第四章环境规划与管理的技术方法.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 环境规划与管理的技术方法,环境规划的技术方法应包括环境评价、环境预测和环境决策等方法，其中环境预测和决策是环境规划中具有重要作用的两项基本活动。它们贯穿渗透在环境规划过程的许多环节中。本章从综合集成的角度，重点介绍环境规划常用的预测与决策技术方法。,第一节 环境预测与社会经济预测方法,一、环境预测,环境预测是一类针对环境领域有关问题的预测活动。通常指在环境现状调查评价和科学实验基础上，结合经济社会发展情况，对环境的发展趋势作出科学的分析和判断。,（一）环境预测的主要内容,1,社会发展预测,重点是人口预测，也包括一些其他社会因素的确定。,N,t,=N,t,0,e,k(t-t,0,),式中,:,N,t,-t,年的人口总数,;,N,t,0,-t=t,0,年时的人口基数；,k,人口增长系数；,e,自然对数的底,2.,经济发展预测,重点是能源消耗预测、国内生产总值预测和工业总产值预 测等，同时也包括对经济布局与结构、交通和其他重大经济建设项目的预测与分析。,国内生产总值预测：,Z,t,Z,t0,（,1,a,）,（,t,t0,）,式中：,Z,t,t,年的,GDP,数；,Z,t0,t0,即预测起始年的,GDP,数；,a,GDP,年增长速率（）,能源消耗预测：,能源消费弹性系数,e,/,式中：,e,能源消费弹性系数；,能耗增长速率；,工业产值增长速率,规划期能源预测：,E,t,E,t,0,（,1,e,）,（,t,t,0,）,式中：,E,t,规划期,t,年的能耗量；,E,t,0,规划期起始年,t,0,的能耗量,3,环境质量与污染预测,环境污染防治规划是环境规划的基本问题，与之相关的环境质量与污染源的预测活动构成了当前环境预测的重要内容。,4,其他预测,根据规划对象具体情况和规划目标需要选定，如重大工程建设的环境效益或影响；土地利用、自然保护和区域生态环境趋势分析；科技进步及环保效益等等。,（二）预测方法选择与结果分析,1,基本思路,环境预测是在环境调查和现状评价的基础上，结合经济发展规划或预测通过综合分析或一定的数学模拟手段，推求未来的环境状况，其技术关键是：,(1),把握影响环境的主要社会经济因素并获取充足的信息。,(2),寻求合适的表征环境变化规律的数理模式和（或）了解预测对象的专家系统。,(3,）对预测结果进行科学分析，得出正确的结论。这一点取决于规划人员的素质和综合问题的能力与水平。,2,预测方法选择,与一般预测的技术方法相同，有关环境预测的技术方法也大致分为两类：定性和定量预测,3,预测结果的综合分析,预测结果的综合分析评价，目的在于找出主要环境问题及其主要原因，并由此进一步确定规划的对象、任务和指标。预测的综合分析主要包括资源态势和经济发展趋势分析和环境发展趋势分析。第二节 大气污染预测方法,一、大气污染源源强预测,（一）源强预测的一般模型,预测源强的一般模型为,:,Q,i,=K,i,W,i,(1-,i,),式中：,Q,i,源强，对瞬时排放源以,kg,或,t,计，连续稳定 排放源以,kg/h,或,t/h,计；,K,i,某种污染物的排放因子；,W,i,燃料的消耗量，对固体燃料以,kg,或,t,计，对液体燃料以,L,计，对气体燃料以,100m3,计，时间以,h,或,d,计；,i,净化设备的排放因子；,i,污染物的编号。,（二）耗煤量预测,1.,工业耗媒量预测,设工业耗媒量平均增长率为,工业总产值率为,，则有；,E=E,0,(1+,),(t-t,0,),M=M0,(1+,),(t-t,0,),式中,;E,预测年工业耗媒量，万,t/a;,E,0,基准年工业耗煤量，万,t/a;,M,预测年工业总产值，万,t/a;,M,0,基准年工业总产值，万,t/a;,t,预测年；,T,0,基准年,2.,民用耗煤量预测,E,s,A,s,S,E,s,：,预测年取暖耗煤量，万,t/a,；,S,预测年取暖面积，,m,3,；,A,s,取暖耗煤系数，,t/m,3,（三）污染物排放量预测,1.,二氧化硫排放量预测,G,SO2,=1.6WS,G,SO2,-,二氧化硫排放量，,t/a,；,W,燃煤量，,t/a,；,S,煤中全硫分含量，,2.,烟尘排放量预测,G,尘,W,A,B,（,1-,）,式中：,G,尘,-,烟尘排放量,t/a;A-,煤的灰分，；,B,烟气中烟尘的质量分数；,W,燃煤量，,t/a;,除尘效率，,第三节 水污染预测方法,一、水污染源预测,（一）工业废水排放量预测；,W,t,W,0,（,1,r,w,),t,式中：,W,t,预测年工业排放量；,W,0,基准年工业排放量；,r,w,工业废水排放量年平均增长率；,t,基准年至某水平年的时间间隔,（二）工业污染物排放排放量预测,W,i,（,q,i,q,0,）,B0,10,-2,+W,0,式中：,W,i,预测年份污染物排放量，,t,；,q,i,预测年份工业废水排放量，万,m,3,；,q,0,基准年工业废水排放量，万,m,3,；,B0,含某污染物废水工业排放标准或废水中污染物浓度，,mg/L,；,W,0,基准年份污染物排放量，,t,。