水环境规划ppt课件.ppt

5 水环境规划,5.1 水环境规划的内容和类型 5.2 水环境规划基础 5.3 水环境规划的技术措施 5.4 水环境规划方案的综合评价 5.5 水环境规划实例,5.1 水环境规划的内容和类型,5.1.1 水环境规划的内容 对象：河流、湖泊、水库、地下水、海洋等水体及利用影响水体的因素。目的：发展经济同时保护好水质，合理开发和利用水资源。,5.1.1 水环境规划的内容,(1)明确问题在对水环境系统综合分析的基础上（污染源调查、水质监测、水环境现状评价-质量、利用状况）找出水环境主要问题：水量-水资源供需平衡水质-污染现状，水质对生活生产的影响水资源是否得到合理利用,5.1.1 水环境规划的内容,（2）确定规划目标水质：根据水环境功能区划，制定满足生活、生产或自然保护要求的水质目标水量：对有限的水资源进行合理规划，满足当地需要，不足要有引水措施。,5.1.1 水环境规划的内容,（3）选定规划方法单目标-数学规划法多目标-模拟比较法系统动力学法组合方案比较法,5.1.1 水环境规划的内容,（4）拟定规划措施调整经济结构和工业布局；实施清洁生产工艺；提高水资源利用率；充分利用水体的自净能力；增加污水处理设施。,5.1.1 水环境规划的内容,（5）提出供选方案综合各项措施组成方案，方案优化，决策分析,5.1.1 水环境规划的内容,（6）规划实施 根据目前和将来水体的用途，严格划分保护区，首先要保证饮用水源的水量和水质；要充分注意流域的用地情况和人口的增长对水量水质的影响；把流域及其水环境作为一个复合生态系统考虑要特别注意减免洪水灾害的问题；不能采取污染搬家的作法，妥善处理干支流、上下游、左右岸及各种水环境的相互关系；,5.1.2 水环境规划的类型及层次,-分两大类：水污染控制系统规划-水质控制规划 -为实现水体的功能要求-基础水资源系统规划-水资源利用规划 -满足经济、社会、生态环境对水量的要求,5.1.2.1 水污染控制系统规划,水污染控制系统：污染物的产生、排出、输送、处理、在水体中的迁移转化 -可大可小（可以是整个流域的水污染综合整治规划或某污水处理厂的规划）,5.1.2.1 水污染控制系统规划,（1）流域水污染控制规划:分段进行，统筹兼顾（2）城市（区域）水污染控制规划:满足城市（区域）的用水要求（水量、水质）-应符合全流域整体规划要求（3）水污染控制设施规划:污水处理厂及其进出管道系统规划 要求：技术上可行(治理效果好，合理布局） 经济上合理(厂内运行成本，输送成本),5.1.2.2 水资源系统规划,-水资源(水量)的合理规划使用（1）流域水资源规划 统筹安排全流域的水资源开发利用注意协调上下游关系、各部门关系、自然和社会关系西水北调(雅鲁藏布江 ),5.1.2.2 水资源系统规划,（2）地区水资源规划 :某行政区或经济区水资源的开发利用规划-应满足全流域规划要求（3）专业水资源规划:为满足全流域或某区域某项水资源专业任务需要进行的规划-防洪、水电、灌溉、航运-专业规划应和社会、经济、自然用水规划统筹考虑。,5.2 水环境规划基础,5.2.1 水环境容量5.2.1.1 概念 水体在特定环境目标下所能容纳污染物的量。是水环境规划的主要环境约束条件，也是污染物总量控制的关键参数。,5.2.1.1 水环境容量概念,水环境容量的大小和水体特征、水质目标、污染物特性有关。 水体特征-水体的形状、大小、流量、流速、水温、PH值、污染物本底值。 水质目标-用途不同标准不同；地域差异存在地方标准等。 污染物特性-危害性：危害越大容量越小 净化特征：污染物在水体中的迁移转化 排放方式：集中分散、连续间断、江边江心,5.2.1.2 水环境容量分类,(1)按可再生性分:可更新容量：可降解污染物的水环境容量通过污染物降解，环境容量可以不断再生、永续利用。不可更新容量：不可降解或长时间内只能微量降解的污染物容量容量恢复只表现在污染物的迁移、吸附、沉积和相的转移，在大环境水体中的总数量不变如重金属水环境容量,5.2.1.2 水环境容量分类,(2)按可分配性分:可分配容量可控污染源所占用的环境容量（点源）不可分配容量不可控污染源占用的环境容量（面源、自然污染源）,5.2.1.2 水环境容量分类,(3)按降解机制分类:稀释客量是污染物进入水环境之后由稀释扩散作用引起的，它与水的体积、径污比有关。 