水環(huán)境規(guī)劃與管理課件

Xi’an

Jiaotong

University例如：流域、區(qū)域、企業(yè)《流域水質(zhì)管理規(guī)劃》《水資源保護規(guī)劃》《水環(huán)境綜合整治規(guī)劃》《區(qū)域水污染控制規(guī)劃》《水生態(tài)修復(fù)與景觀建設(shè)規(guī)劃》《水環(huán)境監(jiān)控與管理規(guī)劃》Xi’an

Jiaotong

University第一節(jié) 水環(huán)境規(guī)劃與管理基礎(chǔ)流域水環(huán)境規(guī)劃的工作程序水環(huán)境規(guī)劃的目標(biāo)與指標(biāo)框架水環(huán)境功能規(guī)劃水環(huán)境容量與總量控制—規(guī)劃方法水生態(tài)系統(tǒng)健康與修復(fù)XXXi’ani’ani’an

JiaoJiaoJiaotttongongong

UniversiUniversiUniversitttyyy1.1、流域水環(huán)境規(guī)劃的工作程序第一，找出水環(huán)境的主要問題。一般情況，需要獲得以下基礎(chǔ)性資料：①地圖。圖上應(yīng)標(biāo)明擬做規(guī)劃的流域范圍和河流分段情況；沈陽市水環(huán)境保護與生態(tài)修復(fù)規(guī)劃Xi’an

Jiaotong

University②規(guī)劃范圍內(nèi)水體的水文與水質(zhì)現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，以及用水現(xiàn)狀；水文要素：降水、蒸發(fā)和徑流。此外，水位、流量、含沙量、水溫、冰凌和水質(zhì)等也可稱為水文要素。水質(zhì)：地表水監(jiān)測項目分為兩大類：必測項目和選測項目，其中包含了天然水化學(xué)指標(biāo)和污染指標(biāo)。必測項目主要包括：水溫、pH值、懸浮物、總硬度、電導(dǎo)率、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、溶解氣體，耗氧量，生物原生質(zhì)，總硬度，總堿度，主要離子和礦化度等23項。Xi’an

Jiaotong

University選測項目主要包括：硫化物、礦化度、非離子氨、化學(xué)需氧量、總錳、總鋅、硒、陰離子表面活性劑、苯并(a)芘等17項。飲用水源地的監(jiān)測項目與其略有不同。用水現(xiàn)狀：生活飲用水水源、工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)灌溉、航運、漁業(yè)、娛樂和納污等Xi’an

Jiaotong

University石油類、總氮（mg/L）總磷（mg/L）監(jiān)測結(jié)果Xi’an

Jiaoto評ng價標(biāo)U準(zhǔn)niversityGHZB1-1999Ⅲ類——監(jiān)測項目4月份5月份6月份7月份9月份年均值水位（米）95.0195.1694.1193.9393.9894.44庫容260825312552——（萬米3）色

度5度5度5度5度5度5度——透明度（米）1.51.51.51.51.51.5≥2.5pH*7.88.278.698.837.96——6.5-8.5溶解氧12.010.511.29.77.810.24≥5化學(xué)需氧量111417141013≤20石油類1.050.590.710.220.200.55≤0.05非離子氨0.00360.00050.020.0040.0030.006≤0.02高錳酸鹽指3.95.15.45.55.05.0≤8數(shù)總

氮0.9620.6830.4340.8040.1880.614≤0.3總

磷0.040.0050.030.0460.010.026≤0.0252002年棋盤山水庫水質(zhì)生物監(jiān)測結(jié)果Xi’an

Jiaotong

University項目浮游點位指標(biāo)屬類數(shù)（個）生物密度（個/L）優(yōu)勢屬名稱入口

1022950顫藻庫心817250顫藻出口

1123400顫藻水庫總體1521200顫藻藻類優(yōu)勢屬占比例（%）多樣性指數(shù)2.82.42.42.5污染等級中輕污染中輕污染中輕污染中輕污染Xi’an

