环境规划的技术方法.ppt

第四章环境规划的技术方法 第四章环境规划的技术方法 一 环境评价方法二 环境预测与社会经济预测方法三 大气污染预测方法四 水污染预测方法五 固体废物 噪声污染预测方法六 环境规划的决策分析七 单目标决策分析方法八 多目标决策方法 第四章环境规划的技术方法 重 难点提示 环境预测与社会经济预测的主要方法 环境规划决策的主要技术方法 第一节环境评价方法 评价 根据确定的目标来测定系统的属性 并将这种属性变为可量化的价值或者主观效用 满足主体要求的程度 的行为 它是评价主体依照一定的评价标准与方法程序对评价对象进行对比评定的过程 环境评价包含的技术要素 评价对象与指标 评价准则 评价方法 一 环境评价 第一节环境评价方法 一 评价对象与指标评价对象 污染源与环境质量 评价指标 体系 根据评价目的而对评价对象的整体状态与属性进行刻画的一组概括性表征 第一节环境评价方法 评价指标的选择设计原则 1 科学性和简便性原则 准确 全面 客观反映系统对象 并要求简明 直观 2 重要性原则 集中体现评价对象的本质特征 具有典型性与可比性 3 层次性原则 可以清楚表达指标间的隶属层次关系 体现评价对象的内涵 4 可行性原则 数据获取较为容易 便于计算应用 支持指标量化 使其具有可操作性 第一节环境评价方法 二 评价准则概念 环境评价中 经过各指标赋值计算后 需要与预定的要求比对评判 这类用于对照比较的要求 通常称为评价准则 或评价标准 环境标准是体现环境保护要求 实施环境管理的重要技术规范 各类污染物排放标准和环境质量标准是环境规划的主要依据 污染物排放标准和环境质量标准是环境评价中确定评价准则的基础 第一节环境评价方法 三 评价方法概念 就具体的评价模型而言 是对评价对象的属性建立形成指标 并与评价准则进行对照评定的规则程序 评价方法类型 单一指数法 单个指标描述的对象进行评价 特点 意义明确直观 方法简便易行 第一节环境评价方法 综合指数法 当采用多个指标描述评价对象时的评价方法 特点 为系统提供更为全面的比较评定 模糊综合评价模型 隶属关系分布的不确定性 依据模糊数学原理 引入隶属度 隶属函数等概念建立 主成分分析评价方法 研究对象的内在联系 以方差 协方差矩阵的内部依赖结构为基础 进行综合特征信息提取 第一节环境评价方法 二 污染源评价污染源评价在污染源调查基础上进行的 目前对各种污染物排放的评价方法 包括单项评价和综合评价两类 1 单项评价针对污染源中某一污染物的排放浓度或负荷量等 进行的有关指标 如超标率 排放量等 的评价 可以反映污染源中某一污染物的贡献作用或控制效果等 第一节环境评价方法 1 超标率某污染物超过排放标准的检出次数占该污染物检测次数的比率 i污染物超标率 i污染物超过排放标准的检测次数 N i污染物的检测总次数 第一节环境评价方法 2 排放强度单位时间内某污染物排放量 i污染物单位时间的排放量 i污染物排放浓度检测值 含i污染物的介质 污水 废气 排放量 第一节环境评价方法 2 综合评价为反映污染源不同污染物的总体贡献或控制效果 对多种污染物的排放浓度或负荷量等 通过标化处理 将其转换为同一尺度下可比较 或相加 指标的评价方法 污染源的综合评价方法 主要有等标污染负荷和等标污染负荷比 在对一个系统 如一个城市或一个工厂 中的多个污染源及其排放的多种污染物进行评价 以确定主要污染源和主要污染物时 通常采用等标污染负荷作为统一比较的尺度 对各污染源和各污染物的环境影响大小进行比较 第一节环境评价方法 1 等标污染负荷 等标污染负荷 第j源含i种污染物浓度 mg m3 环境质量标准值 mg m3 第j源含i种污染物介质的排放量 m3 d 10 6 比例系数 使数值不致太高 便于比较书写 第一节环境评价方法 若第j个污染源有n种污染物 则该污染源总的等标污染负荷为 若某区域有m个污染源 则该区域总的等标污染负荷为 