自净容量是指水体通过物理、化学及生物作用等对水体中污染物所具有的降解或无害化能力,反映水体对污染物的自净能力。又称同化容量。,5.2.1.2 水环境容量分类,(4)按水环境规划目标分:自然水环境容量管理水环境容量规划环境容量,*自然水环境容量,以污染物在水体中的基准值为水质目标。基准值是环境中污染物对特定对象（人或其他生物）不产生不良或有害影响的最大剂量或浓度（由污染物和特定对象之间的剂量反应关系确定）。E=K自（B基-）dV = K自（B基-）V,*自然水环境容量,自然水环境容量反映了水体和污染物的客观性质，反映水体以不造成对水生生物和人体健康不良影响为前提的污染物容纳能力，与人们的意愿无关，不受人为社会因素的影响，具有客观性。,*管理水环境容量,以污染物在水体中的标准值为水质目标.E=K自（B标-B）dV =K自（K标B基-B）dV B标=K标B基K标-以技术经济指标为约束条件的社会效益参数，K1（非生活用水）,*规划环境容量,-以水污染损害费用和治理费用之和最小为约束条件，所允许的排污量。P142图5-3-人为因素的影响更大。,排污量和费用的关系,费用,排污量,污染损失,治理费用,x0,5.2.1.3 水环境容量的设计条件,确定水环境容量计算的参数根据以往的环境条件和污染情况，考虑未来的发展变化情况，找出污染控制最不利的自然环境条件，并提出这种自然环境条件下的环境目标及其他约束条件从而计算环境容量。,5.2.1.3 水环境容量的设计条件,（1）设计条件的类型和内容设计自然条件:水量、水温、流速和上游设计断面及其水质浓度、横向混合系数和纵向混合系数等-自然环境的客观参数设计排污条件:排污流量、浓度、排放地点、排放方式和排放强度等-现在或计划中的排污参数设计目标条件:污染控制因子、控制区段与断面和水质标准及达标率等-规划指标、目标设计约束条件:经济投资约束条件、工业布局及城市规划约束条件等-经济、社会方面的影响因素,5.2.1.3 水环境容量的设计条件,参数多变,确定设计条件的主要过程是平均化过程.在概率分布或稳态条件下平均化.,5.2.1.3 水环境容量的设计条件,（2）随机设计条件将河流流量、河水本底浓度、污水排放量和污水浓度这四个变量为作随机变量，计算出它们的概率分布，从而确定下游河水中污染物浓度的概率分布从而计算环境容量。P144,5.2.1.3 水环境容量的设计条件,（3）稳态设计条件-忽略变量的波动过程，取变量的平均值来进行计算。P145设计保证率-90%,污染最严重情况；设计流量-设计时期的流量-根据拟解决问题发生的时间确定 设计时段-7、15、30天,（3）稳态设计条件,设计流速-根据实测值、设计流量或曼宁公式： n粗糙系数；R水力半径；S水力坡度,（3）稳态设计条件,设计排污条件-代表性时段和代表性生产过程的排污量和排放条件设计水温-根据设计流量、排污条件所处的时期，确定平均水温。,5.2.1.4 水环境容量的计算,水环境容量=稀释容量自净容量,水环境容量,稀释容量是指在给定水域的本底污染物浓度低于水质目标时，依靠稀释作用达到水质目标所能承纳的污染物量,自净容量是指由于沉降、生化、吸附等物理、化学和生物作用，给定水域达到水质目标所能自净的污染物量。,(1)零维模型,污染物进入水体后污染物完全均匀混合计算稀释容量。符合下列两个条件之一的环境问题可概化为零维问题：1）河水流量与污水流量之比大于15；2）不需考虑污水进入水体的混合距离；,河流零维模型,QP、CP,QE、CE,(QP + QE)、C,河流零维模型,CSCP*QP+CE*QE S（QP+QE）环境容量=允许排放量=CE*QE = S（QP+QE）- CP*QP,河流一维模型,对于河流而言，一维模型假定污染物浓度仅在河流纵向上发生变化，满足以下条件：宽浅河段；污染物在较短的时间内基本能混合均匀;污染物浓度在断面横向变化不大，横向和垂向的污染物浓度梯度可以忽略。