当前课程知识点:环境规划 > 第2章 弱水三千取哪瓢?——水环境规划 > 知识点18 选择恐惧症处方1——水环境规划方案评估 > 知识点18 选择恐惧症处方1——水环境规划方案评估1
上节课我们学习了
几种主要的水环境规划方法
那么在形成了
水环境规划方案后
在进行实施时需要投入
大量的人力 物力和金钱
因此我们希望从
众多的技术可行的
规划方案中
优选出一个成本最低
效益最高的方案
那么就需要对这些规划方案
进行成本效益的分析和评价
其评价的原则
主要有净效益最大
和费效比最小两种形式
其中净效益等于评价周期内
每一年的环境规划总效益Bt
与这个时期内的
总成本Ct的差值之和
即每一年的净效益之和
需要注意的是
由于社会贴现率r的存在
同等数额的资金
在不同年份具有不同的价值
因此某一年的净效益
需要除以(1+r)的t次方
贴现换算为基准年的价值之后
才能对每一年的净效益
加和求整个评价周期
总的净效益NPV
若NPV>0
表明规划方案得大于失
方案是可以接受
否则 方案不可取
而对于多个满足NVP大于零的方案
则可按NVP最大的原则
来进行备选方案的筛选
另一个评价准则费效比
是指在评价周期内
总的成本费用Ct
与产生的总效益Bt之比
同样 某一年的总成本
和总效益都需要进行贴现处理
如果费效比a<1
则表明该方案的社会费用支出
小于其所获得的效益
方案可以接受
否则应予拒绝
对于多个满足费效比小于1的方案
可以按费效比最小的准则
来进行备选方案的筛选
然而 规划方案的效益
往往不是直接反映为资金的价值
而是一些无形的环境效益
因此我们需要将其
转化为货币的价值
那么主要的环境效益的
货币化方法有三种类型
也就是直接市场法
替代市场法还有模拟市场法
在环境经济学中
对这些方法的具体核算的过程
都有详细的介绍
这里就不再赘述
那么我们已经了解了
计算环境效益的方法
还需求解水环境规划方案评价的
另一个关键 也就是成本
那么为了使减排成本最低
我们需要集中治理水污染
那么下面就以
用于集中治理水污染的污水处理厂
它对于BOD的治理作为一个例子
来介绍三种最优规划的模型
第一种也叫做排污口最优规划
即水质规划
对于某一个污水处理厂来说
其污水处理成本Ci
是污水处理效率ᵑi的单值函数
而水环境规划的对象
是整个规划区域内
有若干个污水处理能力不同的工厂
因此需要在不改变
其规模和位置的基础上
通过线性规划
来寻求所有排污口
处理效率的最佳组合
以使各厂污水处理的总费用最低
而方案优化的前提
是不能超过环境质量要求
因此首要的约束条件
就是BOD的初始输入效应
“矩阵U乘以矩阵L”
与其对下游各断面的影响
“向量m“的累积效应
也就是“UL+m”
是不能超过河流各断面的
BOD环境约束矩阵“L0”
这里的累积效应
“UL+m”是指河流各断面
最终的BOD浓度
而L0是指河流各断面的
BOD环境质量标准
对于BOD的去除率
和溶解氧含量息息相关
所以还需要限定
各断面溶解氧的浓度
不低于环境质量的要求
也就是BOD输入
引起的初始断面溶解氧的
变化“矩阵V乘以矩阵L”
与其对下游各断面的影响
“向量n” 二者之和
不小于河流各断面的
溶解氧环境约束矩阵“O0”
同理 第二个约束条件中
大于等于号左右两侧
分别为溶解氧的最终浓度和标准
此外 输入河流的BOD
向量“L”一定非负
并且任意污水处理厂的
最优处理效率“ᵑi”
一定是介于最低处理效率“ᵑi1,”
和最高处理效率“ᵑi2”之间
排污口最优规划是
在不改变工厂位置和规模条件下
寻求污水处理成本最低时
各排污口处理效率的最优组合
而第二种均匀处理最优规划
则是当污水处理效率固定时
来寻求污水处理
和管道输水的总成本最低时
污水处理厂位置
和规模的最优组合
这是一种非线性规划
它有时也可转为线性规划
根据物质守恒的原理
均匀处理最优规划的约束条件
是任意区域i
本地收集的污水量“小qi”
加上其接受的其它区域j
输入的全部污水量Qji之和
减去区域i输往
其它区域j的全部污水量
Qij之和
再减去区域i处理掉的污水量Qi
等于0
也就是说任意区域i
产生和接纳的污水
必然被全部的输出或处理
当然 这些水量都必然是非负
而实际情况可能更为复杂
为了使系统的总费用最低
还需要兼顾污水处理厂的
最佳位置 规模与最佳处理效率
这就需要用到区域处理
最优规划模型
也就是第三种模型
其约束条件是前两种模型的叠加
因此此模型比较复杂
并且缺乏有效解法
目前可考虑用试探分解法
同学们要熟练掌握
基础的排污口最优规划
然后逐步解决
更为复杂的实际问题
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