第一节环境评价方法 2 污染负荷比某区域第j个污染源的第i类污染物 污染负荷比可用下式表示 根据K值大小 可确定该污染源的主要污染物 第一节环境评价方法 对某个区域 某个污染源的污染负荷比为 根据Kj值大小 可以确定该区域内的主要污染源 第一节环境评价方法 对某个区域 某种污染物的污染负荷比为 根据Ki值大小 可以确定该区域内的主要污染物 第一节环境评价方法 三 环境质量评价环境质量指数 environmentalqualityindex 将大量监测数据经统计处理后求得其代表值 以环境卫生标准 或环境质量标准 作为评价标准 把它们代入专门设计的计算式 换算成定量和客观地评价环境质量的无量纲数值 这种数量指标就叫 环境质量指数 也称 环境污染指数 单因子评价 从环境大气 水体 土壤等环境要素角度看 对某一环境要素单一质量因子进行的环境质量评价 综合质量评价 对多个环境质量因子进行的环境质量评价 第一节环境评价方法 1 单因子评价指数对单一环境要素的单因子进行评价的指数方法如下 i种污染物评价指数 i种污染物在环境介质中的浓度 i污染物的评价标准 I量纲为1 表达某种污染物在环境介质中的浓度超过环境质量标准的程度 即超标倍数 第一节环境评价方法 2 综合质量评价指数弥补单因子评价指数只能以一种污染物来代表环境质量状况 难以反应环境质量全貌的不足 综合质量评价指数是在单因子指数基础上建立起来的 对环境进行整体评价 常见的综合指数有均值型综合质量指数和加权型综合质量指数 第一节环境评价方法 1 均值型综合质量指数 均值型综合质量指数 单因子质量指数 参与评价的环境质量因子数目 意义在于各个因子影响相同 即权重相同 第一节环境评价方法 2 加权型综合质量指数 对应第i个因子的权重系数 这里应该 第一节环境评价方法 为了突出某些污染严重的环境因子对环境质量的影响 体现出此类因子指数的极值作用 在实践中 产生了兼顾极值作用的加权型综合评价指数方法 举例来说 内梅罗指数及其改进形式 各单因子指数的平均值 各单因子指数中的最大值 第一节环境评价方法 3 环境质量指数分级环境质量指数通常并不能直接描述环境质量好坏 还需要进一步建立环境质量分级 将所有计算的环境质量指数值通过分级标准进行环境质量的评价 对评价指数的分级 可参考环境质量标准或基准进行 第二节环境预测与社会经济预测方法 一 环境预测 一 环境预测的内容社会和经济发展预测 环境容量和资源预测 环境污染预测 环境治理和投资预测 生态环境预测 二 环境预测依据和基本原则以规划区的环境质量评价 经济开发和社会发展规划中各水平年的目标及其他有关资料作为环境预测的依据 经济社会发展是环境预测的基本依据 充分考虑科学技术进步 突出重点 抓住那些对未来环境发展动态最重要的影响因素 具体问题具体分析 三 预测方法选择与结果分析选择定性或定量预测技术 预测结果进行综合分析 资源态势和经济发展趋势分析 环境发展趋势分析 环境风险分析 第二节环境预测与社会经济预测方法 环境预测的主要内容 社会发展预测 主要是人口预测 还包括其他一些社会因素 比如环保意识 污染承受能力等 经济发展预测 主要是国内生产总值预测和能源预测 能源消耗 能源利用率 环境质量与污染预测 关键预测内容 其他预测 根据具体情况 预测重大工程的环境效益和影响 土地利用 自然保护和区域生态环境趋势预测 第二节环境预测与社会经济预测方法 二 社会经济发展预测方法 一 人口预测 二 国内生产总值 GDP 预测 三 能耗预测 四 用水预测方法 第二节环境预测与社会经济预测方法 一 人口预测人口预测包括对未来人口发展各个方面的预算和预报 以及为了消除不利影响提出的措施和决策 由于措施和决策涉及政策制定和社会管理方面 所以一半预测仅限于对人口未来发展趋势的预算和预报 人口预测要考虑人口自然变动出生率 死亡率和社会变动的迁移率 第二节环境预测与社会经济预测方法 城区人口发展因地而异 