改进区间线性规划及其在湖泊流域管理中的应用

针对不确定性优化提出了改进区间线性规划(MILP)模型及其算法,从理论上证明了MILP模型的解空间绝对可行,从而弥补了以往区间线性规划的缺陷,为后续决策过程提供了有利的可行性条件.针对四川邛海流域综合管理,以水污染综合防治的投资成本与运行成本最小化为目标,以总磷环境容量等11个管理目标为约束,建立了20个子流域3个阶段的MILP模型,最终得到10个备选污染控制方案的最优规模、投资和TP削减能力.结果表明:①最优的总投资和TP最优削减量分别达到[620×1061148×106]元和[57.43,59.95]t·a-1重点方案为污水处理厂工程、农村污染控制工程和中度侵蚀水土流失防治工程;②实施基于最优区间解生成的决策方案时,需要严格保证TP环境容量约束,才能实现各阶段的水质达标.     

基于水环境约束的抚仙湖流域农业结构调整研究

农业面源污染严重污染水体,是水体富营养化和水质恶化的主要污染源. 在考虑水环境容量农业分配量、农业面源污染削减、粮食及副食品安全的基础上,建立抚仙湖流域农业产业结构优化调整的系统动力学模型,并设置惯性发展和目标导向2种发展方案进行仿真模拟. 结果表明:目标导向发展方案可以有效降低流域内污染物入湖量,TN和TP分别削减了221.45和24.74 t,处在允许的水环境容量农业分配量范围内. 根据调整优化结果,建议在抚仙湖流域大力发展绿色有机生态农业,形成观光休闲农业产业;建立集中养殖小区,采用立体式生态饲养畜禽模式.      

基于基尼系数法的九龙江流域水污染物排放总量分配研究

借鉴经济领域评价收入公平性的方法——基尼系数法,对九龙江流域水污染物排放总量进行分配。选取土地、人口和GDP为控制指标,绘制各控制指标与水污染物排放量的络伦曲线,计算相应的基尼系数并分析其合理性;建立以各控制指标环境基尼系数之和最小为目标的优化模型,设定合理的约束条件,获得基尼系数优化值。根据优化后总量分配结果,结合流域水环境容量测算结果,确定流域各县市区排污量的最终削减分配方案。结果表明,削减后的排污总量既能满足国家"十二五"总量削减目标,又可以确保流域水环境功能达标。     

基于基尼系数的湖泊流域分区水污染物总量分配

从经济、社会和环境系统整体效益出发,将环境基尼系数应用于总量控制分配中,分别以人口和工业增加值等作为湖泊流域内基尼系数分配的指标,建立了一种定性与定量相结合描述湖泊流域分区水污染物排放总量分配的层次结构模型.该模型综合考虑了各项评价指标,以区域允许排污总量为基础,依据环境基尼系数调整各分区允许排污量的权重比,并依此比例在各分区间进行排污总量分配.同时,以汤逊湖流域为例,根据流域内经济、社会和环境系统的实际特点,以工业增加值为主要限制指标,调整分配方案,计算出该流域水污染物排放总量的分配结果.结果表明,本研究提出的分配方法,克服了等比例分配的不公平性,同时又兼顾了各分区间的实际差异,是一种较好的分配方法.     

流域污染负荷解析与环境容量研究——以安徽太平湖流域为例

以安徽省太平湖流域为例,运用监测、统计数据以及排污系数法对流域内8种污染源的污染排放情况进行全面解析,结合一维水质模型、沃伦威得尔模型以及狄龙模型等水质模型的应用,在流域水质监测的基础上核算了太平湖及主要入湖河流的水环境容量.结果表明,2011年,太平湖流域污染物入湖量为:COD 3863.75t/a,NH3-N 410.24t/a,TP 51.63t/a;城镇和农村生活污染为太平湖流域的主要污染源,约占流域入湖污染物总量的60%;麻川河和浦溪河流域的污染最严重;流域污染物的排放在空间上呈现较为明显的区域分布,经济发达区域污染相对较严重.在当前水质目标下,太平湖仍有相当大的可用容量;浦溪河、秧溪河和舒溪河流域的氨氮和总磷排放量接近环境容量,需进行总量控制及削减.     

