城市污水排放（精选12篇）
城市污水排放 篇1
大庆炼化公司润滑油厂糠醛精制装置共分轻、重两部分。其中重套装置停工多年接近报废, 目前只有轻套装置正常生产。目前轻套装置可以加工减二线、减四线原料油及减三反序脱蜡油。本装置设计采用先进的溶剂多效蒸发回收流程, 对精制液回收系统采用先闪蒸后汽提的双塔流程, 对抽出液回收系统采用五塔三效流程。
1 装置污水来源及浓度
装置在生产过程中排放的污水为含油、含醛污水, 主要为装置脱水塔C2107底排出的含醛污水 (含油微量) 和机泵冷却水。装置含油、含醛污水通过地下污油管线排往动力厂的污水处理车间 (见表1) 。
2 污水的控制及治理措施
糠醛装置投产运行后, 非常重视环境保护, 相继实施了多项技改技措, 取得了很好的效果, 基本解决了糠醛装置污水含醛、含油的产生及排放问题。
(1) C2107原始设计为在正压条件下脱水, 进料温度为40℃, 排水量为:1.7t/h。而实际的进料温度为60℃左右, 排水量为:2.7t/h。自装置投产后C2107排水含醛量经常波动而且含醛量很大。经过认真分析和实际试验调整, 得到, 其主要原因是汽提蒸汽量不足, 糠醛没有被完全汽提出来;糠醛干燥塔顶冷却器的冷却不够, 换热后的冷后温度在60℃左右, 比原始设计值高20℃, 导致D-2101醛水分离罐一格内湿醛乳化, 湿醛、水、油三者分层困难, 进一步造成二格含醛量大。
(2) 由于糠醛装置所有的机泵冷却水, 设计是采用循环水进行冷却。而对于介质温度高于200℃或者接近200℃的所谓高危泵, 使用循环水冷却, 容易造成机封腐蚀泄露, 造成含醛、含油污水的排放。
针对以上问题, 糠醛装置相应进行了多项改造。
(1) 提高脱水塔的吹气量到850kg/h, 降低糠醛气体的蒸汽分压, 使糠醛气体最大化的被汽提出来。从而降低排放污水的含醛量。
(2) 缩小一格界位的控制范围, 减少一格界位的大幅波动, 减少进入二格的湿醛量, 从而减少脱水塔进料的含醛量。
(3) D2101二格定期切醛, 减少脱水塔进料的含醛量。控制好脱水塔进料量的平稳, 防止进料量大幅波动, 减少脱水塔进料的含油量。随着时间的增加, D2101二格存留的油会越来越多, 所以定期给D2101二格溢油, 进一步减少脱水塔进料的含油量。
(4) 在糠醛干燥塔顶新增一台水冷器, 用循环水将糠醛干燥塔来的糠醛气体进一步冷却, 从而降低了C-2106顶蒸出来的糠醛气的温度, 将其温度降低到40℃左右, 避免或者减轻了D-2101醛水分离罐一格内湿醛的乳化。
(5) 每天定期向D2101一格内加入一小缸约800ML缓蚀剂, 及时减少糠醛的氧化结焦, 一方面减少了糠醛的损失, 另一方面减少了湿醛泵的抽空频率, 降低了湿醛泵机封的泄露频率, 从而减少了因机封泄露造成的糠醛排放。
(6) 湿醛泵P2109/1.2入口过滤器, 加装口径更密的过滤网, 并定期切换备用泵, 定期清理过滤网内的糠醛焦子。减少湿醛泵机封的湿醛泄漏。定期将地下污油罐和污油池内的醛水溶液反入D2101内, 回收糠醛, 降低糠醛的损耗, 平稳D2101的操作。
(7) C2107脱水塔顶换热器E2113材质改造, 整个换热器的材质都更换位白钢材质。由于E2113是用循环水给糠醛气体换热降温, 这样就大幅降低了糠醛气体对换热器的腐蚀, 提高了换热效果, 更加避免了糠醛对公司循环水系统的污染。
(8) 踏实落实清洁生产措施, 更换C2107塔体的材质, 塔体全部更换为白钢材质。更换材质前, C2107由于被糠醛的腐蚀, 导致塔壁等塔体多处, 出现轻微的泄漏, 既造成糠醛的损耗, 而且污染环境。2007年彻底将其材质更换之后, C2107塔底外排污水含醛量大幅降低至300ppm以下, 而且杜绝了糠醛对塔体的腐蚀问题。
(9) 由于C2107分配盘垫片易被糠醛腐蚀问题, C2107进料总是出现偏流, 造成塔底排水含醛含油量波动而且含醛量增加。2009年, 糠醛车间将C2107分配盘的垫片更换为聚四氟乙烯垫片, 耐腐蚀性大大提高, C 2 1 0 7操作更加平稳, 塔底污水含醛量降低, 减轻了对环境的污染。
3 今后需要继续改造完善的地方
3.1 增加一套专门的含醛污水处理装置将含醛污水彻底深度处理
将含醛污水通过地下管网特定的排到该含醛污水处理装置, 从而回收其中的糠醛, 并净化污水。目前在国内同类型装置中很少有采用含醛污水深度处理工艺的, 由于其处理工艺流程复杂, 设备昂贵, 投资大, 处理效率不高。但是随着社会的发展, 环保工作日益被人们所重视, 因此增加一套专门的含醛污水处理装置, 将C-2107底排水进行深度处理具有长远意义。
3.2 介质含醛的设备及管线, 陆续改为白钢材质
由于糠醛具有非常强的腐蚀性, 铸铁的设备及管线, 容易被腐蚀, 造成含醛介质的泄漏, 造成糠醛的损失, 也增加了装置总的排放糠醛污水的含醛量即含醛浓度。2012年1-6月份水循环罐的溢流管线, 多次出现砂眼。因此陆续的在检修过程中, 将介质含醛的设备及管线, 陆续改为白钢材质。
3.3 抽出液汽提塔扩容, 抽出油泵P2106更换大功率变频电机
由于提高处理量, 抽出液汽提塔即C 2 1 0 5汽提段限量, 频繁出现液位超标问题。一方面造成汽提效果不好, 导致抽出油含醛量增加;另一方面由于频繁涨液位存在溢塔的可能性, 导致D2101含油量增加, 进一步增加了脱水塔排水的含油量。
目前, 当装置以较大的处理量生产时, C2105汽提段液位频繁上涨, 而且抽出油出装置流量起不来, 只能通过打开抽出油水冷器的壳程付线, 才能提高抽出油出装置流量。分析原因为, P2106变频泵的电机功率有限, 无法进一步提高介质流量;再就是C2105汽提段容积有限, 无法容下更多的抽出液。因此建议更换大功率的P2106电机, 将C2105汽提段扩容。从而降低溢塔的可能性, 降低抽出油的含醛量, 适应大处理生产。
摘要：本文叙述了大庆炼化公司润滑油厂糠醛精制装置在实际生产中, 推行清洁生产, 注重污染防治, 强化环境管理, 为控制污染物的产生及排放采取了多项技术措施, 提高了企业的经济效益和环境效益。
关键词：糠醛精制,污染物,糠醛
城市污水排放 篇2
关于我国污水排放标准中铜排放标准的探讨
通过对现行我国<污水综合排放标准>以及<地表水环境质量标准>进行分析,根据我国国情,借鉴发达国家的经验,考虑人体健康需要,结合环境容量以及废水的处理成本,认为目前污水污染物铜的`排放标准较严,提出污染物铜的一级排放标准应控制在2 mg/L较为适宜.
作 者：陈国云 徐小丽 CHEN Guo-yun XU Xiao-li 作者单位：江苏省江都市环境保护局,江苏江都,225200刊 名：三峡环境与生态英文刊名：ENVIRONMENT AND ECOLOGY IN THE THREE GORGES年，卷(期)：32(3)分类号：X-652关键词：污水 铜 排放标准
城市设立“低排放区”，靠谱吗 篇3
北京市也一直在研究推进机动车区域准入，在中心城范围内，以及连接外围区域与中心城的放射线走廊上建立“低排放区”。
城市设立“低排放区”，靠谱吗？
行政手段和经济杠杆并用，
破解交通和环境问题
周召华（环保部公务员）
国内机动车保有量仍持续增长。环保部发布的《2015年中国机动车污染防治年报》指出，2014年全国汽车产、销量分别达到2372.3万辆和2349.2万辆。与1980年相比，全国机动车保有量增加了33倍，达到24577.2万辆。按环保标志分类，“绿标车”占93.2%，高排放的“黄标车”占6.8%。
监测表明，随着机动车保有量的快速增加，国内城市空气开始呈现出煤烟和机动车尾气复合污染的特点，直接影响群众健康。
按排放标准分类，占汽车保有量3.8%的国Ⅰ前标准汽车，其排放的四种主要污染物占排放总量的30.0%以上；而占保有量75.2%的国Ⅲ及以上标准汽车，其排放量还不到排放总量的40.0%。
按环保标志分类，仅占汽车保有量6.8%的“黄标车”却排放了45.4%的NOx（氮氧化物）、74.6%的PM（颗粒物）、47.4%的CO（一氧化碳）和49.1%的HC（碳氢化合物）。
在“低排放区”政策作用下，为了达到汽车尾气排放量标准和出行不受限，机动车使用者面临两个选择。一方面，安装减排设备，对现有车辆进行改装，配备微粒捕集器或过滤器来实现污染减排目标；另一方面，更新车辆。
无论采取上述哪一种方式，“低排放区”政策都将会增加机动车使用者的运行成本，进而实现疏导交通和净化环境的作用。
可以参照的是，2016年7月1日起巴黎在法国率先实行市内机动车限行制度前后的情况。一方面重污染的旧车在二手车市平均贬值1250欧元（折合人民币9400元）；另一方面，数据显示2016年一季度法国新车成交均价达到2.5万欧元。而巴黎政府针对限行车主仅补贴400欧元，不及巴黎公共交通一卡通加巴黎公共自行车租车的年费。
图景好规划，难点在落实
叶伟（上海市政府公务员）
有数据显示，目前上海共有车龄在6年以上、行驶里程在8万公里以上、且尾气超标的汽车约50万辆。专家指出，不论是何车型，随着行驶里程增加，发动机、油气设备和尾气净化装置工作效率必然下降，排放的有害物会成倍增加。
设置“低排放区”的原理是严格限制进入某一特定区域内的机动车类型和数量，从而减少污染排放。
图景好规划，难点在落实。
首先要全面掌握本市机动车辆保有情况，严格区分车辆的排放量；其次要科学统计某一时间段内全市车辆的出行量和出行路线，以此为标准进行论证，科学划定“低排放区”，制定公平合理的限行标准和收费标准。
