大氣環境監測設計方案精選(九篇)

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第1篇：大氣環境監測設計方案范文

關鍵詞：無線傳感器網絡；考古發掘現場；環境監測

中圖分類號：K879.21 文獻標識碼：A 文章編號：1000-4106（2013）01-0113-07

引 言

我國是文化遺產大國，地下文物數量巨大，分布廣泛，埋藏環境復雜，文物保存環境差異明顯，保護難度大。盡管近30年來隨 著我國經濟的不斷發展，科技水平有了很大的提高，但是文物發掘保護手段的發展依然滯后于社會經濟發展和學科需求[1]。

文物經過處于地下一段時間后，埋藏環境漸趨于穩定，文物也處于相對的動態平衡之中。隨著考古發掘工作的進行，文物已形成的固有平衡被破壞，所處環境的溫濕度、光輻射、氧氣等因素突變，極易導致文物的毀壞，加之出土后文物所處環境條件的反復波動，加快了破壞反應的進程。同時文物內部也存在肉眼看不見的細微變化，緩慢地影響著文物的保存狀況，如遺址土壤內部的溫濕度、含水率等。全面而準確地了解文物實時變化，有利于對文物實施精確的保護措施。除此之外，大型不可移動文物，如壁畫等，在發掘及存放過程中也會出現空鼓、起甲等現象，而這類病害的發展過程緩慢，無法使用人工進行長時間連續監測。全面了解文物存放環境的長期變化狀態也有助于采取相應的調控措施，將文物的損害發展過程延長至極限。因此對考古發掘現場動態環境進行實時監測，以制訂相應的出土文物保護策略是考古發掘的重要工作之一。通過環境監測精確掌握文物埋藏環境參數，為后期文物保護環境的控制提供最佳保存環境的參數依據。

目前考古發掘現場缺乏實時性強的在線監測系統。如果使用有線方式將多個傳感器連接起來，通過有線網絡將數據傳送至終端進行環境狀態監測，則布線工作復雜、工作量大。尤其當發掘工作深入開展，場地發生變化時，需要重新部署網絡，人力物力投入量大，很大程度上增加了考古發掘現場文物保護的難度和成本。

相比有線網絡，無線傳感器網絡[2，3]能夠避免有線網絡的上述缺點，且傳感器節點具有價格低廉、部署方便、實時性好、集成化程度高、具有自組織等特性。而且根據傳感器種類的不同還能夠針對考古發掘現場的各類參數進行實時監測。通常使用的傳感器除針對溫度、濕度、光照、降塵和有害氣體進行實時監測的溫濕度、光照紫外線及二氧化碳、二氧化硫傳感器，還有實時監測土遺址裂隙發展狀況的裂隙監測傳感器、傾角傳感器等（圖1）。

通過對考古發掘現場綜合環境動態監測并建立相應的參數數據庫，不僅能夠從大量的數據中揭示其變化規律，為后期文物保護環境的控制提供最佳保存環境的參數依據，能夠對發掘現場環境進行實時監控，還可為遺址類文物的保護加固提供基礎數據，必要時能夠起到及時的預警作用。通過對實時數據庫的綜合采集、挖掘和分析估計，最終實現對考古發掘現場的有效控制，達到提高效率、降低成本、減少損害、節省資源的目的。

一 無線傳感器節點結構設計

1.1 節點硬件結構設計

如圖2所示，無線傳感器節點的硬件設計采用模塊化設計思想，支持多種不同總線傳感器的分立式結構，不僅可方便支持多種不同總線傳感器，更可避免傳統的一體化設計中傳感器驅動電路在傳感節點睡眠狀態下的漏電流問題，從而降低了睡眠狀態下的功耗，大大延長了無線傳感網絡中傳感節點的壽命。節點主要由三個模塊構成：電源模塊、傳感器模塊、處理及傳輸模塊。

電源模塊采用2塊3.6V的鋰電池供電。

傳感器模塊采用多種類型傳感器，如溫濕度傳感器、土壤溫度傳感器、土壤含水量傳感器、二氧化碳傳感器、光照傳感器等。以溫濕度傳感器為例，節點采用數字溫濕度傳感器SHT15[4]通過無線網絡對監測區域內溫度和濕度進行數據采集，具有極高的安全性、可靠性和穩定性。與同系列的溫濕度傳感器SHT11相比，SHT15具有更優越的性能，其供電電壓為2.4-5.5V，測濕精確度為±2.0%RH，在溫度為25℃時測量精度為±0.3℃，封裝形式采用了SMD（LCC）貼片封裝。

處理及傳輸模塊由TI公司的CC430F5137單片機[5]組成，用于處理及傳輸傳感器采集到的數據。CC430F517是TI公司MSP430F5xx系列的MCU與低功耗RF收發器相結合的產品，可以實現極低電池供電的無線網絡應用，具有很強的穩定性和可靠性。CC430 F5137為16位超低功耗MCU，具有16KB閃存、AES-128位加密、2KB RAM和CC1101射頻收發器，其工作電壓為1.8-3.6V，工作頻率為433MHz，正常工作模式下耗電電流為160μA/MHz。

1.2 節點軟件結構設計

無線傳感器節點內采用了元智公司自主知識產權的、專門面向無線傳感網絡的、層次化的、可動態改變內核的實時嵌入式操作系統WiseZ。與傳統無線傳感網絡操作系統相比較，使用層次化的設計更有利于提高操作系統的運行效率、減小系統尺寸和增強跨平臺特性；較傳統無線傳感網絡操作系統，可動態改變的內核使操作系統的適用性更強，柔性更好。

