基于环境承载力的城市环境规划理论与方法研究

摘要

随着改革开放的不断深入，城市化进程不断加快，人民生活水平稳步提高，但同时也伴生了不少环境问题，“经济空心化”现象愈发明显。环境管理作为城市环境建设和保护的重要策略，指导着城市经济、社会、资源与环境的协调发展，同时，城市又是直接落实国家环境管理政策的重要单元之一。城市环境规划作为城市环境管理的主要手段，能为城市可持续发展提供科学依据和可靠建议。以城市为研究单位，做好城市环境规划，对城市环境保护和可持续能力建设，乃至我国整体的可持续发展都十分必要，具有重要的现实意义和战略意义。
　　 论文针对我国环境规划的现状和存在的问题，深入探讨了城市环境规划的一个重要理论基础，即城市环境承载力理论。提出基于城市环境承载力的城市环境规划的理论与方法，希望得到以下三个创新：①从系统动力学角度对城市环境承载力的结构、功能、影响因素、指标体系等进行了量化分析；结合规划案例研究，探讨了以综合环境承载力分析为基础和贯穿的城市环境规划技术思路的应用。②利用地理信息系统和系统动力学的集成方法对城市资源-环境-经济-社会系统的可持续能力进行动态评价，建立了系统动力学规划模型，并根据模型最优解提出城市土地资源利用/配置方法以及相关宏观环境规划策略。③提出颗粒物、SO2容量总量控制技术思路和总量控制/治理方案；颗粒物开放源污染控制规划方法。并将上述技术思路与方法在研究实例中验证应用。
　　 全文共八章，整体上分为基础理论研究部分和实例应用部分。基础理论研究部分主要包括论文的第一章至第七章，第八章为实验研究，具体地：
　　 第一章在系统总结了环境承载力和环境规划的概念、内容及研究进展的基础上，阐述了环境承载力与环境规划的关系，城市环境规划的必要性。接着针对当前研究中存在的问题，提出了本文的定位，并概述了论文的研究内容和基本框架。
　　 第二章深入研究了城市环境承载力。详细分析了城市环境承载力的内涵、特征、结构与功能、影响因素、指标体系框架等。以系统动力学方法为突破对其进行了量化分析；
　　 第三章讨论了城市宏观环境规划。针对我国现阶段城市发展的特点，以可持续发展为宗旨，将生态足迹分析预测、土地适宜性分析、可持续发展能力分析以及城市能流分析、城市水流分析和城市物质流分析为基础，得到城市环境承载力，同时用GIS和系统动力学集成方法进行REES系统的动态分析，在此基础上进行宏观环境规划，提出城市土地利用与宏观配置方法、污染总量宏观控制、产业结构及布局策略、能源结构调整策略和循环经济发展策略。
　　 第四章在大气污染扩散和浓度场模拟的总量控制的基础上，将城市空气颗粒物来源解析技术应用于大气环境承载力和大气环境规划中，详细分析了各类污染来源对环境空气污染贡献模拟。提出了颗粒物开放源污染控制规划、颗粒物容量总量控制和治理方案、SO2总量控制和治理方案和环境空气质量达标宏观策略。
　　 第五章为城市水环境规划，以水安全、水健康、水景观、水文化、水经济“五位一体”为规划思路，进行水资源优化配置建模、水环境规划多目标规划，提出减少污染物排放负荷和提高或充分利用水体纳污能力的水环境规划的技术措施。
　　 第六章为城市固体废弃物整治规划，基于循环经济模式，在城市固废多级物流系统下，利用不确定性多目标规划方法提出城市固体废弃物循环利用思路和综合整治方案；
　　 第七章为生态建设与保护规划，在生态环境发展与演变分析基础上，以城市绿色空间生态服务功能评价为指导，进行城市生态保育规划、景观生态建设规划、城市水土保持规划和生态恢复与建设示范工程及优先发展项目规划。
　　 第八章是实践应用部分。运用各章所述的理论、方法和技术路线，进行了三门峡城市环境保护规划。基于城市环境承载力优化的环境规划决策，设计了三种不同的情景，分析了三门峡市未来发展的态势，并提出了三门峡可持续发展的环境保护和产业发展调控对策。本文研究发展和补充了城市的环境建设问题和环境规划的理论，并借助一些新的方法和技术，这无疑为城市环境规划提供了一种途径和方法，为三门峡的环境规划及总体发展规划的制定提供理论依据和基础数据，同时也为建立我国城市可持续发展的环境规划提供技术借鉴和应用示范。

