基于环境基尼系数最小化模型的水污染物总量分配优化——以张家港平原水网区为例

本文通过应用WASP模型计算出研究区域环境容量及其在各镇的空间分布,在此基础上确定整个区域的污染物目标总量.结合研究区域实际情况,提出并开发了基于经济、社会和资源禀赋的综合环境基尼系数最小化模型,用于污染物目标总量分配的最优化求解.最终分配方案相比污染物现状排放、容量分配两种情形而言,COD的基尼系数分别下降15.1%和8.4%,氨氮的基尼系数分别下降11.0%和13.7%,分配方案更加公平、合理.在最终优化分配所得的COD削减方案中,长泾镇削减比率最高,达到20%,削减量为231.74t/a;在相应的氨氮削减方案中,祝塘镇削减比率最高,达到59.9%,削减量为59.74t/a.     

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.     

嫩江水污染物排放总量分配方法研究

本文针对嫩江沿岸采用氧化塘处理污水和特点，为充分合理利用水环境容量，以流域总量控制的原则为指导，建立了水污染物总量分配模型，预测不同流量和不同排污情况下的水质，确定不同流量下给定水质目标的临界距离和允许排污量。     

淮河流域水污染物排放总量分配的可持续性评价

本文借鉴经济学中反映经济发展状况和贫富差异程度的基尼系数理论,评价淮河流域水污染控制因子COD排放总量在流域四省分配的可持续性,即已确定的总量分配方案是否符合研究区域的经济社会环境状况.本文是在现有环境基尼系数应用上的一种论证性评价,用基尼系数反推已经确定的总量分配方案是否公平合理,为国家污染物总量分配评价提供一定的参考.     

基于公平性的水污染物总量分配评估方法研究

借鉴评价收入公平性的指标--基尼系数的基本概念,构建流域间水污染物总量分配方案合理性的评估方法.以全国七大流域的水污染物总量分配过程为例,使用基尼系数法分析了人口、国内生产总值、水资源量、环境容量等指标对分配的影响,绘制各影响因素的洛伦茨曲线;根据洛伦茨曲线对分配方案的合理性进行评估;按照合理的基尼系数范围确定各流域排污量的削减方案.结果表明:基于水资源量的洛伦茨曲线正确反映了我国水污染形势严峻的流域,为污染物总量削减方案提供了依据.      

一种水体污染物总量分配方法及优化研究

污染物总量分配是污染物总量控制的核心,在遵循区域自然资源、经济属性和社会属性差异性的基础上,选择基于公平和效率的独立性和代表性指标,构建水体污染物总量分配指标体系;以变异系数法对各分配指标进行权重赋值,以区域削减相对指数为基础,形成基于变异系数法的水污染物总量分配方法模型;对河南省COD污染物进行区域总量分配。运用基于基尼系数法的优化模型对分配方案进行优化,最终得到贴合区域环境质量现状、兼具公平和效益的区域COD污染物总量分配方案。该方案以缩小区域间发展差异为目的、契合区域实际发展现状,以期能够更好地指导实践工作。     

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。     

基于公平原则的海域—流域水污染物总量分配方法研究

陆地和海洋是相互影响、相互制约的生态系统,海洋水污染物总量控制目标的实现取决于陆域排污情况,而陆域排污分配要充分考虑其对海洋环境的影响。本文从"海陆统筹"的环境管理角度,基于公平原则,充分考虑海域和陆域之间的相互影响及分配区域的现状情况,给出了"海域-流域-行政区"链条式的水污染物总量控制思路和"初次分配-公平性评估-优化调整再分配"的水污染物总量分配方法。分配过程采用了层次分析法、熵值法、基尼系数法等经典的公平方法,并在辽东湾-辽河流域COD总量分配中予以应用,可为有效治理海洋环境污染问题提供借鉴。     

