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水污染负荷分配理论模型与方法研究

作　者: 舒琨
导　师: 李如忠
学　校: 合肥工业大学
专　业: 环境科学
关键词: 水污染负荷分配基尼系数 Vague集多目标决策巢湖流域
分类号: X52
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

水污染负荷分配是水污染总量控制的关键环节。本文从污染负荷分配应遵循的公平性、效率性以及区域差异性原则出发,依据决策准则的不同组合,提出3种水污染负荷分配模式,并将其应用于巢湖流域9个市、县之间的COD和氨氮削减负荷分摊,以期为水污染物总量分配提供新思路、新方法。论文的主要研究成果归纳如下:(1)利用基尼系数可以反映不公平程度的特性,从社会、经济、环境等多个领域筛选出6项指标,构建了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,并采用模糊线性规划方法求解。(2)在定义加权综合基尼系数和环境经济效率参数的基础上,从经济最优性与公平性角度,构建了一个以环境经济收益最大、污染负荷削减费用最低和加权综合基尼系数值最小等为目标的水污染负荷分配多目标决策优化模型,并采用理想点法求取最优解。(3)考虑区域间客观存在的差异性,兼顾公平性与效率性,从水污染负荷分配涉及的社会、经济、环境、技术与管理等因素出发,筛选出16项评价指标,构建了具有多层次结构的水污染负荷分配评价指标体系。结合Vague集理论同时考虑隶属与非隶属信息的特点,建立了基于Vague集的区域水污染负荷分配多目标决策模式。(4)在实例应用中,根据巢湖流域“十一五”规划的总量控制目标,以2007年为水污染负荷分配基准年,对流域水污染物削减量进行分配。结果显示:在3种分配方法中,合肥市分摊到的COD和氨氮削减量都是最多的;在流域7个县中,庐江县与和县是重点削减区域。虽然不同分配方法的削减量分摊结果存在一定的差异,但仍与汇流区域社会经济总体发展状况基本吻合,证明了上述分配方法的科学性和合理性。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
致谢  7-12
第一章绪论  12-25
  1.1 研究目的和意义  12
  1.2 水污染负荷分配研究进展  12-21
    1.2.1 基于效率原则的分配模型与方法  13-15
    1.2.2 基于公平原则的分配模型与方法  15-17
    1.2.3 兼顾公平与效率的分配模型与方法  17-20
    1.2.4 存在的主要问题  20-21
  1.3 巢湖流域概况  21-23
    1.3.1 地理环境  21-22
    1.3.2 社会经济与水环境状况  22-23
    1.3.3 总量控制目标  23
  1.4 主要研究内容及技术路线  23-25
第二章基于基尼系数的水污染负荷分配模糊优化模型  25-38
  2.1 引言  25
  2.2 水污染负荷分配模糊优化决策模型  25-31
    2.2.1 基尼系数的定义  25-26
    2.2.2 基于基尼系数的水污染负荷分配思想  26
    2.2.3 基于基尼系数的水污染负荷分配模糊优化决策模型  26-31
      2.2.3.1 区域排污现状公平性评估  27-28
      2.2.3.2 分配模型的构建  28-30
      2.2.3.3 模型求解方法  30-31
  2.3 基于基尼系数的巢湖流域水污染负荷分配  31-37
    2.3.1 巢湖流域排污现状公平性分析  31-34
    2.3.2 模糊优化分配结果  34-36
    2.3.3 分析与讨论  36-37
  2.4 本章小结  37-38
第三章基于多目标决策的水污染负荷分配优化模型  38-47
  3.1 引言  38
  3.2 水污染负荷多目标优化分配模型  38-42
    3.2.1 建模基本思想  38-39
    3.2.2 模型构建  39-41
      3.2.2.1 目标函数  39-41
      3.2.2.2 约束条件  41
    3.2.3 模型求解方法  41-42
  3.3 基于多目标决策的巢湖流域水污染负荷优化分配  42-46
    3.3.1 基本资料  42-43
    3.3.2 污染负荷分摊计算  43
    3.3.3 分析与讨论  43-46
  3.4 本章小结  46-47
第四章基于 Vague 集的水污染负荷分配方法  47-60
  4.1 引言  47
  4.2 Vague 集基本原理  47-49
    4.2.1 Vague 集概念  48
    4.2.2 基于Vague 集的多目标决策  48-49
  4.3 基于Vague 集的水污染负荷分配模式  49-55
    4.3.1 水污染负荷分配评价指标体系  49-51
    4.3.2 目标优属度矩阵  51
    4.3.3 确定指标权重  51-53
    4.3.4 满意度下界与不满意度上界  53-54
    4.3.5 制定分配方案  54-55
      4.3.5.1 Vague 评分  54
      4.3.5.2 分摊比例的确定  54-55
  4.4 基于Vague 集的巢湖流域水污染负荷分配  55-59
    4.4.1 指标标准化  55-56
    4.4.2 指标赋权及满意度下界与不满意度上界的确定  56-57
    4.4.3 确定污染物削减量分配比例  57-58
    4.4.4 分析与讨论  58-59
  4.5 本章小结  59-60
第五章结论与展望  60-62
  5.1 结论  60-61
  5.2 展望  61-62
参考文献  62-69
读研期间已发表和录用论文情况  69-70
附录  70-82

水污染负荷分配理论模型与方法研究

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