常见的三种增长模型为 几何级数增长算术平均增长逻辑斯蒂增长 第二节环境预测与社会经济预测方法 几何级数增长 曲线呈指数型 预测模型 Nt t年的人口总数 Nt0 t t0年时 即预测起始年时的人口基数 k 人口增长系数或人口自然增长率 K 规划期年均出生人数 规划期年均死亡人数 规划期平均人口数 1000还要关注 社会平均物质生产水平 文化水平 战争与和平状态 人口政策和人口年龄结构等 第二节环境预测与社会经济预测方法 算术平均增长 曲线呈直线型 预测模型 Nt t年的人口总数 Nt0 t t0年时 即预测起始年时的人口基数 k 人口增长系数或人口自然增长率 还要关注 社会平均物质生产水平 文化水平 战争与和平状态 人口政策和人口年龄结构等 第二节环境预测与社会经济预测方法 逻辑斯蒂增长 曲线呈S型 预测模型 Nt t年的人口总数 Nt0 t t0年时 即预测起始年时的人口基数 k 人口增长系数或人口自然增长率 T 城市区域的最大人口容纳量 a 取决于N0的参数 还要关注 社会平均物质生产水平 文化水平 战争与和平状态 人口政策和人口年龄结构等 第二节环境预测与社会经济预测方法 二 国内生产总值 GDP 预测国家的宏观经济状况可以通过国内生产总值 GDP 通货膨胀率和失业率等经济指标表示 其中 最重要的是GDP 它可以衡量整体经济状况 第二节环境预测与社会经济预测方法 国内生产总值是指一国所有常住单位在一定时期内所生产的最终物质产品和服务的价值总和 计算时不要包括中间产品价值 避免重复计算 我国GDP预测的常用经验模型 ZGDPt t年GDP值 ZGDP0 t0年 即预测起始年的GDP值 a GDP年增长率 第二节环境预测与社会经济预测方法 国内生产总值 GDP 和国民生产总值 GNP 相同点 核算社会生产成果和反映宏观经济的总量指标 差异 国内生产总值 GDP 是指一个国家或地区范围内反映所有常住单位生产活动成果的指标 所谓常住单位 是指在一国经济领土内具有经济利益中心的经济单位 所谓生产活动包括三次产业在内的所有行业和部门 在价值形态上它等于国民经济各部门生产的增加值之和 它强调的是创造的增加值 是 生产 的概念 第二节环境预测与社会经济预测方法 国民生产总值 GNP 是指一个国家或地区范围内的所有常住单位 在一定时期内实际收到的原始收入 指劳动者报酬 生产税净额 固定资产折旧和营业盈余等 总和价值 本国常住者通过在国外投资或到国外工作所获得的收入 称之为从国外得到的要素收入 应计入本国国民生产总值 直观地讲 国民生产总值 国内生产总值 国外净要素收入 它强调的是获得的原始收入 是 收入 的概念 一般讲 各国的国民生产总值与国内生产总值二者相差数额不大 但如果某国在国外有大量投资和大批劳工的话 则该国的国民生产总值往往会大于国内生产总值 第二节环境预测与社会经济预测方法 三 能耗预测目前普遍使用的能源包括原煤 原油 天然气3项 各种能耗按规定折算成每千克发热量7000kcal的标准煤 原煤折算系数0 714kg m3 原油1 43kg m3 天然气1 33kg m3 第二节环境预测与社会经济预测方法 1 能耗指标 1 产品综合能耗单位产值综合能耗 总能耗量 产品总产值单位产量综合能耗 总能耗量 产品总产量 2 能源利用率有效利用的能量同供给的能量之比 第二节环境预测与社会经济预测方法 3 能耗弹性系数规划期内平均能耗量增长速度与平均经济增长速度之间的对比关系 E 能耗弹性系数 E 能耗增长量 E 能耗量 G 总产值增长量 G 总产值 第二节环境预测与社会经济预测方法 2 能耗预测方法 1 人均能耗法 用于估算生活用能 按人民生活中衣食住行对能源的需求来估算生活用能的方法 调查表明 人类维持生存的基本能耗为每年0 4 t 人 满足基本生活需求的能耗为每年1 2 1 4 t 人 适应现代生活的能耗每年超过1 6 t 人 第二节环境预测与社会经济预测方法 2 