石柳 劉陳鴻 馬繼華 林宇

摘要：文章利用ADMS大氣預(yù)測(cè)模型對(duì)南寧港總體規(guī)劃修編中擬建港口污染物擴(kuò)散濃度場(chǎng)進(jìn)行模擬，并對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析。結(jié)果表明：在南寧港遠(yuǎn)期規(guī)劃散貨貨運(yùn)吞吐量規(guī)模下，一般氣象條件下各散貨作業(yè)區(qū)粉塵特征污染物TSP、PM10、PM2.5影響范圍主要集中在堆場(chǎng)周邊250～520 m范圍內(nèi)，以外區(qū)域污染物貢獻(xiàn)值處于較低水平;場(chǎng)界外預(yù)測(cè)值出現(xiàn)超標(biāo)主要是由于現(xiàn)狀背景值已達(dá)或超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)限值;在考慮區(qū)域污染物消減和南寧市大氣污染行動(dòng)計(jì)劃實(shí)施會(huì)進(jìn)一步降低背景濃度值后，南寧港規(guī)劃的實(shí)施對(duì)區(qū)域環(huán)境的影響在可接受范圍內(nèi)。

關(guān)鍵詞：港口規(guī)劃;ADMS模型;大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)

This article uses the ADMS atmospheric prediction model to simulate the proposed dispersion concentration field of pollutants in the overall planning revision of Nanning Port，and analyzes the prediction results.The results show that，under the planned longterm bulk cargo throughput of Nanning Port，the influence range of dust characteristic pollutants TSP，PM10 and PM2.5 in all bulk cargo operation zones under general meteorological conditions is mainly concentrated within the range of 250～520 m around the yard，while the contribution value of pollutants outside such region is at a low level;the overstandard predicted value outside the field is mainly due to the fact that the current background value has reached or exceeded the standard limit;considering that the reduction of regional pollutants and the implementation of Nanning Air Pollution Action Plan will further reduce the background concentration value，the implementation of Nanning Port planning has an acceptable impact on the regional environment.

Port planning;ADMS model;Atmospheric environmental impact prediction

0 引言

傳統(tǒng)的環(huán)境影響評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)方法包括數(shù)學(xué)模式法、物理模型法、類比調(diào)查法和專業(yè)判斷法等[1]。其中，數(shù)學(xué)模式法具有操作簡(jiǎn)單、實(shí)踐運(yùn)用性強(qiáng)等特點(diǎn)[2]，且能滿足不同預(yù)測(cè)深度要求，是環(huán)境影響評(píng)估中常用的技術(shù)方法。數(shù)學(xué)模式法根據(jù)項(xiàng)目所在區(qū)域的環(huán)境特征和預(yù)測(cè)范圍，選擇適應(yīng)的大氣預(yù)測(cè)模型，在具備污染物源強(qiáng)排放清單、氣象數(shù)據(jù)及其他參數(shù)的基礎(chǔ)上，模擬污染物在設(shè)置情景下的大氣擴(kuò)散過(guò)程，最終得到項(xiàng)目排放污染物對(duì)周邊大氣環(huán)境影響的程度和范圍。

本文以南寧港總體規(guī)劃修編為例，通過(guò)識(shí)別選取污染源以煤炭、礦石裝卸揚(yáng)塵和堆場(chǎng)揚(yáng)塵為主的港口貨運(yùn)作業(yè)區(qū)作為典型預(yù)測(cè)區(qū)，利用常見(jiàn)數(shù)學(xué)模式法ADMS大氣預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)各典型作業(yè)區(qū)特征大氣污染物在氣象和地形條件控制下的擴(kuò)散規(guī)律及影響范圍和程度，評(píng)價(jià)港口規(guī)劃實(shí)施對(duì)周邊大氣環(huán)境的影響程度，綜合評(píng)估港口規(guī)劃和布局的環(huán)境合理性和可行性。

