环境规划与管理课件

第1章环境管理绪论

环境保护的核心就是环境管理，环境规划、管理是环境保护的重要保证。而环境管理的基本职能就是规划、协调、监管和指导，环境规划是环境管理工作的重要内容，是环境管理的一个重要组成部分。环境管理正是在环境保护的实践中产生的，并在实践中不断发展起来的。随着环境问题不断的对环境管理提出新的挑战，环境管理已逐渐形成了自己的学科——环境管理学，它是一门为环境管理提供理论依据、方法依据甚至是技术依据的科学，是上世纪70年代逐步形成的一门新兴学科，是现代管理学的一个专业管理学科。1.1环境管理的概念

1.2环境管理学的产生与发展

1.1环境管理的概念1.1.1环境问题和环境管理概念的形成与发展1.1.2环境管理的基本概念

1.1.3环境问题产生的根源与环境管理目的和任务的关系

1.1.1环境问题和环境管理概念的形成与发展1.1.1.1环境问题1.1.1.2环境管理的概念形成与发展

1.1.1.1环境问题

环境问题按照产生的原因分为原生环境问题和次生环境问题。1)原生环境问题

也称第一环境问题A.由自然力引起，多表现为自然灾害。如火山地震，洪涝、干旱、滑坡和泥石流，火山喷发造成的大气污染，地震造成的地质破坏和水体污染等。

B.特点:人类目前不可避免，对其抵抗力很弱。2)次生环境问题

由人为破坏引起。次生环境问题又分为环境污染和生态破坏两大类。主要表现为以下方面:A.生态环境的破坏

不合理利用自然资源所致。如森林毁灭、荒漠化、水土流失、草原退化和生物多样性减少等。特点：是一种结构性破坏，生态系统的结构一旦遭受破坏，就失去了系统的稳定性和自律性，其生态系统的功能是无法自行恢复的。需要在人类的调控下来恢复其功能，且这种恢复是一个漫长的过程。

B.环境污染

产生的直接原因是人类的生产技术落后造成的，而根本原因是人类不可持续的发展模式和消费模式的产物。如水域污染、大气污染、固体废物污染、噪声污染等问题。

特点：污染物一经排放后，不会马上消失，存在时间较长。C.公害：公害是指由于人类活动引起的环境污染与破坏对公众的生命、健康、财产的安全和生活环境的舒适性等造成的危害。

属于恶性污染事件。

影响范围广，持续时间长，伤亡人数较大。

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表1-120世纪中叶世界八大公害事件表1-2近20年来的重大公害事件1.1.1.2环境管理的概念形成与发展环境管理概念的形成与发展是同人们对于环境问题的认识过程联系在一起的，所以，从这个角度看，环境管理概念的形成与发展大致可分为以下四个阶段：

1）萌芽阶段（萌芽前期和单项治理阶段）。

2）把环境问题作为一个技术问题，以治理污染为主要管理手段的阶段。

3）把环境问题作为经济问题，以经济刺激为主要管理手段的阶段。

4）把环境问题作为一个发展问题，以协调经济发展与环境保护关系为主要管理手段的阶段。

1）萌芽阶段（萌芽前期和单项治理阶段）。时间段：20世纪50年代末以前

萌芽前期，是指20世纪50年代以前，人们把工厂鳞次栉比，空中烟雾迷漫，作为近代工业发达与社会进步的象征。对于工业燃煤所引起的大气污染，只是对燃煤加以限制，而没有采取任何大气污染的治理措施，更谈不上进行环境管理。进人50年代以后，环境污染逐渐由局部地区扩展到全区，连续出现公害事件，这时才迫使工业发达的国家采取污染治理措施，对工业排出的有害物质进行净化处理。但问题并没有解决，污染仍继续扩展，公害事件仍不断发生，这是最初的单项治理阶段。这一阶段未提出环境管理的概念。

2）把环境问题作为一个技术问题，以治理污染为主要管理手段。时间段：20世纪50年代末到70年代初。

这个时期的环境管理原则是“谁污染、谁治理”，实质上只是环境治理，环境管理成了治理污染的代名词。在法律上，则颁布了一系列的防治污染的法令条例，目前的环境保护法律主要是在这一时期制定的。在理论研究上，形成了早期的环境科学的基本形态。60年代后期，许多国家先后成立了全国性环境保护机构，颁布环境法规，制定污染防治规划，执行环境影响评价制度等预防措施，标志着环境管理逐步被人们重视并开始发展起来。这—时期的工作对于减轻污染、缓解环境与人类之间的尖锐矛盾，起了很大的作用，也取得了不少成果。但总体说来，这—时期的工作因为没有从杜绝产生环境问题的根源入手，因而并没能从根本上解决环境问题。