能耗弹性系数 用于估算工业用能 能耗增长速度 e 工业产值增长速度 e 能耗弹性系数 是能耗增长速度和工业产值增长速度的比值 一般介于0 4 1 1之间 第二节环境预测与社会经济预测方法 四 用水预测方法1 用水总量预测对某一地区用水总量的供需平衡预测 用下式表示 ZGDPt 规划期t年国内生产总值 万元 年 Kt 用水系数 t万元 Qt 规划期t年用水总量 万t 年 第二节环境预测与社会经济预测方法 2 生活用水总量预测对生活用水量 可通过人均生活用水定额预测 Q 生活用水量 N 规划年的人口数 k 规划年用水普及率 q 用水定额 包括城镇综合用水定额和农村生活用水定额 第二节环境预测与社会经济预测方法 3 工业用水总量预测利用万元工业增加值用水定额 对工业用水量进行预测 Q 工业用水量 m3 Wi 不同行业i在规划年的万元工业增加值取水量 m3 万元 Ai 不同行业i在规划年的工业增加值 万元 第二节环境预测与社会经济预测方法 4 农业灌溉用水按作物分别进行用水预测 求其和 Q 预测年农业灌溉用水量 万t 年 Si 预测年某种作物I灌溉面积 Ki 预测年某种作物I灌溉系数 第三节大气污染预测方法 一 大气污染源源强预测二 大气环境质量预测 第三节大气污染预测方法 一 大气污染源源强预测源强是污染物的排放速率 瞬时点源 源强是点源一次排放的某污染物总量 连续点源 源强是点源单位时间内的某污染物排放量 一 源强预测的一般模型 Qi 第I种污染物的源强 Wi 燃料的消耗量 i 净化设备对污染物的去除效率 Ki 某污染物的排放因子 I 污染物的编号 第三节大气污染预测方法 二 耗煤量预测1 工业耗煤量预测有弹性系数法 回归分析法 灰色预测等 根据工业增长率 用弹性系数法计算耗煤量 Et 预测年工业耗煤量 t E0 预测起始年的工业耗煤量 t a 工业产值年增长速率 a CE CE是工业耗煤量弹性系数 查资料可获取 工业总产值年平均增长率 来自国民经济发展规划 t t0为预测时段 第三节大气污染预测方法 2 民用耗煤量预测Es 预测年取暖耗煤量 万t S 预测年取暖面积 m2 As 取暖耗煤系数 万t m2 第三节大气污染预测方法 三 污染物排放量预测1 SO2排放量预测Gso2 SO2排放量 t a W 燃煤量 t a 煤中的全硫分质量分数 第三节大气污染预测方法 2 烟尘排放量预测G尘 烟尘排放量 t a A 煤的灰分 烟气中烟尘的质量分数 W 燃煤量 t a 除尘效率 二级除尘 1 1 1 1 2 2 NOx与CO排放量预测燃煤过程中 NOx与CO排放量 可根据锅炉类型和用途 以及排放系数进行预测 第三节大气污染预测方法 一 大气环境质量预测 一 箱式模型适用于城市家庭炉灶和低矮烟囱分布不均匀的面源 是研究大气污染物排放量和大气环境质量的最简单的模型 第三节大气污染预测方法 箱式方法预测大气污染物浓度的模型为 B 大气污染物浓度预测值 mg m3 Q 面源源强 mg s u 进入箱内的平均风速 m s L箱的边长 m H 箱高 即大气混合层高度 m 预测区大气环境背景浓度值 mg m3 第三节大气污染预测方法 二 高斯扩散模式高斯模式是适用于预测环境空气质量的常用方法 是在大气污染物浓度分布符合正态分布的情况下推到出来的 可以用来求出下风向任一点的污染物浓度 求取最大落地浓度 地面轴线浓度等 第三节大气污染预测方法 关于高斯扩散模型的几点假设 1 风的平均流场稳定 风速均匀 风向平直 2 污染物的浓度在y z轴方向符合正态分布 3 污染物在输送扩散中质量守恒 4 污染源的源强均匀 连续 注 正态分布是概率论中最重要的一种分布 也是自然界最常见的一种分布 该分布由两个参数 平均值和方差决定 概率密度函数曲线以均值为对称中线 方差越小 分布越集中在均值附近 方差是在概率论和数量统计中 用来度量随机变量和数学期望 即均值 之间的偏离程度 第三节大气污染预测方法 