1 研究區(qū)概況

1.1 港口規(guī)劃概況

南寧港規(guī)劃范圍包括南寧市轄區(qū)范圍內(nèi)的主要地表水體河段岸線，涉及右江、左江、郁江、紅水河相關(guān)河段共474.1 km。規(guī)劃利用港口貨運(yùn)岸線29.505 km（共33處），客運(yùn)岸線4.540 km（共35處），港口支持系統(tǒng)岸線2.647 km（共23處），利用岸線總長(zhǎng)為36.692 km。本次南寧港規(guī)劃期為2017—2035年，規(guī)劃近期2025年，遠(yuǎn)期2035年。

南寧港劃分為6個(gè)港區(qū)（港點(diǎn)），分別為隆安港區(qū)、中心城港區(qū)、牛灣港區(qū)、六景港區(qū)、橫縣港區(qū)及馬山港點(diǎn)。重點(diǎn)規(guī)劃建設(shè)公用碼頭作業(yè)區(qū)10個(gè)、旅游客運(yùn)碼頭4個(gè)，其中10個(gè)公用碼頭作業(yè)區(qū)為：六景港區(qū)規(guī)劃建設(shè)的飛龍作業(yè)區(qū)、鶴筍作業(yè)區(qū)、新興村作業(yè)區(qū)、楊村作業(yè)區(qū)、覃寨村作業(yè)區(qū)、八聯(lián)聯(lián)營(yíng)廠作業(yè)區(qū)、六景轉(zhuǎn)運(yùn)站作業(yè)區(qū);牛灣港區(qū)規(guī)劃建設(shè)的牛灣作業(yè)區(qū);隆安港區(qū)規(guī)劃建設(shè)的寶塔作業(yè)區(qū);橫縣港區(qū)規(guī)劃建設(shè)的石村作業(yè)區(qū)。4個(gè)旅游客運(yùn)碼頭為：中心城港區(qū)規(guī)劃建設(shè)的民生、亭子、青山和蒲廟旅游客運(yùn)碼頭。

1.2 預(yù)測(cè)作業(yè)區(qū)選取

港口大氣污染源主要來(lái)自港口轉(zhuǎn)運(yùn)的貨種，污染物源強(qiáng)則主要取決于運(yùn)輸方式和貨種特性。目前港口貨種運(yùn)輸方式主要包括散貨、件雜貨、集裝箱，其中件雜貨、集裝箱在轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中起塵較輕，產(chǎn)生環(huán)境影響范圍小、程度輕;散貨貨種轉(zhuǎn)運(yùn)是港口項(xiàng)目典型污染源，主要以煤炭、礦石為主。

根據(jù)南寧港各港口作業(yè)區(qū)規(guī)劃貨種類型，經(jīng)環(huán)境影響識(shí)別后，選取污染源以煤炭、礦石裝卸揚(yáng)塵和堆場(chǎng)揚(yáng)塵為主的作業(yè)區(qū)作為典型預(yù)測(cè)區(qū)，污染因子為TSP、PM10、PM2.5。以此為原則選取的典型預(yù)測(cè)作業(yè)區(qū)有：寶塔作業(yè)區(qū)、牛灣作業(yè)區(qū)、六景轉(zhuǎn)運(yùn)站作業(yè)區(qū)、新興村作業(yè)區(qū)、飛龍作業(yè)區(qū)及石村作業(yè)區(qū)。各典型預(yù)測(cè)作業(yè)區(qū)煤炭、礦石等易起塵散貨遠(yuǎn)期規(guī)劃吞吐量見(jiàn)表1。