流域污染负荷解析与环境容量研究

以安徽省太平湖流域为例,运用监测、统计数据以及排污系数法对流域内8种污染源的污染排放情况进行全面解析,结合一维水质模型、沃伦威得尔模型以及狄龙模型等水质模型的应用,在流域水质监测的基础上核算了太平湖及主要入湖河流的水环境容量.结果表明, 2011年,太平湖流域污染物入湖量为:COD 3863.75t/a, NH3-N 410.24t/a, TP 51.63t/a;城镇和农村生活污染为太平湖流域的主要污染源,约占流域入湖污染物总量的60%;麻川河和浦溪河流域的污染最严重;流域污染物的排放在空间上呈现较为明显的区域分布,经济发达区域污染相对较严重.在当前水质目标下,太平湖仍有相当大的可用容量;浦溪河、秧溪河和舒溪河流域的氨氮和总磷排放量接近环境容量,需进行总量控制及削减.     

流域水环境综合治理技术体系研究:以兆河流域为例

采用中国电建集团已形成的"以水环境改善为核心,以水资源保障、水生态修复为重点的五位一体综合治理技术体系"研究成果,以环巢湖的兆河流域为例,基于污染物总量控制、生态基流和水生态系统平衡分别确定水环境改善方案、水资源保障方案和生态修复方案,并评价工程实施后水质达标状况。结果表明:兆河流域污染源贡献量最高的类型为城镇生活源,污染负荷最高的小流域为县河;流量在75%保证率下兆河流域COD、NH_3-N、TP和TN的水环境容量分别为5438. 61,370. 42,70. 76,367. 50 t/a;县河流域污染负荷削减分配量最高;水环境、水资源和水生态措施实施后,兆河流域污染负荷低于水环境容量限值。     

大型钢铁企业尘污染总量控制优化

以我国某大钢企业为实例,综合考虑产品产量,治理费用,除尘技术,排污总量,建立了大型钢铁企业尘污染总量控制制优化模型。模型的求解结果提供了不同排污总量限值下的除尘类型优化组合方案,并揭示了排污总量与投资费用之间的定量关系。     

水环境容量与总量控制在制定排放标准中的应用

针对湖北省府河流域含盐废水大量排放,造成引用水源和农业灌溉水源严重污染的状况,从制定府河流域氯化物排放标准的指导思想出发,研究了府河氯化物的水环境容量在制定排放标准和排污总量控制中的作用,指出污染物的水环境容量研究是进行流域排污总量控制和制定流域排放标准的基础。而执行流域污染物排放标准可有效地实施污染物总量控制,减少对水环境的污染。     

中国北方某流域畜禽养殖污染与防治对策研究

通过实地调研和等标污染负荷模型等研究方法,对北方某流域内畜禽养殖产生的环境污染进行定量化研究.结果表明:研究区规模化大型畜禽养殖和小户养殖都比较多,管理混乱;流域内畜禽养殖污染向水体排放污染物主要是COD,占排污总量的82.73％;等标污染负荷研究显示流域主要污染物是TN和TP,在对畜禽污染的治理中应着重治理TN和TP的污染;研究区应在合理规划布局选址基础上,建立畜禽粪便治理和综合利用设施,实现资源利用的最大化,促进流域的可持续发展.     

基于多目标决策的水污染负荷分配方法

为科学、合理地配置汇流区域的水污染负荷,从经济最优性、公平性综合决策角度,构建了一个以区域环境经济收益最大化、水污染负荷削减费用和加权综合基尼系数等最小化为目标的水污染负荷分配多目标决策优化模型,并将该模型应用于巢湖流域COD削减负荷分摊中.计算得到合肥市、肥东县、肥西县、巢湖市、庐江县、无为县、含山县、和县和舒城县等...     

基于非线性响应函数和蒙特卡洛模拟的滇池流域污染负荷削减情景分析

为定量了解滇池外海水质对流域污染负荷削减率的响应变化程度,并评估相关决策的潜在风险,在长期的水质模拟结果基础之上,本文使用内嵌非线性响应函数的蒙特卡罗模拟方法,在2个不确定性水平下（5%和10%的变异范围）分析滇池外海为达到3个水质目标情景（Ⅲ类、Ⅳ类和Ⅴ类）的污染负荷削减及其不确定性.模型结果表明,在2种不确定性水平...     

基于基尼系数的水污染负荷分配模糊优化决策模型

从水污染负荷分配涉及的社会、经济、资源、环境和技术管理等领域筛选出6个指标,构建以基尼系数为度量标准的水污染负荷公平分配评价指标体系。基于统计数据信息的模糊性、不准确性以及不同评价指标重要性程度的差异,建立了带有弹性约束和信息熵权的水污染物总量分配模糊优化决策模型,并将其应用于巢湖流域COD和氨氮削减负荷的分摊。研究结果表明,所建模糊优化模型较好地克服了现有基尼系数分配方法的不足,是一种较为理想的分配模式。     