Jiaotong

University③污染源清單。包括排入各段水體的污染源一覽表（最好以重要性順序排序）、各排污口位置、排放方式、污染物排放量、治理現(xiàn)狀和規(guī)劃，以及非點污染源的一般情況；④流域水資源規(guī)劃、流域范圍內(nèi)的土地利用規(guī)劃和經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃等有關(guān)的規(guī)劃資料；⑤可考慮采用的水污染控制方法及其技術(shù)經(jīng)濟和環(huán)境效益的資料。Xi’an

Jiaotong

University第二，確定規(guī)劃目標(biāo)。使經(jīng)濟與水環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展通常包括水環(huán)境質(zhì)量目標(biāo)和水污染物總量控制目標(biāo)兩類到2010年,長春市城區(qū)主要地表水體按功能區(qū)達(dá)標(biāo),其中,城鎮(zhèn)集中式飲用水水源地水質(zhì)達(dá)標(biāo)率力爭達(dá)到100%;城區(qū)污水集中處理率大于70%。第三，選定規(guī)劃方法（水環(huán)境容量與總量預(yù)測）。數(shù)學(xué)規(guī)劃法和模擬比較法Xi’an

Jiaotong

University第四，擬定規(guī)劃措施。調(diào)整經(jīng)濟結(jié)構(gòu)和工業(yè)布局，實施清潔生產(chǎn)工藝，提高水資源利用率，充分利用水體的自凈能力和增加污水處理設(shè)施等。首先采取措施保護飲用水源。邕江上已有四座飲用水廠，其中，凌鐵水廠處在水質(zhì)較差的支流大坑入口下游、亭子沖

入口對面，受污染威脅較大，水質(zhì)較差。擬對排入大坑支流

的污水采取截流措施，將污水引至下游，經(jīng)處理后排入邕江；亭子沖入口的污染帶，形成的原因，是南寧電廠的鍋爐沖灰

水、南寧制糖廠和造紙廠的工業(yè)污水，擬采取工程措施，要

求其削減排污量。為滿足水體其它功能要求，擬通過各個河

段的水環(huán)境容量的計算，確定相應(yīng)污染源的污染物削減量。Xi’an

Jiaotong

University第五，提出供選方案（提出允許排污量分配方案）。費用-效益分析、方案可行性分析和水環(huán)境承載力分析對規(guī)劃方案進行綜合評價。第六，規(guī)劃實施。一個規(guī)劃的成功與否，就是看最終的規(guī)劃方案能否被采納、執(zhí)行并取得相應(yīng)的效果。Xi’an

Jiaotong

UniversityXi’an

Jiaotong

University1.2、流域水環(huán)境規(guī)劃的原則和時空尺度一、水環(huán)境規(guī)劃與管理的原則（一）可持續(xù)原則（二）經(jīng)濟生態(tài)原則（三）和諧原則（四）自我調(diào)控原則（五）系統(tǒng)優(yōu)化原則二、水環(huán)境規(guī)劃與管理的時空尺度（一）空間尺度（二）時間尺度（三）規(guī)劃與管理實踐中的時空邊界選擇Xi’an

Jiaotong

University2、水環(huán)境規(guī)劃與管理目標(biāo)與指標(biāo)框架2.1

目標(biāo)框架1）

具有一般規(guī)劃目標(biāo)的共性2）與涉及社會經(jīng)濟活動相協(xié)調(diào)3）保證可操作性4）滿足先進性與前瞻性的要求2.2

指標(biāo)體系框架社會、經(jīng)濟、自然Xi’an

Jiaotong

University3.水環(huán)境功能分區(qū)3.1水環(huán)境功能分區(qū)原則(1)集中式飲用水源地與敏感水域優(yōu)先保護；

(2)不得降低現(xiàn)狀使用功能；優(yōu)質(zhì)水優(yōu)用及低質(zhì)水低用；統(tǒng)籌考慮，上下游、區(qū)域間互相兼顧，適當(dāng)考慮潛在功能要求；合理利用水體自凈能力和環(huán)境容量；與城市發(fā)展和產(chǎn)業(yè)合理布局相結(jié)合；考慮經(jīng)濟技術(shù)可行性，實用可行，便于管理等。Xi’an