二 系統體系結構設計

如圖3所示，考古發掘現場（以下簡稱發掘現場）動態監測系統由發掘現場動態環境監測系統和發掘現場無線實時監測平臺兩部分組成。

2.1 發掘現場無線實時監測平臺

發掘現場無線實時監測平臺的作用是為發掘現場監測子系統提供實時的數據支持，由發掘現場硬件平臺和發掘現場軟件平臺兩個部分組成。

發掘現場無線實時監測硬件平臺由傳感器節點、中繼節點和網關三個部分組成：布置在現場的數據采集節點負責采集實時環境數據（如大氣溫濕度、光照強度、降塵和有害氣體等），按照一定的路由規則將數據發送至通信范圍內的父節點，然后通過中繼節點的相互中繼，將數據不斷轉發直至到達網關節點。網關節點通過遠程通信方式，如衛星通信、Internet、GPRS等手段，將數據傳送至遠程客戶終端。其中各個數據采集節點和中繼節點根據RSSI（接收信號強度指示）和跳數來選擇合適的中繼節點作為父節點，并以此在數據采集節點和中繼節點間建立簇內星狀網絡拓撲結構，中繼節點之間則根據RSSI值建立樹狀網絡拓撲結構。每個傳感器節點和中繼節點在上電后自動加入網絡，并定期將采集到的數據沿最優路由方向傳送至網關。

發掘現場實時監測軟件平臺則由中間件、數據庫和數據采集接口三個部分組成。數據采集接口將接收到的實時監測數據存入數據庫中，中間件的作用則是將數據庫中保存的監測數據取出，并提供給用戶和子系統。

2.2 發掘現場環境監測系統

由于監測系統需要對發掘現場的內外環境同時進行監測，因此發掘現場監測子系統由環境監測子系統和氣象監測子系統組成。

環境系統檢測子系統主要是針對文物所處環境參數，如大氣溫度、大氣相對濕度、土壤溫度、土壤水分含量、文物表面溫度、文物表面濕度、大氣二氧化碳濃度、有機揮發物總量等參數進行監測。

氣象監測子系統主要是針對發掘現場所處小環境的氣象參數，如光照度、紫外線強度、風速、風向、降雨量等參數的實時監測。

監測系統的目的在于對文物所處環境的各種參數進行數據挖掘整理，精確掌握文物埋藏的環境參數，實現對出土文物在第一時間的檢測分析以及文物出土環境參數的采集，建立環境參數歷史數據庫，為文物預防性保護提供技術支撐，并為文物保護措施的制訂提供科學依據。

三 案例研究

3.1 鳳棲原文物保存環境監測數據分析

鳳棲原張安世墓葬遺址屬于西漢宣帝時期的重臣、被封富平侯的大司馬將軍張安世。張安世在西漢的地位舉足輕重，其墓葬的出土文物進一步證實了這一點，出土的很多隨葬品都屬于西漢皇帝御賜物件。

根據發掘現場實際狀況及需要，目前已部署七個監測點，監測時段大約在八個月左右，監測點部署圖如下（圖4）。

數據記錄及分析

3月份期間，鳳棲原張安世墓葬遺址氣象站監測數據存在較大波動（圖5）。其中3月19日-3月21日期間，環境溫度基本保持在4℃左右，環境濕度基本保持在100%，波動均不大，光照變化范圍也縮減至0-2000lx之間。結合當時的天氣變化，3月天氣剛剛由寒轉暖，氣候變化較頻繁，3月19日-3月21日是降雨天氣，持續陰天，光照度較低，導致空氣中水分蒸發較少。3月22日停止降水后，光照開始恢復，環境濕度逐漸下降，氣溫也逐漸回升（因水分揮發緩慢，恢復的較為遲緩）。總體來看，3月份氣象站的大氣溫度變化為0℃到23℃之間，大氣濕度在16%到75%之間，每天的照度變化最大范圍0lx到8500lx內，氣象站數據與環境數值較一致，溫度、濕度、光照度也保持合理的變化趨勢。環境變化正常，期間出現的特殊變化，多是天氣變化引起的。

查看這一段時間82號監測點的土壤溫度和含水量的變化，遺址坑內的土壤溫度和土壤水分含量變化波動較大（圖6），其中3月19日-3月21日土壤水分含量逐漸升高（由4.34%上升至4.65%），土壤溫度也隨之逐漸降低（由10.5℃下降至5℃）。結合氣象站的監測結果看，3月天氣變化頻繁，3月19日-3月21日為降雨天氣，室內土壤雖然不直接受到降雨給監測數據帶來的驟然變化，但由于受到外界土壤水分的滲透作用，土壤溫度和水分含量也隨之以相同的趨勢逐漸變化。3月22日停止降水后，土壤水分含量逐漸下降，土壤溫度也逐漸回升。總體來看，土壤溫度在5.2℃到13℃范圍之間、土壤含水在4.3%到4.65%范圍之間保持著較為穩定的變化，并且二者保持相符的變化趨勢。期間出現的特殊變化，多是天氣變化引起的（可查看氣象站數據變化）。

查看這一段時間90號監測點的大氣溫濕度變化，3月期間遺址環境的大氣溫濕度波動較大（圖7）。其中3月19日-3月21日，大氣溫度由10℃驟降至1℃，大氣濕度由41%驟升至98%，變化顯著。結合氣象站的監測結果看，3月19日-3月21日為降雨天氣，大氣溫濕度受到直接影響帶來的突然變化。3月22日停止降水后，大氣溫度逐漸回升，大氣濕度也逐漸回落，監測點數據準確反映了監測區域的環境變化。總體來看，大氣環境溫度在1℃到22℃范圍內、大氣環境濕度在20%-98% 范圍內保持著穩定的變化，并且二者保持相符的變化趨勢。期間出現的特殊變化，多是天氣變化引起的（可查看氣象站數據變化）。