此外，还要辅以一系列的配套手段，如对现有交通干道进行重新分配优化交通量，发展公共和非机动交通方式，鼓励绿色出行，提供车辆报废奖金等。
凡此种种，都要求政府必须提高管理水平，不能因为懒政而采取简单粗暴的政策。
最为重要的一点，要提高公民环保意识。
防治机动车尾气排放污染需要制定合理的法律制度和操作方法，增加机动车的使用成本，要让公民明白，城市机动车尾气排放污染不应由社会埋单，而应遵守“谁污染，谁承担”的原则。
无论是征收拥堵费，还是规划城市“低排放区”，制度设计都要科学公平，推进都应有足够力度，这才能够真正起到限制私车使用、清洁空气的目的。另外，设置“低排放区”和征收拥堵费后，现行的限购、限行政策如何调整？也考验着政府智慧。
设“低排放区”，立法先行
刘梅（旅德华人）
世界大城市的治污经验表明，设立“低排放区”制度能够有效减少机动车排放污染和缓解区域交通拥堵。
以德国为例，1974年制定的《联邦污染防治法》、1979年签订的《关于远距离跨境空气污染的日内瓦条约》和1999年签订的《哥德堡协议》是德国在制定空气净化法律法规方面的三个里程碑。
尽管如此，德国许多城市的空气污染依旧非常严重。德国环保局曾对全国各大城市重要地段进行两个月的检测，发现德国的空气质量远远低于欧盟空气质量标准的规定。
因此，德国联邦政府2007年3月通过法案，建议各州政府在各大城市实行已纳入空气质量计划的名为“环保区”的措施。但联邦政府只规定了大致框架，具体细则由各市或者州政府结合当地具体情况——如经济发展、车辆特点进行规定。
2008年1月，德国的柏林和科隆等地出台相应制度，设立环境保护区，规定只有尾气排放达标的机动车允许进入该特定区域行驶，而严重超标的机动车则禁止驶入。
紧接着，德国的其他一些城市也相继开始设立“环保区”，对城市机动车尾气排放进行严格控制，没有贴着环保部门颁发的红、黄、绿标志的机动车不得驶入环境保护区内。
设立“环保区”，也就是我们现在说的“低排放区”，是德国清洁空气行动计划的主要手段，对德国的空气质量影响巨大。与2007年的检测结果相比，2008年和2009年的颗粒物排放量分别减少了21%、35%，二氧化氮排放量则分别减少了15%、19%。另一方面，这一政策导致德国城市的机动车更新速度加快，越来越多的车辆配备了汽车尾气微粒过滤器。
确保公共政策制定的可行性与严密性
马祖琦（上海财经大学公共经济与管理学院副教授）
公共政策的施行要考虑并关注到该政策在未来一定时段内对社会经济领域产生的多层面影响。要科学全面论证，充分认识，合理估测政策可能带来的多重效应，及时调整政策内容，做到及时纠偏，确保调控对象和调控目标沿着预定的轨道和方向演进。
伦敦“低排放区”政策论证之初，在收费范围方面，曾经考虑过中心区拥挤区域，大伦敦市域、M25环线公路以及伦敦外围区域等多种选择方案，最后确定了以整个大伦敦市域为界。
在调控对象方面，考虑到不同的车型，界定了不同的排放标准和实施日期；在影响群体方面，特别关注到该政策对弱势群体的影响，着重维护社会公平；在车辆管制类型方面，伦敦交通管理局首先从重污染车辆入手，随着政策的推进，逐步将较轻污染的车辆乃至小汽车也纳入其中。
作为一个世界级大都市，伦敦在积极改善交通领域方面的探索可谓是不遗余力，实施了一系列影响深远的交通政策。在开始探索和实施“低排放区”政策之前，伦敦制定并实施了“中心区交通拥挤收费”计划，取得了较为明显的效果。
交通及其引发的诸多问题绝非单一政策所能够解决，减少机动车尾气排放亦非一日之功，离不开其他相关政策的密切配合。诸如，对高污染车辆征收高额执照税、给那些安装尾气减排装置的车辆予以补贴、添置混合动力公交车、开展低碳排放技术研究、减少交通拥堵、鼓励自行车出行，等等。
总之，只有多管齐下，进行综合治理，才能实现较好的运作效果。
浅谈氯碱企业污水“零排放” 篇4
关键词：污水零排放,水管理,水平衡
随着水资源的日益匮乏和不断恶化的环境, 国家出台了一系列的政策、法律法规来管控企业, 调控经济增长与环境污染间的关系, 氯碱行业一直以来是重污染行业, 污水零排放势在必行。
1 氯碱工业污水特点
工业上用电解饱和Na Cl溶液的方法来制取Na OH、Cl2、H2, 并以他们为原料生产三氯乙烯、PVC、糊树脂等一系列化工产品。工艺较多, 大多数都需要用水, 废水污染物种类复杂, 含盐量较高, 大部分是酸碱性水, 腐蚀性大, 悬浮物浓度高, 难生物降解物质多, 缺乏氮磷营养物质, B/C比值低, 可生化性差。
2 零排放的定义及对零排放的解读
国际上将零排放定义为液体零排放 (Zero Liquid Discharge.ZLD) 就是工艺废水经过适当的技术组合处理后回用于生产, 不向环境排放任何液态的污染介质, 污染物被浓缩至固态或结晶的形式排放。
目前企业大多都是达标排放, 部分回用, 根据零排放的要求要实现零排放, 就意味着所有的水都得回用, 污染物及盐分通过结晶的形式带出系统。这样就会完全打破了原有的水系统。实现污水零排放不单单是污水处理, 是一项综合了水管理, 水平衡及水处理技术的一个整体的污水处理系统, 更不是单一污水的零排放处理。零排放也对企业现有的污水处理程度提出了挑战。零排放水资源的循环使用务必会造成污染物的积累, 现有的这种污水处理程度不会满足实现零排放的要求。环保及污水零排放已经成为企业生死存亡的关键因素之一, 企业应该根据自己的实际情况逐步的去完善, 实现污水零排放。
3 零排放的措施
如何以最低的成本实现零排放, 企业要以技术与管理的综合体系来完成, 降低企业实现零排放的一次性投资和运行维护费用成了实现零排放的关键。实现零排放是一个系统化的过程, 下面是本人的一些观点。
3.1 水管理
污水零排放是一个综合性的体系, 不是万能体系, 什么样的水、多少水都能处理。配套的管理体系与管理制度是实现污水零排放的先决条件, 只有把处理量最小化了, 企业才能节约投资和运行成本。
3.1.1实现一次水用量的最小化, 污水处理量的最低化, 具体措施有: (1) 节约用水, 使污水处理量最小化; (2) 优化生产工艺, 使生产用水最小化; (3) 减少跑冒滴漏, 减少冲洗用水等非生产用水; (4) 建立各工艺单元用水监控体系; (5) 建立水质指标体系; (6) 建立管理制度, 实行企业内部核算体系, 哪个车间污染, 哪个车间出钱治理, 与车间绩效、各种评比挂钩; (7) 加强节约环保企业文化建设, 开展对企业员工环保理念的培养, 开展节约用水周, 节约用水月。
3.2 水平衡
氯碱行业工艺流程多, 处理工艺与处理程度各有不同, 回用水和污水指标更是参差不齐, 对水平衡造成了很大的难度。做好水平衡必须先稳定水量与水质, 建立指标体系, 实现能够调配的动态平衡。
3.2.1 对现有污水处理工艺进行优化及改造, 提高处理能力和出水水质, 现有的污水处理设施, 企业已经花费了不少的代价, 原则上在已有的污水处理工艺上进行改造, 引进专业的技术人才, 细致化专业化操作, 提高出水水质水量并管控运行成本。
3.2.2 源头处理回用后, 综合处理
氯碱工业各工艺单元污水全排到一处进行综合处理, 处理难度极大, 水质水量更不好把控。所以, 应该以源头处理, 预处理后做水平衡, 能回用回用, 不能回用的集中处理。
3.2.3 对改造后各处理单元建立水质水量指标体系, 建立动态水平衡
(1) 水量平衡。不同工艺对生产用水量要求不同, 根据指标体系对用水量建立水量平衡系统, 由监控体系实施监控调配。
(2) 水质平衡。各生产工艺对用水水质要求也各不相同, 所以根据各污水单元处理后水质指标建立水质平衡, 即使把控系统污染物及盐分累积变化, 适时调控。使系统运行稳定合理, 最大限度节约运行成本。
3.3 膜分离技术与蒸发结晶技术
实现零排放, 最终还是要把生产中引入的盐等污染物质以固态的形式带出系统, 目前比较成熟的技术就是先过膜, 把盐类和部分污染物浓缩到一定程度后蒸发结晶。
3.3.1 膜分离技术
目前企业中水回用大多用超滤 (UF) 加反渗透 (RO) 膜, 超滤膜孔径在0.05μm~1nm分子量之间, 超滤膜对大分子有机物、胶体、悬浮固体等进行分离。反渗透膜是只能通过溶剂 (水) 而截留离子物质或小分子物质的选择透过性膜, 反渗透截留所有的离子, 只让水通过, 对Na Cl的截留率在98%以上, 也能够去除可溶性的金属盐、有机物、细菌、胶体粒子等。通过一种或几种膜的组合, 可以产出较高水质的水用于回用, 但同时也会产出部分浓水。对这部分浓水再次过滤, 成为目前零排放技术突破的关键, 根据实际浓水水质水量, 选择合适的膜技术再次浓缩后, 再进行蒸发结晶, 把系统中的盐分等污染物带出系统。
3.3.2 蒸发结晶技术
蒸发结晶是零排放的最后工序, 也是把绝大部分的盐分及污染物以固体形态带出系统的工序。目前蒸发结晶的工艺、设备也有很多, 根据企业自身的浓水的水质水量, 能耗等挑选合适的蒸发结晶设备和工艺。
4 结语
实现污水零排放是依赖管理与技术相辅相成, 互为基础的综合体系运行来实现的, 只有通过企业水管理实现一次水用量最小化, 集中处理污水量最低化, 建立工艺单元用水指标体系, 污水排放监控体系, 建立合理的水平衡。通过企业严格的管理制度来保证每一步环节的合理运行, 培养有节约环保素养的员工, 结合当下成熟先进的污水处理技术来实现污水零排放。
参考文献
[1]王振芳.膜分离技术简介.