Jiaotong

University3.2

水環(huán)境功能區(qū)劃分的方法與步驟Xi’an

Jiaotong

University4、水環(huán)境容量與總量控制水環(huán)境容量水環(huán)境容量的概念水環(huán)境容量是指水體在特定的環(huán)境目標(biāo)下所能容納污染物的量。在理論上，水環(huán)境容量是環(huán)境的自然規(guī)律參數(shù)與社會效益參數(shù)的多變量函數(shù)。它反映污染物在

水體中的遷移、轉(zhuǎn)化規(guī)律，也滿足特定功能條件下，水環(huán)境對污染物的承受能力；在實踐上，水環(huán)境容量是環(huán)境目標(biāo)管理的基本依據(jù)，是水環(huán)境規(guī)劃的主要環(huán)境約束條件，也是污染物總量控制的關(guān)鍵參數(shù)。Xi’an

Jiaotong

University4.2、水環(huán)境容量分類1.按水環(huán)境目標(biāo)分類（自然水環(huán)境容量和管理水環(huán)境容量）（1）自然水環(huán)境容量以污染物在水體中的基準(zhǔn)值為水質(zhì)目標(biāo)，則水體的允許納污量稱為自然環(huán)境容量。其模型為：式中：E--水環(huán)境容量；ρB基-污染物在水體中的基準(zhǔn)值；

ρB--污染物在水體中的背景濃度；V--水的體積；K自----水體自凈系數(shù)。Xi’an

Jiaotong

University（2）管理（或規(guī)劃）環(huán)境容量以污染物在水體中的標(biāo)準(zhǔn)值為水質(zhì)目標(biāo)，則水體的允許納污量稱為管理環(huán)境容量；當(dāng)以水污染損害費用與治理費用之和最小為約束條件，規(guī)劃允許排污量時，稱為規(guī)劃環(huán)境容量。其模型為：Xi’an

Jiaotong

University2.按污染物性質(zhì)分類耗氧有機物的水環(huán)境容量；有毒有機物的水環(huán)境容量。有毒有機物是指人工合成的毒性大、難降解有機物。這類有機物的同化容量極小，一般只考慮水體的稀釋作用。有毒有機物應(yīng)主要在污染源中消除，而不宜利用水體的環(huán)境容量；重金屬的水環(huán)境容量。重金屬也可被水體稀釋到閾值以下。重金屬是保守性污染物，它只發(fā)生狀態(tài)和空間位置的變化，而不能被分解，因此，重金屬沒有同化容量。且由于重金屬易于在環(huán)境和生物體內(nèi)積累，因此，要嚴(yán)格控制利用水體的環(huán)境容量。Xi’an

Jiaotong

University4.3

水環(huán)境容量的影響因素影響因素主要包括自然條件、排污條件、目標(biāo)條件和約束條件等。具體內(nèi)容歸納如下：（

1

）自然條件 主要包括設(shè)計水量、水溫、流速和上游設(shè)計斷面及其水質(zhì)濃度、橫向混合系數(shù)和縱向混合系數(shù)等。（

2

）排污條件 包括設(shè)計排污流量、濃度、排放地點、排放方式和排放強度等。（

3

）目標(biāo)條件 主要包括設(shè)計污染控制因子、控制區(qū)段與斷面和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及達(dá)標(biāo)率等。（

4

）約束條件 包括與確定總量控制指標(biāo)及控制方案有關(guān)的約束性因素，如經(jīng)濟投資約束條件、工業(yè)布局及城市規(guī)劃約束條件等。Xi’an