查看這一段時間92號監測點的大氣溫濕度變化，3月期間遺址環境的大氣溫濕度波動較大（圖8）。其中3月19日-3月21日，大氣溫度由10℃驟降至0℃，大氣濕度由50%驟升至100%，變化顯著。結合氣象站的監測結果看，3月19日-3月21日為降雨天氣，大氣溫濕度受到直接影響導致突然變化。3月22日停止降水后，大氣溫度逐漸回升，大氣濕度也逐漸回落，監測點數據準確反映了監測區域的環境變化。總體來看，大氣環境溫度在0℃到22.5℃范圍內、大氣環境濕度在20%-100%范圍內保持著穩定的變化，并且二者保持相符的變化趨勢。期間出現的特殊變化，多是天氣變化引起的（可查看氣象站數據變化）。

總結對比4個監測點的數據變化，監測點的傳感量數據變化和環境變化保持一致，并且與當時的天氣環境較一致，說明數據正確反映了監測區域的環境變化。

3.2 高陵張棟家族墓文物保存環境監測數據分析

2011年陜西考古研究院專家在高陵縣涇河工業園發現一處罕見的完整明代家族墓園。據墓志記載，墓主人張棟生前為秦藩王府知印。這一發現對研究明代墓葬制度、風俗文化具有重要作用。

根據發掘現場實際狀況及需要，目前已部署十一個監測點，監測點部署圖如下（圖9）。

說明：

100號監測點：自動氣象站--監測外界環境。

52、53、54、55號監測點：大氣溫濕度傳感器--其中53號監測點監測墓室底部到地表中間部位的環境，其他監測點監測墓室中的環境。

61、62、63、64、65號監測點：土壤溫度、土壤水分含量傳感器--其中65號監測點監測墓室底部到地表中間部位的環境，其他監測點監測墓室中的環境。

71號監測點：二氧化碳傳感器--監測墓室中二氧化碳含量。

數據記錄及圖形分析

查看這一段時間52號監測點的大氣溫濕度變化，5月期間遺址環境的大氣溫濕度波動較大（圖10）。其中5月1日-5月3日期間，濕度維持在82%-93%之間，溫度在17.5℃-22.5℃之間，基本保持在高濕、低溫的水平，晝夜溫差和濕度差較小；5月11日-5月12日溫度濕度和光照度驟變，濕度由62%升至88%，溫度由25℃降至最低17℃。結合氣象站的監測結果看，5月為春季末尾，氣溫總體呈緩慢上升趨勢，并偶爾伴隨降雨。5月1日-5月3日、5月11日-5月12日是降雨天氣，濕度很大，氣溫較低。無降水期間，光照逐漸充裕，環境濕度逐漸下降，氣溫也逐漸回升并呈上升趨勢。總體來看，當月大氣環境溫度在16℃到35℃范圍內、大氣環境濕度在20%到98%范圍內保持著穩定的變化，并且二者保持相符的變化趨勢。監測點數據準確反映了監測區域的環境變化。期間出現的特殊變化，多是天氣變化引起的（可查看氣象站數據進行對比）。

查看這一段時間71號監測點的二氧化碳含量變化，5月期間遺址環境的二氧化碳含量波動較大（圖11）。以5月9日為分界，5月1-9日二氧化碳含量在200-450ppm之間波動較大且均值偏高，5月9-20日二氧化碳含量在200-330ppm之間波動較小且均值偏低。經調查，5月1-9日，71號監測點放置于M4考古發掘現場，現場白天有大量工作人員活動，白天由人體排放的二氧化碳使得空氣中二氧化碳濃度較高，夜晚則恢復至正常水平；5月9日之后，為防止因挖掘工作破壞監測設備，工作人員將其挪至無人活動的M5內，并以不透氣薄膜覆蓋，給71號監測設備營造出密閉的微環境，故而二氧化碳含量偏低且波動較小。其中5月1日-5月3日期間，二氧化碳含量在300-430ppm之間變化幅度相對較小，基本保持在高濕、低溫、高濃度二氧化碳的水平。經分析，因期間有降雨，空氣流通不暢，故而空氣中二氧化碳含量一直保持在較高水平且波動較小。結合氣象站的監測結果看，監測點數據準確反映了監測區域的環境變化，并且三者保持相符的變化趨勢。期間出現的特殊變化，多是天氣變化引起的（可查看氣象站數據變化進行對比）。

查看這一段時間53號監測點的大氣溫濕度變化，5月期間遺址環境的大氣溫濕度波動較大（圖12）。其中5月1日-5月3日期間，濕度維持在60%-100%之間，溫度在16-28℃之間，基本保持在高濕、低溫的水平，晝夜溫差和濕度差相對較小；5月11日-5月12日溫度濕度和光照度驟變，濕度由62%升至100%，溫度由25℃降至最低17℃，之后的3天內，濕度的最高值均能達到100%。結合氣象站的監測結果看，5月為春季末尾，氣溫總體呈緩慢上升趨勢，并伴隨偶爾降雨。5月1日-5月3日、5月11日-5月12日是降雨天氣，濕度很大，氣溫較低。無降水期間，氣溫呈緩慢上升趨勢。結合監測點的布設位置（53號節點布設在墓底部和地表中間位置），且通風不暢導致濕度在降雨之后的3天內并沒有立即回落，而是逐漸降低且較其他監測點數據高。總體來看，監測點數據準確反映了監測區域的環境變化，環境變化正常。期間出現的特殊變化，多是天氣變化引起的（可查看氣象站數據變化）。

查看這一段時間65號監測點的土壤溫度和含水量的變化，坑內的土壤溫度和土壤水分含量變化波動較大（圖13），5月1-11日土壤水分含量保持在20-43%之間，土壤溫度變化范圍維持在18-21℃之間；5月12日土壤水分含量由15%突升至42%，土壤溫度峰值也由29℃大幅降至23.5℃，之后逐漸恢復至平均水平。經調查，5月1-11日監測設備放置于墓室內，故而受外界降雨等影響較小且緩慢，5月12日之后設備被挪至墓室外環境，由于當日有降雨，室外濕度較大，所以監測數據突增。總體來看，土壤溫度在19.5℃到29.5℃之間、土壤含水率在15%到43%之間保持著較為穩定的變化，并且二者保持相符的變化趨勢。期間出現的特殊變化，多是天氣變化引起的（可查看氣象站數據變化）。