,（三）生活污染量预测,Q,0.365AF,式中,:Q,生活污水量，万,m,3,；,A,预测年份人口数，万人；,F,人均生活污水量，,1/,（,d,人）；,0.365,单位换算系数,二、水环境质量预测,水质流量相关法,L,t,L,R,L,a,exp,（,K,n,/Q,）,式中：,L,t,有机污染物总量，,kg/s,；,L,R,难降解的有机污染物量，,kg/s,；,L,a,易降解的有机污染物量，,kg/s,；,K,常数；,Q,流量，,m,3,/S,；,n,比例常数,第四节 固体废物与噪声污染预测方法,（一）工业固体废物产生量预测,W,PS,式中：,W,预测年固体废物排放量，万,t/a,；,P,固体废物排放系数，,t/t,产品；,S,预测的年产品产量，万,t/a,（二）城市垃圾产生量预测,W,生,f,生,N,式中：,W,生,预测年城市垃圾产生量，万,t/a,；,f,生,排放系数，,kg/,（人,d,）；,N,预测年人口总数,第五节 环境评价方法,一、经济环境评价,（一）项目环境评价,方法有：,列表清单法,矩阵法,网络法,图形叠置法,质量指标法,环境预测模型,（二）区域环境评价,涉及城市或区域建设规划、工农业发展规划、国土整治规划等，也包括经济、社会和环境、生态等许多领域主要采用累计效应分析方法。,二、社会环境评价,（一）社会环境评价的主要评价因素,1,）对评价范围内人口的影响；,2,）对当地居民收入、就业、择业观念的影响；,3,）对社区居住条件的因素；,4,）对当地公共服务设施的影响；,5,）对人民生活供应的影响；,6,）对当地人民文化、娱乐的影响；,7,）对当地教育的影响；,8,）对人民卫生保健的影响；,9,）对防治自然灾害的影响；,10,）对社区福利的影响；,11,）对社区安全、稳定的影响；,12,）对社区社会保障的影响；,13,）对人民群众的精神面貌、环境意识的影响；,14,）对国家和地区威望、地位的影响,（二）社会环境评价的方法,1.,定性评价法,专家评价法、特尔斐法、主观概率法和交叉概率法,2.,定量评价法,常用有费用效益分析法,第六节 环境规划与管理的决策分析,一、环境决策过程及其特征,决策过程,针对一个决策问题作出决定时，总要包括决策者对要解决问题所抱有的目的。因此一个合理的决策问题，首要之点是确定决策的目标或决策者所希望达到的行动结果或状态。这种有目的的行动，一般由三种活动所组成：即设计备选方案、选择行动方案和实施行动方案。,依照系统工程的原理，一般环境规划的决策过程从广义来看包含,4,个基本程序环节：,找出问题确定目标，,拟定备选行动方案，,比较和选择最佳行动方案，,方案的实施即规划的执行（见图,4,一,1,）,系统分析：,问题识别，系统功能分析,确定目标,拟定方案,选择方案,实施反馈,系统设计,系统结构和外部条件,系统评价：,评价指标，价值权衡,系统实施：,执行，监督，监测,环境规划系统,规划决策过程,修订目标,修订方案,修订方案,图,4-1,（二）环境规划决策的特征,环境系统是一个复杂的人工和生态复合系统，它的规划决策问题涉及环境、经济、政治、社会和技术等多种因素，因此它具有以下一般决策问题的典型特征：,1,非结构化特征,通常，按照决策问题所具有的复杂性和解决问题的难易程度，大体可分为三种类型：结构化决策、半结构化决策和非结构化决策问题。,2,多目标特征,目标间存在着冲突性或矛盾性，即某一目标的改进往往导致其他 目标实现程度的降低；,目标间存在着不可公度性，即多个目标没有统一的度量标准。,3,基于价值观念的特征,这里所谓“价值”，它可泛指规划主体对评价对象所具有的作用、意义的认识和估计。价值观念是人们在各种各样的客观现实中对大量事物观察分析抽象得出的。