环境评价的模型技术分析ppt课件

1、 第四章 环境管理的技术方法第一节环境管理技术方法的根底保证环境管理人类社会自然环境自然资源环境管理区域环境管理产业环境管理废弃物环境管理物质流环境社会系统 物质载体自然科学工程科学环境规范 环境统计 环境监测目的和义务特点和分类程序与方法质量保证一、环境监测 是环境管理任务的一个重要组成部分，它经过技术手段测定环境质量要素的代表值以把握环境质量的情况，这是获取环境管理根底数据的根底性任务。一环境监测的目的和义务污染源的监测环境监测 环境质量的监测 二环境监测的特点和分类 系统性环境监测特点 时序性 综合性 监测对象的综合监测手段的综合 分类研讨性监测污染事故监测仲裁监测环境要素监测污染源的监

2、测特殊目的监测常规监测三环境监测的程序和方法环境管理的模型方法模拟预测评价规划一、环境模拟模型一、环境模拟模型模拟预测评价规划环境模拟模型 利用定量化的目的和数学模型对环境社会系统中的人类社会活动行为及其引起环境变化情况进展模拟和模拟，以便科学和准确地描画环境社会系统的运转情况和规律，为环境管理提供技术根据。一人类社会环境行为的模拟环境社会系统四维空间时序上 范围上 政策 层次工 农 第三产业战略 层次技术 层次业业人口数量开展的模拟，常用的指数模拟模型：式中：Nt是t年的人口总数； Nt0为t0年人口基数； k为人口增长率。可以准确模拟的人类社会行为比较少。例：环境要素模拟有较多成熟模拟模型

3、，多称为环境质量模拟模型。这些模型根据环境要素的运动、迁移、转化规律，模拟出它们在人类社会活动影响下的变化情况和趋势，为科学和定量地了解、认识人类社会活动对环境的影响提供了技术根据。二环境要素的模拟例大气和水环境模拟模型，其实际根底都是三维的流体动力学模型：C是污染物浓度；Ex、Ey、Ez分别为x、y、z方向上的湍流分散系数；ux、uy、uz分别为x、y、z方向上的流速分量；K为反响速率常数。 式中：模拟预测评价规划二、环境预测模型二、环境预测模型模拟预测评价规划环境预测 根据调查或监测所得到的历史资料，运用现代科学方法和手段给出未来的环境情况和开展趋势，为防止环境进一步恶化和改善环境的对策提

4、供根据。 一预测与预测模型 预测结果的正确性在很大程度上决议于预测者选用的预测方法能否恰当。常用五大类预测方法：统计分析方法因果分析方法类比分析方法专家系统方法物理模拟预测方法 常指环境数学模型，是用一个或一组数学方程包括代数方程、微分方程或差分方程等来表示所预测的环境社会要素随时间变化的方式或环境社会系统各要素之间的关系，来计算环境社会系统未来的变化与形状，到达环境预测的目的。环境预测模型二主要的环境预测模型趋势外推预测模型环境预测模型 专家系统预测模型因果关系预测模型 灰色预测模型 四大环境预测模型 类型 数学表达式 一元线性回归模型 多元线性回归模型指数模型 生长曲线皮尔模型 生长曲线皮

5、龚珀兹模型1趋势外推预测模型Q为污染源源强；C为污染物浓度；u为平均风速；y、z是分别用浓度分布规范差表示的y和z轴上的分散参数；He是烟囱有效高度。2.因果关系预测模型 例大气环境质量预测最常用的高斯模型就是因果关系预测模型，在一系列条件假定后，导出规范方式为：水环境质量预测最常用的SP模型也是因果关系预测模型： 例V是平均流速；L为间隔起点x处的BOD浓度；c为间隔起点x处的DO浓度；K1和K2为BOD的耗氧和大气复氧系数；cs为河水中饱和溶解氧浓度。 3灰色预测模型部分信息知，另一部分信息未知的系统称为灰色系统。由于部分信息未知，所以很难建立对信息量要求较大的因果关系预测模型，这时可采用

6、对信息量要求较少的灰色预测模型。 例：GM(1,1)模型预测对原始数据进展累加生成利用生成后的数列进展建模在预测时再经过反生成以恢复原貌，计算预测值。GM(1,1)模型的白化微分方程为：4专家系统预测模型将专家群体作为索取预测信息的对象，组织环境科学领域有时也需求请其他科学领域的专家运用专业知识和阅历进展环境预测的方法。专家预测法的特点在于可以对某些难以用数学模型定量化的要素思索在内，在缺乏足够统计数据和原始资料的情况下，可以给出定量估计。特尔斐法 构成了一套如何组织专家、充分利用专家的发明性思想进展预测的实际和方法；不依托一个或少数专家，而依托专家群体包括不同领域的专家，可以消除个别专家的局

7、限性和片面性；在定性分析根底上，以打分的方式作出定量预测。现代的专家预测法的三方面飞跃：5其他环境预测模型 人工神经网络预测模型马尔可夫链预测模型突变模型遗传算法模型模拟预测评价规划三、环境评价模型三、环境评价模型模拟预测评价规划一环境评价模型概述经过一些定量化的目的来反映环境客观属性及其对人类社会需求的满足程度，并将这些定量化的目的利用数学手段构建起相应数学模型，从而定量评价和反映环境的优劣和满足人类社会需求的程度，并评价和预测人类活动对环境的影响 。二环境指数评价模型I： 单因子环境质量指数；P：污染物在环境中的浓度；S：该污染对人类影响程度规范。 1.单因子指数评价模型 单因子指数评价模