5月份期間，高陵張棟家族墓遺址內氣象站監測數據存在較大波動（圖14）。其中5月1日-5月3日期間，濕度維持在82-100%之間，溫度在15-23℃之間，照度在0-5000lx之間，基本保持在高濕、低溫、弱光照的水平，晝夜溫差和濕度差較小；5月11日-5月12日溫度濕度和光照度驟變，濕度由60%升至100%，溫度由22℃降至最低12℃，光照度變化范圍也縮減至0-4200lx。結合當時的天氣變化，5月為春季末尾，氣溫總體呈緩慢上升趨勢，并偶爾伴隨降雨。5月1日-5月3日、5月11日-5月12日是降雨天氣，持續陰天，光照度較低，氣溫降低。無降水期間，光照逐漸充裕，環境濕度逐漸下降，氣溫也逐漸回升并呈上升趨勢。總體來看，氣象站的大氣溫度在12-32.5℃之間，大氣濕度在18%-100%之間，照度變化最大范圍為0-9000lx，氣象站數據與環境數值較一致，溫度、濕度、光照度也保持合理的變化趨勢。環境變化正常，期間出現的特殊變化，多是天氣變化引起的。

總結對比4個監測點的數據變化，監測點的傳感量數據變化和環境變化保持一致，并且與當時的氣候環境較一致，說明數據正確反映了監測區域的環境變化。

四 結語

本文針對目前考古發掘現場的環境狀況，采用高集成度的傳感器節點作為數據采集源，利用無線傳感器網絡的特點以及優勢，將傳統文物保護與現代傳感器技術相結合，設計了考古發掘現場動態環境監測系統。監測系統向文物保護工作者提供相關的采集數據，為其研究文物發掘及文物保護技術提供了重要依據。

參考文獻：

[1]黃克忠.淺議文化遺產地的監測工作[N].中國文物報， 2011-02-25（第6版）.

[2]孫利民，李建中.無線傳感器網絡[M].北京：清華大學出版社，2005.

[3]李善倉，張克旺.無線傳感器網絡原理與應用[M].北京：機械工業出版社，2008.

第2篇：大氣環境監測設計方案范文

關鍵詞：交通施工；環保；公路環境保護

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.110

1 交通工程施工中的環境影響問題

現今在社會不斷發展的過程中，人們環境保護越加的重視，尤其是在交通工程的施工中，也逐漸出現了一些節能環保措施。對于交通工程的環境問題來說，指在公路施工的過程中，由于施工活動而對環境造成的污染狀況，并且不利于人們生存以及發展。對于公路施工，在施工過程中會產生大量的污染物，勢必會影響自然環境，其中包括：選線不適當，破壞了沿線生態環境；公路帶狀延伸，會破壞到路域的自然風貌；公路通車運營成功后，那么行人以及車輛都會對公路沿線造成一定程度上的污染。

2 公路環境保護總體設計的設計要點

2.1 預先做好分析

在交通工程施工中的環保設計方案中，必須要結合實際的工程情況，能夠對路網的規劃進行有效的思考，尤其是相關建設條件，建設后O交通量等，都要進行全面科學的思考，從而來保證設計的科學有效性。必須是能被環境所接受允許的方案，此外還要做好各方面的數據分析，如：交通量增減變化給路線及其相鄰路網所帶來的噪聲、廢氣污染；與城鎮的規劃配合及其影響；對古跡、風景區等的影響等。

2.2 依據不同環境，做好工程設計工作

公路選線應該將環境因素列入重要考慮依據，應結合地形、地貌，針對相應的環境特征進行相應的設計：針對平原地區，應著重論證以下影響因素：取土、填方、棄土對土壤耕作和農業資源條件的影響；針對山嶺區公路，應著考察深挖對植被和自然景觀的影響，以及對水土流失的影響等。

2.3 線形設計應采用合理技術標準

對于平縱線形的組著設計中，必須要充分的使汽車保持一個勻速行駛的狀態。同時在對匝道以及互通式立交的各類路口進行線性設計中，必須要對車流的通暢行進行有效的思考，能夠充分保證車流的通暢。對于環境敏感點的路段，在進行項目設計時候，可以利用交稿的平縱指標，這樣將會有效避免出現一些急彎、爬坡以及陡坡等車道的出現。另外在對路基進行設計中，必須對工程地質進行考察，了解其實際情況，依照就地取材、因地制宜的原則，力求最大限度節約資源，做好環境保護設計，此外還要符合下列要求：數量等對坡面植被、河道流向等的影響；對棄方的數量以及位置應考慮其對自然環境的影響；路基綜合排水系統應與當地排灌系統協調。

3 公路工程環境影響的評價

3.1 公路工程環境影響評價概念

在對公路進行建設的過程中，必須要對相關的環境進行有效的預測，同時也要可進行評價工作，從而來提出一些針對性的建議。一般來看，交通行業屬于大型的基礎性工程，其建設資金十分龐大，并且對人們的影響也十分遠。所以在建設中必須要對其影響進行全面的思考，能夠進行有效的評估，從而來采取有效的措施進行建設。

3.2 公路工程環境影響評價目的

要對交通施工中各類環境影響進行定量分析，從而來預測出相關的影響因素面對影響的范圍以及結果有一個了解，從而來采取合適的方式進行預防處理，同時也為合理選線提供依據；利用損益分析方式，來對環境保護的措施進行分析設計，以此來降低在公路建設中存在的不利影響，從而來為交通工程建設中的環境保護與管理提供依據，促進交通建設工程的可持續發展與進步。