污水超标排放整改报告 篇5
省环保厅对**污水处理厂进行检查，发现污水厂的总排放口悬浮物浓度为26mg/L，超出现有标准0.3倍，出水总磷浓度2.14，超出现有标准1.14倍；收到检查结果后，我站作为监管单位，领导高度重视，立即召开专题会议，研究分析存在的问题，经过县环保局督查人员和我站技术人员在现场认真研究分析，其主要原因主要是：生化池沉淀时间过短，生化池没有遮挡，暴雨天气导致悬浮物浓度增加；射流曝气机参数小，厌氧池脱氮除磷效果不好；废液处理和存放管理上存在不足，有待加强监管；加之管理人员现场检查和监督不够，思想上麻痹，以至于没有及时发现以上超标情况。
按照上级环保部门的要求，我站领导高度重视环境保护工作，为严格落实各项环保管理制度，进一步提高环保意识，强化目标责任，为确保污水稳定达标排放。根据检查结果和我站专题会议分析的主要原因，结合实际情况，我站将采取以下措施：
一、调整生化池运行规律
1、酌量减少曝气时间，增加沉淀时间，保证沉淀彻底，悬浮物浓度排放达标；
2、增加剩余污泥处理频次，防止老泥、死泥过多，影响排放标准。
二、专门定制适合处理工艺的设备
自发现磷超标后，污水厂一直投放药品保证污水达标排放，投放药品并不是科学有效的处理方法，针对脱氮除磷效果不好的问题，我们专门定制了适合本工艺的射流曝气机，10月15日后将会逐渐减少药品的投放，直至完全不投放药品。
三、加强对废液的监管
1、督促第三方出具废液处置记录和转运记录，预留污水厂一份以备检查。
2、督促完善建设废液存放间，保证废液密封、无渗漏现象。
四、完善污水厂中控与监控设施建设
城市建设用地扩展及其碳排放研究 篇6
摘要：
城市建设用地扩展是区域土地利用变化的一部分，是全球变化研究的重要组成部分。但近年来，城市建设用地的无节制扩展致使土地资源使用与保护之间矛盾重重。
关键词：城市建设用地；扩展；碳排放；研究
人类活动是导致碳排放增加、气候变暖的重要因素，主要表现在两个方面：一是化石燃料燃烧、水泥生产等能源和工业过程产生的碳排放；二是土地利用变化产生的碳排放。为此，深入了解城市土地利用与碳排放的关系对于缓解碳排放量和气候变暖有着十分重要的意义。
一、城市建设用地扩展
工业化和城市化作为城市的显著特征，是任何一个国家或地区在建设现代化过程中必须经历的过程，而城市建设用地的快速扩展始终贯穿于整个建设过程。近年来，随着我国现代化进程的不断加快，城市发展的盲目性、规划的无序性、扩张侵占自然林地和湖泊水域造成的生态问题等日渐突出。目前，对于城市建设用地扩展的相关研究主要集中在其驱动力上，通常利用时间序列数据或面板数据找出各个影响因素的驱动方向和驱动力度。
（一）城市建设用地扩展的变量选取
为了确保数据的可连续性和获得性，在选取城市建设用地扩展的模型变量时，应从以下四个方面入手：第一，CONL建设用地面积。该变量为被解释变量，一般情况下把城市建成区面积作为衡量建设用地面积的指标，主要包括城市行政区内实际已开发建设、市政公用设施和公共设施基本具备的区域；第二，土地利用效率。它是由土地利用量和利用方式来决定的；第三，经济发展：PE（元），人均GDP在诸多衡量经济发展的指标中是最能够反映社会经济发展和人民生活水平提高的指标；四是人口规模：POP（万人），它是衡量人口规模的重要指标，在一定程度上反映了城市建设用地的承载能力。
（二）城市建设用地扩展模型
城市建设用地的扩展模型有分形模型、动力学模型、神经网络模型和元胞自动机模型等，每个模型在研究上都存在一定的优势。随着网络化和信息化的社会发展趋势，人们通常将多智能体（MAS）与元胞自动机（CA）模型、GIS相结合的方式用于城市建设用地扩展模拟研究中，也就是把土地利用的空间、时间变化相结合，对有效地预测土地利用变化趋势、调整、优化土地利用、合理而高效地利用有限土地资源具有重要意义。
二、城市建设用地扩展的碳排放
（一）草地、林地、湿地等土地利用类型转换碳排放
国内外研究者对林地、草地、湿地等土地类型进行了多方面实验，发现该类土地类型的转变通常引起区域碳储量的减少。通过估算中国6大行政区林地、耕地和草地之间的对应转换面积，土壤有机碳密度的变化率不难发现，深度为30m和100m的土壤有机碳蓄积量都发生了损失。
（二）建设用地和农业生产系统碳排放
由于城市化进程的加快、人口的迅速增长和各类建设用地面积的快速增长，导致了土地利用变化动态的逐渐提高。同时，耕地由大面积的森林和草原转变得到，而耕地又被破坏改建为城市建设用地，整个过程导致了大量碳素从植物残体中释放出来，从而使土壤失去了农植被的保护，另外，水土流失的加剧、耕作的不当、沙漠化的严重等都促使土壤有机碳进行了大量释放。
（三）土地利用管理碳排放
土地利用管理涉及的内容很广，主要包括治理休耕、恢复水土流失、盐碱化等退化土地、改良土壤、秸秆还田等，这些管理措施都可以有效地提高土壤的有机碳含量。但部分区域的土地管理会加剧土地的利用，导致湿地、荒草地面积大量减少，碳排放量也会随之升高。除此之外，土地利用结构与布局同样会影响土地利用系统之间的生态环境，从而导致碳排放增加或减少，如用地结构的不合理将使生物栖息地破碎，会破坏生物多样性，进而使土地生态系统出现退化，降低了碳汇能力。
三、 城市建设用地扩展及其碳排放研究的问题与措施
（一）存在问题
截至目前，人们在城市建设用地扩展及其碳排放研究方面取得了显著成效，但在实际研究过程中仍然存在一些问题，主要表现在以下几个方面：一是早期的建设用地规模预测模型具有空间信息表达不够完整、时间信息不足、缺乏随机性、城市扩展过程的模拟简单等不足，元胞自动机模型虽然能通过自下而上的思路表达城市空间的自组织性，但其具有不可移动性，对人为活动对建设用地变化影响考虑不足；二是大多数基于元胞自动机的土地利用模型在进行土地利用变化模拟与预测时，针对各种土地利用类型的相互转变均考虑相同的影响要素，如草地转变为林地、林地转变为建设用地的影响因素被认为是相同的，这显然与事实不符；三是建设用地是重要的碳源，需要将土地利用变化的自然过程和社会经济发展过程统筹起来全面考虑其碳排放效应。但目前国内对于建设用地碳排放的研究主要集中在能源消费的碳排放核算方面，较少同时考虑土地利用变化产生的碳排放研究。
（二）优化措施
建设用地包含居民地、工矿用地、交通用地等，不同的产业结构对建设用地碳强度产生的影响具有较大的差异。其中，第二产业用地，如工业用地是能源消耗的主体，第三产业用地相对来说耗能较少，因此，地方政府在进行节能减排规划时多采用调整产业结构、以第三产业替代第二产业的方法。产业碳强度是建设用地碳强度的主要影响因素，产业结构调整时根据区域特点要采用不同的策略，如在实施“退二进三”策略时，首要考虑地区的重点产业发展以及在产业转移过程中承担角色。要降低建设用地的碳强度，产业转移区就必须侧重降低产业碳强度，特别是第二产业碳强度，产业承接区应侧重提高产业准入门槛，淘汰落后的高污染、高耗能、高排放产业，这样能在一定程度上提高产业的清洁生产水平。
四、结语
综上所述，在城市建设步伐不断加快的大环境中，只有不断优化建设用地的利用结构，提高能源利用效率，优化产业结构，才能有效降低城市建设用地扩展过程中产生碳排放量。
【参考文献】
[1]李亚丽.城市建设用地扩展及其碳排放研究[D].河南大学，2013
[2]黎孔清.低碳经济导向的区域土地利用评价与结构优化研究[D].华中农业大学，2013
[3]李昶.我国特大城市建设用地变化特征及其影响因素研究[D].重庆大学，2013
工业污水排放与国民经济发展 篇7
1 区域经济发展与污水排放关系分析
经济发展需要消耗一定的资源, 环境容量作为一种特殊的资源, 也参与到区域经济发展中, 污水排放是消耗水环境资源的主要途径.一个区域的水环境容量是有限的, 如果不采取适当措施控制污水和水污染物排放, 人类赖以生存的水资源必将受到污染, 导致缺水危机, 制约区域经济发展。
区域经济发展与污水排放量关系由1997~2005年GDP增长和污水排放总量的关系可以看出, 南京市的污水排放总量在2001年之前, 随经济增长而增加, 2001年以后随经济增长而下降, 反映了南京市在水污染治理上有了较大投入, 取得了明显的成效;苏州市的污水排放总量总体随经济发展而增加, 说明苏州市的经济发展是以牺牲环境为代价的;徐州市污水排放总量与随经济发展的关系呈跳跃状, 忽高忽低, 说明徐州市的环境保护工作有明显的时效性, 发展经济还是目前的主要工作。从万元GDP污水排放量来看, 3市总体呈下降趋势, 说明环境保护工作得到了重视。但各市由于产业结构、水资源紧缺程度及对环境保护重视的程度不同, 反映了各市单位GDP排放的不同特点。南京市单位GDP污水排放量底数大, 下降速度GDP与污水排放总量关系快, 目前还处于一个较高水平, 但由于南京是以高耗水的重工业为主的城市, 要下降到一个比较低的水平还需要工业技术的革新和产业结构的调整;苏州市单位GDP污水排放量底数小, 下降速度缓慢, 下降空间也较小, 特别是在2001年出现了急剧上升, 这可能与当年投产的引进投资结构有关;徐州市单位GDP污水排放量底数也较小, 下降速度缓慢。
2 工业发展与工业污水排放关系分析
从工业污水排放量来看, 工业污水排放量与工业GDP增长关系和区域污水排放总量与区域GDP总量增长关系较为一致, 表现出区域污水排放量的增减与工业污水量的增减有很大的关系。南京市总体表现为随着工业GDP的增长, 工业污水排放量下降, 而万元工业GDP的污水排放也直线下降, 工业COD排放量下降很快, 工业污水中COD平均排放浓度较低, 2005年为64.19 mg/L, 说明南京的工业污水达标排放控制很好;苏州市表现为随着工业GDP的增长, 工业污水排放量上升, 而万元工业GDP的污水排放呈下降趋势, 工业COD排放量呈上升趋势, 工业污水中COD平均排放浓度较高, 2005年为86.36 mg/L, 说明苏州的工业污水中污染物排放还有进一步控制的能力;徐州市表现为随着工业GDP的增长, 工业污水排放量出现波动, 而万元工业GDP的污水排放呈下降趋势, 工业COD排放量总体呈下降趋势, 工业污水中COD平均排放浓度在3市中最高, 2005年还高达192.5mg/L, 说明徐州的工业污水中污染物排放控制能力还应进一步提高。
3 讨论
目前, 我国各地区对环境污染控制的考核指标是以当年的环境统计数据为准的, 虽然也有一些动态指标, 如与上年度比较、总量削减等, 但由于各区域基础不一, 采用当年的数据不能反映环境保护工作的力度。采用过程分析法, 以区域经济的发展与污染物排放的关系, 分析他们之间的协调程度, 可反映一个区域长期的对环境保护工作的重视程度及污染控制的力度。这对经济快速发展地区尤为重要, 由上述的分析可以看出, 南京市由于高耗水工业集中, 都市水消费水平高, 污水排放量和水污染物排放量基础大, 但南京市在污染控制上的成效也最明显, 单位GDP污水排放量下降最快, 污染物排放浓度控制最好, 特别是工业污水排放下降明显, 排放平均浓度已接近城镇污水厂一级排放B标准.下一步工作的重点应该放在污水总量控制上, 调整好产业结构, 采取节水措施, 减少污水的排放;苏州市污水排放总量不大, 单位GDP污水排放量下降, 但是污水排放量随GDP增长增加明显, 特别是工业。苏州市的经济增长已依赖于对水的需求, 污水排放量的不断增加将成为制约苏州经济发展的重要因素, 但是苏州的单位GDP污水排放量已经较小, 降低污水排放量的空间已经不大, 因此要在污水排放总量和污染物排放浓度上同时加以控制;徐州市因工业相对单一, 且水资源相对紧缺, 污水排放总量基础不大, 单位GDP污水排放量较小。但是污染物排放浓度明显很大, 并且从其污水排放量与GDP的关系呈波动状来看, 该市还是处于以经济发展为核心, 环境保护工作有明显的滞后性。因此徐州市的环境保护工作的重点应该是控制污染物的排放浓度。3个典型区域代表了我国目前城市经济发展的3种不同模式。苏州市是外向型经济城市的代表, 在发展中要注意不能引进污染大的企业, 避免成为外国发达国家污染转嫁地;南京市是国有企业占主导城市的代表, 产业结构以耗水大的化学工业及新兴电子产业为主, 通过产业结构调整、改进生产工艺和技术, 污水可以得到有效控制;徐州市是经济不发达地区的代表, 目前工作的重点还在于如何发展经济, 对环境保护工作时紧时松, 要注意环境保护工作的长期性和艰巨性, 避免走“先污染后治理”的老路。
4 结论
4.1 南京市水污染控制是长期且有效的;
苏州市经济发展依赖于污水排放量的增加;徐州市环境保护工作相对于经济发展有滞后现象。
4.2 南京市水环境保护工作的下一步重点
是削减污水排放总量, 降低单位GDP污水排放量;苏州市的重点是污水排放总量的削减和污染物排污浓度的控制同样重要;徐州市的重点是污染物排污浓度的控制。
4.3 采取过程分析法可比较各个区域的环
境保护工作成效, 也同样可以分析单一区域的环境保护存在问题及应采取的对策。
参考文献
[1]李林芳, 张海斌.现行GDP与绿色GDP的比较[J].上海统计, 2003 (6) :19-22.[1]李林芳, 张海斌.现行GDP与绿色GDP的比较[J].上海统计, 2003 (6) :19-22.