常用高斯扩散模式如下 1 一般高斯扩散模式 2 高架连续点源地面浓度的高斯扩散模式 3 高架连续点源地面轴线浓度的高斯扩散模式 4 高架连续点源地面轴线最大浓度模式 第三节大气污染预测方法 三 多源扩散模式如果需要评价的点源数目多于一个 计算地面浓度时应将各个源对接受点浓度的贡献进行叠加 此时应用多源扩散模式 四 线源扩散模式线源扩散模型可分为无限长线源和有线长线源扩散模型 如果在平坦的地形 一条平直繁忙的公路可以看作无限长线源 当公路有限长时 要考虑边缘效应 第三节大气污染预测方法 五 面源扩散模式平原城区排气筒高度不大于40m或排放量小于0 04t h的排放源作面源处理 应用面源模式 六 总悬浮微粒扩散模式对大气污染物中的颗粒态污染物 应用总悬浮微粒扩散模式 七 灰色预测模型 第四节水污染预测方法 一 水污染源预测二 水环境质量预测 第四节水污染预测方法 一 水污染源预测 一 工业废水排放量预测mt 预测年工业废水排放量 m0 基准年工业废水排放量 rm 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 第四节水污染预测方法 二 工业污染物排放量预测mi 预测年某污染物排放量 t Vi 预测年工业废水排放量 10 4m3 V0 基准年工业废水排放量 10 4m3 含某污染物废水工业排放标准或废水中污染物浓度 mg L 基准年某污染物排放量 t 第四节水污染预测方法 三 生活污水量预测qv 生活污水排放量 104m3 年 A 预测年人口 104人 F 预测年人均生活污水量 L d 人 第四节水污染预测方法 二 水环境质量预测1 水质相关法数据资料有限 污染源位置和污染源强不确定时 多采用此法 常用的如下 1 水质流量相关法根据检测资料建立水质水量相关关系 在有限资料条件下按照流量估算水质 第四节水污染预测方法 2 河流 湖泊水质的灰色预测模型灰色系统预测法就是根据过去和现在的信息 通过对原始数据系列进行一定的转换 变成生成列 这个生成列一般可用指数曲线或其它函数逼近 从而建立预测模型 用它进行预测 比如依据1995 2010年黄河流域水质 通过灰色预测模型对黄河水质进行分析 然后可对黄河未来10年的发展趋势作预测分析 3 河流 湖泊水质的多元回归分析根据水质与其影响因素之间存在的相关关系 运用回归分析理论和方法 建立基于多元线性回归分析法的水质动态预测模型 再将该模型用于水质的动态预测 比如将回归分析法用于平顶山新城区白龟山水库水质动态预测 第四节水污染预测方法 2 水质模型法相对准确的预测方法 1 完全混合的河流水质预测模型适用于相对较窄的河流 稳态 均匀排污 污染物难降解 主要用于可溶性盐 悬浮固体预测 2 一维河流水质模型用于较宽的大中河流 流动稳态 污染物均匀排放 污染物质保守 可用于计算混合区长度和混合区浓度分布 第四节水污染预测方法 3 BOD DO耦合模型预测一维稳态河流中的污染物的变化规律 4 湖泊水质预测模型适用于预测湖泊中污染植物的浓度 5 湖泊富营养化水质预测模型适用于预测湖泊中氮磷等营养物质浓度分布 第五节固体废物 噪声污染预测方法 一 固体废物污染预测二 噪声预测 第五节固体废物 噪声污染预测方法 一 固体废物污染预测 一 工业固体废物产生量预测1 系数预测法式中 W 预测年固体废物排放量 104t a P 固体废物排放系数 t t S 预测的年产品产量 104t a 第五节固体废物 噪声污染预测方法 2 回归分析法根据固体废物产生量与产品产量或工业产值的关系 建立一元回归模型 若固体废物产生量受多种因素影响 还可以建立多元回归模型进行预测 3 灰色预测法根据历年固体废物产生量序列建立灰色预测模型 第五节固体废物 噪声污染预测方法 二 城市垃圾产生量预测与工业固体废物预测一样 城市垃圾产生量预测与常采用排放系数预测法 回归分析法和灰色预测法 系数预测法 式中 W 