3）把环境问题作为经济问题，以经济刺激为主要管理手段。时间段：20世纪70年代初到80年代末。

环境管理思想和原则就变为“外部性成本内部化”，即设法将环境的成本内在化到产品的成本中去，使环境污染和破坏的成本在一定程度上由经济开发建设行为担负。

对自然资源进行价值核算，运用收费、税收、补贴等经济手段以及法律的、行政的手段进行管理成为这一阶段的主要研究内容和管理方法，并被认为是最有希望解决环境问题的途径。

环境规划、环境经济学、环境法学等得到蓬勃的发展。

这一阶段标志着环境管理的概念已初步形成并逐步得以发展完善，从此环境管理被越来越多的人所接受。

但是，实践表明，对目前的经济运行机制进行小修小补还是不可能从根本上解决环境问题的。

4）把环境问题作为一个发展问题，以协调经济发展与环境保护关系为主要管理手段的阶段。时间段：20世纪80年代末以后

人们认识到环境问题是人类社会在传统自然观和发展观等人类基本观念支配下的发展行为造成的必然结果。在这种根本发展观念和发展模式发生偏差的情况下，一切管理手段都是苍白的、无济于事的。真正解决环境问题，首先必须改变人类的发展观。“可持续发展”的发展观：“发展不能仅局限于经济发展，不能把社会经济发展与环境保护割裂开来，更不应对立起来，发展应是社会、经济、人口、资源的协调发展和人的全面发展”。环境管理的思想和原则也应该做相应的改变。

1.1.2环境管理的基本概念

随着全球环境问题日趋严重，人们对环境管理的认识是在不断地深化，环境管理的含义也随着人类社会的发展而不断地发展和完善。1974年，休埃尔编写的《环境管理》中对环境管理的含义作了专门的论述，指出“环境管理是对损害人类自然环境质量的人的活动（特别是损害大气、水和陆地外貌的质量的人的活动）施加影响”。并说明，“施加影响”系指“多人协同活动，以求创造一种美学上令人愉快，经济上可以生存发展，身体上有益于健康的环境所做出的自觉的、系统的努力。”1987年，在世界环境与发展委员会主席（挪威前首相布伦特兰夫人）的指导下，集中了世界最优秀的环境、发展等方面的著名专家学者，耗用900天时间，去世界各地实地考察，写出了《我们共同的未来》的报告。在这份报告中明确提出了持续发展战略，既“既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展。”这种尊重“公平与共同利益”的观点，为环境管理的含义注入了新的认识。1987年，刘天齐主编的《环境技术和管理工程概论》中对环境管理的含义作出了如下论述：“通过全面规划，协调发展与环境的关系；运用经济、法律、技术、行政、教育等手段，限制人类损害环境质量的活动；达到既要发展经济满足人类的基本需要，又不超出环境的容许极限。”本教材对环境管理的含义进行了归纳：“环境管理是通过对人们思想观念和行为进行调整，以求达到人类社会发展与自然环境的承载能力相协调。也就是说，环境管理是人类有意识的自我约束，这种约束通过行政的、经济的、法律的、教育的、科技的等手段来进行，它是人类社会发展的根本保障和基本内容”。进入21世纪以来，随着全球环境问题的不断加剧，国内外专家学者对环境管理的认识也在不断深化。要比较全面地理解环境管理的含义，必须注意以下四个方面的问题。第一，协调发展与环境的关系。建立可持续发展的经济体系、社会体系和保持与之相适应的可持续利用的资源和环境基础，这是环境管理的根本目标第二，动用各种手段限制人类损害环境质量的行为。人在管理活动中扮演着管理者和被管理者双重角色，具有决定性的作用。因此，环境管理实质上是要限制人类损害环境质量的行为第三，环境管理和任何管理活动一样，也是一个动态过程。环境管理要适应科学技术规模的迅猛发展，及时调整管理对策和方法，使人类的经济活动不超过环境的承载能力和自净能力；第四，环境保护是国际社会共同关注的问题，环境管理需要各国超越文化和意识形态等方面的差异，采取协调合作的行动。从环境管理概念的分析，我们可以得出如下的结论：环境管理是针对次生环境问题而言的一种管理活动，主要是解决由于人类社会活动所造成的各类环境问题；环境管理的核心是对人的管理；人是各种行为的实施主体，是产生各种环境问题的根源。只有解决人的问题，从人的基本行为入手开展环境管理，环境问题才能得到根本解决。环境管理是国家管理的重要组成部分。环境管理的内容非常广泛和复杂，与国家的其他管理工作紧密联系、相互影响和制约，成为国家管理系统的重要组成部分。环境管理与国家管理的系统关系是一种要素与整体的关系，是下位子系统与上位子系统的关系。1.1.3环境问题产生的根源与环境管理目的和任务的关系环境问题产生的根源人们自然观的错误，以及在此基础上形成的基本思想观念的扭曲，进而导致人类社会行为的失当，最终使自然环境受到干扰和破坏。从这个角度看，环境问题的产生有两个层次上的原因：一是思想观念层次上的，二是社会行为层次上的。

环境管理的根本目的改变自身一系列的基本思想观念，从宏观到微观对人类自身的行为进行管理，以尽可能快的速度逐步恢复被损害了的环境，并减少甚至消除新的发展活动对环境的结构、状态、功能造成的损害，保证人类与环境能够持久地、和谐地协同发展。

具体说来，环境管理的目的就是通过可持续发展思想的传播，使人类社会的组织形式、运行机制以至管理部门和生产部门的决策、计划和个人的日常生活等各种活动，符合人与自然和谐共进的要求，并以规章制度、法律法规、社会体制和思想观念的形式体现出来。环境管理的基本任务包括两个方面：一是转变人类社会的一系列基本观念，二是调整人类的社会行为。

