氮环境容量分别亏损791吨和684吨，水污染排放量占环境容量的131.8%和475.4%；
（3）大气环境污染排放量未计入农业源和生活源排放，工业源
排放仅计入规模以上工业企业；水环境污染排放量仅计入规模以上工业企业；因此本研究污染排放总量核算可能偏小。
（4）由于缺乏长期气象数据、大气动力学与污染扩散模型参数、区域性流入污染物数据等精细化核算环境容量的参数，因此本研究的环境容量结果可能具有一定的不确定性。
第四章 基于环境容量的规划对策研究
第一节 平谷区主要规划要点分析
1. 城市发展布局
根据《北京市平谷区国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》，平谷区“十二五”时期城市发展的重点布局是如图4-1所示。
图 4-1 平谷区区域功能划分图
（1）新城核心区：包括滨河街道、兴谷街道、平谷镇，是人口、产业和公共服务设施集中分布区，是城市综合服务功能的核心区，重点发展现代服务业、都市工业和房地产业。
（2）城市拓展区：包括大兴庄镇、王辛庄镇、山东庄镇，是新城西扩及兴谷开发区向北、向东发展的后备区域，
重点发展都市型现
代农业、观光采摘业及都市工业。
（3）新兴产业区：包括马坊镇、马昌营镇、峪口镇、东高村镇，是交通、区位条件较好的平原地区，重点发展物流产业、教育产业、新能源产业及音乐文化产业。
（4）生态旅游区：包括刘家店镇、大华山镇、熊儿寨乡、镇罗营镇、黄松峪乡、金海湖镇、南独乐河镇、夏各庄镇，是生态资源和旅游资源的集中分布区，重点建设良好的生态环境，并以高端旅游产业为龙头大力发展沟域经济。 2. 产业发展布局
按照四大区域功能定位，结合目前的产业分布、资源状况和骨干基础设施分布，全区构建“一城三带十大产业功能区”的发展格局，平谷区产业空间布局如图4-2所示。
图4-2 平谷区产业空间布局图
“一城”：平谷新城。
“三带”：京平高速新兴产业带、密三路特色经济带、十八弯沟域经济带。
“十大产业功能区”：中国乐谷文化创意产业园区、马坊物流基地、兴谷开发区、绿色能源产业基地、金海湖国家级旅游度假区及国际组织总部基地、丫髻山道教养生基地、轩辕山国际旅游度假区、大华山旅游集散特色镇、马昌营多元文化产业基地、峪口商务休闲总部基地。
第二节 基于环境容量的规划对策
平谷区大气环境容量有盈余，主要大气环境污染物来源于热电、水泥和食品加工行业；而水环境容量亏损1.3至4.8倍，主要是城市集聚区的生活污水和畜禽养殖的农业面源污染。基于对平谷区环境容量的核算与平谷区“十二五”时期城市空间格局与产业布局的分析，研究基于环境容量的规划对策。 1. 加强污染减排
（1）传统工业企业转型提升与战略新兴产业培育
1）以火电、水泥、化工产业为重点领域，坚决淘汰“低、小、散”的落后产能，对年耗能达5000吨标煤以上的重点耗能企业和污染物排放总量不达标的企业进行能源和环保审计，实施重点行业节能减排改造工程全覆盖。
2）逐步建立以低碳为特征的产业体系，加快产业空间布局和结构优化调整。培育壮大新能源及能源装备制造、汽车零部件、乐器制造等具有平谷特色和优势的先进制造业。
3）以马坊工业园、兴谷开发区等工业园区为平台，推进工业集聚区发展，避免各乡镇工业“遍地开花”，实现错位竞争。加强引进企业的环保和节能审查，优化工业共生网络，全面开展工业园区的节能、节水、节地改造与基础设施建设，提升园区的低碳发展水平。
4）重点实施火电行业的余能余热利用、热电联供、电力系统节能改造、粉煤灰、炉渣制建材等工程；化工行业的低温余热回收、热能梯级利用改造工程；以及水泥生产行业的干法工艺、余热利用、联合处臵工业废弃物等改造工程。
（2）加快污水、垃圾、大气环境基础设施建设
1）升级改造中心城区污水处理厂，提升生活污水厂的除氮脱磷深度处理，加快河西及乡镇污水处理厂建设，增加城市生态用水量。选择人工湿地、沼气净化池、氧化塘等适用技术，开展集中式和分散式相结合的农村生活治理工程，加强农村生活污水的排放管理。
2）依托现有的环境空气自动监测网络，主动融入北京市大气复合污染监测网络，形成由地面监测和遥感分析相结合的立体监测系统，增加PM 2.5和大气能见度监测项目，全面监测大气复合污染状况。继续实施大气污染各阶段防控措施，加快重点乡镇集中供热工程建设，倡导使用低硫煤；加强机动车尾气排放管理，加快淘汰黄标车。
3）加强大气污染防治，做好固体废弃物处理，全面推广生活垃圾分类工作，加强工业固体废弃物综合利用，实现生活垃圾和工业固体废弃物的减量化、资源化、无害化处理。
（3）全面开展农村畜禽养殖面源污染治理
合理划定乡村畜禽养殖禁养区和限养区，集中关停畜禽禁养区内的畜禽养殖户，加强养殖废水及农村生活污水治理，全面改善农村地区水环境质量。鼓励畜禽养殖企业连片建设800立方米以上的大中型沼气工程，严格开展规模畜禽养殖场排泄物的综合治理。加强散养畜禽的污染治理，积极推广畜禽养殖与农田种植有机结合的生态循环农业模式。 2. 实施环境扩容
（1）开展河流水库生态涵养工程
加强水体涵养区建设，大力实施河流主要纳入区域的湿地缓冲区
建设，集中开展城区万亩滨河森林公园建设，实施泃河、洳河和小辛寨石河等环城水系建设。制定“一河一策”、“一库一策”的管理制度，做好沿河企业排污排查，抓好畜禽养殖业的面源污染防治工作。加强水体富营养物排放控制，建立重点流域、库区蓝藻爆发的预警机制。建立乡镇间以环境容量为基础的减排目标责任制度。
（2）实施大气环境扩容工程
继续实施京津风沙源治理、废弃矿山植被恢复、乡镇小流域治理、生态水环境综合治理等工程，加强大气环境扩容。构筑道路绿化、滨河绿廊、城市公园、绿地、生态绿地等绿色生态景观体系，发展支流林网、道路林网和农田林网。推进山区生态公益林区、低山丘陵用材林、经济林区、防护林区和湿地生态保护区建设，全面建设具有森林、湿地、河道相互融合的城乡碳汇空间体系。