预测年城市垃圾产生总量 104t a f 排放系数 kg 人 d N 预测年人口总数 人 三 固体废物的环境影响预测固体废物对环境的影响是多方面的 一般需要进行模拟实验建立预测模型 再进行相应的如大气 水环境影响预测 第五节固体废物 噪声污染预测方法 二 噪声预测 一 交通噪声预测方法多元回归预测 根据用车流量 道路宽度 本底噪声值和交通噪声等效声级之间关系 建立模型 灰色预测方法 根据历年噪声等效声级值 通过原始数据生成处理 建立预测模型 第五节固体废物 噪声污染预测方法 一 环境噪声预测方法多元回归预测 根据车流量 固体噪声源 本底噪声和噪声等效声级之间关系 建立模型 灰色预测方法 根据历年环境噪声值 建立预测模型 第五节固体废物 噪声污染预测方法 对于建筑施工噪声的预测通常是用已知的特定距离 r1 和声压级 L1 去求出声源在指定距离 r2 上的声压级 L2 第六节环境规划的决策分析 一 环境决策过程及其特征二 环境规划的决策分析 第六节环境规划的决策分析 一 环境决策过程及其特征 一 决策过程决策 就是指为了解决某一行动选择问题而对拟采取的行动所作出的决定 环境规划决策 本着经济 社会和环境协调发展的原则 从几个经过优化的环境规划方案中选择一个作为实施方案 第六节环境规划的决策分析 依照系统工程原理 决策过程包括四个环节 找出问题确定目标 环境规划目标拟定备选行动方案 环境规划方案生成比较和选择最佳行动方案 狭义的决策方案实施即规划执行 实施反馈乐观准则 在最好的结果中选择最好的悲观准则 在最坏的结果中选择最好的 环境系统规划决策过程的框架 第六节环境规划的决策分析 二 环境规划决策的特征1 非结构化特征结构化决策 程序化 决策条件清楚明白 问题判断逻辑性强 非结构化决策 非程序化 决策条件具有模糊性和不确定性 其中的因果关系不清楚 是一次性的 非例行的决策 环境规划决策属于非结构化或半结构化决策 第六节环境规划的决策分析 2 多目标特征环境规划决策不可能只考虑环境保护一个方面 必须要考虑经济社会甚至政治因素 是各个方面协调发展 多目标间存在冲突性和矛盾性 如何协调 可持续发展是决策的关键之一 第六节环境规划的决策分析 3 基于价值观念的特征环境规划决策很大程度上是取决于决策者的价值观念和价值取向 不同的决策者对环保的重视程度不同 关心范围不同 会有不同的意见 因此需要对不同方案的不同结果进行评价分析 以便决策者作出满意的决策 应有规范化的决策分析过程 第六节环境规划的决策分析 二 环境规划的决策分析 一 决策分析的概念决策分析 进行决策方案选择的一套系列分析方法 它通常是关于决策过程中具体的程序 规则和推算的组合 第六节环境规划的决策分析 决策分析方式 定性决策分析依靠经验 直观判断能力来进行决策分析 定量决策分析是用数据而不是经验来分析 将数学方法和计算机技术分析得到的数据做比较 第六节环境规划的决策分析 环境规划决策分析中 由于历史数据很难完整或准确 经济社会发展和环境之间的关系还不能完全用数量化关系来描述 整个复合生态系统复杂多样 鉴于以上原因 在做决策分析时 既要定性预测也要定量预测 将两者有机的结合 第六节环境规划的决策分析 二 决策分析的基本框架环境规划的目标变量可归纳为 经济目标 L 环境目标 E 社会目标 C 第六节环境规划的决策分析 三 决策分析的基本框架模型1 决策目标矢量的组成 第六节环境规划的决策分析 2 决策问题矢量的组成 第六节环境规划的决策分析 3 环境经济模型的组成 经济目标 L L X Y 环境目标 E X Y 社会目标 C X Y 第六节环境规划的决策分析 4 环境规划的决策分析框架模型 决策变量 环境经济模型 决策目标 Optimum L E C 第七节单目标决策分析方法 一 环境费用 效益分析二 数学规划方法 第七节单目标决策分析方法 一 环境费用 效益分析将投入和效益都这算成货币 来分规划的合理性 