观念的转变是根本。文化决定着人类的行为，只有转变了过去那种视环境为征服对象的文化，才能从根本上解决环境问题。行为的调整是较低层次上的调整，然而却是更具体、更直接的调整。人类的社会行为可以划分为行为主体、行为对象和行为本身三大组成部分。行为主体还可以分为政府行为、市场行为和公众行为三种。

这三种行为相辅相成，对环境的影响具有不同的特点：政府行为起着主导作用，环境管理的主体和对象都是由政府行为、市场行为、公众行为所构成的整体或系统。

环境管理的两项任务是相互补充、构成一体的。其中环境文化的建设是根本性的，但文化的建设是一项长期的任务，短期内对环境问题的解决效用可能不太明显；而行为的调整则可以比较快地见效，同时，行为的调整也可以促进文化的建设。所以对于环境管理来讲，这两项任务不可偏废。

综上所述，环境管理是通过对人们自身的思想观念和行为进行调整，以求达到人类的发展与自然环境的承载能力相协调。环境管理是人类有意识的自我约束，这种约束通过行政的、经济的、法律的、教育的、科技的等手段来进行，它是人类社会发展的根本保障和基本内容。1.2环境管理学的产生与发展1.2.1环境管理思想的萌发1.2.2环境管理学的特点1.2.3环境管理学的发展动态1.2.1环境管理思想的萌发一、当代环境管理思想和理论的学派蕾切尔•卡逊和《寂静的春天》罗马俱乐部和《增长的极限》宇宙飞船经济理论《只有一个地球》综上所述，在本世纪60年代末到70年代初，一大批专家学者投身环境保护的行列，各种思想理论以及著作，对推动各国的环境管理产生了广泛的影响，提高了世人对环境问题的认识，引发了第一次环境管理思想的革命。这些思想和理论因受到历史条件和专业角度的局限，难免带有片面性，但是，对于现代环境管理思想的产生和发展所起的推动作用是巨大的。二、环境管理发展史上的第一座里程碑

联合国人类环境会议1972年6月5~16日，联合国人类环境会议在瑞典斯德哥尔摩举行。这是世界各国政府共同讨论当代环境问题，探讨保护全球环境战略的第一次国际会议。会议通过了《联合国人类环境会议宣言》，呼吁各国政府和人民为维护和改善人类环境，造福全体人民，造福子孙后代而共同努力。墨西哥会议在人类环境会议之后，1974年在墨西哥由联合国环境规划署（UNEP）和联合国贸易与发展会议（UNCTAD）联合召开了资源、环境与发展战略方针专题讨论会。

人类环境会议，已经构筑起了现代环境管理思想和理论的总体框架，明确提出自然资源保护原则、经济和社会发展原则、人口政策原则、国际合作原则，以及通过制定发展规划、设置环境管理机构、开展环境教育和环境科学技术研究等多种途径加强环境管理。

墨西哥会议，进一步明确了环境管理的核心是协调发展和环境的关系，指出选择新的发展方式和生活方式是实现协调发展与环境的基本途径，促使现代环境管理步入了迅速发展的道路。人类环境会议和墨西哥会议，使人类对环境问题的认识有了重大的转变，是环境管理思想的一次革命，是环境管理发展史上的第一座里程碑。三、环境管理发展史上的第二座里程碑《我们共同的未来》—可持续发展战略的提出1987年，在挪威前首相布伦特兰夫人的领导下，发表了《我们共同的未来》的报告。

该报告以丰富的实地考察调研所获得的最新资料和数据，深刻地揭示了当今世界环境与发展之间所存在问题的根源，提出了持续发展战略和实施持续发展的政策导向和现实行动方案，初步形成了新形势下环境管理思想和理论的改革思路，引发了现代管理思想的第二次革命。

联合国环境与发展会议

1992年6月3~14日，联合国环境与发展会议在巴西里约热内卢召开。183个国家代表团、102位政府首脑或国家元首参加了会议。这次大会讨论了人类生存面临的环境与发展问题，通过了《里约环境与发展宣言》、《21世纪议程》、《气候变化框架公约》、《生物多样性公约》和《关于森林问题的原则声明》等重要文件和公约。这次会议被认为是人类迈入21世纪的意义最为深远的一次世界性会议。标志着人类对环境问题的认识上升到了一个新的高度，是环境管理思想的又一次革命，是环境管理发展史上的第二座里程碑。

至此，环境管理思想就是可持续发展的思想，环境管理的最终目标就是走可持续发展道路。1.2.2环境管理学的特点

环境管理学是研究环境管理最一般规律的科学，它研究寻求的是正确处理自然生态规律与社会经济规律对立统一的关系的理论和方法，以便为环境管理提供理论和方法上的指导。环境管理学的形成是长期以来人类探索环境保护，解决环境问题的结果，是人类了解自身运动与环境变化之间协调的规律性，以及如何调控自身的行为，来与环境协调发展的必然结果，是人类生存与发展需要的结果。

