城市给水排水新技术与市政工程生态核算

1 绪论：市政工程与气候变化

1．1 市政工程的生态影响

1．2 生态核算的主要内容

参考文献

2 市政污水厂的减排

2．1 市政污泥的碳汇价值及其利用前景

2．2 污泥碳源用于市政污水厂减排

2．3 污水厂硅氧烷来源及其对沼气技术的制约

2．4 德国污水厂减排设计实例

参考文献

3 垃圾热工艺处理中的生态考量与飞灰

3．1 德国不同垃圾热处理工艺的生态核算分析

3．2 焚烧工艺处理垃圾的模型

3．3 危废(飞灰)的处理

3．4 垃圾焚烧装置飞灰酸洗生态核算分析(瑞士)

3．5 二噁英对健康的危害以及残留物的消除方法

参考文献

4 欧洲市政与基础设施建设中的环境和生态要求

4．1 环评的法律基础：相关法律文件

4．2 基础设施建设及环保法律体系：欧盟法律与成员国法律的关系、欧洲司法法院

4．3 《欧盟环境影响评价导则》及其宗旨

4．4 《导则》的适用范围

4．5 《导则》中概念的定义

4．6 《导则》的豁免范围

4．7 《导则》规定的例外情况

4．8 欧盟执法保障要求

4．9 环评信息通报

4．10 环评期限与审批结果

4．11 必须进行环评的项目

4．12 施工和运营阶段的环保措施

4．13 政府失职情况下的补偿义务

4．14 法律条文有差异时的个人权利

4．15 生态影响评价的法律基础和“精神”

4．16 欧盟关于生物多样性的关切点

4．17 欧盟政策环境下将气候变化与生物多样性纳入环评中的必要性

4．18 基于LCA的生态核算

4．19 将气候变化和生物多样性与环评衔接：步骤化流程

4．20 识别环评中的气候变化与生物多样性因子

4．21 环评中涉及气候变化和生物多样性工作的难点

4．22 与气候变化和生物多样性有关的效应评价方法

4．23 环境和生态保护评价的例子

4．24 环境和生态保护评价的科学性与严肃性

参考文献

5 市政工程中的排放与生态核算——低碳市政的源头

5．1 绪论

5．2 生态核算的基础

5．3 环境IO分析

5．4 D产品的IO-SB

5．5 IO-LCI数据计算

5．6 验证生成的IO-LCI和P-LCI数据

参考文献

6 缓解与适应——气候变化背景下市政工程规划考虑

6．1 绪论

6．2 理论和概念

6．3 在区域科学层面上规划对气候变化的适应

6．4 地区适应气候变化的战略规划模型

6．5 地区适应气候变化战略的经验研究

6．6 结论

6．7 总结

参考文献2100433B

我们今天遇到的所有环境污染问题，均源于产业生态与自然生态间的不协调。环保事业发展到今天，已经不仅限于治理达标，而要从生态角度对生产生活行为作出评估。因此，对市政工程各个环节不同物质的排放进行核算是有必要的，因为任何人为排放都会影响地球生物圈和水圈的运行。《城市给水排水新技术与市政工程生态核算/市政工程创新建设系列丛书》讨论给排水新技术和生态核算的基本概念，可作为高等院校、科研院所及设计部门的参考书。

