邢台市空间布局对雾霾形成影响分析

邢台市空间布局对雾霾形成影响分析

吴少平

中国城市建设研究院有限公司天津分院天津300192

摘要：邢台市是冀中南先进的制造业基地和物流枢纽，近年来空气环境呈断崖式恶化。本论文对雾霾形成原因进行了充分的分析，研究了空间布局对雾霾防治的影响，通过计算机软件情景模拟，基于PM2.5浓度变化的污染企业搬迁模型，分析了工业布局对区域空气质量的影响；研究认为：雾霾的防治和空气质量的提升不能仅仅依靠小范围空间布局控制来完成，需要在更大空间区域进行统筹考虑。为了缓解雾状况，依托城市周边及内部的山系、水系、道路等要素，结合风的自然走向，规划形成“6+8”两级通风廊道体系，以此提升城市通风能力，降低雾霾影响。城市空间布局的优化，通风廊的建设，对于缓解邢台中心城区雾霾状况具有重要意义。

关键词：环境污染；雾霾；城市规划；通风廊道；企业搬迁

1背景及意义

近年来我国的许多城市都遭到了雾霾的侵袭，在当前多地频现重度雾霾的背景下，雾霾引起的空气质量问题越来越被政府与民众关注。

通过对邢台市环保局2010年—2016年环境质量公报整理并分析处理得出二氧化硫、二氧化氮年平均浓度值的变化曲线如下图1和图2：

图1二氧化硫年平均浓度值年际变化

图2二氧化氮年平均浓度值年际变化

SO2和NO2浓度年均值2010-2012年均低于国家环境空气质量二级标准，空气质量较好；2013年SO2和NO2均严重超标，空气质量显著恶化；2014-2016年年，SO2浓度年均值明显好转，NO2浓度年均值2014年明显好转外，2015年和2016年明显上升趋势，但整体空气质量状况仍不容乐观。

根据相关文献数据整理，2013-2016年，在邢台各部门对邢台市PM2.5贡献率中，工业污染源和民用燃烧污染源对邢台市的贡献率明显高于其他3个部门（如电厂污染源，民用非燃烧污染源和交通污染源）。从总的贡献情况来看，邢台地区PM2.5浓度受电厂污染源，民用非燃烧污染源和交通污染源的影响较小，贡献率分别为0.5%～2.5%，0.4%～0.9%，2.0%～2.3%。贡献率较大的为工业污染源和民用燃烧污染源，贡献率分别为28.1%～35.4%，29.1%～31.8%。由此可见，在邢台市雾霾天气的形成中，民用燃烧污染源和工业污染源起着主要作用。而在未来的城市发展建设过程中，交通污染在雾霾贡献率中所占的比例将逐渐增加。

2空间布局对雾霾防治的影响

气象条件对城市选址、土地利用、建筑布局有着非常重要的影响。同时，城市布局及空间环境也反作用于大气环境，影响局部地区的大气环境。由工业用地、绿地公园、路网密度、交通等各个测度指标组成的土地利用、城市密度和交通布局等三个城市形态要素可以对空气污染源或污染形成过程产生直接或者间接的影响。在城市背景下研究污染物排放和扩散过程十分重要，消除交通拥挤、优化用地布局、合理控制城市密度可提高能源利用率，对环境影响意义深远。

图3中国城市形态对空气质量的影响

（1）土地利用方面——混合使用优于生硬分区

相较于对用地进行生硬分区，提倡土地混合利用和多样化开发，改变基于单一功能的分区制，提倡土地的混合利用，可以缩短居住与就业、居住与日常娱乐的距离，减少长距离交通出行，实现就业—居住—休闲娱乐平衡；加强低效用地再开发以及空置建筑的修缮再利用，在提升城市容量的同时充分利用已有基础设施和服务设施并提升可达性的有益措施，促进城市碳减排，对雾霾防治有非常积极的作用。

（2）城市结构方面——多中心组团式优于单中心集中式

在20世纪90年代的新城市主义思潮影响下，很多研究结论认为紧凑而单中心的城市形态可以有效缩短通勤距离、减少能源消耗。经过多年发展实践及经验总结，研究逐步开始认为，紧凑的多中心城市形态才是最为环境友好的。

对于中国来说，建立合理的多中心组团式城市结构是控制城市建设的无序扩张及其所导致的职住分离与可达性降低等问题的有效手段。城市的蔓延式开发破坏了紧凑且低碳的邻里结构，激发了长距离的机动车出行需求，不利于雾霾的防治。理想的城市结构模式是建立成体系的多中心组团，并在各居住组团内布置居住、就业和休闲娱乐等主要功能，进行土地混合利用，实现组团内的就业—居住—休闲娱乐平衡，避免长距离出行，并在各居住组团之间，安排绿地限制组团的无限发展。

（3）城市密度方面——适当高密度优于低密度

国内外研究表明，无序的低密度蔓延式开发不利于环境品质提升，会导致城市建设的无序扩张及其所导致的职住分离与可达性降低，从而破坏了紧凑且低碳的邻里结构，激发了长距离的机动车出行需求，拉大居民的通勤距离，导致居民的高碳出行模式，是导致雾霾的主要原因之一；但是，人口过于越稠密、就业过于集中的开发模式，会使局部区域内能源消耗量高、破坏周围生态环境，也会对空气质量造成严重污染。