[2]王长征, 刘毅.经济与环境协调研究进展[J].地理科学进展, 2002, 21 (1) :58-65.[2]王长征, 刘毅.经济与环境协调研究进展[J].地理科学进展, 2002, 21 (1) :58-65.
产业集聚、城市规模与碳排放 篇8
新经济地理学认为,地区专业化水平提高有利于提高地区生产率从而促进经济增长。由于城市经济增长得益于产业集聚带来的规模效应,而市场经济中产业集聚具有自组织特点,产业集聚程度越高越有利于通过共享信息、共享劳动力市场、共享基础设施等途径降低企业的生产成本,从而提高企业在市场上的竞争力。而且,企业成本降低程度与产业集聚程度成非线性关系,这主要是因为产业集聚的外部经济收益随经济规模而增大。因此,产业集聚程度越高,企业的市场竞争力越大,企业规模扩大的同时吸引城市内更多的资本和劳动从其他产业转移出来进入该产业,那么城市的专业化程度必然提高。可见城市规模扩大既有利于促进产业集聚,同时也能提高经济的专业化程度。那么,专业化程度提高是否可以提高地区能源利用效率,从而达到节能减排的目的呢?
利用我国2002~2010年285个城市各行业就业人口数据,我们可以计算每个行业内部的空间分布基尼系数(1),即每个产业的空间集聚度。聚集效应是指因社会经济活动及相关要素的空间集中而产生的效应,一直被视为城市形成、存在和发展的动力与依托。人口和产业等要素因聚集效应不断向城市集中,推动城市规模扩大,并反作用于产业集聚。产业的地理空间集聚度提高可以实现劳动力市场共享,降低对熟练劳动的搜寻成本;同时,同一产业在某一地理区域的高度集中能够通过学习效应,加快新技术、新知识的扩散,从而实现生产技术的改进、生产效率的提高,从而提高能源利用率,达到节能减排的最优目标。产业的空间集聚也可以通过共享城市交通、建筑等基础设施实现能源节约。而且产业的空间集聚度提高往往伴随着劳动力就业的集聚度提高,因此提高城市空间的紧凑度,实现空间效率的提高,进而降低能源消耗。为了从行业层面考察产业集聚与能源消耗之间的关系,我们分别对各行业的2002~2010年数据取平均值,如图1所示,制造业空间集聚度与各行业的能源利用效率之间成同步变动,空间集聚度较高的行业能源利用效率也相应较高,空间集聚度较低的行业能源利用效率也较低,尤其是烟草制造业和通讯设备、计算机及其他电子设备制造业在地理空间呈高度集中状态,而且这两个行业的能源效率也远远高于其他行业。造纸及纸制品业、化学原料及化学品制造业的空间集中程度较其他行业最低,同时能源效率也非常低。这说明,产业的空间集聚程度影响产业的能源利用效率,集聚度高则可以提高能源利用效率,反之则降低能源利用效率。
数据来源:根据《中国城市统计年鉴》数据计算整理而来
由于城市化是人口在城市空间聚集的结果,因此城市存在的基础与聚集效应密切相关。城市借助规模优势和区域核心地位不断吸纳第二产业和第三产业集聚,进而引起人口集中和城市规模扩大。由于城市是人口、产业等聚集的结果,城市经济规模扩大为经济集聚提供劳动、资本、信息等要素,使经济集聚的优势越来越明显。因此,城市化的进程在很大程度上就是一个最优的城市经济增长的过程,降低碳排放的约束对城市化发展的影响问题就可以转化为节能减排、建立低碳城市的条件下实现城市经济可持续增长问题。由于能源的消耗量和能源利用效率共同决定城市碳排放,那么,在城市规模扩张的同时,产业集聚对碳排放的影响是否存在稳健的统计关系?本文利用2005年全国直辖市、副省级城市、地级市等283个城市市辖区的统计数据建立计量经济学模型对这一问题进行深入研究。
1 文献综述
自马歇尔首次提出产业集聚以及空间外部性的概念以来,Ohlin(1933)、Hoover(1937)[1]、Henderson(1974)[2]、Rahman(1995、1996)[3,4]等经济学家对集聚经济的理论研究进行了拓展和模型化。20世纪50年代之前,产业集聚理论主要应用静态微观方法,胡佛(Hoover,1937)将集聚经济分解为内部规模经济、区域化经济和城市化经济3种类型:内部规模化经济指的是厂商水平上的规模经济,即随着定位于某一区位生产厂商规模的扩大,其单位生产成本也随之下降;区域化经济也称为地方化经济(localization economy),其特点是一个区域内含有同一行业的许多企业,该区域内共享基础设施、知识外溢、信息交流和具有完善的熟练劳动力市场,由此降低了单个企业产品的平均成本,这类规模经济对厂商来说是外部的,对行业来说体现为内部规模经济,随着行业规模的扩大而降低了单位产品的平均成本;城市化经济(urbanization economy)指的是在城市层面的规模经济,它对企业和产业而言都是外部经济(Jacobs,1969)[5],能使城市中所有的企业都受益。
20世纪70~80年代,经济学家和地理学家对城市规模与产业集聚的研究试图解释城市规模与产业集聚间的关系及其对经济增长的作用机制。Segal(1976)利用城市总体数据对城市规模与生产率之间关系进行检验,发现人口规模超过200万标准都市统计区的生产率要比人口规模介于25~200万之间的标准都市统计区高6%[6]。Moomaw(1998)给出了一个控制资本存量影响的检验模型,并利用新的检验模型对美国1967年的数据进行了重新分析,结果显示城市规模对生产效率的影响要大大低于Segal(1976)的估计,城市人口翻番、城市生产率提高仅2.7%。城市规模与生产率之间具有坚实的理论基础,并且大部分的实证研究结论都证实了城市规模对生产率有正向作用的理论假说[7]。
城市人口规模和空间规模扩大能够促进城市经济规模扩大,城市生产与消费水平提高能够拓展城市市场交易的广度和深度。集中的、有规模的市场会由于企业和人口的集中而在技术、知识、信息传递、人力资本贡献等方面形成溢出效应,因而会产生较高的经济效益。城市规模越大越有利于城市内部企业进行专业化生产,规模越大的城市,其分工也必然更详细。集聚在同一区域的企业之间通过学习效应提高生产技术、可以有效地分担研发费用等。随着产量的增加,工人可以提高生产技术的熟练程度,提高效率。城市规模扩大、基础设施改善使企业的物流运输、订购原材料等方面存在规模经济性,从而降低企业生产成本,提高企业的产品竞争能力。城市经济增长为当地政府财政收入提供充足的税源,政府有能力改善基础设施条件。城市经济规模扩大和基础设施改善可以为生产、金融、信息、技术服务提供进一步发展的条件。
规模越大的城市越有利于相同和相关产业通过产业集聚共享基础设施、信息、劳动力市场等方式提高生产效率,产业内各企业的生产率水平对城市发展的依赖程度越高。在城市发展过程中,城市规模与集聚经济呈现正向关系。城市规模随城市经济竞争力水平、产业生产效率、企业竞争优势以及技术进步而发生变化。制造业为主的第二产业是城市经济的支柱产业,对城市规模与经济发展的贡献甚大,城市产业结构由农业(第一产业)、工业(第二产业)至服务业(第三产业)逐渐升级为对城市规模和集聚经济产生不可忽略的影响。规模较大的城市便于知识创新、技术研发,因此,产业升级速度快于规模较小的城市。城市规模越大越便于产业集聚效应发挥优势,促进城市经济增长。
人口和产业聚集推动下城市规模扩张的过程,也造成经济系统能源利用效率和资源消耗方式发生显著改变。城市集聚经济的生产方式和能源利用方式对能源利用产生两种影响:(1)能源消费总量上升效应,城市经济增长、居民消费水平提高都会促使城市能源消费总量上升。以第二产业为主的城市生产方式比农业生产方式将消耗更多的资源和能源,排放更多的废物和污染物,随着环境承载能力的下降,严重的环境污染可能会使经济社会发展走向倒退或前功尽弃。(2)能源效率提高效应,城市化通过产业集聚和人口集聚促进能源集中利用,能源利用技术也通过学习效应而提高,因此能提高城市能源利用效率。随着中国大规模的城市化进程加快,大量的农村人口将进入城市,导致城市人口数量剧增,城市能源消费量也急剧上升。我国现阶段能源结构仍然以石油、煤炭、天然气等不可再生能源为主,这种情况下我国能源供给的安全性问题面临严峻挑战。此外,化石燃料燃烧产生大量二氧化碳等温室气体对全球生态可持续性造成严重威胁,降低碳排放是各国政府共同面临的难题。因此,降低化石能源消费建立低碳城市已成为我国未来城市化模式选择面临的又一重要约束。
产业集聚能促进静态的成本节约和动态的学习与创新能力的增强,进而提升企业的能源效率。业务关联企业和上下游产业在空间上的集聚,必然会带来资金、技术、设备和资源等要素的相对集中,通过生产运营的专业化、集中化和规模化以及要素资源、基础设施、市场网络与信息的共享性,可以有效地降低各个环节的生产成本。一方面具有投入产出关系的上下游的产业和企业集聚在一起,能减少中间投入品的在途损耗,减少运输成本,从而降低中间投入品的价格,有利于同一区域内企业分工与协作;另一方面,关联企业和产业在空间上的集聚,使得公共基础设施的大规模建造和共同使用成为可能,比如公共基础设施的集约化规模建造与使用可以降低使用成本或分摊费用,从而导致集群减少能源消耗,提高能源的利用效率,同时,同质(或相近)废弃物的集聚还可以降低污染物治理成本,提高废弃物回收利用价值(徐海燕,2010)[8]。可见,城市规模扩大促进产业集聚,这种集聚可以提高能源利用效率降低碳排放。但是,城市规模扩大引发的能源需求增长效应与产业集聚产生的能源利用效率提高效应是交织在一起的,两种效应对城市碳排放分别产生多大影响?其他因素对这两种效应产生何种影响?这些问题对城市化推动下如何建立低碳城市至关重要。本研究通过对我国287个城市进行实证研究试图回答这些问题。
2 模型与数据描述
2.1 模型
城市规模与产业集聚之间存在互相推动作用,同时二者之间的相互作用又对城市能源消耗量和能源利用效率产生影响。因此,不同规模的城市其产业集聚程度不同,对能源需求和利用效率的影响差异巨大,城市碳排放量也大相径庭。通过第一部分,可以将城市规模与产业集聚对碳排放的作用机制总结如下:
城市规模扩大后城市人口集聚度提高,同样的城市基础设施可以服务更多人口,提高城市基础设施利用率。人口集中在城市中可以实现能源的集中利用,比分散利用的方式更能节约能源。城市经济发展离不开城市规模扩大,经济增长能够为政府提供足够的税源,政府有足够的财力和物力进行技术研发,提高城市能源利用效率。从事相同或者相关产业的企业集聚在某一区域更方便新技术新方法在企业之间传播。产业集聚的学习效应有利于节能技术的普及,企业生产成本下降,城市产品竞争能力提高。城市经济增长的同时,居民收入水平提高、消费方式改变,会增加对能源的需求。城市规模扩张和产业集聚都会推动城市经济增长,提高居民消费水平,从而使得城市对能源的需求量上升。因此,城市规模扩大和产业集聚对城市碳排放的影响是双面的,能源需求上升会导致碳排放量上升,而能源利用效率提高有助于节约能源降低城市碳排放。为了验证上述两种机制是否存在,我们建立如下基本模型:
其中,urbanemission表示城市碳排放总量,urbanscale表示城市规模,agglo表示城市产业集聚程度,citysize表示城市规模分类,Z代表其他控制变量。按照《中小城市绿皮书》分类标准:市区常住人口50万以下的为小城市,50~100万的为中等城市,100~300万的为大城市,300~1000万的为特大城市,1000万以上的为巨大型城市,将城市规模分为5个档次,引入4个虚拟变量,以此考察不同等级城市对碳排放影响的非线性作用。通过引入城市规模级别的虚拟变量可以验证城市化促进人口集聚、能源集约利用有利于降低碳排放的作用机制。如果φi不显著,则表示城市规模变大引发人口聚集和能源集约利用从而降低碳排放的作用机制是不明显的,反之,则显示不同规模级别的城市人口集聚带来的规模效应不同,说明人口集聚引发的能源利用效率不同。
为了验证城市规模与产业集聚通过能源需求与能源利用效率影响城市碳排放,我们在模型中放入城市规模与需求的交叉项和产业集聚与能源效率的交叉项,建立如下模型:
其中,energyeffi表示能源利用效率,energyde表示能源需求。由上述分析,城市规模扩大和产业集聚可以直接带动城市经济增长并导致碳排放上升,因此,β1和β2预计是正值。产业集聚有助于提高能源利用效率,能源利用效率提高可以节约能源降低城市碳排放,因此,预计ρ1是负值。城市规模扩张后经济增长带动居民消费水平提高,对能源的消费量上升,导致城市碳排放上升,因此,ρ2预计是正值。
2.2 数据来源与主要指标描述
2.2.1 城市规模
城市规模有3个衡量角度:经济规模、人口规模和用地规模。其中,经济规模是衡量城市经济产出能力,可以用地区生产总值来表示;人口规模是指城市人口的数量,用年末城市人口总数表示;用地规模是指城市建成区的土地面积。
2.2.2 产业集聚度
产业集聚是相同或者相关联的上下游产业在某一区域的空间集中现象。产业集聚度是衡量产业集聚程度的指标,表示产业分布的空间异质性和区域不平衡性。
Ciccone等(1996)研究认为,相对于城市规模而言,城市内部的经济密度即每单位面积土地上的产出更能衡量经济活动的集聚程度[9]。因此Ciccone等(1996)和Ciccone(2002)[10]用经济密度反映城市的产业集聚程度。国内学者范剑勇(2006)将产业集聚界定为单位土地面积的非农产业就业数量,这种方法粗略地表示非农产业、特别是第二产业在空间上分布的不平衡[11]。其含义是某一地区非农就业密度越大,其规模报酬递增的地方化、产业间交流或外部性越明显。基于以上分析,我们采用经济密度与就业密度两个指标表示城市的产业集聚程度。
2.2.3 能源利用效率
能源利用效率反映城市经济的投入产出转化程度,相同单位的能源投入如果生产的经济产出越大,则表示能源利用效率越高。因此,我们用地区生产总值除以城市能源消费量来衡量城市的能源利用效率。城市能源消费量分为城市总用电量、煤气家庭用量和液化气家庭用量3种,通过相关的换算因子转换为标准煤消费量。城市一单位能源生产的经济产出越高,那么城市经济系统的能源利用效率就越高。城市经济系统能源利用效率提高可以以更少的能源投入生产更多的经济产出,因此可以实现节约化石燃料能源和降低城市碳排放的目的。
2.2.4 城市能源需求
城市能源需求反映城市的能源消费规模。城市能源需求量上升主要是经济增长推动和家庭消费水平提高引起的。城市规模扩大促进城市经济增长和家庭消费水平提高,那么城市的能源需求量会上升,城市能源消费量上升会直接导致城市碳排放上升。城市能源需求与城市消费水平密切相关,因此,社会消费品零售总额表示城市消费水平,我们用来代表城市的能源需求的高低。
本文的数据主要通过中经网统计数据库收集2005年全国直辖市、副省级城市、地级市等283个城市市辖区的统计数据,关键变量的基本统计情况如下:
数据来源:中经网统计数据库
3 实证结果分析
3.1 基本回归模型
本节主题是研究城市规模与产业集聚对城市碳排放的影响,我们首先考察在控制城市开放度,城市空间结构等因素的影响下,城市规模与产业集聚程度对城市碳排放的影响。回归结果如下表:
注:***,**,*分别表示在1%,5%,10%的置信水平上显著
由回归结果可以发现,城市规模对城市碳排放的影响非常显著。用城市地区生产总值表示的城市经济规模增长1亿元,那么城市碳排放上升4747~5389吨。城市空间规模扩大对城市碳排放的影响在不同的模型中显著程度不同,但是其作用方向是一致的。城市建成区面积增长1平方公里,城市碳排放最低增长624吨,最高增长5076吨。人口规模对城市碳排放的作用非常显著并稳定。年末人口总数增长1万人,城市碳排放上升2815~5153吨。城市规模扩大带来经济增长、空间蔓延、人口集聚等因素,在这些因素的共同作用下,城市碳排放显著上升。用经济密度衡量的产业集聚程度对城市碳排放的影响也非常显著。产业集聚对城市碳排放的净影响表现为,单位土地面积的经济产出增长会消耗更多能源,因此碳排放上升。产业集聚的同时需要投入更多能源以支撑经济的持续增长。用就业密度表示的产业集聚程度对城市碳排放的影响并不显著,但是其作用方向与经济密度是相同的,都会促进城市碳排放上升。由此可见,建立低碳城市并不能过度追求城市规模的不断扩展,而是应当寻求低碳约束下合理的城市规模。城市产业集聚的同时应该改变产业的能源消费结构,以太阳能、风能、热能、核能等新型能源替代煤炭、石油、天然气等化石燃料能源。只有这样才能在城市经济集聚的同时既实现经济增长又能够降低城市碳排放。
3.2 城市规模作用机制研究
基本回归模型证实城市规模与产业集聚对城市碳排放存在显著促进作用。为了揭示城市规模与产业集聚对城市碳排放的影响机制,我们通过将城市按人口数量分为巨型城市、特大城市、大城市、中等城市、小城市,引入城市规模等级对不同规模等级的城市进行比较,分析城市规模对城市碳排放的影响。
对模型(1)的各变量取对数形式建立如下模型:
由基本模型回归结果可知,城市人口规模与经济规模都可以对城市规模进行合理描述,本部分我们选择人口规模作为城市规模的衡量指标。回归结果model1~model4是在不同的控制变量下城市规模与产业集聚对城市碳排放的影响模型实证结果。模型model3、model4是在不控制城市能源利用效率与城市能源需求的条件下城市规模与产业集聚对城市碳排放影响的模型。由实证结果可见,在其他条件不变的情况下,城市人口规模扩大10%会引起城市碳排放上升8.13%,用经济密度衡量的产业集聚度上升也会显著引起碳排放上升,但是作用力较人口规模扩大小,单位面积的经济产出增长10%城市碳排放上升3.2%~5.7%。城市对外开放程度用实际利用外资额衡量,城市开放度提高也会对城市碳排放产生显著影响。控制和不控制城市开放度不会影响城市规模对碳排放的作用力,城市规模对城市碳排放具有稳健的(robust)影响。
在模型model2、model5中,城市人口规模等级对城市规模与碳排放之间的作用基本是显著的。在其他模型中,城市人口规模等级虽然不显著,但是系数符号基本是一致的。相对于参照组——人口规模小于50万的小城市,城市人口规模等级越大,城市规模对碳排放的影响β1+φi越小。人口规模在50万以下的小城市,人口规模增长10%,城市碳排放上升8.13%;人口规模在50~100万之间的中等城市,城市人口上升10%,碳排放上升7.97%(即8.13%~0.16%);人口规模在100~300万之间的大城市,城市人口上升10%,碳排放上升7.4%(即8.13%~0.73%);人口规模在300~1000万的特大城市,城市人口上升10%,碳排放上升7.05%(即8.13%~1.08%);人口规模在1000万以上的巨大型城市,城市人口上升10%,碳排放上升7.68%(即8.13%~0.45%)。同样数量的人口增长,人口规模在300~1000万的特大城市引起的碳排放上升幅度最小。可见,人口在不同规模的城市集聚对碳排放的影响是不同的,人口规模在300~1000万的特大城市相对其他规模等级的城市更适合中国的低碳城市化进程。
由模型model1~model4回归结果可见,城市人口规模等级上升过程中城市规模对碳排放的作用是非线性的,存在逐渐递减的过程。由于不同等级城市的居民能源消费水平不同,特大型城市居民消费结构与中小城市居民消费结构存在显著差异。不同等级城市的经济发展水平差距悬殊,居民平均收入水平差距也非常大。收入水平的变化会引起居民当前和未来的消费结构发生变化,因此,家庭消费水平在不同等级的城市不同。高收入高消费的巨大型城市,比如北京、上海、广州、武汉这种城市的居民对能源有更大的需求和支付能力,相对于小城市而言,由于消费水平的差距,同样的人口增量造成的碳排放增长程度不同。为了实证检验这种差异,我们引入城市人口规模、城市等级与居民消费水平三者的交互项,构建模型model5:
在此模型中,城市人口规模对碳排放的影响是β1+γi+τi三项之和。由模型model5的回归结果,在其他条件不变的情况下,人口规模在50万以下的小城市的城市人口规模对城市碳排放的影响作用相对于基准模型model4稍有下降。如果城市居民消费水平相同且都保持不变,人口数量上升10%可以引起小型城市碳排放上升7.91%,分别导致中等型城市、大型城市、特大型城市、巨大型城市碳排放下降17.44%、12.03%、11.85%、8.4%。不同等级的城市通过社会消费水平的变化引起碳排放上升是不同的,最终导致人口规模对城市碳排放的作用力有差距。因此,当城市人口规模上升10%,社会消费水平上升13.5%后,小型城市的碳排放上升8.72%,中等型城市、大型城市、特大型城市、巨大型城市碳排放下降15.36%、10.42%、10.34%、7.1%。
注:***,**,*分别表示在1%,5%,10%的置信水平上显著
当城市居民消费水平由于城市规模扩大而上升时,小城市居民的消费产品更可能是高碳排的。比如人口规模小于50万的一些城市煤炭消费比例较高,而大城市家庭天然气和电力消费消费比重较高,这种能源结构的差异导致消费水平相同的上升会引起碳排放的变化。此外,城市规模等级不同公共交通的发达程度也不同,大城市、特大城市、巨型城市的公共交通和出租车更多以电力为主,而小型城市的公共汽车主要以柴油、汽油为燃料。因此,在城市消费水平随城市人口规模变化后,对大城市来说人口增长带动能源集约利用的效果会更加明显,因此大城市节能减排的效果好于小城市,碳排放会有不同程度的下降。但是人口规模增长在不同等级的城市引起的碳排放下降程度也是不同的。家庭消费水平不变情况下,人口向中等城市和大城市集聚引起的碳排放上升量小于向小城市、特大型城市、巨大型城市。当家庭消费水平随人口规模变化时,人口向中等城市和大城市集聚引起的碳排放下降幅度大于向小城市、特大型城市、巨大型城市。综合而言,人口规模在50~100万之间的中等城市和人口规模在100~300万之间的大城市节能减排的效果好于其他规模等级的城市。