2 預(yù)測(cè)方法和參數(shù)選擇

2.1 預(yù)測(cè)模型

ADMS（Atmospheric Dispersion Management System）模型是由英國(guó)劍橋環(huán)境研究公司（CERC）研制開(kāi)發(fā)的新一代穩(wěn)態(tài)大氣擴(kuò)散模式。ADMS模型作為一個(gè)可以綜合處理多類型污染源的系統(tǒng)，耦合了大氣邊界層和Monin-Obukhov長(zhǎng)度（由摩擦力速度和地表熱通量而定的長(zhǎng)度尺度）研究的最新進(jìn)展[3]，利用常規(guī)氣象要素定義邊界層結(jié)構(gòu)，同時(shí)考慮重力沉降、濕沉降、干沉降和建筑物下洗以及化學(xué)反應(yīng)等過(guò)程，可同步模擬數(shù)個(gè)不同空間分布的工業(yè)源和交通源。

2000年，該模型正式引入中國(guó)，在實(shí)際工作中被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域大氣擴(kuò)散模擬和預(yù)測(cè)中[4]。在實(shí)際應(yīng)用中，我國(guó)學(xué)者也對(duì)該模型進(jìn)行了大量的研究和分析，如對(duì)復(fù)雜山區(qū)地形預(yù)測(cè)結(jié)果的有效性分析[5]、城市道路大氣污染物擴(kuò)散的適用性研究[6]等。研究表明ADMS模型在污染物預(yù)測(cè)和模擬中能得到與實(shí)際值相對(duì)偏差較小的結(jié)果，預(yù)測(cè)模擬能力優(yōu)于其他模型[7]。

本次預(yù)測(cè)模型選用《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則 大氣環(huán)境》（HJ2.2-2018）附錄A推薦的進(jìn)一步預(yù)測(cè)模型中的ADMS模型。預(yù)測(cè)分析軟件選用英國(guó)劍橋環(huán)境研究公司（CERC）開(kāi)發(fā)的ADMS-環(huán)評(píng)（ADMS-EIA）大氣擴(kuò)散模型。

2.2 參數(shù)選擇

本文選取的進(jìn)一步預(yù)測(cè)模型ADMS所需的模型參數(shù)有氣象數(shù)據(jù)參數(shù)、地形數(shù)據(jù)參數(shù)、地表參數(shù)及污染源參數(shù)等。

2.2.1 氣象數(shù)據(jù)參數(shù)

根據(jù)選取的典型預(yù)測(cè)作業(yè)區(qū)分布較為分散的特點(diǎn)，為提高預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，收集了各作業(yè)區(qū)50 km范圍以內(nèi)氣象站點(diǎn)逐日逐次氣象數(shù)據(jù)，以滿足模型進(jìn)一步預(yù)測(cè)的氣象數(shù)據(jù)需求。氣象站及氣象要素信息詳見(jiàn)表2。

2.2.2 地形數(shù)據(jù)參數(shù)

本次預(yù)測(cè)地形數(shù)據(jù)采用由美國(guó)太空總署（NASA）和國(guó)防部國(guó)家測(cè)繪局（NIMA）于2000年聯(lián)合測(cè)量的SRTM3 V4.1數(shù)字地形高程（DEM），分辨率精度為90 m的數(shù)據(jù)。各典型預(yù)測(cè)作業(yè)區(qū)根據(jù)預(yù)測(cè)的范圍提取相應(yīng)的高程數(shù)據(jù)導(dǎo)入ADMS模型。

2.2.3 地表參數(shù)數(shù)據(jù)

地表粗糙度等地理數(shù)據(jù)參數(shù)，根據(jù)預(yù)測(cè)作業(yè)區(qū)實(shí)際情況選取ADMS模型中的推薦值。

2.2.4 污染源排放清單

2.3 坐標(biāo)系及網(wǎng)格設(shè)置

大氣預(yù)測(cè)網(wǎng)格坐標(biāo)系統(tǒng)一采用WGS1984經(jīng)緯度坐標(biāo)，平面投影坐標(biāo)采用WGS 1984 World Mercator。原則上以每個(gè)作業(yè)區(qū)作為預(yù)測(cè)單元分別進(jìn)行預(yù)測(cè)，采用等間距設(shè)置預(yù)測(cè)網(wǎng)格，間距按≤100 m進(jìn)行設(shè)置。