排污产权交易优化的理论模型及实证分析

在阐述建立排污产权制度必要性的基础上提出了排污产权交易优化的理论模型，并对理论模型在强化环境管理相的优越性进行了论述，以江苏省太湖流域重点工业污染源达标排放企业为实例，说明参与排污产权交易越广，实现双赢效果越明显。     

初始排放权分配对各省区碳交易策略及其减排成本的影响分析

碳排放权分配是我国碳交易机制设计的根本性问题之一.然而,不同初始分配方案对我国碳减排和宏观经济的影响尚不明确,成为制约碳交易市场快速发展的重要因素.本文以我国"十三五"时期碳排放强度下降目标为约束构建非线性规划模型,模拟了"祖父分配方案"、"支付能力方案"和"人口规模方案"3种初始排放权分配方案对各省区碳交易策略及其减排成本的影响.结果表明,碳交易市场能有效降低我国实现碳排放强度下降目标的经济成本,但在不同初始排放权分配方案下省区间的碳减排成本差异有所不同.与"支付能力方案"和"人口规模方案"相比,"祖父分配方案"下省区间碳减排成本差异较小,更能体现碳排放权分配的公平性.以公平为导向的初始排放权分配和以效率为导向的碳排放权交易相结合,有助于我国提升碳排放权配置效率、降低减排成本,促进省区间碳交易市场均衡发展.     

水权制度选择理论——基于交易成本、租值消散的研究

水资源配置大致存在完全政府配置、完全市场配置和准市场配置3种模式。中国正处于水权制度改革的过程中,水资源配置制度有从完全政府配置转向依靠市场配置的趋势。新制度经济学的交易成本理论和租值消散理论可以为新的水权制度的设计和选择提供依据。水资源的不同配置制度对应着相应的交易成本,相对较好的制度应该能在扣除交易成本之后获得较多的社会净租值。目前我国水资源管理的当务之急是根据经济理性,科学地界定好水资源的公有和私有权利,并由完全政府管制向市场体制转型。     

累积流量模型在河流水质管理规划中的应用

借助混合率与保存率的概念,将累积流量模型应用到河流水质管理规划中,提出了一个新的可考虑向扩影响的规划模型,并将水质管理目标定在取水口水质达标上。     

Including adaptation costs and climate change damages in evaluating post-2012 burden-sharing regimes

Many studies have been published to evaluate the consequences of different post-2012 emission allocation regimes on regional mitigation costs. This paper goes one step further and evaluates not only mitigation costs, but also adaptation costs and climate change damages. Three post-2012 emission allocation regimes (Contraction & Convergence, Multistage and Common but differentiated convergence) and two climate targets (2°C and 3°C above the pre-industrial level) are considered. This explorative analysis shows that including these other cost categories could lead to different perspectives on the outcomes of allocation regimes. Up to 2050, the poorest regions have negative mitigation costs under all allocation regimes considered, as they benefit from emission trading. However, these regions also suffer from the most severe climate impacts. As such, the financial flows due to emission trading from developed to developing countries created under these allocation regimes could also be interpreted as compensation of climate change damages and adaptation costs. In the longer run, the sum of climate change damages, adaptation costs and mitigation costs are the highest in the poorest regions of Sub-Saharan Africa and South Asia, for both climate targets and practically all emission allocation regimes.     

不确定性流域污染负荷优化分配模型及其应用

流域优化决策模型以最优化建模方法指导流域管理决策过程,然而流域系统的不确定性会导致决策存在一定风险.本研究通过建立区间参数机会约束线性规划(ICILP)模型来处理流域决策过程中的不确定性,并将该模型运用于太滆运河流域优化决策中,探讨在不同违反概率下系统最优解.结果表明,随着允许入湖量约束违反概率增加,系统对污染物削减量和削减成本有所降低.由于受到经济成本和削减量约束,系统优先减小环境代价较大、削减效率较低的工程项目规模.但受到最低处理率约束,违反概率增加到一定水平时各工程项目趋于定值.虽然较高的违反概率使系统成本降低,但也会导致削减效率降低,不利于流域保护.因此,在实际管理中应根据管理需求选择合适的削减方案以达到保护流域水质的目标.     

美国流域水环境治理模式及对中国的启示研究

从管理目标和范围、管理机构、法律支撑、运行机制、技术保障等方面介绍了美国流域一元体系下的多中心合作治理模式。以美国科罗拉多河流域污染治理实例进行具体分析,反应出科罗拉多河府际治理协调机制、联邦政府司法干预保障以及水权的配置与交易所产生的积极效果。提出对中国流域污染治理工作机制的启示,强调中央一元管制下的跨界协作;发展水权及排污权交易;面向控制单元建立总量控制体系。