3.3 产业集聚的作用机制
城市产业集聚程度与城市专业化水平是一个问题的两个不同表现方式,我们用城市专业化水平衡量城市产业集聚程度。产业集聚主要表现为城市主导性支柱产业及其相关产业在空间的集中。城市主导性支柱产业规模越大对城市其他产业的影响就越大,因此城市专业化程度高。由于经济密度表示的是城市单位空间的产出,经济密度提高的原因可能是由于产业集聚带来的经济增长,也可能是经济系统单位空间中的生产投入增加推动的产出增长。当产业集聚通过共同分享城市基础设施、物流系统、服务部门等因素实现能源节约和经济增长时,产业集聚会提高城市能源利用效率,即单位能源投入的经济产出增长,那么城市经济增长的同时有利于碳排放下降。如果经济密度提高是投资推动型依靠投入更多能源、材料换取经济的增长时,这种投资推动型的经济密度提高不仅不能实现能源节约反而造成碳排放急剧上升。由于城市的专业化和分工细化可以促进经济增长,引起城市单位面积产出上升,即城市经济密度提高。
我们可以通过城市支柱产业就业量占总就业量的比值衡量城市产业集聚程度。我们通过中经网统计数据库收集到2005年全国283个城市的19个行业(2)的就业量,分别计算每个城市就业量前5位行业占该城市总就业量的比重,以此作为城市产业集聚度的代理变量。为了验证城市产业集聚对城市碳排放的作用机制,建立如下实证模型:
其中,agglo是城市产业集聚度,用主导产业就业比重表示;energyeffi是城市能源利用效率,用单位能源消费的经济产出表示;infrastructure表示城市基础设施,用公共气电车客运总数表示。对数据取对数可以消除数据异方差性对回归结果的影响。假设城市产业集聚度提高城市专业化水平,会通过共享基础设施、物流运输、生产性服务业而提高城市能源利用效率,那么β2是负值,产业集聚会提高能源效率进而降低碳排放,这种机制下产业集聚对碳排放的作用大小是β2+ρ1*log(energyeffi)。为了进一步研究产业集聚如何导致城市能源效率提供的机制,我们加入基础设施、能源效率、产业集聚3项的交互项,验证产业集聚通过提高公共基础设施的利用率提高能源利用效率的过程。这种假设如果成立,产业集聚对城市碳排放的影响大小是:
注:***,**,*分别表示在1%,5%,10%的置信水平上显著
实证结果如上表所示,在其他条件不变的情况下,城市专业化水平提高能显著降低城市碳排放。城市支柱性产业就业比率提高1%,城市碳排放下降8.33%~10.57%。在所有模型中,城市产业集聚度提高,会提高城市能源利用率即单位能源的经济产出上升,从而降低碳排放。能源利用效率提高1%,减少城市碳排放1.23%~1.42%。城市产业集聚度提高是通过基础设施、物流运输、生产性服务业的共享提高基础设施利用率,实现能源的集约利用,提高城市能源利用效率,降低碳排放。模型Ⅳ、模型Ⅴ在前3个模型基础上产业集聚对城市能源利用效率的作用机制以及对碳排放的影响,结果表明产业集聚程度提高1%会引起城市碳排放下降高达9.576%。提高产业集聚度可以提高能源利用效率达到节能减排的目的。此外,我们也考虑到城市规模等级不同的城市产业集聚程度是不同的,因此引入城市等级虚拟变量控制城市规模等级差异引起的产业集聚作用力的变化。模型Ⅲ实证结果发现,城市等级在产业集聚的作用过程中并不显著。
4 结论与政策
本文分析了城市化进程中产业集聚对城市规模与碳排放关系的影响机制。正如前文观察到的结果,城市规模扩张过程中,产业集聚程度提高具有提高产业能源利用效率并降低城市碳排放的作用。城市化不仅仅是城市人口规模的改变,而且包括能源消费结构和利用效率的改变。城市产业集聚对城市能源消耗有两种影响:(1)集聚促进经济增长而增加能源消耗量的“反弹效应”;(2)集聚提高产业能源利用效率从而实现节能减排的“节能效应”。一般而言,决定城市经济增长的因素包括两个:(1)投入要素密度;(2)投入要素使用效率,即要素产出率。投入要素密度取决于生产中投入的资本、劳动。城市规模越大,要素产出率越高,土地需求越大,土地的空间竞争越激烈,导致城市土地竞租曲线随城市规模扩大而向外移动。城市规模扩张的过程中,我国地方政府应当采取措施促进产业的空间集聚,提高要素的空间密度,由于集聚和集聚经济效应之间存在累积循环因果作用关系(Fujita和Thisse,2002)[12],要素投入密度增加,要素产出率会随之增加。要素产出率的提高能够放大城市规模扩大过程中产业集聚的“节能效应”,这样既能实现经济的持续增长,又能达到降低碳排放的目标。
我们的研究还发现,当家庭消费水平随人口规模变化时,人口向中等城市、大城市、特大型城市集聚引起的碳排放下降幅度大于向小城市、巨大型城市。综合而言,人口规模在50~100万之间的中等城市、在100~300万之间的大城市和300~1000万的特大城市节能减排的效果好于其他规模等级的城市。人口在不同规模城市集聚造成的碳排放影响是非线性的,这与傅十和和洪俊杰(2008)的研究结论有异曲同工之妙。他们利用2004年制造业企业普查数据,检验了不同规模的企业在不同规模的城市中,从集聚经济中享受到的好处[13]。特别是在控制了人力资本的外部性和城市人口规模效应后,特大和超大城市里跨行业集聚经济效应显著,这为特大和超大城市的存在和发展提供了经验证据。我国未来低碳城市化应该促进人口向人口规模在50~100万之间的中等城市、在100~300万之间的大城市和300~1000万的特大城市集聚。同时,我国应当积极推动城市产业集聚,发展专业化生产型城市,提高城市专业化水平,这样既能促进经济增长,又能有效利用集聚的“节能效应”实现可持续城市化。
城市雨水收集和排放相关问题分析 篇9
关键词：雨水,收集,排放,管网
1 雨水收集
雨水口是雨水收集的重要设施, 通常由进水箅、井身及支管等组成。道路, 广场、建筑物的屋面雨水经地表径流首先汇入雨水口排入市政排水系统, 最后进入收纳水体, 其泄水能力直接影响城市排水效果。短时强降雨天气极易引起城市内涝, 然而很多内涝事件并非由于超标重现期降雨时间造成的, 而是在设计标准内产生的, 这时候的道路积水多是由于雨水口排水不畅所致, 而非雨水管道设计标准偏低。通常在道路设计和建设时, 雨水口往往作为附属工程常常被忽略其重要性, 一带而过或仅凭经验沿道路间隔布置, 随意性较大。
通过在晴天和雨天对雨水口调研和查询相关资料, 雨水口的材质形式, 过水断面和布置点位与数量是影响雨水收集能力的重要因素。
1.1 材质和形式选择
根据国家标准设计图集《雨水口 (055518) 》中, 雨水口篦子及井圈为球墨铸铁、灰口铸铁及钢格板三种材质 (见表1) , 应优选球墨铸铁和钢格板。
大部分城市建设早期大都采用铸铁雨水篦子, 过水面积较大, 抗压强度大, 能经受重车碾压, 不易破碎。但随着城市化进程, 雨水篦子不断失窃成了城市管理者的难题。因此部分城市改用混凝土篦子和新型复合材料篦子, 确实解决了失窃的问题。但混凝土和新型复合材料抗压强度不如铸铁, 为了提高结构强度, 必须大幅度减小过水面积, 相同尺寸的篦子, 复合材料的过水面积比铸铁缩小了一半多。在地表径流不断增加, 短时强降雨的频频出现, 复合材料篦子弊端不断暴露。
1.2 雨水篦子布设点位及数量选择
笔者居住的杭州市江干区某小区外道路在2013年多次遭遇积水, 最深处超过20 cm。通过对此道路进行雨水篦子布设情况进行调查, 该道路为双向单车道, 宽约12 m, 混凝土路面, 采用420 mm×240 mm双篦, 隔40 m布设一处雨水口, 设路面径流系数为0.9。
根据杭州市2008年的暴雨强度公式:, 按1年暴雨重现期, 通过计算每处的篦子泄水量需达到4.8 L/s, 而这种篦子标准泄水量为2.7 L/s, 如果按5年一遇的重现期, 需达到8 L/s, 数量配置的不匹配是造成该路段积水的重要原因。
1.3 基于雨水收集能力的排水建议
针对上节的分析, 认为可以从以下几个方面进行整改和优化, 提高雨水收集能力:
1) 在易积水路段调整篦子材质和形式, 如将复合材料的雨水篦子更换成高过水量的球墨铸铁篦子, 增加过水断面, 提高收集能力;
2) 根据汇水面积、产流、道路的形式, 重新计算, 调整雨水篦子布设数量和间距, 适当缩短间距, 加密篦子布设, 在转弯、低洼处增加设置;
3) 调整雨水篦子的安装高度, 确保有足够的收水断面。
2 管网输送
2.1 管网输送路径不合理
以前城市规模不大时, 雨水可以直接通过地面散排、就地入渗或部分流入附近河道, 随着城市规模不断扩大, 建筑密度和径流系数的增加, 大部分雨水都要通过建设地下排水管网来进行排水。城市建设过程中的规模和功能的不断调整, 地下管线不断迁改或超期服役使其伤痕累累, 以及建设时序等问题, 雨水经常无法就近排入周边河道, 而需要舍近求远、近水远排。
如杭州市城西银泰城在“菲特”台风期间, 一层商场严重积水, 高达80 cm。因银泰城在设计之时, 其南侧的阮家桥河未进行整治建设, 排水管道设计向北进入萍水街市政管网再排入远处的石桥港, 路线长, 河道水位上涨时更降低了排水效率。
2.2 基于管网输送能力的排水建议
地下管网建设是一个系统庞大的工程, 一旦建成短时间内很难进行重构和提升, 在现状管网实际负荷不能满足需求时, 积水是必然的。在积水地区, 需要重新对排水路径进行评估和体检, 超过1 km的排水路径, 由于管道的流程较长, 导致雨水的汇流时间较长, 暴雨倾盆时无法及时排除雨水, 应进行重新计算和评估, 优化排水路径。
杭州热心市民在2014年提出的“快速排水通道”的概念 (见图1) 。此法操作简单、造价低、见效快。快速通道主要适用于靠近河道的道路、小区、广场等构筑物, 为其开辟快速排水通道, 或当地下排水设施不能解决问题时雨水能进行快速泄洪。该理念去年在解决杭州西部天目山路排水问题时做了试点, 天目山路南侧为山体, 北侧紧邻沿山河, 暴雨天气山洪泄到路面易造成积水, 此次改造对局部绿化带作架空处理, 北侧绿化带增设一条低于道路路面、直通沿山河的园路, 暴雨时路面雨水可直接沿着园路溢流排入沿山河。只要沿山河水位低于道路, 就能顺利排水。天目山路一共开辟了5条快速排水通道, 使道路南侧山水能迅速排至北侧的沿山河。
3 雨水外排
3.1 高水位顶托
暴雨期间, 下游骨干排涝河道水位上涨, 再加上景观河道整治多年, 过多考虑河道美观而忽视排涝压力, 将所有雨水排出口改建至常水位以下, 淹没出流使排水能力大幅度减弱, 甚至发生倒灌现象。