Jiaotong

University4.4

水污染物總量控制總量控制就是依據(jù)某一區(qū)域的環(huán)境容量確定該區(qū)域污染物容許排放總量，再按照一定原則分配給區(qū)域內(nèi)的各個污染源，同時制定出一系列政策和措施，以保證區(qū)域內(nèi)污染物排放總量不超過容許排放總量。Xi’an

Jiaotong

University總量控制可劃分為三種類型：容量總量控制。從受納水體容許納污量出發(fā)，制定排放口總量控制指標(biāo)。目標(biāo)總量控制。從控制區(qū)域容許排污量控制目標(biāo)出發(fā)，制定排放口總量控制指標(biāo)。行業(yè)總量控制。在行業(yè)中以能源、資源合理利用為控制基點，從最佳生產(chǎn)工藝和實用處理技術(shù)兩方面進行總量控制負(fù)荷分配。Xi’an

Jiaotong

University例：長春市地區(qū)水污染控制規(guī)劃根據(jù)水環(huán)境功能區(qū)的實際情況,長春市地表水環(huán)境容量計算采用一維水質(zhì)模型。模型如下:式中,Wi為第i

個排污口允許排放量,t/a;Ci為河段第i個節(jié)點處的水質(zhì)本底濃度,mg/L;C

為沿程濃度,mg/L;Qi

為河道節(jié)點后流量,m3/s;Qj

為第i個節(jié)點處廢水入河流量,m3/s

;Kx為降解系數(shù),L/d;U為第i

個河段設(shè)計流量,m/s;X為計算點到第i個節(jié)點的距離。Xi’an

Jiaotong

UniversityXi’an

Jiaotong

University《主要水污染物總量分配指導(dǎo)意見》區(qū)域（流域）化學(xué)需氧量總量指標(biāo)在水質(zhì)控制目標(biāo)容量測算和出境斷面污染物總量削減的基礎(chǔ)上進行分配，計算方法如下：（

1

）以2005

年環(huán)境統(tǒng)計數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，核算2005

年區(qū)域（流域）化學(xué)需氧量出境量，計算公式如下：Pc=ΣPsiKiPc—?。ㄊ?、縣）控斷面化學(xué)需氧量出境量；

Psi—流域內(nèi)第i

個控制區(qū)域的實際排放量；Ki—流域內(nèi)第i

個控制區(qū)域的污染物綜合傳遞系數(shù)。Xi’an

Jiaotong

University（2）根據(jù)出境斷面濃度控制目標(biāo)確定區(qū)域（流域）出境化學(xué)需氧量削減水平，計算公式如下：X=（1-Cm/Cs）×100%X—?。ㄊ?、縣）控斷面出境化學(xué)需氧量削減水平；

Cm—出境斷面2010

年化學(xué)需氧量目標(biāo)濃度；

Cs—出境斷面2005

年化學(xué)需氧量實測平均濃度。（3）確定區(qū)域（流域）化學(xué)需氧量初始分配總量，計算公式如下：(資料缺失)Pi—區(qū)域（流域）化學(xué)需氧量初始分配總量；Pdi—流域內(nèi)第i

個控制區(qū)域排污單位排放定額總量。調(diào)整區(qū)域（流域）化學(xué)需氧量初始分配總量。若Pi>Psi,則Pi

調(diào)整為Psi，以控制區(qū)域的實際排放量作為區(qū)域（流域）化學(xué)需氧量總量指標(biāo)。Xi’an

Jiaotong

University（4）分配排污單位化學(xué)需氧量總量指標(biāo)采用定額達(dá)標(biāo)法予以分配，即按照現(xiàn)有的國家行業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的排污定額為依據(jù)確定總量指標(biāo)。在優(yōu)先考慮生活污水的基礎(chǔ)上，對工業(yè)企業(yè)分配總量指標(biāo)工業(yè)企業(yè)有行業(yè)污染物排放定額時，以企業(yè)的產(chǎn)品數(shù)量和單位產(chǎn)品排放污染物的限值計算：污染物排放定額計算排放限值：Mi=Ai×DiAi----第i個企業(yè)的產(chǎn)品數(shù)量Di—第i