费用效益分析通过评价各种项目方案和政策所产生的社会效益和消耗的社会成本 权衡利弊 指导决策 1973年美国颁布水和土地资源规划原则和标准 费用效益分析的重点放在国民经济发展 环境质量 区域发展和社会福利方面 1982年美国政府发布命令要求任何重大管理行为都要执行费用效益分析 经济分析进入国家政策的决策过程 一 环境费用 效益分析的基本程序 环境费用效益分析流程图 第七节单目标决策分析方法 二 费用 效益分析的评价准则1 净效益最大净效益就是总效益现值扣除总费用现值的差额 ZNPV 净效益 Bt 第t年的效益 Ct 第t年的费用 r 社会贴现率 t 时间 以年为单位 ZNPV 0 越大越好 第七节单目标决策分析方法 2 费效比总费用现值与总效益现值之比 记作 要求 1 越小越好 第七节单目标决策分析方法 问题 环保措施投入的货币化容易 而环境效益的评估并不容易 许多影响比较难计量 难以用货币来表达 第七节单目标决策分析方法 三 环境效益评价的货币化技术方法1 市场价格法根据环境质量变化造成的产量或利润的变化来估计环境效益和污染损失 污染造成了减产 减少的产量在市场上价值多少 污染造成的损失 污染影响了品质 减少了销售收入 污染造成的损失 第七节单目标决策分析方法 2 人力自本法或工资损失法用环境污染造成的健康损失和工资收入减少来估算污染的损失 生病 医疗费 死亡 按正常寿命计算少拿工资数额 提前退休 提前退休和正常退休相比少拿的工资收入 第七节单目标决策分析方法 3 机会成本法机会成本是经济学中一个非常重要的概念 通常是指执行一种方案而放弃另一种可行方案所损失的可能获取的收益 假如选择A损失600 选择B损失500 所以A的机会成本大 如果选择A而未选择B 则损失600 500 100 所以 选择A的机会成本是100 如果选择B 则机会成本是0 第七节单目标决策分析方法 3 机会成本法计算机会成本是为了在若干可行方案中优选方案提供信息 并对优选方案的经济效益作出全面正确评价 用环境资源的机会成本来计算环境质量变化所造成的生态环境损失的一种方法 适用于自然保护区等自然资源开发利用的评估 采用另一种不破坏自然资源的项目 如生态旅游 创造的价值就是自然环境的损失价值 也可用于估算环境污染造成的损失 不建成污染项目带来的效益 第七节单目标决策分析方法 4 资产价值法用环境质量的变化引起资产价值的变化来估算环境污染或改善所带来的经济损益 如城市大气污染用房地产价格变化评估环境质量变化的影响 第七节单目标决策分析方法 5 工资差额法用污染地区和清洁地区个人工资的差异 来估计环境质量变化带来的效益或损失 污染地区个人的工资要高一些 高出部分的工资额 污染损失 治理后环境好转 工资下降 工资少支出部分 污染治理产生效益的一部分 第七节单目标决策分析方法 6 防护费用法用防治污染措施的费用来估算污染造成的损失 某项目或工程造成环境的污染 为了防治污染而采取措施所花费的资金 可以估算为项目污染造成的损失 如公路噪声 第七节单目标决策分析方法 7 恢复费用法假定环境资源的破坏能恢复到原来状态 这时所需要的费用作为该环境资源被破坏带来的经济损失或它的经济价值估算 实际上 环境退化 生态破坏往往很难恢复到原来功能 所以恢复费用也只是它的最低损失费用 第七节单目标决策分析方法 8 影子工程法在环境资源受到破坏之后 如果用人工建造一个工程来代替原来的环境功能 这时所需的费用可用来估算破坏该环境资源的经济损失 如 某处地下水受到污染而失去饮用水功能 可以重建一个饮水源所需的费用来估算该地下水资源受破坏的经济损失 第七节单目标决策分析方法 环境保护经济效益具有难计量性有时采用费用效益分析来进行决策在满足环境要求的前提下 达到环境规划目标 选择费用最小的方案 不计算效益 第七节单目标决策分析方法 二 数学规划方法根据规划对象的具体特征和规划目标要求将决策问题用一个目标函数和若干个约束条件来表示 