3.3 公路工程環境影響評價內容

目前，我國公路建設項目給環境帶來的影響，其評價的內容主要包括：生態環境影響，噪聲污染影響，社會經濟環境影響以及大氣環境影響。

3.4 公路工程環境影響評價方法

根據交通工程施工的路線長、面積廣的特點，在對環境影響進行評估時，通常采用點線結合的方式，將環境敏感區著重體現出來。對生態環境、水環境、社會經濟環境則采用調查分析法，對空氣、噪聲環境采用模式計算和類比分析法。

4 交通工程施工中貫徹環保理念

4.1 落實科學發展觀

全面落實科學發展觀，這是我們在生產生活中都要遵循的原則，將構建和諧社會作為發展的第一要求，堅持以人為本。政府要負責環保，社會各界要參與環保，突出重點、注重實效。在交通工程施工中，要正確處理工程建設與環境保護二者之間的關系，提高全體員工的環保意識；嚴格環境準入，力求在源頭杜絕污染和生態破壞，嚴格控制污染排放總量；制定并完善環境保護法規、規章，加強制度建設，嚴格環境執法，要采用有效的行政手段來對環境問題進行處理以及解決，同時也要因地制宜分段規劃，并采取有效建議來改善一些重點的地段，從而來充分的改善區域的環境質量。

4.2 提高公共環保意識

加強環境保護教育，提高公眾意識，引導全民參與環保中來，這也是實現公路環保目標的重要途徑，從思想上提高公眾的環境保護意識。動員社會集體力量，為生態建設服務。

4.3 加強施工中的監督管理工作

要利用有效的形式進行宣傳工作，以此來不斷提升公路建設人員的環保意識，保證其在建設中能夠避免對環境造成污染。另外要推行環境信息公告的制度，將公眾力量引入到環保中來。加強環保社會監督機制，強化依法行政意識，強化環保執法檢查力度，及時開展環境監測。

5 總結

建設是為了發展，但不應以犧牲環境為代價，只有政府切實的去管理，去整治，社會公眾真正的提高環保意識，公路環境治理才能真正取得實效。污染是對未來經濟的透支，隨著交通工程的推進，公路工程項目建設，將會對地形以及自然景觀等造成一定程度上的破壞，并且在后期的運營管理中，也會出現很大的污染狀況。這樣必須要采取有效的措施，針對各項問題制定針對性的對策，調動工種的積極性，共同進行環保事業，才能建設和諧清潔家園。

參考文獻：

[1]郭劍勇，高峰，索慧敏.淺議地鐵環保節約建設與施工新技術[J]. 四川建筑，2008（06）：40-41.

第3篇：大氣環境監測設計方案范文

關鍵詞：景區； 隧道群； 技術前期；研究要點；

中圖分類號：U45 文獻標識碼：A 文章編號：

項目背景及規模

1.1杭州屬于世界風景名勝旅游名城。對西湖的保護歷代都非常地重視，留下了許多人文墨客和名居、名寺、名園、名人。西湖景區面積為4235.76公頃。具有優良的生態環境、著名的人文環境和歷史遺跡。對于生態環境、地下水的保護、大氣環境、水土保持都非常敏感。為減少啟動車尾氣對景區環境的影響，杭州市城市建設前期辦公室于2009年2月開始了杭州紫之隧道工程（紫金港路—之江路）的技術前期工作，并于2012年12月完成全部技術前期工作。

1.2杭州主城區三面環城一面山。紫之隧道地處杭州市西湖景區的西側，項目設計全長 14.4公里。由三個連續特長隧道組成[東線：4899(隧道)+83（橋涵）+4052（隧道）+88（橋涵）+4987]。隧道全長13.938公里。項目以解決過境交通為主，兼顧區域通的雙向六車道機動車專用隧道。在孟塢谷和西溪路設置匝道進行分級分流，為區域交通進行服務的總體設計模式。隧道等級為城市主干道。總投資為44.62億元。它是目前世界上最大規模城市景區連續的隧道群。也是單洞最長的城市景區隧道。

紫之隧道工程區位圖

二．技術前期專項研究的主要內容

城市風景區特長隧道群的技術前期工作，主要有以下幾個方面的專項研究。工可階段的地質勘探、植物生態調查及保護方案、地下水環境評價、水土保持方案研究、地震安全性評價、項目環境影響評價、地質災害防治評估、工程可行性研究報告八個專項研究。

2．1工可階段的地質勘探。

2.1.1勘探的目的：是為了了解項目的工程特征、工程方案的主要地質問題、為擬定隧道工程方案比選及編制可行行研究報告等提供地質資料。

2.1.2勘探的主要內容：收集區域地質構造、工程地質、水文地質、氣象、地震、地形地貌特征；了解洞身段的圍巖級別、地應力分布、水位地質條件、洞口穩定條件對環境的影響；了解沿線運輸條件和水系狀況。

2.1.3 勘探孔的布置：勘探孔可以和地下水環境影響調查布孔結合起來進行。勘探孔每個隧道不少于三個。線位巨中心線5-7米布置。深度進入隧道低下5米左右，便于方案深化時留有余地。

2.2植物生態調查及保護方案。

2.2.1植物生態調查的目的和意義。為評估項目建設對該區域植被與瀕危植物的影響，查明隧道建設范圍內的瀕危植物與古樹名木的種類與數量，提出合理的保護和遷移措施。并結合地下水及環境監測相關數據，評估紫之隧道的建設對該區域丘陵山區植被的影響。同時有利于長期監測隧道建設對該區域植被和生態環境的影響及動態變化，以維持該區域植被和生態環境的良好水平。

