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区域环境与产业协调发展多目标优化研究

王峰  
【摘要】:本文将环境-产业协调发展体系分为环境子系统和产业子系统,环境子系统包括水环境和大气环境;产业子系统主要指产业结构。经济活动会排放各种污染物影响环境质量,同时经济活动必须在有限的水资源下进行,故首先需对水资源进行优化配置,此配置结果是进行产业结构优化的限制性约束条件。 对于水环境系统,考虑实际供水量、供水能力等的不确定性,在模型中引入区间变量进行分析。设定目标函数为经济效益、环境效益和社会效益,建立了区间非线性多目标区域水资源优化配置模型。利用区间可能度方法将模型转化为一个两层嵌套优化问题,采用微分进化算法编写两层优化程序对模型进行求解。分析了东营市水资源供应现状并结合实际统计数据,对未知变量进行合理预测,得到了东营市水资源优化配置方案。 针对产业子系统,说明了在产业结构优化模型中将污染物排放和能源消耗视为随机变量的实际意义,考虑我国目前有些行业产能过剩,将供需平衡目标引入产业结构中,建立了包括经济增长、充分就业、污染控制和供需平衡的多目标动态随机产业结构优化模型。将水资源优化模型结果作为本模型的限制性约束条件,保证了产业结构优化结果的可行性。通过分析东营市目前产业结构组成,指出其与发达国家间产业结构的差距并分析了东营市目前产业结构与能源消耗及污染物排放间的关系。在实际计算中,修订了直接消耗系数矩阵和投资系数矩阵,优化结果表明东营市目前的经济增长方式是以牺牲资源和环境为代价换来的,在技术、管理等水平不变的条件下,通过产业结构优化会暂时减缓经济发展速度,将资源进行更合理的配置,到2018年GDP增长率又可达到10%以上。 根据产业结构优化结果,计算二氧化硫、氮氧化物和烟尘的排放量,绘制东营市环境库兹涅茨曲线。拟合结果表明东营市2010~2020间人均GDP与空气综合污染指数间呈现出倒“N”的关系,说明经过产业结构优化可实现环境空气质量由恶化到改善的转变。 根据水资源和产业结构优化结果,合理选取环境-产业协调发展体系的各个指标,计算东营市环境-产业协调发展度,按照本文优化结果,东营市在2020年环境-产业协调度为0.745,属于比较协调阶段,需要继续优化产业结构并辅以更新设备、提高技术水平等手段减少能源消耗和污染物排放以实现非常协调的目标。


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