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胶州湾陆源污染物排海总量控制决策支持系统建模研究

鲍丽丽  
【摘要】: 胶州湾入海污染源总量控制决策支持系统的研究是为了控制胶州湾日益严重的胶州湾氮磷和石油烃污染,使得胶州湾沿岸的工业农业等经济在环境不受到继续破坏的条件下能够健康稳定的长期可持续性发展而设立的命题。本文在综合胶州湾的物理化学和生物性质之上,分析了胶州湾的海水自净能力,并利用总量分配模型通过经济效益函数将削减总量合理的分配给各个排污口。 本文着重分析了胶州湾的污染来源,将海洋污染排放量和社会经济污染排放量二者通过入海口检测系统检测到的污染源浓度和入海总量联系起来。综合分析了工业,农业和生活污水的来源问题。工业污水主要是各个不同的行业的污水排放量综合。具体聚类分析将不同的行业总结成不同的污染指数的企业行业,通过提高企业的环保技术水平和征收排污税的方式使得各个工业经济个体在经济利益最大化同时考虑了环保措施。农业污水主要是农业用地的化肥农药过度使用使得农业污水大量排放入海。 通过政府的政策指引,例如规定粮食最低价格和补贴等方式对农民进行政策上的引导,农民可以通过经济方面的考虑来减少化肥农药的使用量,也可以通过市场上原材料的价格和土地的价格来影响农民的污染物排放量行为。在人口模型中,本文简单的通过人口数量和人均排放污染物系数来估算城市人口的污染量排放。鉴于经济模块的污染物排放量,本文也分析了海洋入海污染物的海水自净能力分析,主要是分为海洋的物理自净能力,海洋的化学自净能力和海洋的生物自净能力,自净能力是海洋的一种对污染物消耗转化的能力,对于消耗不完的污染物,就会影响海洋的生物群落和海水质量,本文中的海洋质量评价系统针对海洋调查中的各个因子和海洋环境水质标准的比较,利用模糊数学评价方法对海洋水质进行评价等级。同时利用人工神经网络的方法对海洋中的水质进行了模拟预测。本文通过对以上的经济中的工业系统,农业系统,生活人口系统,以及海洋系统当中的海水评价,海水自净能力分析系统以及海洋污染物剩余总量的合理分配系统的整合设计了胶州湾入海污染物总量控制的管理决策支持系统,旨在辅助相关的环保部门利用该系统能够进行科学的决策行为,对于设定的经济政策社会影响以及对环境污染的影响都能做到有理有据,对于市场某些生产要素因子价格的变动可以预测农民的经济行为,能够大致估计化肥农药的污染量。 本文利用环境库兹涅茨曲线分析了工业的污染排放量与人均收入,产业结构,规模和技术四个社会因子的影响关系,采用U型曲线来分析胶州湾的经济形势。对于农业的分析,用环境库兹涅茨曲线回归农药化肥的用量和人均GDP的关系。 本文设计了满足个体理性约束、激励相容性约束、公平的、有效的陆源污染物排海权交易机制和双向拍卖排污权交易机制。


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