2.4 預(yù)測(cè)情景及預(yù)測(cè)內(nèi)容

《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則 大氣環(huán)境》（HJ2.2-2018）要求規(guī)劃環(huán)評(píng)預(yù)測(cè)在污染物正常排放情況下，評(píng)價(jià)區(qū)域疊加現(xiàn)狀濃度后環(huán)境空氣保護(hù)目標(biāo)和網(wǎng)格點(diǎn)主要污染物年平均濃度和保證率日平均質(zhì)量濃度的達(dá)標(biāo)情況，本次預(yù)測(cè)時(shí)段為規(guī)劃遠(yuǎn)期即2030年。參照廣西區(qū)內(nèi)一般散貨作業(yè)區(qū)情況，本次預(yù)測(cè)污染物正常排放情況為：作業(yè)區(qū)不設(shè)置防塵網(wǎng)，對(duì)堆場(chǎng)和裝卸區(qū)采取灑水降塵措施，煤炭粉塵含水率按7%、礦石粉塵含水率按6%進(jìn)行預(yù)測(cè)分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 預(yù)測(cè)結(jié)果

對(duì)各典型預(yù)測(cè)作業(yè)區(qū)進(jìn)行污染物擴(kuò)散模擬后，各作業(yè)區(qū)規(guī)劃遠(yuǎn)期最大落地濃度和周邊環(huán)境敏感保護(hù)目標(biāo)年均濃度、保證率日平均濃度預(yù)測(cè)值情況見(jiàn)下頁(yè)表4。

3.2 區(qū)域環(huán)境影響分析

根據(jù)各典型預(yù)測(cè)作業(yè)區(qū)網(wǎng)格點(diǎn)預(yù)測(cè)濃度值和區(qū)域濃度分布圖（如下頁(yè)圖1所示）分析可知：

（1）預(yù)測(cè)的典型作業(yè)區(qū)TSP和PM10最大落地濃度點(diǎn)的年均濃度均超標(biāo)，部分作業(yè)區(qū)（主要為飛龍作業(yè)區(qū)、石村作業(yè)區(qū)、寶塔作業(yè)區(qū)、新興作業(yè)區(qū)）TSP和PM10最大落地濃度點(diǎn)的保證率日均濃度也出現(xiàn)超標(biāo)情況;但結(jié)合濃度范圍分布圖，各預(yù)測(cè)作業(yè)區(qū)年均濃度和保證率日均濃度超標(biāo)范圍均不超出作業(yè)區(qū)廠界范圍。

（2）寶塔作業(yè)區(qū)、牛灣作業(yè)區(qū)PM2.5區(qū)域最大落地濃度點(diǎn)的年均濃度超標(biāo)，結(jié)合濃度范圍分布圖，上述兩處作業(yè)區(qū)超標(biāo)范圍均不超出作業(yè)區(qū)廠界范圍。

其余典型預(yù)測(cè)作業(yè)區(qū)PM2.5最大落地濃度點(diǎn)的年均濃度出現(xiàn)超標(biāo)情況，且至作業(yè)區(qū)廠界仍未達(dá)標(biāo)。這主要是由于規(guī)劃區(qū)PM2.5現(xiàn)狀年均濃度背景值已達(dá)標(biāo)準(zhǔn)限值（35 ug/m3），暫無(wú)余量容納新增污染源。但超標(biāo)作業(yè)區(qū)PM2.5最大落地濃度點(diǎn)的年均貢獻(xiàn)值占現(xiàn)狀濃度值（即標(biāo)準(zhǔn)值）的比例僅為16.8%～19.8%，作業(yè)區(qū)實(shí)施后其造成的污染物濃度貢獻(xiàn)值處于較低水平。

3.3 敏感保護(hù)目標(biāo)環(huán)境影響分析

根據(jù)對(duì)各典型預(yù)測(cè)作業(yè)區(qū)周邊環(huán)境敏感保護(hù)目標(biāo)濃度值預(yù)測(cè)結(jié)果可知：

