《基于多目標決策方法的水污染管理研究》基于多目標決策方法,探討了水污染管理過程中各類多目標協(xié)調決策問題,為水資源管理部門提供了一種新的水污染防治思路,為改善我國水環(huán)境質量貢獻一份綿薄之力。全書主要內容分為六個章節(jié),第一章為緒論,從我國水污染現(xiàn)狀和分布情況梳理總結我國水環(huán)境和水污染情況。首先介紹了我國水污染現(xiàn)狀及其主要分布情況,然后分析了引發(fā)我國水污染的主要原因,接著對我國治理水污染的政策與制度進行了簡要概括,最后對國內外污水排放以及污水配置與交易等相關研究進行了文獻綜述。第二章為多目標決策理論與方法。首先介紹了多目標決策的概念及發(fā)展,其次分析了多目標決策的過程及特點,然后對多目標決策問題的關鍵要素和模型結構進行了詳細闡述,接著描述了多目標決策問題求解優(yōu)性條件與求解技術,最后概述了多目標決策的應用進展。第三章為污水處理廠選址建設多目標決策問題研究�;谖鬯幚韽S的建設背景、影響因素、以及工藝方案設計,提出了污水處理廠建設計劃的一般多目標決策優(yōu)化模型,并以成都郊區(qū)污水處理廠為例對其進行了實證檢驗。
第四章為水資源與污水排放權協(xié)同配置實證研究。探討如何實現(xiàn)水資源與污水排放權進行協(xié)同,并建立多目標優(yōu)化模型對四川省岷江流域進行了實證分析。
第五章為考慮地理位置補償?shù)奈鬯欧艡喽嗄繕藳Q策配置研究�;谂盼蹤嗯渲玫墓叫院土饔蛘w經濟效益化,構建流域污水排放權配置的多目標決策模型,并以沱江流域為例進行了實證分析。
第六章為污水排放權交易中政府監(jiān)督與市場機制的配合。指出在污水排放權交易過程中,政府要扮演好服務者角色,利用自身公權力為排污權交易創(chuàng)造一個良好的市場環(huán)境,并完善污水排放權交易的外部條件,以激勵更多企業(yè)參與到污水排放權交易過程中,充分發(fā)揮市場機制的靈活調控作用來降低污水排放總量,實現(xiàn)水環(huán)境質量改善。
我國是一個水環(huán)境污染嚴重的國家,在全國七大流域中,河流有機污染普遍,湖泊富營養(yǎng)化嚴重,水污染問題已嚴重影響我國國民健康、生態(tài)安全和社會經濟的可持續(xù)發(fā)展。據(jù)水利部統(tǒng)計,我國近年年均廢水排放總量約760億噸,是全世界水污染最嚴重和污水排放量最多的國家之一。習近平總書記在長江、黃河流域調研時指出要堅持綠水青山就是金山銀山的理念,堅定生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展道路。依據(jù)黨的十九屆二中、四中全會精神,要堅持和完善生態(tài)文明制度體系,實行最嚴格的生態(tài)環(huán)境保護制度。2015年國務院出臺的《水污染防治行動計劃》指出,“到2030年,力爭全國水環(huán)境質量總體改善,水生態(tài)系統(tǒng)功能初步恢復;到本世紀中葉,生態(tài)環(huán)境質量全面改善,生態(tài)系統(tǒng)實現(xiàn)良性循環(huán)�!�
水環(huán)境污染問題已經成為我國亟需解決的問題,必須對其進行優(yōu)化管理。加強我國水環(huán)境污染防治工作是一項長期而艱巨的任務。國家在治理水體點源問題方面,分層治理,逐步實施工業(yè)點源治理,通過試點實施排污權收費制度,強化布局排污許可制度,制定具體的污染物排放標準,我國水體點源污染得到基本控制。但流域整體水環(huán)境情況仍然較差,流域綜合水質指標達標率仍不理想,水環(huán)境惡化現(xiàn)象并未得到明顯改善。因此,本書從我國水污染治理現(xiàn)狀著眼,基于我國水污染防治工作中的不足,指出基于多目標決策方法的污水排放權配置是解決我國當前水污染問題的重要途徑,并探討了污水處理廠選址中的多目標決策問題、水資源與污水排放權協(xié)同配置以及流域污水排放權配置決策實證研究。本書為水資源管理部門提供了一種新的結合市場激勵機制的水污染防治思路,希望能為改善我國水環(huán)境質量貢獻綿薄之力。
本書內容共分為六個章節(jié),第一章為緒論,從我國水污染現(xiàn)狀和分布情況梳理總結我國水環(huán)境和水污染情況。首先介紹了我國水污染現(xiàn)狀及其主要分布情況。然后分析了引發(fā)我國水污染的主要原因,包括城鎮(zhèn)污水排放標準不統(tǒng)一,污水處理未能全部達標,以及個人與工業(yè)的行為選擇。接著對我國治理水污染的政策與制度進行了簡要概括,主要有污水處理相關政策、污水排放總量制度、污水排放許可制度三大類。最后對國內外污水處理廠選址建設、污水排放以及排污權配置與交易等相關研究進行了文獻綜述。第二章為多目標決策基本理論與方法。首先介紹了多目標決策的概念及發(fā)展,其次分析了多目標決策的過程及特點,然后對多目標決策問題的關鍵要素和模型結構進行了詳細闡述,接著描述了多目標決策問題求解最優(yōu)性與求解技術,接下來介紹了粒子群優(yōu)化算法、遺傳算法、蟻群算法等經典優(yōu)化智能算法,最后概述了多目標決策的應用進展。