個工業(yè)污染源單位產(chǎn)品排放污染物的限值。Xi’an

Jiaotong

UniversityXi’an

Jiaotong

University按定額達(dá)標(biāo)法分配的各排污單位總量指

標(biāo)之和超過上一級政府下達(dá)的總量控制指標(biāo)時，各

級環(huán)境保護部門應(yīng)根據(jù)區(qū)域總體削減水平，以區(qū)域

內(nèi)排放水污染的重點排污單位（包括重點工業(yè)企業(yè)、城市污水處理設(shè)施和其它工業(yè)污水集中處理設(shè)施）排放定額為基礎(chǔ)，按等比例分配方法重新分配其總

量指標(biāo)；其它工業(yè)企業(yè)則按定額達(dá)標(biāo)排放量進行分

配。Xi’an

Jiaotong

University我國水污染物總量控制的缺陷水質(zhì)指標(biāo)選取單一未將非點源污染納入總量控制體系總量分配時缺乏不確定性分析Xi’an

Jiaotong

University美國的每日最大總負(fù)荷

(Total

MaximumDailyLoad,

TMDL)全面將點源和非點源污染納入總量控制系統(tǒng)。TMDL

=

WLA+

LA

+BL+MOS其中，

WLA

(Waste

Load Allocation)為允許的現(xiàn)存和未來的點源污染負(fù)荷LA

(Load

Allocation)

是允許的現(xiàn)存和未來的非點源污染負(fù)荷BL(Background

Level)是水體自然背景值

MOS(Margin

ofSafety)為安全余量Xi’an

Jiaotong

UniversityXi’an

Jiaotong

University5

水生態(tài)系統(tǒng)健康與修復(fù)5.1

水生態(tài)系統(tǒng)健康1.基本內(nèi)涵滿足人類社會合理需求能力和水生態(tài)系統(tǒng)本身自我維持與更新的能力。健康的水域不但要保持水體自然生態(tài)特征的完整性，還應(yīng)強調(diào)對人類的生態(tài)服務(wù)功能的發(fā)揮。Xi’an

Jiaotong

University評價方法生物監(jiān)測法和綜合指標(biāo)法（Lason[表5-1]、澳大利亞的溪流狀況指數(shù)是ISC）評價標(biāo)準(zhǔn)無明確統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)評價標(biāo)準(zhǔn)的確定是水生態(tài)系統(tǒng)健康評價的重點和難點。Xi’an

Jiaotong

University5.2.水生態(tài)修復(fù)指在生態(tài)學(xué)原理指導(dǎo)下，以生物修復(fù)為基礎(chǔ)，結(jié)合各種物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)以及工程技術(shù)措施，通過優(yōu)化組合、使之達(dá)到最佳效果的綜合修復(fù)受損水環(huán)境的方法。目的：減輕人類活動對水環(huán)境自然模式或多樣性的限制。方式：恢復(fù)、重建、改建原則：循環(huán)再生、和諧共存、整體優(yōu)化、區(qū)域分異修復(fù)模式：“水安全、水環(huán)境、水景觀、水文化、水經(jīng)濟”五位一體水生態(tài)建設(shè)與修復(fù)模式。Xi’an

Jiaotong

University例：桂林水生態(tài)系統(tǒng)保護與修復(fù)從空間尺度考慮，為全流域、大系統(tǒng)，具體包括“六江四庫四湖一濕地”(漓江干流、川江、小溶江、甘棠江、桃花江、小東江，青獅潭、小溶江、川江、斧子口4座生態(tài)水庫，榕湖、杉湖、桂湖、木龍湖，會仙濕地)；從時間尺度考慮，從1973年至2010年，跨度為37年。其中，1973年至1993年是重點治污階段；1995年至2005年是以市區(qū)湖泊生態(tài)為主、加強規(guī)劃區(qū)小支流管理的階段；2006年至2010年為規(guī)劃區(qū)全面生態(tài)修復(fù)的階段。Xi’an