（1）各典型預(yù)測(cè)作業(yè)區(qū)周邊敏感點(diǎn)TSP、PM10年均濃度和保證率日均濃度值均可達(dá)標(biāo)。

（2）新興村作業(yè)區(qū)和石村作業(yè)區(qū)部分敏感點(diǎn)PM2.5保證率日均濃度超標(biāo)，超標(biāo)率為12.3%～17.5%;六景港區(qū)和橫縣港區(qū)各作業(yè)區(qū)周邊敏感目標(biāo)的PM2.5年均濃度均出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象，超標(biāo)率為0.02%～101.6%，主要是由于現(xiàn)狀背景值已達(dá)或超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)限值。各作業(yè)區(qū)對(duì)周邊敏感目標(biāo)的PM2.5保證率日均濃度貢獻(xiàn)值僅0.1～0.25 ug/m3、年均濃度貢獻(xiàn)值僅為0.01～0.56 ug/m3，上述兩處作業(yè)區(qū)實(shí)施后對(duì)周邊敏感目標(biāo)的PM2.5污染預(yù)測(cè)貢獻(xiàn)影響很小。

3.4 環(huán)境影響預(yù)測(cè)小結(jié)

通過(guò)上述計(jì)算和分析可知，在達(dá)到南寧港規(guī)劃遠(yuǎn)期貨運(yùn)吞吐量時(shí)，一般氣象條件下，各典型預(yù)測(cè)作業(yè)區(qū)粉塵特征污染物TSP、PM10、PM2.5影響范圍主要集中在堆場(chǎng)周邊250～520 m范圍內(nèi)，以外區(qū)域污染物貢獻(xiàn)值則處于較低水平，在預(yù)測(cè)中出現(xiàn)超標(biāo)主要是由于現(xiàn)狀背景值已達(dá)或超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)限值。綜合考慮《廣西環(huán)境保護(hù)和生態(tài)建設(shè)“十三五”規(guī)劃》中對(duì)廣西各市、縣細(xì)顆粒物（PM2.5）年均濃度的削減要求及未來(lái)南寧市大氣污染行動(dòng)計(jì)劃的實(shí)施成果后，區(qū)域環(huán)境質(zhì)量將進(jìn)一步改善，則南寧港規(guī)劃作業(yè)區(qū)廠界外TSP、PM10、PM2.5年均濃度和保證率日均濃度值能滿足《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）的要求?？傮w而言，南寧港規(guī)劃實(shí)施后對(duì)周邊大氣環(huán)境的影響在可接受范圍內(nèi)，規(guī)劃布置從大氣環(huán)境角度來(lái)看總體合理。

4 結(jié)語(yǔ)

本文以南寧港總體規(guī)劃修編為例，在滿足模型預(yù)測(cè)需求的氣象、地形數(shù)據(jù)等參數(shù)支撐的基礎(chǔ)上，基于ADMS大氣預(yù)測(cè)模型對(duì)各散貨作業(yè)區(qū)大氣污染物的擴(kuò)散特征進(jìn)行預(yù)測(cè)模擬，評(píng)估了南寧港規(guī)劃實(shí)施后的大氣環(huán)境影響程度和規(guī)劃布置的環(huán)境合理性。但由于規(guī)劃本身的不確定性，如實(shí)施方案變化和區(qū)域環(huán)境改變等因素，都可能導(dǎo)致規(guī)劃作業(yè)區(qū)實(shí)施后的實(shí)際影響與規(guī)劃階段預(yù)測(cè)值偏差較大。因此，在實(shí)際工作中，隨著港口規(guī)劃的逐步實(shí)施，項(xiàng)目環(huán)評(píng)在明確實(shí)施方案、獲取區(qū)域環(huán)境質(zhì)量后的預(yù)測(cè)結(jié)果更符合實(shí)際情況，對(duì)于作業(yè)區(qū)布置的環(huán)境合理性和污染控制措施的提出具有參考價(jià)值。

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