环境管理学具有以下特点：1.环境管理学是在传统学科交叉、综合基础上形成的一门新学科。环境管理学所面对的既不单是自然环境，也不单是人类社会，而是人类社会与自然环境组成的复合系统（环境—社会系统），所以环境管理学既不单纯是社会科学，也不单纯是自然科学，而是来源于二者中某些门类的综合2.环境管理学是复杂的科学。环境管理学所面对的对象是自然环境—人类社会的复杂系统，该系统成分多样，结构复杂，并表现出多种多样的功能，随着时间的变化表现出动态性的特点。

3.环境管理学是新兴的、正在发展的学科

在许多方面还不成熟，还需要不断的完善和发展，还需要人们的共同努力。

1.2.3环境管理学的发展动态

环境管理学作为一门刚刚产生的新学科，还很不成熟，这主要表现在：基本的概念还不完善，基本理论还需要发展，基本的方法还很不完备。所以今后环境管理学的发展方向主要应该为：第一，应该对环境管理学的基础理论进行深入地研究，进一步完善；第二，在人类可持续发展战略思想指导下，研究、完善环境管理的方法学。思考题1.环境管理概念是什么？2.了解环境管理的概念形成与发展过程。3.环境问题产生的根源是什么？4.环境问题产生的根源与环境管理目的和任务的关系怎样？5.环境管理的基本任务及其相互关系怎样？6.了解环境管理思想的萌发过程。7.环境管理学的特点是什么？第2章环境管理的对象、内容与手段

2.1环境管理的对象2.2环境管理的内容

2.3环境管理的手段

2.1环境管理的对象关于环境管理的对象，应该对人、物、资金、信息和时空等五个方面进行考虑。2.1.1人是管理的一个主要对象

2.1.2物也是管理的重要对象

2.1.3资金也是管理的对象

2.1.4信息也是管理的对象

2.1.5时空条件也是管理的对象

2.1.6人类社会经济活动的主体—环境管理的重点对象

环境管理包括对人的管理和对其他对象的管理，而对其他对象的管理又是靠人去推动和执行的。管理过程是一种社会行为，是人们相互之间发生复杂作用的过程。管理过程各个环节的主体是人，人与人的行为是管理过程的核心。

2.1.1人是管理的一个主要对象2.1.2物也是管理的重要对象环境管理也可认为是为实现预定环境目标而组织和使用各种物质资源的过程，即资源的开发利用和流动全过程管理。环境管理的根本目标是协调发展与环境的关系，从宏观上说，要通过改变传统的发展模式和消费模式去实现；从微观上讲，要管理好资源的合理开发利用，要管理好物质生产、能量交换、消费方式和废物处理各个领域。

2.1.3资金也是管理的对象资金是管理系统赖以实现其目标的重要物质基础，也是管理的研究对象。从社会经济角度出发，经济发展消耗了环境资源，降低了环境质量，但又为社会创造了新增资本。如果说，物的管理侧重于研究合理开发利用资源，保护环境资源，维护环境资源的持续利用，那么，资金管理则应研究如何运用新增资本和拿出多少新增资本去补偿环境资源的损失。在政府的宏观调控下，市场价格机制应该在规范对环境的态度和行为方面发挥愈来愈重要的作用，这也应该成为环境资金管理的重要内容。2.1.4信息也是管理的对象信息系统是管理过程的“神经系统”，信息也是环境管理的重要对象。信息是指能够反映管理内容的，可以传递和加工处理的文字、数据或符号等，常见形式有资料、报表、指令、报告和数据等。环境管理中的物质流、能量流，都要通过信息来反映和控制。只有通过信息的不断交换和传递，把各个要素有机结合起来，才能实现科学的管理。发展和采用现代化的信息采集、传输、管理、分析和处理手段，将地理信息系统、遥感、卫星通讯和计算机网络等高新技术应用于环境质量的监测、调查及评价中，建立环境管理信息系统和统计监测系统将成为环境管理现代化的重要内容。2.1.5时空条件也是管理的对象

任何管理活动都是在一定的时空条件下进行的，环境管理的一个突出特点是时空特性日益突出，则时空条件亦应成为管理的研究对象。管理活动在不同的时空区域，就会产生不同的管理效果。空间区域的差别往往是环境容量和功能区划的基础，而这些条件又构成了成功管理的要旨。因此，对环境时空条件的研究，已成为现代环境管理的重要对象。

2.1.6人类社会经济活动的主体—环境管理的重点对象上述五个方面的对象，已经包括了人类社会经济活动的各个方面。把握好这些管理对象，进行合理、科学地管理是解决环境问题的关键。同时，还必须以环境与经济的协调发展为前提，对人类的社会经济活动进行引导并加以约束，使人类社会经济活动与环境承载力相适应。环境管理的对象重点要放在人类的社会经济活动中。显然，应该注意人类社会经济活动的主体。人类社会经济活动的主体大致可分为个人、企业、政府三个方面。2.1.6.1个人个人在消费这些物品的过程中或在消费以后，将会产生各种各样的废物，并以不同的形态和方式进入环境，从而对环境产生各种负面影响。

要消除个人消费行为对环境的不良影响，首先必须明确，个人行为也是环境管理的重要对象之一。为此必须唤醒公众的环境保护意识，同时还要采取各种先进的技术和管理措施。在市场经济条件下，可以运用经济手段和法律手段，引导和规范消费者的行为，建立科学、合理的消费模式。