8、型的表达式：类型 数学表达式 2.多因子环境指数评价模型代数叠加型 均值型 加权型 加权平均型 突出极值型 类型 数学表达式 突出极值型2 幂指数型 向量模型 均方根型 极值型Q为多环境要素的综合评价指数；Wk为第k个环境要素的权重；N为参与评价的环境要素的数目。3.综合指数评价模型 综合指数评价模型的表达式：三其他环境评价模型马尔可夫链预测模型突变模型遗传算法模型 污染损失率评价模型 层次分析法评价模型灰色系统评价模型人工神经网络评价模型因子分析模型数据包络分析评价模型主成分分析模型 模糊综合 评价模型遗传算法模型区域污染源评价模型模拟预测评价规划四、环境规划模型四、环境规划模型模拟预测评价

9、规划一环境规划模型概述 环境规划模型是在环境模拟、预测和评价模型的根底上，进一步选用一些反映人类社会未来活动和行为的强度、性质的定量化目的构建的数学模型。对这些模型可利用数学优化或经济优化方法计算出一组规划方案的最优解或称心解，作为在时间和空间上合理安排人类社会活动和行为的环境规划方案。 二主要环境规划模型 线性规划模型非线性规划模型动态模型 1.数学规划模型 线性规划模型的普通表达式为：线性规划模型max z为目的函数，普通指规划所要到达的最优化目的；X为决策变量向量，Xx1,x2,，xnT，由n个决策变量构成了向量，是规划的备选方案；b为资源向量，bb1,b2,，bnT，由m个资源变量构成

10、了向量；C为价值向量，Cc1,c2,，cn，由目的函数中决策变量的系数构成；A为系数矩阵，由m个线性约束条件常数构成。 图解法单纯形法 非线性规划模型的普通表达式为：非线性规划模型xx1,x2,，xnT为n维欧氏空间En的向量，代表一组决策变量；f(x)、hi(x)、gi(x)均为决策向量x的函数 没有普遍适用的算法 动态规划模型：动态规划模型中心思想：“最优性原那么 适用于多阶段的环境规划问题 2.费用效益分析 经过分析、计算和比较各个规划方案的费用和效益，从中选择净效益最大的方案，提供应决策者。综合评价计算费用 预测后果 明确问题 费用效益分析模型建立和运转步骤 三其他环境规划模型突变模型

11、 环境博弈模型单目的和多目的规划模型确定型和不确定性规划模型总量控制和分配模型环境投入产出模型第四节环境管理的信息方法一、环境信息及其特点一、环境信息及其特点一环境信息 环境信息是在环境管理的研讨和任务中运用的经搜集、处置而以特定方式存在的环境知识。 它们可以是数字、图像、声音，也可以是文字、影像等以及其它表达方式。 时空性 综合性 延续性 随机性 现实性等级性传输性分散性共享性 现实性等级性传输性分散性共享性时空性 综合性 延续性 随机性 普通讯息根本属性 环境信息还具有的特点二环境信息的特点二、环境管理信息系统二、环境管理信息系统环境信息系统 环境信息系统是由任务人员、设备和环境原始信息等

12、组成的系统，其中设备又包括计算机和网络设备、计算机及网络技术、GIS技术、各种模型库、数据库等软硬件。 环境管理信息系统环境决策支持系统 环境管理信息系统一环境管理信息系统 环境管理信息系统Environmental Management Information Systems简称EMIS，它是一个以系统论为指点，经过人机结合搜集环境信息，经过模型对环境信息进展转换和加工，并据此进展环境评价、预测和控制，最后再经过计算机和网络等技术实现环境管理的计算机模拟系统。环境数据库管理系统环境信息数据库人机交互系统管理者：政府、企业和公众友好界面友好界面环境数据库管理系统环境信息数据库人机交互系统管理者

13、：政府、企业和公众环境管理信息系统的根本构造 环境管理信息系统二环境决策支持系统 环境决策支持系统Environmental Decision Support Systems简称EDSS，是将决策支持系统引入环境规划、管理、决策的产物。决策支持系统也是一种人机交互的信息系统，是从系统观念，利用现代计算机和网络技术及决策实际和方法，对环境管理问题进展描画、组织进而协助人们完成管理决策的支持技术。模型库管理系统模型库人机交互系统数据库管理系统数据库知识库管理系统知识库问题处置系统问题处置集成部件接口推理机决策者模型库管理系统模型库人机交互系统数据库管理系统数据库知识库管理系统知识库问题处置系统问题处置集成部件接口推理机决策者环境决策支持系统构造简图 三、环境信息系统的运用实例三、环境信息系统的运用实例国家环境管理辅助决策支持系统简称NEMDSS 一个为我国环境管理与决策部门效力的，具有多种环境管理和决策功能的大型计算机辅助决策支持系统。根底数据管理系统 社会环境数据库 城市生态质量评价数据库 环境污染治理费用根底数据库国家环境管理决策支持系统 国家环境质量决策数据库国家环境宏观管理决策支持系统 统计分析 模型运用 查询检索城市生态系统质量评价系统 预测评价 AHP权值计算 现状评价国家环境质量决策支持系统 城市生态