,河流一维模型,*,QP、CP,QE、CE,控制断面,CS,一维模型自净容量,自净容量=河段初始浓度段末浓度流量 =S*exp(Kx/u) S(QP+QE),河流二维模型,水中污染物浓度在一个方向上是均匀的，而在其余两个方向是变化的，采用二维模型。河流二维模型通常假定污染物浓度在水深方向是均匀的，而在纵向、横向是变化的。,5.2.2 水环境区划,目的：水体功能区的合理布局；确定水环境规划目标；便于环境规划目标的管理和执行；,等比例分配处理费用最小日最大负荷方式(TMDL),5.2.2.1 水环境功能区划原则,(1)集中式水源地优先保护;(2)不得降低现状使用功能;(3)统筹考虑专业用水标准要求;(4)上下游、区域间相互兼顾，适当考虑潜在功能要求；,5.2.2.1 水环境功能区划原则,（5）合理利用水体自净能力和环境容量；（6）与陆上工业合理布局相结合；（7）考虑对地下引用水源地污染的影响（8）实用可行，便于管理。,5.2.2.2 水环境功能分区,自然保护区及源头水生活饮用水区渔业用水风景游览区工农业用水区及一般景观用水区,5.2.2.3 水环境功能区划的方法和步骤,（1）技术准备收集汇总现有的基础资料、数据；确定工作方案。（2）定性判断分析水体现状使用功能；提出功能区划分的初步方案。,5.2.2.3 水环境功能区划的方法和步骤,（3）定量计算水质预测，功能可达性分析。（4）综合决策阶段以上划分过程以水质目标为核心，而规划中必须同时考虑社会目标、经济目标，因此需要对各种目标进行统一的协调，经过行政决策、综合评价后确定切实可行的水环境功能区划方案。,5.2.3 水污染控制单元,(1)概念 -由污染源和污染物排放水域两部分组成的可操作实体。可操作实体：可单独进行环境评价、污染控制、环境管理的较完整的体系,5.2.3 水污染控制单元,包括污染源、污染物排放和迁移转化途径、污染的影响对象。可能是“污染源 + 某个水环境功能区”也可能“污染源 + 多个水环境功能区”,5.2.3 水污染控制单元,(2)作用可以在水污染控制单元内建立起源与水域目标间的输入响应关系;方便进行总量控制;方便进行水污染控制管理.,5.2.3 水污染控制单元,(3)划分 在分析水环境问题的基础上，考虑行政区划、水环境功能区、水域特征、污染源及排污口分布等特点，划分水污染控制单元。,5.2.3 水污染控制单元,（4）注意事项要有相对独立性。可单独进行环境评价、污染控制、环境管理。要有针对性地确定划分方案。不同的控制目标，要有不同的水污染控制单元相对应。要有完善的监控系统。,5.2.3 水污染控制单元,（4）注意事项尽量保持现有沟、渠和管路系统的完整性，并根据水环境功能分区、城市布局进行优化调整同一污染控制单元内的污染源对水质的影响应相对一致，或具有相同的联合治理、集中处理或资源化的环境条件。,5.2.4 水污染控制规划模型,目标： 达到水质控制目标-约束条件 经济合理-控制费用尽量小-目标函数包括：污染控制系统的最优化控制模型 规划方案的模拟选优模型,5.2.4.1 最优化控制模型,利用数学规划方法，科学组织污染物的排放或协调各个治理环节，以便用最小的费用达到所规定的水质目标。,(1)排污口最优化,-处理效率组合的最优化在满足水体水质要求的前提下，各污水处理设施的处理效率达到最佳的组合。一般以处理费用最省表示。P150,排污口最优化,*,CS,(1)排污口最优化,目标函数：约束条件：UL + m L0VL + n O0L Oi 1ii2,(1)排污口最优化,Z-污水处理的总费用Ci(i)-第i污水处理厂的处理费用,是处理效率的函数.,UL + m L0,U-各排放口排放单位质量有机物在河流各控制断面产生的BOD的响应值；L-各排污口输入河流的BOD量；m-河流起始断面BOD值对下游断面BOD的影响值;L0-各断面BOD的控制目标;,VL + n O0,V-各排放口排放单位质量有机物对河流各控制断面上DO的影响值；L-各排污口输入河流的有机物量；n-河流起始断面DO对下游断面DO的影响值;O0-各断面DO的控制目标;,L O ; i 1ii2,i 1、i2 -第i污水处理厂处理效率的下限（管理要求）和上限（技术限制） -i取范围内任意值，i=1-n,(2)最优化均匀处理,-污水处理厂位置和处理量的最优化污水处理效率固定的前提下，要求区域污水处理和管道输送总费用最低时，各污水处理厂的最佳位置和处理量的组合P151以处理总费用最省表示。