2.1.6.2企业

企业作为社会经济活动的主体。其主要目标通常是通过向社会提供物质性产品或服务来获得利润。在它们的生产过程中，都必须要向自然界索取自然资源，并将其作为原材料投入到生产活动中，都要排放出污染物，会对环境产生不利影响。企业行为也应是环境管理的重要对象。要控制企业对环境的不良影响：首先要从企业文化的建设、管理入手，从内部减少或消除造成环境污染的因素，同时要从外部形成一个使其难以用破坏环境的方法来获利的社会运行机制和氛围。另外，还要营造有利于使其与环境协调、和谐的企业行为、技术发明所得到较高回报的市场条件。可以采取的管理措施有：制定严格的环境标准，限制企业的排污量；实行环境影响评价制度，禁止兴建过度消耗自然资源、严重污染环境的企业；运用各种经济手段，鼓励清洁生产、支持和培育与环境友好的产品生产的企业等。2.1.6.3政府政府作为社会经济活动的主体，可以为社会提供公共消费品和服务，还可对市场进行宏观调控，会对环境产生好的或坏的影响。特别是宏观调控对环境所生产的影响具有特殊性，既涉及面广、影响深远又不容易察觉。要解决政府行为所造成和引发的环境问题，关键是要促进、把握宏观决策的科学化和正确性。2.2环境管理的内容

从对象角度，政府行为的环境管理企业行为的环境管理个人行为的环境管理；从环境目标角度，环境质量的环境管理生态环境的管理在实际工作中，这些划分常常相互交叉、结合在一起，并不一定需要从理论分析的角度去分门别类的管理。在当今时代，政府虽然也是环境管理的对象，但更重要的却是它同时扮演着主要环境管理者的角色。本节着重从政府环境管理者的角度，来介绍环境管理的内容。

2.2.1环境质量管理

一、环境质量管理的涵义环境质量管理是指为了保证人类生存和健康所必须的环境质量而进行的各项管理工作。

保护和改善环境质量是环境管理的中心任务，环境质量管理是环境管理的核心内容。这项工作的范围很广泛，就各级各类环保管理部门来说，其主要任务是提出环境质量标准，组织监控（监测、检查、控制）和协调；就利用环境资源的各部门而言，则是要把生产质量和环境质量管理紧密结合起来，开展环境教育，树立环境文明道德观，把环境污染尽力消除在生产过程之中。二、环境质量管理的基本内容1、制定环境质量标准。环境质量标准是环境质量管理的基本依据，因为没有标准便无从判断环境质量是否达到要求以及达到的程度。2、环境质量监控。环境质量监控就是指对环境质量进行监测和控制。监测就是在对环境进行调查、研究的基础上，监视、检测代表环境质量的各种指标数据的全过程，及时分析和处理这些数据，以掌握环境质量的现状及变化发展趋势。控制就是根据监测得到的环境质量现状及趋势，及时将信息反馈给有关部门，在超过警报指标或出现严重污染事故时发出警报和进行预报，通过有关部门采取某些具体措施。3、编写环境质量报告书,就是在环境监测、评价基础上，提出对环境质量状况的分析以及改善环境质量的对策。由于认识程度的阶段性和技术手段的局限性，环境质量管理的内容也在逐步的变化和发展。早期，环境质量管理的内容主要表现为浓度管理。近年来，许多国家的政府都开始推行以总量控制为中心内容的环境管理。

三、环境质量管理的分类根据环境要素的不同

大气环境管理、水环境管理、声学环境管理、土壤环境管理、固体废物环境管理。

根据区域类型的不同

城市环境管理、农村环境管理。

从产业部门的角度

农业环境管理、工业环境管理、商业、服务业环境管理。

生态环境是指人类赖以生存、发展的自然环境，在人类活动强烈参与之后，自然环境中的要素及其结构就发生了变化。所以，生态管理，实质上就是人类对自己行为的管理。在生态环境管理中，重点是自然环境要素（自然资源）的管理。

根据自然资源的更新或补充速率，自然资源可以划分为两大类：可再生资源和不可再生资源。水、生物和气候等属于可再生资源，矿物属于不可再生资源。而土地资源则具有一定的特殊性，从总量来说，它属于恒量资源；但从农业意义上讲，它属于可再生资源。2.2.2生态环境管理

可再生资源管理的目标是：第一，确保人类对可再生资源的开发利用速率不超过补给速率；第二，维护生态系统和基因的多样性，拯救濒危的动植物资源。不可再生资源管理的目标是，提高不可再生资源的利用率，尽可能减缓不可再生资源的消耗速率，以便使人类有足够的时间进行技术体系的调整，保证自然生态系统不致崩溃。

在实际工作中，当前主要是按照自然资源的种类，将自然资源管理的内容划分为：水资源管理土地资源管理矿产资源管理生物资源管理2.3环境管理的手段

环境管理是一个具有对象性、目的性的管理过程。为了实现环境管理的目标，需要运用一定的手段对管理的对象施以控制和管理，才能收到好的效果。环境管理的手段主要有行政手段、法律手段、经济手段、教育手段、科学技术手段。