Jiaotong

University例：渾河生態(tài)修復(fù)與景觀建設(shè)規(guī)劃圖6渾河生態(tài)修復(fù)與景觀建設(shè)規(guī)劃模式八元修復(fù)模式Xi’an

Jiaotong

University“源頭－途徑－終端”的全過程污染控制體系。主要包括：支流污染綜合防治規(guī)劃方案；濱岸廊道恢復(fù)規(guī)劃方案；河口人工濕地修復(fù)規(guī)劃；景觀節(jié)點建設(shè)規(guī)劃。圖6渾河生態(tài)修復(fù)與景觀建設(shè)規(guī)劃示意圖Xi’an

Jiaotong

University第二節(jié) 水環(huán)境規(guī)劃、決策模型與方法一、排污系統(tǒng)的優(yōu)化處理模型（一）最優(yōu)化問題（二）模擬選優(yōu)問題Xi’an

Jiaotong

University一、排污系統(tǒng)的優(yōu)化處理模型（一）最優(yōu)化問題利用數(shù)學(xué)規(guī)劃的方法，科學(xué)組織污染物的排放或協(xié)調(diào)各個治理環(huán)節(jié)，以便用最小的費用達(dá)到所規(guī)定的水質(zhì)目標(biāo)。這類問題分為三種：1。 污水處理廠效率優(yōu)化處理2。 最優(yōu)化均勻處理3。 區(qū)域最優(yōu)化問題Xi’an

Jiaotong

University最優(yōu)化分析方法在環(huán)境規(guī)劃管理中，常需要采用最優(yōu)化分析方法，將環(huán)境系統(tǒng)規(guī)劃決策問題簡化成預(yù)定的目標(biāo)函數(shù)和約束條件下，對有若干決策變量所代表的規(guī)劃方案以及進行優(yōu)化決策的數(shù)學(xué)規(guī)劃模型。環(huán)境規(guī)劃中常用的數(shù)學(xué)規(guī)劃方法：線形規(guī)劃、非線形規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃Xi’an

Jiaotong

University線形規(guī)劃在環(huán)境規(guī)劃管理中，線性規(guī)劃常常用來解決兩類優(yōu)化問題：一是如何優(yōu)化資源配置使產(chǎn)值最大或利潤最高，二是如何統(tǒng)籌安排以便消耗最少的資源或排放最少的污染

物。數(shù)學(xué)模型：目標(biāo)函數(shù)約束條件Xi’an

Jiaotong

University例：假設(shè)一地區(qū)TSP來源于當(dāng)?shù)厝齻€工廠。若工廠1和工廠2燃煤的TSP排放因子為95kg/t(煤)，和工廠3燃煤的TSP排放因子為85kg/t(煤)。工廠1

，2

，3

的燃煤量分別為400

000

t/a,300000t/a,250000t/a。為滿足環(huán)境質(zhì)量要求，該區(qū)域TSP最大允許排放量為

17

600 000t/a

，試以最小治理費用達(dá)到環(huán)境目標(biāo)。處理方案設(shè)備類型除塵效率%0無01重力塵降室592慣性除塵器743旋風(fēng)除塵器844噴霧洗滌器945電除塵器97工廠1工廠2工廠3處理方案變量（燃煤量)費用（元/噸）變量（燃煤量)費用（元/噸）變量（燃煤量)費用（元/噸）0x10c10