目录

序一

序二

前言

第1章　生态环境核算的缘起 1

1.1　环境经济核算与生态环境核算 1

1.2　基于生态热力学的生态环境核算理论基础 3

1.3　生态环境核算方法的国内外研究概览 5

1.3.1　能值核算理论的发展历程综述 5

1.3.2　自然生态系统能值核算相关研究概述 7

1.3.3　农业系统能值核算相关研究概述 8

1.3.4　生态工程和环境治理工程能值相关研究概述 8

1.3.5　区域生态经济系统能值核算相关研究概述 9

1.4　环境核算由浅绿走向深绿的原因 11

第2章　生态环境核算体系及方法学 14

2.1　生态环境核算基准近二十年的变迁 14

2.2　生态环境核算EmCF数据库构建 16

2.3　地球的可再生初级能值流 17

2.4　地球上可再生次级能值流 19

2.4.1　风能 19

2.4.2　降雨能 20

2.4.3　洋流能 21

2.5　地球可再生第三级能值流 21

2.5.1　波浪能 21

2.5.2　大陆径流地理势能 21

2.5.3　地表径流的化学能 22

2.6　水的能值转换率 22

2.7　放射性矿物 24

2.8　地壳矿物质能值转换率 25

2.8.1　单一元素矿石 25

2.8.2　多元素矿石 27

2.8.3　岩石聚合物的能值转换率 27

2.8.4　珊瑚礁能值转换率 27

2.8.5　海水中的矿物 28

2.9　大气气体 29

2.10　土地、生物质和土壤的能值转换率 30

2.10.1　土地使用 30

2.10.2　土地利用类型转变或占用 32

2.10.3　生物质 32

2.10.4　土壤有机碳 33

2.10.5　土壤 33

2.11　木材 34

2.12　化石燃料 35

2.12.1　泥煤 35

2.12.2　煤 36

2.12.3　油和天然气 38

2.12.4　氦 39

2.13　劳力 39

2.14　需要进一步讨论的几个问题 40

2.14.1　全球能值基准 40

2.14.2　可更新和不可更新 41

2.14.3　生物的能值转换率 41

2.14.4　土地占用的能值转换率 41

2.14.5　核物质 42

2.14.6　矿物质 42

2.14.7　大气气体 42

2.14.8　土地占用、现存生物量和木材收获的计算过程 42

2.14.9　水的计算过程 43

2.15　本章小结 45

第3章　基于生态环境核算的区域可持续性指标体系 46

3.1　面向可持续发展的城市代谢的热力学观 46

3.1.1　城市系统与可持续性 46

3.1.2　城市可持续发展问题的辩论 48

3.1.3　城市代谢和熵增原理 48

3.2　从人类中心论到生态中心论的环境伦理观的转移 51

3.3　区域可持续的时空分异研究 51

3.4　可持续指数与四种表征可持续性指标的相关性研究 61

3.5　本章小结与讨论 67

第4章　国家及省级区域系统代谢过程的生态环境核算 69

4.1　生态环境核算框架构建与改进 69

4.1.1　数据库框架概要 69

4.1.2　方法学与核算内容 70

4.2　数据来源、估算方式及能值转换率修正 71

4.2.1　可更新资源流 72

4.2.2　本地可更新资源流 74

4.2.3　本地不可再生的资源流 76

4.2.4　进口及出口资源流 79

4.2.5　省级基础数据的获取 80

4.3　能值指标体系及空间分析方法 81

4.4　中国省级区域系统生态环境核算结果 82

4.4.1　经济子系统生态环境核算指标比较分析 82

4.4.2　社会子系统生态环境核算指标比较分析 85

4.4.3　自然子系统生态环境核算指标比较分析 87

4.4.4　发展可持续性指标比较分析 88

4.5　中国省级区域生态环境核算空间区位分析 90

4.5.1　生态环境核算来源结构性指标 90

4.5.2　生态环境核算社会发展类指标 92

4.5.3　生态环境核算经济发展类指标 92

4.5.4　区域可持续发展水平综合评估 93

4.6　省级区域系统生态环境核算可持续性相关性分析 95

4.6.1　传统生态环境核算指标相关性分析 95

4.6.2　社会发展与生态环境核算指标相关性创新分析 95

4.7　本章小结 100

4.7.1　研究结论 100

4.7.2　研究展望 101

第5章　城市系统代谢过程的生态环境核算 102

5.1　城市代谢系统分析 102

5.2　城市系统的生态环境核算研究方法 103

5.2.1　基于能值的城市代谢模型图的绘制 103

5.2.2　城市代谢系统的绿色核算体系 104

5.3　北京市代谢系统生态环境核算结果分析 108