杭州市规划局曾对雨水管道的非自由出流做过测算, 排水区域小于0.6 km2, 排水路径小于1 km的雨水管道, 制约其排水能力的主要因素是下游水位的顶托, 当下游水位高于雨水排出口1 m时, 其排水能力将大大下降, 致使设计排水能力低于设计重现期。
3.2 增加或利用城市可调蓄水体容量
通常我们通过建设排涝泵站来增加强排能力, 而忽视了城市调蓄水体在城市防涝中的积极作用。利用城市水体调节暴雨时的峰值流量, 可提高排涝片区的标准或可减小强排泵站规模。调蓄水体容量的大小直接决定下游排涝泵站规模。充分挖掘和保护城市天然调蓄设施能力, 如水塘、湿地、湖泊、水库和大型水面都能作为调蓄设施。如杭州1 928万m3库容的闲林水库、1 430万m3的西湖水域、总面积10.88 km2的西溪湿地, 根据有关部门估算充分利用好这些调蓄水体容量能将杭州的防洪能力从5年一遇提高到20年一遇。
同时在过去的城市开发和建设项目时均未配置相应的储水装置, 新增雨水直接接入本已负荷过度的管网。如果能出台相应的规章来要求新建项目同时应自行配套储水设施, 减少对城市管网的压力, 在旱季还能回用雨水, 补给资源。
参考文献
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长春市城区污水排放及治理对策 篇10
2009年6月至2010年5月, 吉林省水文水资源局长春分局对长春市城区的污水排放量、污水排放过程、污水水环境、污水处理厂处理能力及排放情况进行了第三次全方位大规模实时监测, 进一步摸清了长春市城市年排放污水的总量、日排放污水过程、各排污口污水水环境及污水处理厂处理污水情况。为水资源管理部门科学管理水资源、科学治理城市污水、改善城市及周边地区的生态环境提供可靠的监测数据。
二、长春市城区污水排放现状
1.城区污水排放断面监测。
布设城区污水排放监测断面11处, 分别为四化桥、长北公铁立交桥、潭家桥、新月桥、火烧里、范家店、前青店、小隋家、雷家店、高新铁路桥、光明桥;布设净水监测断面3处, 分别为红嘴子桥、毛家桥、小合台。
分别对上述11处断面实施连续24小时监测。
2.城区污水排放监测成果。
经过科学分析统计, 计算得出:长春市城区污水年排放总量为2.62×108m3, 日均排放71.78×104m3。经过连续监测, 计算得出:长春市城市污水日排放量为72.0×104m3, 与以往年份监测得出的日均排放量大致相符相符, 略有增加。 根据对各监测断面所采集水样的分析化验结果, 依据地表水环境质量标准, 所有11个断面的水样均劣于Ⅴ类标准, 水污染情况相当严重。在16个分析项目中, 只有PH值、氟化物、氰化物和重金属等项目未超标, 其它分析项目值则不容乐观, 尤其在化学需氧量、五日生化需氧量、硫化物、氨氮等4个分析项目上, 所在断面均污染严重, 超Ⅴ类标准几倍甚至几十倍。如:化学需氧量的Ⅴ类标准是40mg/L;五日生化需氧量的Ⅴ类标准是10mg/L;硫化物的Ⅴ类标准是1mg/L;氨氮的Ⅴ类标准是2mg/L。 经调查, 长春市最大的污水处理厂是位于长春市北郊的长春市第一污水处理厂, 设计日污水处理能力为39×104m3, 设计年污水处理量为1.42×108m3。经对污水厂36小时连续监测, 测得溢流口日废污水排放量为27.6×104m3、出流口日废污水排放量25.9×104m3, 即长春市伊通河下游污水排放口日排放量为53.5×104m3, 大大超过污水处理厂的处理能力。污水量严重超限, 使多余的污水 (包括雨水) 未经处理直接通过溢流口排入伊通河, 对伊通河的水环境指标造成严重影响。
三、长春市城区废污水排放治理对策
1.加大力度, 继续对城区内各排污口废污水的质和量进行监测。
通过监测和调查研究, 目前只是掌握了长春市城区污水排放量和排放过程的一些规律, 并没有完全掌握污水量和污染物的区内分布特征。因此, 有必要由政府协调, 责成有关技术部门加大监测力度, 对城区内各排污口的污水排放量、排放过程、污染物含量实施监测, 为上级领导部门掌握各种污染物的来源、变化情况和实施有效控制提供基础资料。
2. 加强城市污水处理的能力建设, 并实施定期监察政策。
截止2009年, 长春市的2家污水处理厂 (即北郊第一污水处理厂、西郊第二污水处理厂) 的设计日污水处理能力分别为39.0×104m3和7.0×104m3, 可见长春市城市污水处理能力只有46.0×104m3, 与日均污水排放量71.78×104m3相比, 有35.9%的污水没经处理而直接排入河道, 长此以往, 后果不堪设想。因此, 要想及时遏制废污水排放对长春市城区及周边水环境的破坏, 各级政府必须高度重视, 加大力度新建或扩建污水处理厂, 加强城市污水处理能力建设。
在加强城市污水处理能力建设工作中, 涉及到两方面内容, 一方面是在污水处理量上要满足要求, 另一方面是处理后水质方面是否达到排放标准。这两方面内容非常重要, 直接涉及到项目建设投产后对生态环境的影响, 涉及到国家投资是否能取得预期的社会效益, 因此政府应实施定期监察政策, 进行定期或不定期检查, 加大监督力度。
3.科学利用长春市城区地下水资源。
长春市城区污水排放情况经监测可以确认, 年排放总量为2.62×108m3, 日均排放71.78×104m3, 那么供水情况又如何呢?经过对长春市水务集团所属的供水公司的调查表明, 从2005年至2009年供水总量变化不大, 长春市现有的4家净水厂年供水量总计2.64×108m3。按照用水损耗常数 (折算系数取用0.7) 对年排污总量进行供水折算还原, 城市供水量应该为3.74×108m3, 供水缺口1.0×108m3。那么, 这么多的水从何而来呢?分析原因是来自地下水, 从数据上看, 这部分水量是相当可观的, 由此说明地下水的私采量是很大的。应立即建立相应措施, 开展地下水取水普查工作, 查清地下水的实际开采情况, 并依据相关法律有序有节地开采地下水资源, 做到地下水资源的有效利用。
4.加强城区雨洪及排污管网建设
事实证明, 长春市城市污水排水网络尚不完善, 各区建设不均衡, 新区的排水网络建设较为合理, 老区的排水能力较低, 一遇较大降雨, 许多低洼路面的下水管道就会发生“倒流”, 造成交通阻塞, 污水漫流, 直接影响城市功能的正常运转;有很多地段为明渠排水, 夏天散发出浓重的刺激气味, 严重干扰附近居民的生活。所以说, 对长春市城区进行污水排水网络的科学合理设计和建设是迫切的需要。掌握长春市城市集水区内不同频率的产水量、不同断面的下泄量和下泄过程, 科学合理地进行城区排水网络的设计。
摘要：随着社会经济和城市化进程的快速发展, 城市水资源短缺和水污染问题日益突出, 进而严重影响了生态环境。长春市城区污水排放致使周边水环境污染严重。本文对长春城区污水监测、污水处理和供水现状进行分析, 提出治理对策。
城市污水排放 篇11
【关键词】城市化；碳排放；能源强度
0.引言
过去10多年中，中国碳排放年增长17.8%，增长速度位于世界前列，且预期还会继续增长。与此同时，地球气候系统正经历着一次以变暖为主要特征的显著变化，而温室气体特别是CO2增加已成为全球共识[1]。中国十二五规划提出单位GDP能源消耗降低16%，单位GDP CO2降低17%。可见中国在温室气体减排方面面临前所未有的压力。为实现国民经济可持续发展和制定科学的减排路径，探索影响碳排放的因素至关重要。考虑到中国城市化、工业化仍未完成以及中国政府对经济的驾驭能力，即使保守估计，中国的经济还可以再快速增长30年。与经济快速增长相随的是城市化进程的加快，这正是导致碳排放快速增长的主要因素。预计中国快速的城市化进程将在2020年左右告一段落，进入中等收入国家。对于中国这样一个经济快速增长、人口规模庞大并处于经济转型中的发展中国家，城市化进程会给碳排放带来何种影响，是本文要考察的问题。
当前国内研究者通过各种计量模型分析碳排放的影响因素，研究各种政策和措施等，力求实现对经济最小负面影响的前提下达到最大限度减排。宋春燕（2011）通过计算各类能源碳排放转化系数，计算出中国1978年~2008年碳排放量和人均碳排放量，并对中国人均碳排放量与人均GDP关系进行协整分析和因果检验，证明中国的人均碳排放同经济增长存在正向线性相关关系，并且这种关系是平稳的[2]。王晓明通过对世界能源消耗产生的CO2增长趋势的分析，运用非线性预测理论对能源消费和环境保护提出控制要求，特别是提出逻辑增长曲线和小波分析的结合使用，对于检验和修正整体拟合胜于无差平方和取得较好效果[3]。张馨等从中国城市化进程中居民家庭能源消费的角度研究碳排放，将家庭能源消费分为直接和间接两个部分，通过生活方式分析法测算了中国居民家庭的间接能源消费以及相应碳排放量，研究了城乡居民家庭两部分能源消费的结构和变化趋势以及相应的碳排放[4]。王淑新等从能源强度视角研究中国低碳经济的演进[5]。但是这些研究没有从城市化角度系统审视影响中国碳排放有哪些因素。因而本文在前人研究基础之上，从中国城市化进程入手，同时引入工业化这一重要因素，建立多元线性回归模型，分影响碳排放的因素，从而为节能减排的路径提供依据。
1.城市化过程中影响碳排放的模型分析
1.1影响因素
工业化主要特征就是通过使用新科学技术和生产建设方式来提高劳动生产率，因此要求资本技术劳动等生产要素达到一定集中度。在工业化进程中，生产要素不断在城市进一步集中，这就是城市化进程[6]。可見城市化和工业化高度相关。在城市化进程中，随着人口增长，城市化率提高，需要为新增城市人口提供住房，对交通运输、医疗卫生、城市绿化等公共基础设施都提出更高要求，因而对能源需求大大增加。其中最显著的是城市交通发展会导致更多化石燃料使用，导致碳排放的增加。因此人口因素是影响碳排放重要因素之一。
城市化的一个重要体现就是经济发展。衡量经济发展标志最普遍的是人均GDP。人均GDP是衡量一个国家经济发展水平的重要标志。本文选取人均GDP作为工业化标志，将其纳入模型。
衡量能源利用效率的主要标准就是能源强度，即能源消费量和GDP之比，本文选取能源强度作为能源利用效率的指标。化石燃料类的能源消费是产生碳排放的最大人为排放源，是大气中温室气体增加的首要原因。化石燃料消费每年向大气中约排放60~65亿吨二氧化碳，约占空气中碳排放总量的70%[7]，因而本文选取煤炭和石油消费占能源消费的比例作为能源构成的指标。
随着城市化进程的加快，工业自身迅速发展，工业增加值占GDP比重会迅速增加。但工业化发展到一定阶段以后，第三产业迅速发展，并且在国民经济中的比重也会逐渐上升，近两年甚至超过工业的比重 。因为考虑到第二产业比重和化石能源占能源消费比重具有共线性，因而本文选取第三产业比重作为产业结构的指标，考察其对碳排放的影响。