0.0x20c20

0.0x30c30

0.01x11c11

1.0x21c21

1.4x31c31

1.12不可行不可行不可行不可行x32c32

1.23不可行不可行不可行不可行x33c33

1.54x14c14

2.0x24c24

2.2x34c34

3.05x15c15

2.8x25c25

3.0不可行不可行Xi’an

Jiaotong

University可行的除塵方法費用Xi’an

Jiaotong

University解：該規(guī)劃問題的優(yōu)化模型可寫成：minZ=1.0x11+2.0x14+2.8x15+1.4x21+2.2x24+3.0x25+1.1x31+1.2x32+1.5x33+3.0x34約束條件：x10+x11+x14+x15=400

000x20+x21+x24+x25=300

000x30+x31+x32+x33+x35=250

00095*(1-0%)x10+95*(1-59%)x11+95*(1-94%)x14+95*(1-97%)x15+….≤17

600

000用單純行法求解得到最優(yōu)解：

X=(x11,x14,x24,x32)=(242793,157207,300000,250000)結(jié)論：工廠1采用重力塵降室和噴霧洗滌器，工廠2采用噴霧洗滌器，工廠3采用慣性除塵器除塵，則用于污染控制的總費用最低：Z=1517207元/年。Xi’an

Jiaotong

University非線形規(guī)劃目標(biāo)函數(shù)和約束條件其中任一方為非線形的。數(shù)值求解非線性規(guī)劃的算法大體分為兩類：一是采用逐步線性逼近的思想，通過一系列非線性函數(shù)線性化的過程，利用線性規(guī)劃獲得非線性規(guī)劃的近似最優(yōu)解；二是采用直接搜索的思想，根據(jù)部分可行解或非線性函數(shù)在局部范圍內(nèi)的某些特性，確定迭代程序，通過不斷改進目標(biāo)值的搜索計算，獲得最優(yōu)或滿足需要的局部最優(yōu)解。Xi’an

Jiaotong

University動態(tài)規(guī)劃在環(huán)境規(guī)劃管理中，經(jīng)常遇到多階段最優(yōu)化問題，即各個階段相互聯(lián)系，任一階段的決策選擇不僅取決于前一階段的決策結(jié)果，而且影響到下一階段活動的決策，從而影響到整個決策過程的優(yōu)化問題。這類問題通常采用動態(tài)規(guī)劃方法求解?；驹頌椋鹤鳛槎嚯A段決策問題，其整個過程的最優(yōu)策略應(yīng)具有這樣的性質(zhì)，即無論過去的狀態(tài)和決策如何，對前面的決策所形成的狀態(tài)而言，其后一系列決策必須構(gòu)成最優(yōu)決策?？梢园讯嚯A段決策問題分解成許多相互聯(lián)系的小問題，從而把一個大的決策過程分解成一系列前后有序的子決策過程，分階段實現(xiàn)決策的“最優(yōu)化”，進而實現(xiàn)“總體最優(yōu)化”方案。Xi’an

Jiaotong

University1。污水處理廠效率優(yōu)化處理排污口最優(yōu)規(guī)劃是以各小區(qū)的污水處理廠為基礎(chǔ)以總處理費用最低為目標(biāo)，在水體水質(zhì)條件的約束下，尋求各處理廠處理效率的最佳組合，其數(shù)學(xué)模型為nXi’an

Jiaotong

University2.

最優(yōu)化均勻處理 廠群規(guī)劃問題在均勻處理最優(yōu)規(guī)劃問題中，污水處理效率是已知值，處理費用只是污水處理規(guī)模的函數(shù)。在約束條件中不出現(xiàn)水質(zhì)約束。模型表示為：Xi’an

Jiaotong

University3。區(qū)域最優(yōu)化問題區(qū)域處理最優(yōu)規(guī)劃是排放口處理最優(yōu)規(guī)劃和均勻處理最優(yōu)規(guī)劃的綜合。在區(qū)域處理最優(yōu)規(guī)劃中，既要尋求最佳的污水處理廠的位置和處理量，又要尋求污水處理廠處理效率的最佳組合。區(qū)域處理規(guī)劃模型求解比較復(fù)雜，目前還沒有比較成熟的技術(shù)求解這一類問題。試探分解法是較常用的方法。試探法的基礎(chǔ)是:”全部處理或全不處理”的策略。即分成兩個子問題，分別求得兩個子問題的最優(yōu)解。Xi’an