2.3.1环境管理的行政手段

概念：是指在国家法律监督之下，各级环保管理机构运用国家和地方政府授予的行政权限开展环境管理的手段。是行政机构以命令、指示、规定等形式作用于直接管理对象的一种手段。例如，对那些违反环境保护法律和法规的行为进行警告，对擅自拆除或闲置环境保护设施的行为责令重新安装使用，对污染严重又难以治理的企业，责令停业、责令关闭、责令拆迁或限期整改等就是环境管理中的行政手段。

行政手段的主要特征：权威性强制性具体性无偿性权威性

运用行政手段开展环境管理，起主要作用的是管理者的权威。这是因为行政手段的有效性和所发出指令的接受率以及上下级之间的沟通，在很大程度上取决于管理者的权威。管理者的权威越高，被管理者对管理者所发出的指令的接受率就越高，上下级沟通情况就越正常因此，提高管理者的权威是提高行政手段有效性的前提。权威性的高低，对提高政府环境管理的效果有很大影响。管理者权威的提高，主要取决于管理者所具有的行政权限的大小。另外，还与管理者自身在管理工作中所表现出来的良好管理素质及管理才能有关。提高行政手段的有效性必须受到国家法律的监督和制约，要坚持依法行政，依法管理。强制性

行政手段是通过行政命令、指示、规定或指令性计划等来对管理对象进行指挥和控制，因而就必须具有强制性。

与法律手段的强制性不同点从强度看，法律手段的强制程度高，它通过国家执法机关来执行，它规定了人们的行为规范，只能做什么和不能做什么，否则就是违法。而行政手段的强制程度则相对低一些。它主要强调原则上的高度统一，并不排斥人们在手段上的灵活多样性。

从制约范围上看，法律手段的强制性对管理系统的子系统和任何个体都是一致的。而行政手段的强制性一般只对特定的部门或特定的对象才有效。

具体性

环境管理的行政手段不同于环境管理的法律、教育手段，它较为具体。法律手段具有概括性的特点，适用范围广。教育手段具有抽象性的特点，适用范围更广。行政手段的具体性一方面表现在从行政命令发布的对象到命令的内容都是具体的，另一方面表现在行政手段在实施的具体方式方法上是因对象、目的和时间的变化而变化的。因此，它往往只对某一特定时间和对象有用，否则是无效的。无偿性

运用行政手段开展环境管理，管理者可以根据上级的有关规定和环境保护目标要求，有权对下级的人、财、物和技术进行调动和使用，有权对经济行为的主体的生产与开发行为进行统一管理，不实行等价交换的原则，因而具有明显的无偿性特征。

2.3.2环境管理的法律手段

法律手段是环境管理的一种强制性措施。环境管理要靠立法，把国家对环境保护的要求和做法，以法律的形式固定下来，强制执行；同时，还要靠执法，环境管理部门要与违反环境法律的犯罪行为进行斗争，依法对严重污染和破坏环境的行为提起公诉，追究法律责任，也可对危害人民健康、污染和破坏环境的单位或个人给予处罚，责令赔偿损失等。我国自20世纪80年代以来，已颁布了一系列环保法律、法规，环保法制框架已经形成，为环境管理提供了法律保障。2.3.3环境管理的经济手段

一、环境管理的经济手段的介绍概念：是指管理者依据国家的环境经济政策和经济法规，运用价格、成本、利润、信贷、税收、收费和罚款等经济杠杆来调节各方面的经济利益关系，规范人们的宏观经济行为，培育环保市场以实现环境和经济协调发展的手段。分类：一是宏观经济手段，指国家运用价格、税收、信贷、保险等经济政策来引导和规范各种经济行为主体的微观经济活动，以满足环境保护要求，把微观经济活动纳入到国家宏观经济可持续发展的轨道上来的手段；二是微观经济手段，指管理者运用征收排污费、污染赔偿和罚款、押金制等经济措施来规范经济行为主体的经济活动，强化企业内部的环境管理，做好污染防治和生态环境保护的手段。经济手段的三个特征：利益性间接性有偿性利益性利益性是经济手段的根本特征。它是指经济手段应符合物质利益的原则，利用经济手段开展环境管理，其核心是把经济行为主体的环境责任和经济利益结合起来，运用激励原则充分调动企业环境保护的积极性。让企业既主动承担环境保护的责任和义务，又能从中获得有利于自我发展的机遇和外部环境。间接性间接性是指国家运用经济手段对各方面经济利益进行调节，来间接控制和干预各经济行为主体的排污行为和生产方式。以使各经济行为主体自主选择既有利于环境保护，又有利于发展的资源开发、生产和经营策略。有偿性有偿性是指各经济行为主体在环境责任与经济利益方面应遵循等价交换的原则。即实行谁开发谁保护、谁利用谁补偿、谁破坏谁恢复、谁污染谁治理的“使用者支付原则”。环境资源是发展经济的基础，但发展不能损害或降低环境资源的价值量。无论是资源开发活动，还是企业生产行为，在获取经济利益的同时，必须以增加环境保护投入、交纳排污费或污染赔款等形式来承担与此相应的环境责任，消除由此所造成的环境破坏和影响。2.3.4环境管理的教育手段