5.3.1　北京市基础能源资源流分析 108

5.3.2　北京市代谢系统能值核算与分析 108

5.4　本章小结与讨论 120

5.4.1　城市结构和效率的动态变化 121

5.4.2　城市代谢系统分析的多尺度嵌套 122

第6章　基于生态环境核算的城市生态环境影响评估 124

6.1　城市代谢与城市生态环境影响 124

6.1.1　耦合了科技、福祉和环境的评估体系 124

6.1.2　生态环境核算：一种不只是技术层面的方法 125

6.2　基于生态环境核算的城市生态环境影响评价方法 125

6.2.1　基于生态环境核算的环境影响评估模型 126

6.2.2　生态环境影响评价 128

6.2.3　环境影响修正后的生态环境核算指标 132

6.2.4　污染物的测定 133

6.3　基于生态环境核算的城市生态环境影响评价结果与讨论 134

6.3.1　城市不同代谢过程中的直接和间接流分析 136

6.3.2　修正后能值指标综合评价 141

6.4　本章小结 143

第7章　基于生态环境核算的城市健康评价和发展模式分析 145

7.1　城市健康与生态环境核算 145

7.2　基于生态环境核算的城市健康评价方法 147

7.2.1　城市健康指标选择 147

7.2.2　基于生态环境核算的城市生态系统健康指数 148

7.2.3　中国31个典型城市的健康程度测算 148

7.3　基于生态环境核算的城市健康及发展模式分析 152

7.3.1　城市聚类分析 152

7.3.2　中国城市健康程度空间结构分析 154

7.4　城市健康与环境经济要素关联性讨论 156

7.4.1　经济增长与环境绩效的协同分析 156

7.4.2　经济增长和城市生态系统健康 157

7.5　本章小结 158

第8章　城市生活用水系统的生态环境核算 160

8.1　城市生活用水供给过程 160

8.1.1　研究背景 160

8.1.2　城市生活用水供给研究进展 161

8.2　基于生态环境核算的城市生态用水系统模型构建 162

8.3　北京市原水开采、调配过程的生态环境核算 163

8.3.1　地表水源 164

8.3.2　地下水源 164

8.3.3　南水北调水源 164

8.3.4　海水淡化水源 171

8.4　城市生活用水原水处理生态环境核算 171

8.4.1　地表水 171

8.4.2　地下水 173

8.4.3　南水北调入京水 175

8.4.4　海水 177

8.4.5　多种生活用水取水方式环境影响比较分析 178

8.5　城市生活用水配水系统生态环境核算与综合评估 179

8.6　基于不同水源的供水过程优选分析 180

8.7　本章小结 183

第9章　城市生态系统服务功能的生态环境核算 185

9.1　生态服务功能的非货币量核算 185

9.2　我国的环境损害现状与生态服务功能核算需求 188

9.3　国内外城市雨洪利用与研究现状 191

9.3.1　国外城市雨洪利用现状 191

9.3.2　国内城市雨洪利用现状 192

9.3.3　国内外城市雨洪研究方法评述 193

9.4　城市尺度生态服务功能的生态环境核算方法 194

9.5　大连市海绵城市建设实践 196

9.5.1　大连市基本情况 196

9.5.2　大连市典型雨水收集系统模式构建 197

9.6　城市生态服务功能的生态环境核算结果分析 200

9.6.1　绿色屋顶 200

9.6.2　雨水引流浅沟 201

9.6.3　人工湿地 202

9.6.4　典型雨水收集系统服务功能价值评估 203

9.7　生态服务功能核算方法再思考 205

9.7.1　货币量与非货币量核算框架与方法学比较 205

9.7.2　核算方法的接口设计 210

9.8　本章小结 218

9.8.1　主要结论 218

9.8.2　政策与建议 219

第10章　城市产业系统的生态环境核算 221

10.1　城市产业系统生态环境核算框架 221

10.2　武夷山市产业特征分析 222

10.2.1　武夷山生态敏感性分析 222

10.2.2　武夷山市主要产业特征分析 225

10.3　武夷山市三种核心产业生态环境核算 227

10.3.1　武夷山市核心产业能值流核算 227

10.3.2　武夷山市主要产业生态经济评价 234

10.3.3　武夷山市产业经济效益和生态压力脱钩分析 238

10.4　本章小结 239

10.4.1　产业优化建议 239

10.4.2　研究结论 240

第11章　城市工业绿色发展与废物协同处置政策比选研究 242

11.1　城市工业绿色发展实践 242

11.2　废物协同处置研究方法 244