所以，提倡合理密集的开发模式，控制城市蔓延居住密度可以通过明确土地开发的密度区间，控制地块规模，并通过土地混合利用和公交导向型开发项目等规划措施来实现对建筑密度和人口密度的间接控制，从而对雾霾防治起到积极的作用。

（4）交通布局方面——有效结合土地利用和布局

国内外有大量的对于道路长度、路网密度、交通模式选择等对能源消耗和气体排放的影响的研究，例如，在道路长度方面以澳大利亚佩斯市为例的研究发现，扩建道路会引发更多的能源消耗；在道路网密度方面的研究发现，针对城市交通主要依赖小汽车而非公交系统的条件下，不同路网密度模拟出来的能源消耗和排放并无显著差别；而在交通模式选择上，Barton（1992）以英国布里斯托为例的发现表明，轨道交通的建设可以增加18%的公交使用率，并将30%的传统公共交通乘客转移到轨道交通系统中，这会相应降低大约5%的小汽车出行。

这些研究表明，就交通因素本身来说，无论是控制道路长度、增加路网密度还是增加公交供给，这些规划措施本身并不能有效减少尾气排放，只有有效结合土地利用和空间布局，才能达到控制尾气排放，提升空气品质的目标，有效控制雾霾的形成。

2.2工业布局对区域空气质量影响情景模拟

（1）情景1：搬迁部分小型、污染较重企业

搬迁部分小型、污染较重企业，部分企业仍然保留在原地。

部分企业搬迁至巨鹿县、威县后，中心城区西部污染消除，但东部仍受到一定影响。企业搬迁至清河县、宁普县，中心城区污染减轻，PM2.5浓度满足环境质量标准。

3降低雾霾影响对策

邢台市在区功能区划上，存在工业区与生活区布置混杂问题，且主要污染企业多数处在城市上风向，缺乏通风廊道和生态隔离措施，导致污染气体无法及时得到疏散和净化。

3.1通风廊道建设

结合现状邢台市实际情况，以生态空间保护为前置条件，强化生态文明建设，对建筑物的密度和高度控制留出空间，对开发建设进行有效控制。规划形成“6+8”两级廊道体系，提升城市通风能力，降低雾霾影响。

一级通风廊道：贯穿整个中心城区，为保证风流畅通，尽量以南北向为城市主导风，作为城市风道体系的主要组成部分，宽度控制150-1500米，根据现状风环境情况，中心城区共规划布置了4条南北向通风廊道，2条东西向通风廊道。依托河流及两侧绿化开敞空间规划南水北调通风廊道（滨江路以西，银河路以东区域）控制宽度不小于450米；沿区域性交通通道控制一定的开敞空间，规划京广铁路通风廊路道（小黄河路与车站路区域）控制宽度不小于150米；高速铁路通风廊道（东华路与振兴一路区域）控制宽度不小于1500米；沿重大市政设施控制一定的开敞空间，规划东环城公路通风廊道（东环城公路以东区域）控制宽度不小于1000米。

二级通风廊道：主要沿主要干道及两侧公共绿地，宽度为不小于80米，共布局了8条，分别为太行路、钢铁路、开元路、襄都路、永安路、心河路、邢州大道、新兴大街。

3.2通风廊道控制

为了保障风廊的通风效率，从宽度、开敞空间、相邻界面、建筑4个方面，对城市通风廊道进行控制。

（1）宽度，宽度是实现廊道通风的基础。严格控制一级通风廊道，宽度控制不小于150-1500米；二级通风廊道，宽度控制不小于80米。

（2）开敞空间，严格控制廊道开敞空间内建、构筑物的高度、数量、密度，以广场和绿化为主，便于通风。

（3）建筑，建议一级通风廊道内建设用地的建筑密度不大于25%，阻风率不大于0.6；二级通风廊道内建设用地的建筑密度不大于30%，阻风率不大于0.7。

（4）相邻界面，建议控制位于风廊两侧建设用地的建筑高度与宽度，其中一级通风廊道两侧建筑的平均高度不大于风廊宽度的一半，开放度应不小于40%；二级通风廊道两侧建筑的平均高度不大于风廊宽度，开放度应不小于30%。

4.结论

邢台市是冀中南先进的制造业基地和物流枢纽，近年来空气环境呈断崖式恶化。本论文对雾霾形成原因进行了充分的分析，研究了空间布局对雾霾防治的影响，通过计算机软件情景模拟分析了工业布局对区域空气质量的影响；研究认为：雾霾的防治和空气质量的提升不能仅仅依靠小范围空间布局控制来完成，需要在更大空间区域进行统筹考虑。进一步缓解雾状况，依托城市周边及内部的山系、水系、道路等要素，结合风的自然走向，规划形成“6+8”两级通风廊道体系，以此提升城市通风能力，降低雾霾影响。以上规划和设计对于缓解邢台中心城区雾霾状况具有重要意义。