,(2)最优化均匀处理,目标函数：约束条件： Qi,qi 0 Qji,Qij 0,Ci(Qi)-第i污水处理厂的处理费用，是处理量的函数；Cij(Qij)-节点i输水到节点j的费用，是输水量的函数；Z-总费用.,*,qi-第i污水处理厂收集的本小区的污水量；Qji-j小区输送到i污水处理厂的污水量Qij-i小区输送到j污水处理厂的污水量Qi-第i污水处理厂处理量。,（3）区域最优化处理,为了系统的总费用最低，综合考虑水体自净、污水处理和管道输送三种因素.要求污水处理厂有最佳效率、最佳位置和处理量，还要合理利用水体的自净能力前两项最优化的综合P152,5.2.4.2 模拟选优,由于客观条件限制，最优化条件不一定具备，得不出一个最佳方案，需要对几个备选方案模拟选优，找出较好的方案作为实施方案。,5.2.4.2 模拟选优,先根据经验制定出多个规划方案，然后对各方案进行模拟计算，检验方案的可行性和经济性-确定实施方案。该实施方案不一定是最好的，取决于规划人员的经验和能力-应多做些方案以供选择。,5.3 水环境规划的技术措施,减少污染物排放：清洁生产、污水灌溉、污水处理、浓度控制和总量控制提高或充分利用水体的自净能力：流量调控、污水调节、人工复氧,5.3.1 减少污染物排放负荷,5.3.1.1 清洁生产工艺-从根源上减少污染物的产生和减少资源的浪费。,5.3.1.2 浓度控制法,对人为污染源排入环境的污染物浓度作限值规定，以达到控制污染源排放量的目的。其缺陷：（1）不能限制排放总量（如稀释）（2）未考虑现有污染负荷（源密度）（3）未考虑环境容许负荷（自净能力）,5.3.1.3 总量控制,(1)容量总量控制:以水质标准为控制基点(2)目标总量控制:以污染物排放量为控制基点,(3)行业总量控制:,不一定是从环境容量上确定,5.3.1.3 总量控制,(3)行业总量控制: 以能源、资源的合理利用为控制基点 -实际上就是推进清洁生产（最佳生产工艺+实用处理技术） -和环境容量没什么关系,也应符合区域环境容量控制目标,5.3.1.3 总量控制负荷优化分配,-将环境容量（允许排污量）不均等分配给各污染源。,（1）非数学优化分配（2）数学优化分配,*非数学优化分配,用于已知目标削减量或水环境容量，但不必或不能做各污染源控制的投资效益分析时。,*非数学优化分配,(1)等比例分配 -以现状排污量为基础按相同削减比例分配允许排污量。,*非数学优化分配,(2)排污标准加权分配 -考虑各行业排污情况的差异，以“污水综合排放标准”所列的各行业污水排放标准为依据，按不同的权重分配各行业的容许排放量，同行业按等比例分配 -应考虑现有排放量的大小。,如:二级标准中,BOD标准,制糖业:100mg/l;皮革业:150mg/l.,*非数学优化分配,(3)分区加权分配（考虑各区域的差异） -根据各控制单元或区域的不同环境目标要求、排污现状、治理现状与技术经济条件，确定各区域的削减权重，由此确定各区的允许排放量 区域内部采用等比例分配。,*非数学优化分配,(4)行政协商分配 -已知目标削减量，根据环保管理人员了解的情况，和排污单位反复协商，由行政决策分配排污指标。,*数学优化分配,已知目标削减量，通过各污染源削减方案的投资效益分析，按投资最小，污染物削减量最大的原则进行排污总量的数学优化分配。,*数学优化分配,目标函数: 约束条件:,xj0,Z-削减污染物排放所需总费用;Cj-第j污染源单位污染物削减的费用xj-第j污染源的污染物削减量;,Aij-第j污染源的单位污染物排放在第i控制断面上的响应值;xjo-第j污染源的现有排放量;Bi-第i控制断面的环境目标值.,5.3.1 减少污染物排放负荷,5.3.1.4 污水处理5.3.1.5 污灌 -城市生活污水用于农业灌溉5.3.1.6 氧化塘 -利用自然生态系统的自净功能处理城市污水。