环境教育是指在一般教育规律的指导下，针对不同层次的教育对象，采用形式多样的教育形式和方法而进行的有关环境保护的教育。环境教育的目的，一是使受教育者拥有一定的环境保护知识，二是提高受教育者的环境保护意识，如生态意识、资源意识、环境质量意识等。使环境教育发挥内在约束与管理的作用。

环境教育的形式概括起来可分为四种形式：1.学历教育，也就是专业教育是以高等院校为主体，通过培养专业环境保护人才为主要形式。中国的学历环境教育开始于20世纪70年代中后期，发展迅速，培养的人才是国家环境保护事业的核心力量。

2.基础教育，也就是非专业教育是以各种类型的学校的学生为对象的教育形式。环境教育必须从儿童就开始。这样可以充分利用儿童接受性强，渗透面广的特点，从而间接培养带动家长的环境保护意识，形成全面推动的环境保护教育局面。非环境专业的大中专院校及各类职业学校的环境教育具有一定的强制性、理论性和系统性，主要以课堂教学为主，并根据所学专业开设各种环境保护选修课或必修课。3.公众环境教育其中包括环保部门，教育机构和其他社团对企业、政府等更广泛的社会公众进行的环境宣传教育活动。公众环境教育主要利用与环境有关的各种节日，通过大型咨询、游行集会、宣传展览、公益广告等活动，结合广播、电视、报刊杂志等媒体联合进行的一种环境教育活动。4.成人环境教育其也称为在职岗位培训或继续教育，主要是通过在职培训持续提高环保人员的业务素质和业务能力，实现持证上岗。从受教育人员的构成来看，环境保护成人教育包括环保部门在职教育和企业环保人员在职教育两种。从受教育人员的工作性质来看，包括管理人员在职教育和业务人员在职教育两种。

2.3.5环境管理的科学技术手段

环境管理的技术手段是指管理者为实现环境保护目标而采取环境工程、环境监测、环境预测、评价、决策分析技术等，用这些技术手段达到强化环境监督的目的。环境管理的技术手段可分为宏观管理技术手段和微观管理技术手段两个层次。1、宏观管理技术手段它属于决策技术的范畴，是一种“软技术”，是指管理者为开展宏观管理所采用的各种定量化、半定量化以及程度化的分析技术。这类技术包括环境预测技术、环境评价技术和环境决策技术。环境预测与环境评价技术是指区域政策的预测与评价技术，包括灰色预测与评价技术、模糊预测与评价技术、马尔可夫链状预测与评价技术等。环境决策技术按量化程度可分为定量决策技术、定性决策技术。按决策结果的确定性程度可分为确定性决策技术和非确定性决策技术。按解决环境问题的过程可分为单阶段决策技术和多阶段决策技术。按决策问题包含的目标多少可分为单目标决策技术和多目标决策技术等。2、微观管理技术手段它属于应用技术的范畴，是一类“硬技术”。它是指管理者运用各种具体的环境保护技术来规范各类经济行为主体的生产与开发活动，对企业生产和资源开发过程中的污染防治和生态保护活动实施全过程控制和监督管理的手段。思考题1.环境管理的对象是什么？2.简述环境管理的内容。3.环境管理的手段有几类，并简要说明？4.论述环境教育的重要性。第三章

管理的系统论原理

环境管理的基本原理包括以下必不可少的基础理论：管理的生态学原理、管理的系统原理、管理的经济原理和管理的法规体系.3.1

环境系统工程的基本知识3.2

系统分析

3.3

最优化技术

3.1环境系统工程的基本知识

3.1.1.1系统与环境系统3.1.1.2环境系统工程

系统：由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体。环境系统:人类生存的环境（自然环境、生物环境和社会环境）是一个大系统。它是由一定时空范围内的物理系统（岩石、土壤、大气圈、水圈）、生态系统（生物与非生物成分组成的循环动态系统）和社会系统等三个大子系统组成的。这个大系统称为环境系统。

3.1.1.2

环境系统工程

1、定义:工程：服务于特定目的的各项工作的总体。系统工程：目的是系统的组织建立或者是系统的经营管理的工程。环境系统工程是对环境系统进行合理规划、设计和运行管理的思想、组织和技巧的总称，也是系统工程一个专业门类。

是系统工程方法在环境系统上的应用。是按照它所研究的系统的性质不同而分类的。

系统工程的原则(*)(1)整体性原则

系统工程要求我们处理问题时，要从系统在空间和时间域上的整体性着眼，要求总体的功能大于各部分功能的总和。例：设用某一单位来度量系统的某一属性，数量为ａ。度量系统中第i（i=1，2，…，m）个组成部分的属性，数量为ａi,则

：利用系统技术把系统中各组成部分或子系统协调地融合在一起，使系统的功能增强。：系统总体功能等于各部分功能的总和。

：发生了不协调现象，产生“内耗”，使系统的功能减弱。全系统的属性的数量ａ和该系统中各组成部分的属性的数量的关系有下列三种可能：(2)综合性原则是实现整体性原则和系统考虑问题的核心。

一是要综合考虑系统目标的多样性或者多宗旨性；二是要综合考虑某项决策在付诸实施后会引起的多方面的后果；三是要考虑在达到同样的目标时，可以采用不同的途径的方法，按照最佳的原则综合使用多种方法和方案进行配合，或提出多种可行性方案来进行评估。