求该函数的极值 在一些给定的条件下 求所考察函数 目标函数 在某种意义下的极值问题 数学规划法最优化和经典数学中的极值问题不同 因为环境规划问题来源于实际 一般变量很多 目标函数十分复杂 第七节单目标决策分析方法 一 线性规划求代表决策问题的线性函数在线性不等式或等式约束下达到最小或最大值的问题 线性规划是一种最基本也是最重要的最优化技术 第七节单目标决策分析方法 1 线性规划的描述用一组未知量 决策变量 表示规划的待定方案 每组未知量的确定值代表了一个具体方案 对于规划的对象 存在若干个限制条件 以未知量的线性等式和不等式表示 存在一个目标要求 由未知量的线性函数来表示 目标函数 根据决策规则不同 要求目标函数实现最大值或最小值 第七节单目标决策分析方法 2 线性规划一般表达式 第七节单目标决策分析方法 第七节单目标决策分析方法 4 对目标函数求解可将每个方案的数据代入目标函数数值最小就是最优化方案 第七节单目标决策分析方法 二 非线性规划目标函数或约束条件中至少有一个是非线性函数表达式 客观世界中存在大量的非线性关系 环保问题很多事多种因素作用的结果 有些因素甚至还弄不明白 非线性规划比较复杂 求解也较难 但是在环境规划决策中并不难 几个方案中选择的问题 第七节单目标决策分析方法 函数表达式 第七节单目标决策分析方法 三 动态规划处理多阶段决策过程的方法 相互联系的多个阶段 上一阶段决策产生的后果成下一阶段决策的前提条件 第七节单目标决策分析方法 动态规划最优化原理 一个多阶段决策问题的最优决策序列 对其任一决策 无论过去的状态和决策如何 若以该决策导致的状态为起点 其后一系列的决策必须构成最优决策序列 一般采用逆序递推的方法 使各阶段 乃至全过程最优化 例 如图所示城市之间的交通网 线段上的黑色数字表示费用 单向通行由A E 试用动态规划最优化原理求出A E的最省费用 A到E分为4个阶段 是个多阶段问题 可以用枚举法把所有A E可能的每一条路线的费用算出来 然后互相比较 找出最省的 相应地得出最省钱路线 用动态规划法求解策略 每个阶段到E的最省费用为本阶段的决策路径 费用19 路径A B2 C1 D1 E 第八节多目标决策分析方法 一 多目标决策分析的概念二 有限方案的多目标决策分析方法 第八节多目标决策分析方法 环境规划的决策往往是多目标决策 虽然其中有一些可以简化为单目标决策问题 但许多情况还应用多目标决策方法 正确解决 第八节多目标决策分析方法 一 多目标决策分析的概念 一 决策问题的多目标体系目标的增多 衡量决策的标准也会增多 并且各自目标间还往往存在矛盾 给决策带来困难 所以首先要建立多目标体系 第八节多目标决策分析方法 总目标 目标i 子目标n1 子目标1 1 建立多目标体系 第八节多目标决策分析方法 2 多目标间关系总目标 规划的总体要求 概括抽象 同时包含几方面的内容 下层目标比上层目标具体精确事实上最终决策的对象是最底层目标 前期要做的是确定低目标相对于最高层目标的重要程度 确定权重 第八节多目标决策分析方法 3 底层目标最底层目标应具体化 给与属性描述 应该可理解 根据目标属性值可以判断相应目标的实现程度 应该可测 目标属性值应该是可以按某种方法测定 第八节多目标决策分析方法 二 决策方案的多目标评价选择1 两方案的比较 三种结果 Ai的所有目标值比Aj好 Ai的所有目标值比Aj差 Ai的部分目标值比Aj好 Ai的部分目标值比Aj差 难分优劣 第八节多目标决策分析方法 2 劣解和非劣解劣解 通过两两比较 所有目标都较差 可以直接舍弃的方案 非劣解 依据多个目标进行比较 部分目标好部分目标差 而不能直接舍弃的方案 依据决策者对多个目标的喜好 介质取向的不同选择 第八节多目标决策分析方法 3 多目标评价选择决策分析 找出非劣解 根据决策者通过某种方法对各目标的偏好 从而选出满意解 第八节多目标决策分析方法 二 有限方案的多目标