2.2.2植物調查的具體方式。第一部分，采用樣本方法對隧道洞口左右、上下50米范圍內的物種進行調查，評估其生物量、物種豐富度，并調查瀕危物種以及古樹名木，真實地反映資源量的客觀情況，評估隧道建設過程中的生物量損失情況。第二部分，在每個隧道上方的三個山頭設立樣方調查點，記錄植被類型，植物種類，各種植物的蓋度，多度，生活型，高度，冠幅，胸徑，以及生物量和分布地理信息等。

在隧道進出口上下、左右以及隧道上方山頂共取26個20 m × 20 m樣方進行所有植物調查，并在調查樣方內取3個5 m × 5 m樣方進行灌木草本植物調查。

2.2.3 植物調查后保護措施。通過樣方調查, 隧道施工區域共涉及的植物種類有56科，105屬148種，其中多數種類為本地區常見屬種，珍稀瀕危植物僅有2種，分別為豆科的花櫚木，和樟科的樟樹，均為國家二級保護植物。因此對于施工區域內涉及到的少量珍稀瀕危植物完全可以通過遷地保護的方式進行有效保護。

2.3 地下水環境評價報告。

2.3.1評價的依據。中華人民共和國環境保護標準HJ 610～2011《環境影響評價技術導則～地下水環境》。但本標準主要是對工業企業建設的地下水環境評價，在評價范圍、評價等級，現場測試標準上面并不完全適合交通工程。對于建設項目要根據項目特征進行綜合分析后確定。

2.3.2評價的目的。預測和評價建設項目實施過程中對地下水環境可能造成的直接影響和間接危害（主要是地下水流場或地下水位變化），特別是對地下泉水的影響而引起植被、水土流失、和居民生活生產的危害。針對這種影響和危害提出防治對策，預防與控制地下水環境惡化，保護地下水資源，為建設項目選址決策、工程設計和環境保護管理提供科學依據。

2.3.3評價等級的確定。

建設項目類別確定。首先要按照中華人民共和國環境保護標準HJ 610～2011《環境影響評價技術導則～地下水環境》，確定項目建設的類別。本項目為屬Ⅱ類建設項目。

評價等級確定。評價工作等級應根據建設項目①地下水供、排水（或注水）規模、②引起的地下水水位變化范圍、③建設項目場地的地下水環境敏感程度以及④可能造成的環境水文地質問題的大小等條件確定。確定本項目隧道工程區屬于Ⅱ類三級。評價等級與項目的地下水觀測年限有直接的聯系。

2.3.4 評價范圍的取用。要根據工程建設特點，涉及工程建設、永久生產運行可能引發地下水流場或地下水位變化主要為山體隧道段的引起地下水流場、地下水位變化，并結合水文地質單元進行。本項目評價范圍面積約43km2。。

2.3.5評價的主要內容。地下水評價的主要工作內容有水文地質測繪、水文地質調查、水文地質鉆探布置、水文地質試驗、地下水位觀測、室內試驗六方面內容。

水文地質測繪。收集當地的氣象條件，掌握降雨強度和降雨天數和時段，氣壓值、季節風向、年水汽平均蒸發量、冰凍天氣和基本雪壓等。調查現狀的溝谷水系、地貌特征分析、

水文地質調查。要調查清楚地層的巖性、地質構造特征（如斷層、褶皺、節理、層面）、地下水的類型（如空隙水的類別）、地下水的流場、劃分地下水地質單元、分析地下水補、逕、排特征，

水文地質鉆探。根據水文地質測繪和調查，進行地下水勘探孔位的布置。孔位的布置原則在每個隧道段，于隧道山體最高處的最大埋深區域進行三點橫向孔位布置，和下游的橫向三個地質鉆探孔組成一對水文地質試驗區。來獲取地下水的流向和巖體空隙水的狀況。同時結合工可階段的地質勘探孔進行地下水的觀測數據的記錄。水文地質調查孔要與工可勘探孔進行綜合一起布置。

水文地質試驗。通過對孔位的壓水試驗，取得巖體的透水率q(Lu)、滲透系數 (m/d)，繪制出地下水監測成果圖。為隧道工藝設計提供參數，確保在施工階段不出現較大的地下水流失和噴巖，影響地表植物的生長和地下水系的改變，以及水土的流失。

地下水位觀測。地下水位觀測記錄主要由鉆探孔的地下水位觀測和既有水井觀測、溪溝、和其他能反映水位變化的區域的觀測。

室內試驗。主要是對巖樣進行物理試驗，對水樣進行化學物質的測定，有否對鋼筋及混凝土的腐蝕性物質的存在。

2.3.6地下水評價的結論和建議。要為隧道的走向和埋深提出建議性的意見，判定項目建設對植被、地下水流向、徑流系數的改變、泉眼、生產生活用水的影響，以及提出隧道施工階段的工法和防水措施、和水質對結構的影響程度做出科學的結論。

2.4.水土保持方案.

2.4.1水土保持目的。工程的建設將占用及擾動所用的土地。通過編制水土保持方案，評價項目對水土保持功能、水土涵養能力、土石方流失對區域植被、自然景觀、河流、水庫、土壤及周邊居民安全等的影響程度。界定防治責任范圍，提出相應的防治措施，最大限度地減小水土流失所帶來的危害。提出方案實施的各項保證措施，做到水土保持設施與主體工程同時設計、同時施工、同時投產使用”的要求。

2.4.2水土保持方案的等級確定。等級的確定應根據區域生態功能規劃建設項目的準入程度、和水土流失重點防治區的界限劃分來確定水土保持方案等級。本項目屬于龍塢風景區及水土流失重點防護區，因此本工程水土流失防治執行一級標準。

2.4.3 評價的主要內容。首先對項目建設的工程規模及形式、施工工藝、技術措施和開挖部位、出渣方式、臨時渣場堆放場地、對外交通及場內交通布置、房屋拆遷、臨時和永久的給排水系統、影響的綠化范圍進行分析，確定水土保持界限區域面積。計算涉及區域的挖、填土方工程量和綠化影響面積。計算水土流失預測值、計算防治目標值[擾動土地整治率（%）、水土流失總治理度（%）、土壤流失控制比、攔渣率（%）、林草植被恢復率（%）、林草覆蓋率（%）]。提出工程各區域水土流失防治目標。進行水土保持方案措施所需要的資金估算。