,5.3.2 提高或充分利用水体纳污容量,(1)人工复氧-溶解氧很低河段安装增氧器来提高水体中的溶解氧。如：苏州河综合整治，嚗气复氧，且成景观。,5.3.2 提高或充分利用水体纳污容量,(2)污水调节 -根据水体纳污量的高低，用蓄污池调节污水的排放。(3)河流流量调控 -人工引水增加枯水期的水环境容量。,5.4 规划方案的综合评价,检验和比较备选方案的可行性和可操作性-选择和决策5.4.1 费用效益分析5.4.2 方案可行性分析5.4.3 水环境承载力分析,5.4.1 费用效益分析,本节介绍污水处理厂的费用函数.污水处理厂费用受多方面的影响：折旧、人工、管理、处理量、处理效率现考虑处理量和处理效率,污水处理厂的费用函数,C=F（Q，）根据经验表现为幂函数关系:C=Q =K+r C=( K+r) Q=KQ+rQ =K1QK2+K3QK2K4,K1、K2、K3、K4,K1、K2、K3、K4根据费用矩阵提供数据列方程组解出(已知数据)。,5.4.2 方案可行性分析,技术上环境目标的可达性分析 + 费用上落实投资的可行性分析,5.4.2 方案可行性分析,(1)水环境目标的可达性分析 -建模、预测、分析,5.4.2 方案可行性分析,(2)污水处理投资的可行性分析按环保投资占国民生产总值比例，占工业基础建设投资比例来估算投资能否得到落实。国际经验表明，当污染治理投入占国民生产总值的比例达到11.5时，才能基本控制环境污染；提高到23时，才能改善环境质量。目前我国这一比例在1左右。,(2)污水处理投资的可行性分析,应考虑社会投资;重大项目投资分摊到相关前后几年,5.4.3 水环境承载力分析,水环境承载力是指某一地区、某一时间、某种状态下，水环境对经济发展和生活需求的支持能力。,5.4.3.1 水环境承载力指标,其实还没有具体的数学模型用以计算水环境承载力，还不能得到具体数据。用指标体系来间接表达，指标体系中的指标要和环境承载力的大小成正比-经处理后得到环境承载力的相对值。,水环境承载力指标,可用水资源总量与总用水量之比;单位污水的处理投资;每年引进水量；污水处理率；单位BOD排放量的工业产值;COD控制目标与COD浓度之比；单位水资源消耗量的工业产值。,5.4.3.2 水环境承载力的定量表述,水环境承载力的定量表述,首先按列进行归一化处理.,水环境承载力的定量表述,然后按行求归一化后向量的模,用以表示水环境承载力的大小.,水环境承载力的定量表述,也可以用相对值表示水环境承载力.,要求Ej1,表示该规划方案下人类活动和水环境是协调的。,水环境承载力的定量表述,是不是可以通过增加方案个数，减少指标个数来提高水环境承载力的相对值？,水环境承载力的定量表述,7.水环境专题规划,7.1给排水合理性分析7.1.1给水合理性分析 南桥镇生活及工业用水主要来自地下水，采用自备井供水。南桥镇给水中存在的问题主要有以下几个方面：1、企事业单位存在自备井，这种各自为政，超产滥采，管理混乱的局面影响地下水资源的合理开发和利用，同时供水经济效益不高，浪费现象严重。2、工业水循环利用率低，由于各单位开发水资源的自由度大，造成工业用水循环利用率较低，水资源的浪费现象严重。,7.1.2排水合理性分析南桥镇镇区没有完整的排水设施，生活污水、雨水随意排放，城镇环境在一定程度上受到污染。具体问题是：（1）仅部分街道两侧设有排水明沟，但由于秸秆、垃圾等堵塞而导致排水不畅。（2）由于自备水压井水位较浅，居民怕影响自家水质，存在将生活污水沿街排放的现象。雨、污水依地形自然排放，雨天积水严重。,7.2水环境质量预测7.2.1排水量预测1、工业排水量预测2010年排水量：56万立方米2020年排水量：82万立方米2、生活污水排放量预测2010年排水量：105万立方米2020年排水量：121万立方米,7.2.2污染物排放量预测（1）工业类COD排放总量2010年排放量56吨/年，2020年排放量82吨/年（2）不建城镇污水集中处理厂时生活污水类COD排放总量2010年排放量630吨/年，2020年排放量726吨/年,（3）COD排放总量,（4）建立城镇污水处理厂处理后的COD排放总量预测,7.2.3水环境质量预测建设污水处理厂后，废水经污水处理厂处理，根据其处理后排水水质要求和总量计算，排放的水污染物对地表水环境影响较小，将使南桥镇境内地表水水质得到明显的改善。