基于环境基尼系数的洞庭湖区水污染总量分配

从社会、经济和自然资源系统的整体效益出发,构建了基于基尼系数的水污染负荷公平分配评价指标体系,并且以贡献系数作为判断不公平因子的依据,结合GIS技术分析洞庭湖区不公平因子分布的空间差异性;利用基尼系数最小化模型,制订了洞庭湖区基于公平性的水污染物总量分配方案. 研究表明:2008年湖区基于GDP和土地面积的总氮、总磷污染负荷基尼系数均大于0.2,超过了基尼系数合理限值,湖区氮磷排放在经济和自然资源方面存在不公平现象;在湖区3个大型污染控制区中,Ⅰ区(中心城市污染控制区)和Ⅲ区(山地丘陵生态保育区)分别具有最小的氮磷土地面积贡献系数和经济贡献系数,是湖区不公平性特征最为显著的2个区域;在优化分配所得的2020年湖区各单位相对于2008年的总氮排放削减方案中,Ⅰ区削减率最高,达8.18％,岳阳市区削减量最大,为865.0 t/a;在相应的总磷排放削减方案中,Ⅱ区(平原农业综合整治区)削减率最高,达9.45％,华容县削减量最大,为78.45 t/a.      

三峡库区污染物总量分配的公平性评估

利用基尼系数对三峡库区污染物总量分配方案进行人口、GDP和水资源量等3个指标的公平性评估。175 m和145 m水位化学需氧量和氨氮的总量分配方案,在流域层次,计算结果在0.140~0.371之间,均在警戒范围0.4以下,分配方案公平合理;在长江干流控制单元层次,计算结果在0.393~0.578之间,超出警戒范围,公平性稍差。由于三峡库区是中国重要的战略淡水资源库,也是重要的生态敏感区,保障其水环境安全是库区环境保护工作的首要目标,只有在确保水质安全的前提下,基于公平和效率的分配才有意义。此套总量分配方案在流域层次保证了资源在三峡库区内公平合理分配,有利于区域经济的协调发展;在长江干流控制单元层次为保障水环境安全,实现控制单元的水环境管理目标,不以公平为主要目的进行总量分配也是被认可和接受的。     

决策偏好对水环境污染物总量分配的影响

总量分配是制订污染物总量控制方案的基础,在总量分配方法中合理性指数法是由各因素组成的多目标分配方法,是一种新方法、新思路.由于各因素之间对应的权重系数通常采用专家打分方法确定,因此,分析主观性对总量分配结果的影响具有十分重要的意义.论文共选取30名不同领域的人员,并进行分组,分别对权重因子进行打分,分析不同类型的人员权重分布的特点及其对污染物总量分配结果的影响.研究结果表明:不同人员的权重因子对污染物总量分配具有一定的影响,对最后的决策结果产生一定的不确定性.从分配总量结果来看,TN、TP平均值分别为1.64万t·a-1、0.12万t·a-1,标准差分别为0.16万t·a-1、0.014万t·a-1,变差系数分别为0.09、0.12;从分组结果来看,管理人员一致性较好,研究人员一致性较差.总体而言,综合考虑不同领域专家的意见是保持总量分配方案的合理性和一致性的有效途径.     

基于判别准则基尼系数法的流域初始排污权配置模型

在对流域内区域间初始排污权配置的影响因素与基本原则进行分析基础上,构建流域内区域间初始排污权配置的判别准则,将基尼系数法与判别准则相结合,构建基于判别准则的基尼系数法.应用模型对各区域之间初始排污权配置进行协商调整,保障基尼系数最小化,并且通过建立不同区间水质不达标对排污量配置的惩罚函数,把水质不达标的外部性内化到区域排污量配置上,实现流域内区域间初始排污权的公平合理分配.案例分析表明,模型综合考虑了人口、现状、水域面积、和排污绩效等影响因素,分配结果优于人口、现状分配模式,使得流域内区域间初始排污权分配更具可行性与可操作性.     