目录

文摘

英文文摘

第一章 引言

第一节 选题意义与研究思路

1.1.1 选题背景

1.1.2 研究思路与技术路线

第二节 国内外研究进展

1.2.1 承载力发展的总体趋势

1.2.2 资源与环境承载力

1.2.3 生态系统承载力

1.2.4 主要研究方法与不足

第三节 城市环境规划概述

1.3.1 尺度与内容

1.3.2 方案的生成和优化

1.3.3 我国环境规划存在的问题

第四节 环境承载力与环境规划的关系

第二章 城市环境承载力研究

第一节 城市环境承载力理论基础与特征

2.1.1 城市环境承载力的理论基础

2.1.2 城市环境承载力的特征

第二节 城市环境承载力的结构功能及影响因素

2.2.1 城市环境承载力的结构

2.2.2 城市环境承载力的功能

2.2.3 影响城市环境承载力的主要因素

第三节 城市环境承载力的指标体系框架及量化

2.3.1 指标体系建立原则和筛选方法

2.3.2 指标体系结构及框架

2.3.3 城市环境承载力的量化

第四节 城市环境承载力的系统动力学分析

2.4.1 系统动力学的主要特性

2.4.2 用于城市承载力的系统动力学模型

第三章 基于城市环境承载力的宏观环境规划

第一节 城市土地利用与宏观配置

3.1.1 生态足迹预测

3.1.2 城市用地规模调控

3.1.3 城市发展土地空间布局优化

第二节 可持续发展能力分析

3.2.1 资源-环境-经济-社会系统之间的相互关系

3.2.2 REES系统分析评价一般方法

3.2.3 基于GIS的城市REES联合评价模型

第三节 城市宏观环境规划

3.3.1 城市能流、水流与物质流分析

3.3.2 IMOMIP模型及算法研究

3.3.3 城市宏观环境规划的IMOMIP模型

3.3.4 城市环境功能分区

3.3.5 城市环境污染总量宏观控制

3.3.6 城市产业结构及布局策略

3.3.7 能源结构调整策略

3.3.8 循环经济发展策略

第四章 基于大气环境容量的大气环境规划

第一节 空气环境现状及主要污染问题分析

第二节 大气环境容量估算

第三节 城市大气环境功能区划

4.3.1 大气环境功能区划的目的

4.3.2 大气环境功能区的划分方法

第四节 大气污染物总量控制与污染控制

4.4.1 主要污染物扩散模型的建立和浓度场模拟

4.4.2 燃煤型源的燃煤量及排污量测算与分析

4.4.3 各类燃煤源现状贡献模拟

4.4.4 二次粒子的影响

4.4.5 颗粒物容量总量控制方案

4.4.6 机动车尾气尘的污染控制措施

第五节 颗粒物开放源污染控制研究

4.5.1 颗粒物开放源

4.5.2 开放源污染评估

4.5.3 开放源类治理方案

4.5.4 开放源控制环境效益的评估

第五章 基于水环境承载力的水环境规划

第一节 城市水环境规划总论

5.1.1 水环境规划的内容

5.1.2 水环境规划的类型与层次

第二节 水环境现状与发展趋势分析

5.2.1 水资源供需平衡分析

5.2.2 水环境质量系统评价

第三节 城市水环境承载力与总量控制

5.3.1 城市水环境承载力

5.3.2 水污染总量控制

第四节 城市水环境区划与控制单元

5.4.1 城市水环境功能分区

5.4.2 水污染控制单元

第五节 水资源优化配置多目标规划

5.5.1 城市水资源优化配置的思路

5.5.2 水资源优化配置模型的建立

5.5.3 用水效益系数的确定

第六节 水环境规划的技术措施

5.6.1 减少污染物排放负荷

5.6.2 提高或充分利用水体纳污能力

第六章 基于多级物流系统的固体废弃物整治利用规划

第一节 循环经济模式下城市固体废物多级物流系统

6.1.1 以循环经济理念解决城市固体废弃物策略

6.1.2 多级循环物流体系的分类

第二节 城市固体废弃物物流系统优化模型

6.2.1 模型结构

6.2.2 城市垃圾规划体系模型

6.2.3 城市固体废物循环利用体系

第七章 基于生态承载力的生态建设规划

第一节 城市生态环境现状分析评价与预测

7.1.1 城市生态现状调查

7.1.2 生态环境分析

7.1.3 生态建设现状评价

7.1.4 城市绿色空间生态服务功能价值评估

第二节 生态环境功能区划

7.2.1 城市生态功能区划的原理

7.2.2 城市生态功能区划的依据

7.2.3 城市生态功能区划方法

第三节 生态环境保育规划

7.3.1 自然保留地保护规划

7.3.2 水域生态保育规划

7.3.3 生物多样性保育规划

7.3.4 农田生态保育规划

第四节 景观生态建设规划

7.4.1 建立和完善城郊一体化区域生态绿地系统

7.4.2 绿色生态廊道规划

第五节 城市水土保持规划

第八章 研究案例--三门峡城市环境规划概述

第一节 三门峡城市概况

8.1.1 自然地理概况

8.1.2 社会经济发展概况

8.1.3 环境质量概况

第二节 三门峡城市宏观环境规划

8.2.1 城市发展土地空间布局优化

8.2.2 可持续发展能力分析

8.2.3 城市环境承载力

8.2.4 宏观环境保护战略

第三节 三门峡城市大气环境规划

8.3.1 规划目标

8.3.2 污染物浓度贡献模拟结果

8.3.3 SO2达标规划

8.3.4 可吸入颗粒物达标规划

第四节 三门峡城市水环境规划

8.4.1 规划目标

8.4.2 水环境质量现状及主要问题

8.4.3 水资源开发利用和保护规划

8.4.4 水环境达标规划

8.4.5 三门峡市城市污水处理设施建设及运营管理的融资策略

8.4.6 水污染综合防治规划

第五节 三门峡城市固体废弃物整治规划

8.5.1 规划目标

8.5.2 固体废物污染控制方案

第六节 三门峡城市生态建设与保护规划

8.6.1 生态功能区划

8.6.2 生态环境保育规划

8.6.3 景观生态建设规划

8.6.4 区域水土保持规划

8.6.5 生态恢复与建设典型示范工程及优先发展项目

第九章 结论与不足

第一节 主要结论与创新点

9.1.1 主要结论

9.1.2 创新点

第二节 不足之处

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果