一方面，在具体问题上，由于规划主体对评价对象的条件、目的、立场和观点等各有不同，从而造成对价值认识和估计的不同；另一方面又由于人类的社会化，对于价值的主观认识估计，又会不同程度地反映现实价值观念的共性和客观性，因此，基于价值评价来对复杂因素进行综合分析，就成为决策活动中的一个显著特征。,二、环境规划的决策分析,决策分析的概念,决策是一个对事物进行分析综合和思维判断的过程。借助于决策分析工具将有益于帮助决策者科学合理地展开决策活动，解决复杂的决策问题。所谓决策分析，是进行决策方案选择的一套系统分析方法。它通常是关于决策过程中具体的程序、规则和推算的组合。决策分析并不意味着为决策者制定决策，它仅仅是试图通过一定适当的处理或分析方法帮助决策者有效地组织信息改进决策过程，辅助决策。,环境规划决策分析的基本框架,针对环境规划具有多方案、多目标决策问题的特征，可采用决策树这样的结构框架进行分析，即将这种多方案、多目标的决策过程，按因果关系、隶属层次和复杂程度分成若干有序的方案和若干等级的目标，形成由对策一目标组成的递阶展开的“树枝状”决策分析系统（图,4,一,2),1,2,m,1,2,n,1,2,p,1,2,r,经济目标,i,环境目标,j,社会目标,k,技术目标,h,综合总目标,u,评价指标,属性指标,第一级,第二级,第三级,决策方案,图,4-2,（三）环境系统规划的决策分析模式,根据环境规划决策分析基本框架，在实际应用中，系统规划的决策分析可归纳为两种类型：,一是基于最优化技术来构造的环境系统规划决策分析模型，可称之为“最优化决策分析模型”；,另一种是基于各种备选方案进行 系统 目标的模拟分析，从而选择满意方案，可称之为“模拟优化决策分析模型”。,环境系统规划的 “最优化决策分析模型”，通常是利用数学规划方法，建立数学模型并一次求解行动方案的决策分析过程。,“模拟优化决策分析模型”是直接基于环境规划决策分析的对策一目标树框架，就各个备选组合方案，分别进行多种目标和综合指标的模拟（包括环境质量、费用及社会影响等）和评估的决策分析过程。,在环境规划中，目前使用较为普遍的决策分析技术方法大体包括：费用效益（效果）分 析、数学规划和多目标决策分析技术三种基本类型。,第七节 单目标决策分析方法,一、环境费用效益分析,传统上，费用效益分析是用于识别和度量一项活动或规划的经济效益和费用,的系统方法，其基本任务就是分析计算规,划活动方案的费用和效益，然后通过比较评价从中选择净效益最大的方案提供决策。它是一典型的经济决策分析框架。将其引入到环境规划中，可作为一项工具手段以进行环境规划的决策分析。环境费用效益分析 的基本程序如 图,4,一,3,所示。,明确问题,环境质量与受纳体影响关系确定,备选方案环境影响分析,备选方案的费用,/,效益计算,备选方案的费用效益评价及选择,图,4-3,二、数学规划方法,是指利用数学规划最优化技术进行环境规划决策分析的一类技术方法。从决策分析的角度看，这类决策分析方法的使用，需要根据规划系统的具体特征，结合数学规划方法的基本要求，将环境系统规划决策问题概化成在预定的目标函数和约束条件下，对由若干决策变量所代表的规划方案，进行优化选择的数学规划模型。,目前，用于环境规划中的数学规划决策分析方法主要有：线性规划、非线性规划以及动态规划等。,第八节 多目标决策分析方法,从决策的基本内容看，涉及多目标决策分析应用中最主要的概念是确定所要解决问题的目标体系和实现这些 目标方案的评价选择问题。,（一）决策问题的多目标体系,多目标决策分析与传统单目标优化的最大区别在于其决策问题中具有多个互相冲突的目标。通常多目标决策问题中，一组意义明确的多个冲突目标可表达为一递阶结构，或称目标体系,(,图,4,一,4),图,4-4,总目标,目标,1,目标,i,目标,m,子目标,1,子目标,n1,子目标,1,子目标,nm,.,.,.,.,.,（二）决策方案的多目标评价选择,所谓多目标决策分析，就是运用种种数学（包括计算机）支持技术，来处理以下两个问题：,l.,根据所建立的多个目标，找出全部或部分非劣解。,2.,设计一些程序识别决策者对目标函数的意愿偏好，从非劣解集中选择,“,满意解,”,。,在解决上述两方面问题的实践中，多目标决策分析技术并非全都将其处理为两个独立顺序的求解过程，许多方法是将两部分内容结合起来，即在非劣解求解过程中已注入反映决策者意愿偏好的因素。各种多目标决策分析技术，可依有限方案与无限方案分为两类。有限方案条件下的决策分析技术，在实际问题，包括在环境规划中使用更为常见普遍。,思考题,1.,环境预测的主要内容是什么？,2.,环境评价方法的内容有哪些请具体说明。,3.,环境决策过程及其特征是什么？,