作为饮用水的地下水水质都能稳定达标并保持其功能不变。,7.3水环境与水资源保护规划,7.3.1稳定达到功能区要求严格保护地表水和地下水环境，控制各类水环境污染物的排放。镇区修建完善的排水系统，污水入污水管网进污水处理厂，不得直接排入河道、沟渠，城镇污水处理厂污水排放稳定达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的二级标准的要求。提高企业工业用水循环利用率，外排废水必须实现达标排放。地表水和地下水环境质量均达到水环境功能区的要求。,7.3.2大力治理工业污水1、工业污水的达标排放2、实行清洁生产7.3.3集中控制城镇污水1、建设城镇污水处理厂2、建设镇区排水管网7.3.4大力控制农业污染1、加强侵蚀控制，减少水土流失量2、合理施用化肥、农药3、改进灌溉技术4、控制畜禽养殖污染7.3.5加强水资源保护1、给水规划2、地下水水质的保护,7.4水环境与水资源保护工程,7.5水环境目标的可达性分析1、南桥镇经济发展较快，为水环境的治理提供了充足的资金根据南桥镇的经济现状及发展规划，在20082010年能为规划区内的工业污水、城镇生活污水治理提供432.9万元的专项资金；20112020年能为其提供2675.20万元。所以在规划期内，能为水环境治理提供较为充足的资金支持。2、科技进步对水环境的治理能够提供完整的解决方案对城镇生活污水及工业污水的治理达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）的二级标准，无论是工艺技术、设备设计制造技术还是运行管理技术，都比较成熟，能为水环境的治理提供完整的技术方案。3、国家政策法规的要求，地方政府的高度重视，公民环保意识的提高，为水环境治理提供良好的氛围和难得的机遇。,5.5 环境规划实例,（1）如何确定河流设计流量与水质控制目标？,污染控制最不利的自然环境条件。先进行水环境功能区划。,5.5 环境规划实例,（2）用水量为何大于取水量？,部分水的重复使用。,5.5 环境规划实例,（3）2000和2010年缺水数量是怎么算出来的？,取水量 - 可用水量水资源可供量：1673万吨/年,5.5 环境规划实例,（4）公式5-15:B和B0分别代表什么?,B-各单元末断面BOD浓度B0-各单元始断面BOD浓度,5.5 环境规划实例,（5）BOD三、四、五级水标准分别为4、6、10mg/l，为什么表格内数据都大于标准值？,各控制单元的末断面浓度应达标。,5.5 环境规划实例,（6）,混合后浓度小于始断面控制浓度。若控制浓度采用单元水质目标，表示只考虑稀释容量；若控制浓度采用表5-2的始断面控制浓度，表示考虑稀释容量和自净容量。,5.5 环境规划实例,（7）请解释P164公式5-18。,BCBS时，分子为负值，污染源允许排放量为零。BCBw时，污水中BOD浓度比始断面控制浓度还低，现有污染源无需限排-无限容量。,5.5 环境规划实例,（8）P165表5-3:可累计投资金额是怎么计算的?减一级厂运行费后金额是什么意思?,可累计投资金额=累计工业产值*9%*3% P166减一级厂运行费后= 可累计投资金额 - 一级厂运行费,5.5 环境规划实例,（9） P166表5-5:为什么单元一和单元二水质很好?为什么把城市污水排入单元三?,城市污水排入单元三.北沙河自然水量很小,0.0138m3/s,二单元末歪头山铁矿有0.66m3/s排入,浓度不高,2.63m3/l.,5.5 环境规划实例,（10）请解释P167表5-6?,例题一,有三个化工厂每天分别排放氰化物760kg、110kg、250kg到河流，要求进入湖泊的氰化物不超过315kg/d。已知三个化工厂排放的氰化物到入湖口时的降解率分别为45%、30%、40%；三个化工厂氰化物处理费用分别为1.25万元/kg、2.0万元/kg、1.75万元/kg。