2.4.4 水土保持方案的主要保護措施。分析工程地質狀況、土壤植被形態和地理地貌。對工程工程施工工藝、技術措施進行評價和作出優化方案的建議；對施工區域落實表土剝離及回鋪、提出土方開挖的順序和地表土的堆放要求；沉渣池的設置區域、容量和數量；開挖區的施工臨時維護與邊坡支護方案、地表的植被覆蓋、渣土運輸要求、臨時道路邊坡的植被覆蓋、落實渣土去向。對項目建成后的綠化種植、植被恢復、土方回填提出要求。提出水土保持的監測和實施的保障措施。

2.5地震安全性評價報告

2.5.1地震安全性評價的主要目的：是對地震危險性分析計算以及場地地震動參數的確定（50年及100年的峰值加速度）。評價范圍應不小于工程場地外延150km，近場區范圍應不小于工程場地及其外延25km。

2.5.2地震安全性評價的主要方法：是通過對近場區地質及工程場地范圍內翔實的地震、地質、地球物理、工程勘察、工程物探等方面的資料，進行綜合分析、整理后，制定具體的野外及室內工作方案。通過數據模型的建立和現場實驗(土層的分層剪切波速測試、分層取土進行室內共振柱試驗)，進行綜合分析和計算后對項目的安全性作出準確的評價和建議。

2.5.3場地危害性分析。通過對項目地震帶的活動性、震源及深度、地質構造、斷裂帶的穩定性進行分析。主要的內容有地震活動性參數、地震活動特征統計分析、地震動衰減關系、地震危險性概率計算、基巖加速度反應譜曲線、基巖地震動時程。

2.5.4場地地震動參數的確定。地震動參數是工程抗震等級確定的一個重要依據，是結構抗震設計的基礎性數據。主要是在50年超概率（63%、10%、2%，），和100年超概率（10%、5%、2%）狀態下合成值的基巖水平加速度，作為工程設計的峰值加速度。

2.6地質災害評估

根據國土資源部《地質災害防治管理辦法》第15條規定，城市建設、有可能導致地質災害發生的工程項目建設和在地質災害易發區內進行的工程建設，在申請建設用地之前必須進行地質災害危險性評估。

2.6.1評估的主要目的：項目建設是否會引起地質的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降等與地質作用有關的災害。預測評價地質災害的可能程度,進行地質災害風險評估或地質災害風險評價。

2.6.2評估的范圍。以實際征地邊界及考慮實際地質環境條件和地質災害危險性影響，進行縱橫穿越調查，及根據地質災害發育情況確定范圍。本項目南到錢塘江，北到文三街，東到西湖景區分水嶺、西到大清谷路，評估面積13.1平方公里。

2.6.3評估級別的確定：主要根據地質環境條件的復雜程度和建設項目的重要性分級確定。本項目按一級評估。

2.6.4評估的基本內容和方法：進行地質環境在水文、氣象、地貌、巖性、地層構造、工程地質條件的現狀調查和分析，評價現狀地質災害活動的危險程度和預測地質災害危險區受災體的可能破壞程度,即地質災害的危險性評價和災害區的易損性評價,通過對既有建筑、構筑物、溪溝、湖泊的評估，進行單項指標或綜合指標定量化反映地質災害的主要特點和破壞損失程度。對隧道山體巖體爆破及基坑支護引起地質災害事件的發生概率及發展速率的作出確定，進行危害范圍及危害強度分區，區域危險性區劃等。

2.7環境影響評價報告書

2.7.1環境影響評價的目的：通過對水環境、生態環境、社會環境、環境質量現狀調查及環境影響預測分析，進而對項目污染防治、工程設計方案提出切實可行的環保對策和措施。為工程設計文件的和工程建設提供環境保護的依據。

2.7.1評價等級的確定。主要確定地下水環境評價、聲環境、環境空氣、水環境、生態環境的等級。本項目地下水環境評價等級為Ⅱ類三級，其他都為二級評價。

2.7.2評價范圍。聲環境、環境空氣、社會環境評價為規劃紅線兩側200m范圍內，生態環境為紅線兩側300m，水環境跨越河流為兩側500m。

2.7.3評價及措施的主要內容。營運期間的地下水環境評價、水土保持方案評價、植物生態影響及保護方案評價、地表水系的影響分析與評價、機動車噪音的環境影響評價、機動車尾氣的排放影響評價、工程通風方案的評估計、雨污水系統排放方式的評價以及相應的措施；施工期間的噪音防治及措施，大氣污染防治措施、污水排放對地下水及地表水系等的影響分析和防治，有害垃圾及渣土等固體廢物的分析和防治措施，土方開挖及施工便道對生態的影響分析與措施，隧道爆破引起的震動污染防治措施，和房屋拆遷對社會環境的影響分析和評估。

2.8工程可行性研究報告編制

工程可行性研究報告編制根據現有《市政公用工程設計文件編制

深度規定》需要從以下幾個方面進行深化和補充。

2.8．1.建設項目的定位：景區隧道群主要是解決過境交通為主，

同時兼顧區域交通。如果在項目定位上不能科學地加以明確，如以區域交通為主，那么對于工程設計來說，投資的增加是必然的。而且對于景區的環境影響會帶來更大損害。如水土保持、生態環境、水系的影響等。也會給區域的交通帶來更大的壓力，會出現整個區域交通路網格局的調整。