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。     

一种兼顾目标总量和容量总量的水污染物排放限值确定方法

针对中国水污染物总量管理面临由目标总量管理向容量总量管理的转变趋势,提出了一种兼顾两种管理模式的水污染物排放限值计算方法.该方法建立在水体分类计算、汇水区与行政区相关联、自下而上、不同保护要求的水体予以差别化对待、污染物控制类型扩展的原则上,将水体按环境容量利用方式的不同划分为保护性利用、恢复性利用、控制性利用、开发性利用和限制性利用5种类型,分别采用目标总量、混合管理、容量总量、容量总量和混合管理等不同模式,并给出了分别按汇水区和行政区计算污染物排放限值的一般过程. 将上述方法应用于西南区域发展战略环评案例,结果表明云南省31.25%地市需调减COD总量,43.75%地市需调减氨氮总量,而贵州省55.56%地市可适当调增COD总量,44.44%地市可适当调增氨氮排放总量.该方法可将总量限值的确定与当地水环境质量改善紧密结合,强化水环境对现状质量不达标地区未来发展的约束,同时适当减弱水环境条件对达标地区的约束以换取其发展空间.以计算出的排放限值为依据对当前的减排目标进行调整可为云贵实现又好又快发展提供支撑.经案例验证,本文所建立的方法为中国水环境管理从目标总量模式向容量总量模式发展提供了技术手段.     

基于环保投入的区域环保产业发展空间均衡性分析

环保产业是我国战略性新兴产业的重要内容,近年来环保产业发展呈现高速增长的态势,年均增长率达30%以上,各地也将环保产业作为新的经济增长点.通过对基尼系数内涵的扩展,提出了环保产业发展基尼系数的概念.本文计算了中国2004年和2011年环保产业发展基尼系数,提出了以产业贡献系数作为判断均衡的因子.结果表明,中国环保产业基尼系数近年来呈上升态势,分别为0.35和0.42,说明环保产业空间分布变化较大,产业分布更加趋于集中.基于产业贡献系数分析,结合各地区环保投入力度及需求,提出了发展环保产业的重点地区与策略.     

Estuarine surface water allocation: A case study on the interactive role of science in support of management

The inevitable need for freshwater to support the projected population growth along the ocean coast is an emerging issue of potential consequence to adjacent estuaries. A large and controversial water withdrawal/reservoir project in Virginia's coastal plain was the basis of science–management interactions that quantified the vulnerability of tidal freshwater nekton for a series of water withdrawal scenarios. Through progressive iterations of the regulatory review process, which in Virginia includes academic reviews of all aspects of projects proposed to affect the marine and estuarine environment, we developed a novel approach to modeling entrainment probabilities applicable to situations that lack a locally validated hydrodynamic model. The science/management interplay ultimately resulted in surface water allocation strategies that are balances to society and the affected natural environment. Model results showed that the probability of encounter (contact between an egg or larva and one or more units of the intake array) ranged from 1.71% under the conditions of a high river flow and low withdrawal rate to 99.99% under the conditions of a low river flow and high withdrawal rate. The collective body of scientific information was incorporated into regulatory conditions placed on water withdrawals that are designed to protect at least 95% of early life history stages within the intake array's zone of influence.     

基于破产模型的新增建设用地指标分解方法——以湖北省枣阳市为例

传统新增建设用地指标分解方法存在测算指标时视角单一和分解指标时行政力量干预严重等问题。基于公平和效率的思想引入破产模型,以湖北枣阳为研究对象,运用6种破产模型解对其新增建设用地指标进行分解,并创造性地运用有向图博弈理论对各种分解结果进行比较分析。研究结果表明：（1）比例法则和Piniles法则符合“公平优先”主张,适用于在经济相对发达的发展阶段和地区应用均衡发展策略;（2）限制均分损失法则和Talmud法则符合“效率优先”主张,适用于在经济相对落后的发展阶段和地区应用非均衡发展策略;（3）限制平等法则和限制均分收益法则适用于有发展条件的贫困地区应用重点扶持的发展策略。新方法不仅有效规避了传统方法存在的问题,还为发展策略选择提供了多种方案。