除此以外，本文考虑到国家政策的变化对碳排放量的影响，因而选取发生在样本数据年间的重大事件作为政策变量。其一是2005年可再生能源法的颁布，其二是2007年电力企业“上大压小”政策的出台。
1.2模型建立及数据来源
根据上述对于中国碳排放的影响因素的分析，本文将建立以下多元线性回归模型，研究城市化进程中影响碳排放的因素。
Ci=a+bAGDPi+cPi+dTPi+eEEi+fC&Oi+gD1i+hD2i+μ （1）
其中：C：碳排放量、AGDP：人均收入、P：城市人口占总人口比重、TP：第三产业占GDP比重、EE：能源强度、C&O：煤炭和石油消费占总能源消费比例、D1：政策变量，1991年~2005年之间为0，2006~2010之间为1、D2：政策变量，1991年~22007年是0，2008~2010以后为1、μ为残差项，a为常数，b~h为变量系数。
为了保证可比性，国内生产总值采用不变价格，其他年份的国内生产总值以2010年标准进行换算。如2010年中国GDP为343464.7亿元，其他年份按照2010年价格计算，则有：GDPn= IGDPn/IGDP2010×GDP2010，其中GDPn表示n年的不变价格GDP，IGDPn表示n年的GDP指数，IGDP2010表示2010年的GDP指数，GDP2010表示2010年GDP，据此计算人均GDP和能源强度。碳排放总量来源于EIA数据，其他数据均来源于《中国统计年鉴》2010-2011。
1.3模型求解及分析
为防止变量间多重共线，采用逐步回归的方法对变量进行筛选，并用SPSS对模型求解。结果如表1、表2、表3所示：
表1 模型整体显著
表2 删除的变量
表3 回归系数
如表2所示，在逐步回归过程中，由于共线性和不显著等原因，逐步剔除化石能源消费比重和政策变量三个因素。表1中调整后R方为0.993，表明模型在1%置信水平下显著，说明模型拟合结果很好。表3给出回归方程的系数及各个变量的显著性。由此可知，回归方程为：
Ｃｉ＝６５０９３６８０＋２３４３．６２１ＡＧＤＰｉ＋１８２．３１３Ｐｉ+３５８８．２５８ＥＥｉ （2）
从（2）式可看出，常数项大于零且显著。主要是由于中国处于产业结构转型时期，第二产业尤其是电力行业碳排放量依旧很高，第三产业抑制碳排放能力被高估，常数项的正值是对这种高估的一个调整。人均GDP系数为2343.621，大于零，且对碳排放的影响显著。这说明工业化导致的经济增长仍然是促进碳排放最大的正向驱动因素。城市化过程中，经济快速增长，对能源的需求与日俱增，因而促进了碳排放的增加。这是影响碳排放的最直接因素。
城市人口占总人口比重系数为182.313，对碳排放的影响显著。这说明人口因素仍然是影响碳排放的重要因素之一。最近几年，随着城市化的进行，人口老龄化现象出现，自然增长率下降，但是由于人口基数庞大，每年新增人口数依旧很大。实际上，人口的增加势必会带来多方面需求的增加，从而导致生产的大量投入和消费的相应提高，从而引发碳排放量的增加。城市化进程要求更大规模的城市設施、住房交通运输体系建设，会带动建材、冶金等高耗能产业的快速发展，促进碳排放的增加。
能源强度的系数为3588.258，并且对碳排放的影响显著，这说明能源强度下降是抑制碳排放的最重要的因素。能源强度反应的是能源的利用效率，能源利用率高，碳排放量就小，反之，碳排放量就高。
第三产业占GDP比重的系数为-396.847，对碳排放的影响显著。这说明第三产业占GDP的比重对碳排放有抑制作用。中国虽然处于工业化进程中，第二产业是国民经济的主体，但是近年来，第三产业得到了快速的发展，占GDP比重不断提高，其节能减排的效果日益显著。
政策变量D1和D2不显著，被剔除模型，这说明减排政策等每年都会在一定程度上降低碳排放，但是对碳排放的抑制作用微乎其微。化石能源消费占总能源消费量的比例，本文主要指煤炭和石油的消费比重，由于共线性被剔除。
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城市社区的低碳零排放路径 篇12
低碳城市社区, 是指通过能源、资源、交通、土地、建筑、教育等综合手段, 在城市社区规划建设和使用管理过程中的温室气体达到低排放或零排放要求, 并鼓励社区居民从居住、办公、生活、休闲等各个方面予以配合。
1 做好城市小区低碳建设规划
传统的城市是单向模式, 输入的是石油、电力, 输出的是热岛效应和全球变暖;输入的是食品和资源, 输出的却是垃圾……一个新的城市模型, 能从阳光、空气和水中, 吸取电力和能量, 将光伏发电系统按城市小区微网方式运行, 满足社区用能需要, 也可以将多余电量接入电网销售中心[3];能自己优化来自江河湖海的水体;能自己将垃圾和废弃物转化为资源。中国的温室气体排放75%来自城市, 这其中又有50%来自建筑。
做好城市低碳升级改造, 需要在统筹规划的前提下, 调整产业体系, 设定碳排放目标, 推行低碳的生产、生活方式[4]。在社区土地利用、住宅布局以及生活方式规划时, 增强社区生态系统组成的多样性, 增加系统能流、物流循环的复杂性, 提高整体社区生态系统的自身调节恢复能力[5]。在城市社区建设规划时就要考虑, 如何让低碳社区的布局更符合低碳理念。
2 做好城市小区交通规划
亚当斯交通定律告诉我们, 道路修得越多越宽, 对私人小汽车的吸引就越大, 就会促成车流量的迅速增加[6]。交通是低碳社区、低碳城市关键的元素之一, 在低碳社区的建设中, 需尽量考虑社区与轨道交通、公共交通的距离, 尽量选择轨道交通方便的位置规划社区建设。在规划小区停车位时, 实行人车分流, 建地下车库并在小区门口出入, 小区内不设立停车位, 达到汽车在小区的二氧化碳零排放。
其二倡议人们在几公里范围内通过走步、自行车等工具实现低碳出行, 但如果到更远的地方, 才选择公共交通或者自驾车出行的方式。
其三推动建设汽车俱乐部。通过建设汽车俱乐部统一满足使用, 错时使用汽车, 通过便捷多元的经营方式, 为居民提供便利的服务, 有利于减少私家车的持有量。
3 做好城市小区教育规划
教育出行, 在碳排放数量中往往占了很大一部分, 主要是我国的城市社区普遍出现教育质量不均衡的情况, 而我国的家长普遍重视教育, 都想把孩子送到教育质量比较好的重点学校学习, 导致就地入学比例偏低。这种教育出行的同时, 私家车也占了很大份额。如果统筹规划教育资源, 新建大型社区的教育质量能购得到保障, 这样就可以实现教育出行的低碳零排放。
4 搞好城市小区绿化建设
4.1 落实政府规定的住宅小区的绿化率
住宅小区绿化率不低于30%, 集中绿化不小于10%。而很多小区达不到这个标准。建设一个25m2的草坪可将一个人呼出的二氧化碳全部吸收, 转化为氧气。印度加尔各答农业大学的一位教授对一棵树算了两笔不同的账:一棵正常生长50年的树, 按市场上的木材价值计算, 那么最多值300多美元, 但是如果按照它的生态效益来计算, 每年可以生产出价值31250美元的氧气和价值2500美元的蛋白质, 同时可以减轻大气污染 (价值62500美元) , 涵养水源 (价值31250美元) , 还可以为鸟类及其他动物提供栖息环境 (价值31250美元) , 等等, 将这些价值综合在一起, 一棵树的价值就达到20万美元了。
4.2 选用树种和花卉要恰当
尽量选用固碳能力较高的乡土树种和花卉, 少用人工草坪。小区植物配置应注重乔、灌、草立体群落结构的组成, 在垂直空间上注重乔灌木与地被植物及草类的搭配, 达到植物的抗逆性与多样性的结合。
5 注重资源的循环利用
循环经济是一种范式革命, 遵循“减量化、再使用、再循环”原则, 是一个“资源→产品→再生资源”的闭环反馈式循环过程, 最终实现“最佳生产、最适消费、最少废弃”[7]。
“零排放社区”最大的特色就是“自给自足”。在制冷和供热方面, 所有住宅都坐北朝南, 以便最大限度地从阳光中采集热量, 利用太阳能光伏板和热力电力转化器收集足够的电能供给建筑屋的日常使用, 收集的热能将转化为建筑制冷的动力, 同时利用太阳和导热材料采暖, 精心选择建筑材料建设阳光房并巧妙地循环使用热能, 能保存从阳光中吸收的热量, 转化为室内热能;在小区内非饮用水供应方面采用雨水收集系统;在社区照明方面通过安装太阳能街灯或风能光能互补灯;在家庭用热水需求方面通过安装太阳能热水板;在家庭照明方面, 墙面附着特殊荧光涂料, 白天储存太阳能量在夜间释放荧光, 减少照明能耗。几乎不消耗化石能源。
垃圾处理商通过垃圾分类、回收, 食物残渣和有机肥料发酵产生沼气能源, 可以产生电和热, 沼气提纯后还可以替代汽车用汽油和柴油, 作为车用燃料使用;风能装置提供被动式风助力通风和热回收;用布袋而不用塑料袋买菜;使用无磷洗衣粉;拒绝购买过度包装的物品……
6 强化城市小区居民的低碳节能意识
在广大群众中做节能宣传教育工作, 对居民在观念上引导, 使广大居民了解低碳生态生活的重要意义和紧迫性, 建立自觉节约资源、低碳消费、绿色出行的意识[8]。
首先政府将低碳节能意义、行动要求、相关奖励条例, 通过电视、报纸、社区宣转栏等多种媒体广泛宣传, 做到家喻户晓, 人人皆知。城市小区为居民提供关于低碳节能的各类辅导服务, 包括低碳节能说明手册, 信息服务, 社区博客, 开展低碳社区之星等评选活动, 等等, 来引导居民可持续的生活方式。
7 结语
低碳城市社区, 是指通过能源、资源、交通、土地、建筑、教育等综合手段, 在社区建设规划和使用管理过程中减少温室气体排放, 如果能达到本文设计的城市小区建设规划、交通规划、教育规划、绿化建设、资源循环利用要求, 特别是人们的心态和生活习惯能够契合低碳节能思想, 那么实现城市小区低碳零排放是可行的。
未来在国家的大力支持和倡导下, 在城市社区人们的主动诉求下, 通过低碳节能理念、规划设计及技术措施的有机结合, 降低大气温室效应, 实现城市社区的低碳零排放、实现城市社区舒适的居住环境指日可待。
参考文献
[1]李剑玲, 著.低碳绿色城市发展的研究.中国商业出版社, 2015, 2:2.
[2]李正希, 靳国良, 著.低碳生态观.中国经济出版社, 2015, 4:2.
[3]王健林, 著.低碳约束下的中国电力价格研究.中国社会科学出版社, 2015, 5:172.
[4]史丹, 等著.中国低碳城市建设现状与问题研究.中国社会科学出版社, 2015, 9:23.
[5]王静, 著.城市住区绿色评估体系的应用与优化.中国建设出版社, 2010, 8:116.
[6]李云燕, 著.北京市能源消费与低碳发展.中国环境出版社, 2015, 1:197.
[7]卢福财, 饶超, 等著.循环经济研究.经济管理出版社, 2015, 9:4.