11.3　基于生命周期的4种污泥原料替代及协同处置分析评估 246

11.3.1　水泥原料替代和协同处置生产工艺 246

11.3.2　4 种污泥处理工艺情景设置 250

11.3.3　4 种污泥处理工艺物质流核算及环境影响分析 251

11.3.4　运输过程物质流核算及环境影响分析 258

11.3.5　结果讨论 259

11.4　4 种污泥协同处置方案的能值分析及比选 260

11.4.1　能值投入流分析 260

11.4.2　环境影响分析 267

11.4.3　能值指标分析 268

11.5　本章小结 270

第12章　生态环境核算的动力学机制及实践 272

12.1　系统演化模拟在生态环境核算中的运用 272

12.2　城市代谢系统的生态环境动态核算模型构建 273

12.3　城市代谢系统的生态环境动态核算单要素预测及分析 281

12.3.1　土地利用类型的变化 281

12.3.2　城市资产的变化 282

12.3.3　其他存量的变化 282

12.3.4　环境和经济损失 284

12.3.5　能值指标的变化 284

12.4　本章小结 285

第13章　基于生态环境核算的城市循环经济发展策略研究 287

13.1　循环经济的国内外实践与管理 287

13.1.1　循环经济的国内外实践 287

13.1.2　城市是循环经济的有效调控节点 289

13.1.3　协同管理是循环经济一体化管理的重要手段 290

13.2　循环经济发展研究的方法学及生态环境核算在管理方面的应用 291

13.2.1　城市循环经济量化分析研究进展 291

13.2.2　城市循环经济、运行体系与管理机制综述 293

13.2.3　城市能-水-食物耦合管理与循环经济 294

13.3　基于能-水-食物耦合的城市循环经济政策效果计算器（UCEC）开发 296

13.4　基于生态环境核算结果的城市生态调控模式分析 301

13.5　本章小结 304

第14章　基于数据不确定性的城市发展战略的最优路径选择 305

14.1　生态环境核算数据的敏感性分析 305

14.2　生态环境核算数据的标准化方法 305

14.3　结果计算与分析 306

14.4　本章小结 310

附录A　本书部分术语与简称 311

附录B　基于能值的生态系统服务价值计算方法 313

B.1　森林 314

B.1.1　土地利用类型简介 314

B.1.2　服务功能列表 315

B.1.3　基于能值的服务功能计算方法 317

B.1.4　说明1：其他森林类型未纳入研究对象的原因 320

B.1.5　说明2：相关参数与计算方法 320

B.2　湿地 326

B.2.1 　土地利用类型简介 326

B.2.2　服务功能列表 327

B.2.3　基于能值的服务功能计算方法 328

B.2.4　说明：相关参数与计算方法 331

B.3　农田 332

B.3.1　土地利用类型简介 332

B.3.2　服务功能列表 333

B.3.3　基于能值的服务功能计算方法 334

B.3.4　说明：相关参数与计算方法 337

B.4　草地 340

B.4.1　土地利用类型简介 340

B.4.2　服务功能列表 340

B.4.3　基于能值的服务功能计算方法 342

B.4.4　说明：相关参数与计算方法 345

B.5　荒漠 346

B.5.1　土地利用类型简介 346

B.5.2　服务功能列表 346

B.5.3　基于能值的服务功能计算方法 347

B.6　盐碱地 350

B.6.1　土地利用类型简介 351

B.6.2　服务功能列表 351

B.6.3　基于能值的服务功能计算方法 352

B.7　其他 355

B.7.1　土地利用类型简介 355

B.7.2　服务功能列表 356

B.7.3　基于能值的服务功能计算方法 358

附录C　基于GEB2016能值基准的常用资源的能值转换率 362

参考文献 373

索引 411 2100433B

《低碳生态视觉下的市政工程规划新技术》可供市政工程规划建设领域的科研人员、工程设计人员、施工管理、相关行政管理部门和公司企业人员及市政工程学科的学生参考。

本书研究并发展了能值分析方法，提出了能量视角的可持续发展观，修正了能值基准及方法学，建立了国家、省、城市多级核算框架及NEAD V2.0数据库，摸清生态家底；对城市代谢过程、城市健康水平、城市水系统、城市生态系统服务功能进行能值核算和评估；创新性地提出了覆盖废物流的城市生态过程能值模拟技术，突破了原能值方法无法覆盖废物流的瓶颈，弥补了原有技术对关键生态要素考虑不全的缺陷，开发了城市循环经济政策动态分析工具，实现了城市多种政策的耦合分析和调控。