第三章為污水處理廠選址建設多目標決策問題研究�;谖鬯幚韽S的建設背景、影響因素、以及工藝方案設計,提出了污水處理廠建設計劃的一般多目標決策優(yōu)化模型,并以成都郊區(qū)污水處理廠為例對其進行了實證檢驗。第四章為水資源與污水排放權協(xié)同配置研究。探討如何將水資源與污水排放權進行協(xié)同配置,并建立多目標優(yōu)化模型對四川省岷江流域進行了實證分析。第五章為考慮地理位置補償?shù)奈鬯欧艡喽嗄繕藳Q策配置研究。基于排污權配置的公平性和流域整體經濟效益的最大化,構建流域污水排放權配置的多目標決策模型,并以沱江流域為例進行了實證分析。第六章為污水排放權交易中政府監(jiān)督與市場機制的配合。指出在污水排放權交易過程中,政府要扮演好服務者的角色,利用自身公權力為排污權交易創(chuàng)造一個良好的市場環(huán)境,并完善污水排放權交易的外部條件,以激勵更多企業(yè)參與到污水排放權交易過程中,充分發(fā)揮市場機制的靈活調控作用來降低污水排放總量,實現(xiàn)水環(huán)境質量改善。
本書的具體編寫分工如下:陳旭東負責編寫第1、3、4、5、6章具體內容,博士生袁名康負責編寫第2章以及第4章的實證部分,博士生李碉負責第5章的實證部分,碩士生周美玲、周小鳳、陶相汕負責第1章的文獻綜述和第4、第5章實證部分的數(shù)據(jù)收集。最后由陳旭東負責總撰和校稿。此外,本書參考引用了國內外大量專家學者的相關論著,吸收了同行們的學術觀點和勞動成果,作者從中得到了很大的啟發(fā),在此謹向他們一并表達誠摯的謝意。
水污染管理是一個涉及眾多因素的多學科交叉問題,雖然作者已在寫作過程中盡力完善,但由于學術水平有限,本書中的一些觀點和方法可能存在爭議與錯誤,敬請各位同行專家和讀者朋友給與批評指正,提出寶貴建議,共同推進水污染管理的研究與發(fā)展。
作者簡介
陳旭東,教授,博士生導師,成都理工大學校學術委員會委員、中國運籌學會企業(yè)運籌學分會副秘書長。主持國家自然科學基金、四川省科技廳軟科學、成都市科技局軟科學計劃項目等多項科研課題。長期從事于大數(shù)據(jù)背景下的智能決策,包括水資源智能調度與精細化管理,考慮氣候變化情境下的特別水安全應急管理、水污染權分配優(yōu)化決策方案、水資源智能調
度與精細化管理、水資源配置系統(tǒng)評價等。研究論文發(fā)表在國內外權威期刊,包括Journal of Hydrology,Hydrology and Earth System Sciences,Agricultural Water Management,Journal of Cleaner Production,Resources Policy.International Journal of Intelligent Systems,Journal of Environmental Management,Computers Industrial Engineering,《系統(tǒng)工程學報》《技術經濟》等。
目錄
第一章緒論……1
第一節(jié)我國水污染現(xiàn)狀及分布1
第二節(jié)引發(fā)我國水污染的主要原因(16
第三節(jié)我國治理水污染的政策與制度(26
第四節(jié)國內外研究進展與實踐(35
第五節(jié)技術路線和章節(jié)內容安排(55
第二章多目標決策基本理論與方法(58
第一節(jié)多目標決策概念及發(fā)展(58
第二節(jié)多目標決策過程及特點62
第三節(jié)多目標決策問題的關鍵要素和模型結構(64
第四節(jié)多目標決策問題求解很優(yōu)性條件與求解技術(67
第五節(jié)經典優(yōu)化智能算法(90
第六節(jié)多目標決策應用進展(101
第三章污水處理廠選址多目標決策問題研究(103
第一節(jié)污水處理廠建設背景及影響因索(103
第二節(jié)污水處理廠的工藝方案設計(104)
第三節(jié)污水處理廠建設決策案例研究(115
第四章水資源與污水排放權協(xié)同配置研究(130
第一節(jié)岷江流域水域特點及污染現(xiàn)狀(130
第二節(jié)數(shù)據(jù)來源(132)
第三節(jié)水資源與污水排放權協(xié)同配置原則(134)
第四節(jié)水資源與污水排放協(xié)同配置多目標決策案例研究(135)
第五章流域污水排放權配置決策研究(153)
第一節(jié)污水排放權配置原則(153)
第二節(jié)污水排放權補償原則(157)
第三節(jié)污水排放權配置案例研究(160)
第六章污水排放權交易中政府監(jiān)督與市場機制的配合(183)
第一節(jié)明確政府在污水排放權交易中的地位(183)
第二節(jié)發(fā)揮市場機制的靈活調控作用(184)
第三節(jié)完善污水排放權交易的外部條件(185)
參考文獻(186)