写出既能达到湖泊污染物控制要求，又使总处理费用最小的线性规划模型的标准型。,例题一,图示,湖泊,例题一:分析,（1）线性规划模型的标准型：目标函数约束条件,例题一:分析,（2）什么作目标函数？什么作约束条件？要求费用最省设计为目标函数。约束条件由环境规划要求表示。（要求进入湖泊的氰化物不超过315kg/d）,目标函数,设化工厂（1）（2）（3）的氰化物处理率分别为x1、x2、x3，则三个化工厂的处理费用分别为多少？,化工厂2：Z2=2.0 110 x2化工厂3：Z3=1.75 250 x3,化工厂1：Z1=1.25 760 x1,目标函数,三个化工厂的处理费用之和为 ：Z=Z1+Z2+Z3 =1.25760 x1+2.0110 x2+1.75250 x3目标函数：minZ=1.25760 x1 + 2.0110 x2 +1.75250 x3,约束条件,化工厂1排放的氰化物经过降解，到达湖泊时还有多少？,760(1-x1)(1-45%),约束条件,根据水质控制要求： 760(1-x1)(1-45%) + 110(1-x2)(1-30%) + 250(1-x3)(1-40%)315约束条件： 418x1 + 77x2 + 150 x3 330,约束条件,0 x11 0 x21 0 x31,规划模型标准式,目标函数：minZ=1.25760 x1+2.0110 x2 +1.75250 x3约束条件： 418x1 + 77x2 + 150 x3 330 0 x11 0 x21 0 x31,例题二,某河段上三个污染源向河水中排放污染物苯，上游河水苯的浓度为0.2mg/L,已知苯在河水中降解速度常数k=0.03km-1, =0e-kL；污水中处理苯的费用每1000m3为50 x元（x为去除率）。要使得整个河段苯的浓度不超标（1mg/L），并且最省钱。请列出线性规划模型的标准型（写出建模计算过程）。,例题二,例题二分析：,（1）线性规划模型的标准型：目标函数约束条件,例题二分析：,（2）什么作目标函数？什么作约束条件？要求费用最省设计为目标函数。约束条件由环境规划要求表示。 -整个河段苯的浓度不超标（1mg/L） -污染源排放口断面的混合浓度1mg/L,目标函数,假设污染源（1）（2）（3）的污染物去除率分别为x1、x2、x3； 污染源（1）（2）（3）的污染物去除费用分别是多少？,Z1=50 x1（100000/1000）Z2= 50 x2（50000/1000）Z3=50 x3（200000/1000）,目标函数,污染治理总费用 ： Z=5000 x1+2500 x2+10000 x3目标函数： minZ=5000 x1+2500 x2+10000 x3,约束条件,假设各污染源污染物排入河中混合后的浓度分别为B1、B2、B3，则：B1 1mg/LB2 1mg/LB3 1mg/L,约束条件（1）,B1=10000010（1-x1）+5000000.2/(500000+100000) =(11-10 x1)/61解得：x10.5,例题二图示,约束条件（2）,浓度为B1的河水经降解到达污染源（2）所在断面时浓度：2=B1e-KL=(11-10 x1)/6e-0.03*10 =1.36-1.23x1,约束条件（2）,B2=6000002 + 5000020（1-x2）/(600000+50000) =2.79-1.14x1-1.54x21解得：1.14x1+1.54x21.79,约束条件（3）,浓度为B2的河水经降解到达污染源（3）所在断面时浓度：3=B2e-KL=1.79-0.73x1-0.98x2,约束条件（3）,B3=6500003 + 2000008（1-x3）/(650000+200000) =3.24-0.55x1-0.74x2-1.88x31解得：0.55x1+0.74x2+1.88x32.24,其他约束条件,0 x110 x210 x31,规划模型标准式,目标函数： minZ=5000 x1+2500 x2+10000 x3约束条件： 1.14x1+1.54x21.79 0.55x1+0.74x2+1.88x32.24 0.5x11 0 x21 0 x31,