天津市重點水污染物容量總量控制研究

發(fā)布時間：2020-03-28 14:29

【摘要】： 容量總量控制模式在有效地防治水污染方面比傳統(tǒng)指令性總量控制模式具有更大的優(yōu)越性,當前,對水環(huán)境容量計算和容量總量分配的研究已成為水環(huán)境管理科學的前沿領域和熱點之一。針對已有的研究成果在容量計算和分配方法的科學性、公平性、經(jīng)濟性及可操作性等方面所存在的缺陷,本文結合天津市地表水環(huán)境自身特點、污染源狀況和社會經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃等要素,綜合運用多學科理論與方法,提出了水環(huán)境容量計算和總量控制目標確定的新方法,建立了污染源及行業(yè)優(yōu)化分配的二維模型和基于GIS的空間模型,形成一套既有科學理論基礎、又注重現(xiàn)實可行性的地表水體重點水污染物容量總量控制方法體系。首先,在對天津市水環(huán)境系統(tǒng)特征進行辨析的基礎上,首次提出用“入海水量”倒推求功能區(qū)設計流量的方法,制定出專門針對水資源缺乏、水污染嚴重及人工影響強烈地區(qū)水系的水環(huán)境容量計算新方法,解決了天津市水環(huán)境功能區(qū)這樣的非常規(guī)水環(huán)境容量計算范疇的計算方法問題。其次,提出了新的功能區(qū)容量總量控制目標的確定公式,首次將多人合作對策理論(multiple-person cooperation game theory,MPCG)引入到容量總量控制領域,提出了公平占優(yōu)分配、兼顧公平與效益分配和多人合作模式下的優(yōu)化分配三種分配模型與方法,完善了費用最小化法和稅收補貼法,豐富了容量總量分配技術體系。再次,將GIS應用于水污染物容量總量控制。利用ArcSDE技術構建包涵空間信息和屬性數(shù)據(jù)的空間地理數(shù)據(jù)庫(geodatabase);在此基礎上利用Delphi、VBA和ArcGIS組件等工具進行二次開發(fā),建立起基于GIS的水污染物容量總量控制空間模型體系;該模型體系應用了緩沖區(qū)分析、線性參考和空間距離測算等GIS功能,能夠大大提高總量控制工作的效率和精度,并具有可視化的特點。最后,提出以滿足環(huán)境、資源、行業(yè)規(guī)劃等約束前提下的經(jīng)濟效益最大化作為目標,通過進行水污染物容量總量行業(yè)優(yōu)化分配,實現(xiàn)區(qū)域行業(yè)結構優(yōu)化調整和資源優(yōu)化配置協(xié)同化的管理思想;基于水污染物容量總量控制建立起多目標行業(yè)總量優(yōu)化分配模型,在模型中為考慮優(yōu)化行業(yè)結構約束提出了行業(yè)水環(huán)境經(jīng)濟綜合指數(shù)的概念,并將基于統(tǒng)計學習理論和結構風險最小化準則的支持向量機(SVM)方法引入到容量總量控制領域中用于確定行業(yè)水環(huán)境經(jīng)濟綜合指數(shù)。
【圖文】：

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第四章借鑒 GIS 在其他領域的廣泛應用，深入理解信息化技術的技術內涵和應用途徑，將 GIS 引入到容量總量控制領域當中，建立基于 GIS 的水污染物容量總量控制空間模型體系。將 GIS 應用于容量總量控制是本文的一項研究重點。水環(huán)境管理涉及大量的空間信息，而 GIS 正是一個高度集成空間信息管理研究成果的工具平臺�；� GIS 的水環(huán)境物容量總量控制空間模型體系不僅能從直觀性和高效性上給管理者提供便利，更能夠有效解決在二維數(shù)據(jù)表管理模式下無法解決的問題（例如：污染源與排污口空間對應關系的確定）。第五章建立容量總量控制行業(yè)優(yōu)化分配模型。提出以滿足環(huán)境、資源、行業(yè)規(guī)劃等約束前提下的經(jīng)濟效益最大化作為目標，通過進行水污染物容量總量行業(yè)優(yōu)化分配，從水環(huán)境管理的角度實現(xiàn)區(qū)域行業(yè)結構優(yōu)化調整和資源優(yōu)化配置的管理思想；基于水污染物容量總量控制建立起多目標行業(yè)總量優(yōu)化分配模型，，在模型中為考慮優(yōu)化行業(yè)結構約束提出了行業(yè)水環(huán)境經(jīng)濟綜合指數(shù)的概念，并將支持向量機（SVM）方法引入到容量總量控制領域中用于確定行業(yè)水環(huán)境經(jīng)濟綜合指數(shù)。

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