Jiaotong

University（二）、模擬選優(yōu)問題在許多情況下，采用數(shù)學(xué)方法進行最優(yōu)化的條件難以具備，這時，規(guī)劃方案的模擬選優(yōu)就成為水污染控制系統(tǒng)規(guī)劃的主要方法。規(guī)劃方案的模擬選優(yōu)與最優(yōu)規(guī)劃方法不同，它是先進行污水輸送與處理設(shè)施規(guī)劃，提出幾種可供選擇的規(guī)劃方案，然后采用水質(zhì)模型，計算各種方案中污水排放后水域控制斷面的水質(zhì)，找出比較好的方案。這種方法選優(yōu)的結(jié)果，在很大程度上取決于規(guī)劃人員的經(jīng)驗，因此，采用模擬選優(yōu)方法時，要求盡可能多提出一些初步規(guī)劃方案，以供篩選。Xi’an

Jiaotong

University二、污染負(fù)荷分配方法依據(jù)水環(huán)境中污染物最大允許排放量的要求，根據(jù)排污地點、數(shù)量和方式，結(jié)合污染源排污總量削減的優(yōu)先順序和技術(shù)、經(jīng)濟的可行性等，對各控制區(qū)域或單元分配環(huán)境容量資源，從而確定各污染源或控制單元的最大允許排放量或削減量。（一）等比例分配方法（二）按貢獻率分配方法（三）費用最小分配方法Xi’an

Jiaotong

University（一）等比例分配方法一般等比分配排污標(biāo)準(zhǔn)加權(quán)分配單元加權(quán)分配忽略了企業(yè)生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備、水資源利用率、水污染治理水平等多方面差別Xi’an

Jiaotong

University（二）按貢獻率分配方法按各污染源或污染物的貢獻率大小來分配具有公平性，但是忽略了不同行業(yè)污染治理費用的差異。Xi’an

Jiaotong

University（三）費用最小分配方法線性規(guī)劃方法非線性規(guī)劃方法動態(tài)規(guī)劃法追求社會整體利益最大，忽略了各排污實體之間的公平問題，例如環(huán)境治理的成本因素、效率，邊際治理費用的高低，可能導(dǎo)致管理得力的企業(yè)負(fù)擔(dān)更多的污染負(fù)荷削減，不利于企業(yè)開展公平競爭。Xi’an

Jiaotong

University三、水環(huán)境綜合規(guī)劃與決策模型傳統(tǒng)方法與模擬工具（系統(tǒng)動力學(xué)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等）結(jié)合起來，建立綜合規(guī)劃與決策模型Xi’an

Jiaotong

University系統(tǒng)動力學(xué)模型(System

Dynamics，簡稱SD)是1956年由美國麻省理工學(xué)院Jay.w.Forrester教授創(chuàng)立的。它綜合應(yīng)用控制論、信息論和決策論等有關(guān)理論和方法，建立系統(tǒng)動力學(xué)模型，以電子計算機為工具，進行仿真實驗，所獲得的信息用來分析和研究系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和行為，為正確決策提供科學(xué)的依據(jù)，是研究復(fù)雜大系統(tǒng)運動規(guī)律的理想方法。強調(diào)系統(tǒng)、動態(tài)和反饋，并使三者有機結(jié)合起來，同時強調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定系統(tǒng)的功能。系統(tǒng)動力學(xué)Xi’an

Jiaotong

University水資源配置SD-MOP整合模型需水一般是由社會經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r決定的，而社會經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r又受水資源供給量限制，供

水量一方面和本地水資源量有關(guān)，另一方面也和

水利資金投入有關(guān)，同時水利資金投入量與社會

經(jīng)濟