2.8.2.對規劃選址論證報告的評估：規劃選址論證報告提出的線

位著重解決的是項目的位置和規模。對于豎向設計、施工工藝、節點的技術性設計深度是遠遠不夠的。考慮環境的制約因素也不多。如植物、樹林、茶地、溪溝、地下管線交叉、既有橋梁限制等的技術節點、敞開段開挖的交通組織、隧道的施工方式、出渣通道、管理用房的規模及選址、既有建筑及文物古跡等都有可能會引起線位的調整。同時圍巖等級、地震帶的影響也會引起規劃線位的調整。

2.8.3交通問題的研究。對于兩端接線要科學地分析進出口的交通狀況，切實解決過境交通與區域通的分流問題，以及出口段地面道路的路幅寬度是否能滿通組織的要求，對于行人過街的安全·問題是否有切實的保障。如果以上這些存在問題和不足，就必須對原有的規劃控制性詳規進行調整。優化路網結構或加大道路紅線寬度。

2.8.4隧道開挖方法的研究。上體隧道段開挖方法主要受到圍巖等級的影響，開挖方法主要有鉆爆法。爆破用的藥量是影響開挖的進度要根據所處地域的外部環境來決定，如是否有環境影響的敏感點，社會影響問題等。鉆爆法分為分層法或斷面法等，這都與圍巖等級有關。地面接線段隧道埋深要根據所涉及的地質狀況、沿線建筑物、構筑物、橋梁、地下管線、交通組織等外部環境來綜合確定。施工工藝采用暗挖法，即可以解決由于地層不均勻引起的施工難度及投資的節約。敞開段的支護方法也要綜合考慮交通的組織和施工的難度。

2.8.5燈光照明設計方案。由于是連續特長隧道群，在行車舒適度上面存在一定的問題。因此只有通過洞內的裝飾及燈光色彩的變換來改善行車的疲勞度，同時使室內的色彩及效果變得豐富及富有藝術性。

2.8.6配電系統網絡構成的選擇：配電系統是確保照明、通風、給水、排水、智能交通、消防、防雷、監控、車輛服務、管理用房供電不間斷的重要基礎設施。變電所設置的服務半徑按0.6—1.2公里范圍進行布置。高壓網絡供電方式有分散供電方式、集中供電方式、和混合供電方式三種。對于等級高的城市隧道群采用混合供電方式優于前兩種供電方式。中壓網絡供電方式有小串接環網方案、小串接環網方案+聯絡開關方案、大串接環網方案三種。由于城市外部電源均失的幾率很低，易于滿足供電可靠性要求，因此對于城市隧道群還是采用小串接環網方案比較經濟，一次性投入低。同時實施性好，占地面積也小。也便于管理。

2.8.7監控及通信系統方案的選擇：監控管理模式有一級管理兩級控制（隧道群串聯控制型）、和一級管理三級控制（隧道群并聯控制型）。從安全性而言一級管理三級控制高于前者。其中一個隧道的失控狀態不會引起隧道全部的癱瘓。

2.8.8中央系統管理系統：是一個系統集成的中心。主要是對照明、通風、給水、排水、智能交通、消防、防雷、監控、火災報警系統、車輛服務、管理用房各系統的集成。實現管理智能化、措施高效化、對點精確化、數據科學化。

2.9.9估算的編制：項目估算編制中首先要對分析清楚有多少個專項研究，分別列支研究費用。同時哪幾個專項研究相應地在實施過程中進行監理的、和檢測的，這些費用也需要列支。其他的項目建設單位管理費用標準需要按地方標準執行。征地拆遷的土地費用按土地性質進行市場化編入，房屋拆遷也按市場價進行列入，同時適當考慮為鑒房屋的費用支出。對于綠化遷移費用按政府投資項目類的市級標準執行。對于整個項目的景觀綠化工程要以高等級的標準進行建設，使整個項目建成的后的綠化環境有一個較大的提高。

3.項目專項研究的推進與管理。

3.1 對于項目專項研究的管理與推進，作為項目業主要對相關的主要規范、政府行政性文件進行閱讀，特別是涉及到產生專業之間、和各行政政府管理上產生的不同要求時，需要統一編制的口徑，提出統一的措施和要求，為工程設計提供依據。

3.2編制項目研究大綱。對于地下水環境評價、水土保持方案、環境評價報告、工可階段的地質勘察需要提前編制工作大綱，專項研究報告的編制有一個更為準對性的實施方案，和協同其他專業工作帶來指導性的意見和幫助。

3.4 組織召開協調推進會。根據專項研究的進程，項目業主要及時召開專項研究協調會，對于編制專項研究報告中存在的問題及時予以統一和明確。這對項目研究的推進工作使非常有必要的。

4.結論。

城市景區隧道群的技術前期工作，所涉及八個方面的主要研究專題，對于項目的工程設計及建設具有重要的技術支撐和保障作用。特別是對于生態環境的保護能做到有準對性和管理上職責范圍的確定。因此，作為工程設計單位、專項研究單位、建設管理單位、施工單位都有必要了解和基本知曉每個專業所研究的目的、內容和所涉及到的相關問題，在實際建設中落實相關的保障措施。對于有效做好項目的技術前期工作和工程設計文件的嚴謹與科學，使工程建設在功能、生態保護、社會效益、經濟效益方面產生積極的作用。

參考文件：

浙江華東建設有限公司《杭州市紫之隧道地下水環境影響報告》

浙江華東建設有限公司《杭州市紫之隧道工程可研階段水文地質、工程地質勘探大綱》

浙江華東建設有限公司《杭州市紫之隧道工程地質災害危害性評估報告書》

浙江大學《杭州市紫之隧道工程植被調查報告》

浙江廣川咨詢有限公司《杭州市紫之隧道工程水土保持報告書》

浙江省工程地震研究所《杭州市紫之隧道工程場地地震安全評價報告》

浙江環科環境咨詢有限公司《杭州市紫之隧道工程場環境影響評價報告書》