(3)优化性原则为了更好地运用系统工程的概念，应尽可能运用数学工具，进行优化分析，以期实现最佳的目标体系。(4)交互性原则分析研究过程中及时向决策者反映系统研究和评价的结果，同时也得到决策者的反馈信息，以便对下一步的进程作出判断和修改。(5)模型化原则就是应用一个与所研究的真实系统相似的系统模型。模型可以是物理模型，也可以是数学模型等。模型化原则为实现系统最优化提供了很好手段。

3.环境系统工程的任务和内容

(*)（1）研究环境系统的目的：就是对人类在环境系统中作用的全过程，进行系统研究。使其大气，水域，土壤以及动植物等子系统不被破坏，而达到生态系统动态平衡，这是研究环境系统的目的。（2）环境系统工程的任务：把环境保护措施与各种环境子系统（如水域系统）综合成一个环境系统；对该系统整体进行分析研究，运用近代数学与电子计算机工具，对环境系统进行规划、组织管理和协调，寻求环境系统整体最优（最优设计、最优控制和最优管理）。

（3）环境系统工程研究的主要内容：是从系统的观点出发，采取定量的，或定性与定量相结合的方法，建立环境系统数学模型，进行最优化计算，从经济、技术与社会各方面来对环境系统作优化分析和评价，力求决策科学化。其目标就是力求决策科学化。

4.环境系统工程的理论基础

系统工程理论：系统科学、控制理论、信息论、运筹学、管理科学以及计算科学等环境工程理论：是环境科学。（专业理论基础）此外，还有大系统理论、模糊数学理论和灰色系统理论

环境系统工程的工作一般程序是1）明确污染控制问题；2）提供可供选择方案；3）建立系统数学模型，进行数学模拟；4）选择目标函数及评价标准；5）最优化；6）决策；7）实施控制。

5．环境系统工作程序3.1.2环境系统模型化和最优化3.1.2.1

环境系统模型概述

3.1.2.2

环境系统最优化3.1.2.1

环境系统模型概述1．环境系统模型和模拟模型：是指一个现实系统（规划方案）的一种描述，同时又是对现实系统的一种抽象、概括、形象化和典型化，它表达出系统中的输入、输出与状态变量之间的定量关系。数学模型：若用一组数学方程式来表示系统中的输入、输出与状态变量之间的定量关系，则这组数学方程式称为数学模型。由于它是描述系统所处的状态的，故又称之为状态方程。

模拟：是实现物理现象的一种重现和模仿，也就是模仿实际过程进行实验。物理模拟：在实验装置上进行的模仿实际过程的实验称为物理模拟。

数学模拟：在电子计算机上对数学模型求解称为数学模拟。

模型化与模拟的关系：模拟是模型化的继续。

２．系统模型的分类

(１)按照模型的表达形式分类有：数学模型、图的模型、矩阵模型以及模拟模型。

(２)按照模型的目的分类有：功能模型、计划模型、评价模型、预测模型，以及结构模型。

(３)按照系统的特性分类有：静态模型、动态模型、确定性模型、随机模型、线性模型、非线性模型、连续（时间）模型、离散（时间）模型。

3．建立系统模型

(*)(1)几个概念

目标函数：评价系统优劣的标准。

约束条件：变量和参数的变化范围。环境系统最优化模型：通常把描述环境系统的状态方程、结构模型、约束条件和目标函数统称为环境系统最优化模型。

(2)建立系统模型的步骤

①对系统机理进行分析，按照系统内部变化规律，作些适当的假设，又结合边界条件构成系统的基本模型；

②对模型进行合理的简化，或转换为便于求解和应用的形式；

③确定模型参数。

④验证模型。

４.系统模型的用途（１）在环境规划和管理中用于制定环境标准，排放标准以及确定减少排放污染物的数量等。（２）在环境影响评价中用于环境质量预测和环境质量评价等。（３）在建造新的或改造旧的污染物处理系统中用于系统最优设计、最优控制和最优管理上。

3.1.2.2

环境系统最优化(*)1.定义：在给定的条件下，找出使某个目标函数达到最大或最小的解。2.数学式描述，目标(1)

约束条件

i＝1,2,…,mj=1,2,…,ｐ(2)

其中f(x)为评价设计方案优劣的标准，称为目标函数；Ｘ＝（x1,x2,…，xn）为变量；为变量的约束方程，即变量允许变化的范围。这时最优化的提法是，寻找一组变量Ｘ＊，在满足式（2）的条件下，使式（１）成立，并称Ｘ＊为最优方案。

3．系统优化的步骤

(1)确定系统的范围、目标函数、约束条件和独立变量。(2)根据数学模型的类型，决定最优求解的方法。

(3)编制计算机程序及求解计算。

3.2系统分析

系统分析：就是对一个系统内的基本问题，用系统观点思维推理，在确定和不确定的条件下，探索可能采取的方案，通过分析对比，为达到预期目标选出最优方案的过程。是目前系统工程的基本处理方法。目的：通过分析比较各种替代方案的费用、效益、功能和可靠性等各项技术经济指标，得出可供决策者决策所必须的信息和资料，以获得最优方案。环境系统分析环境问题是各有关因素综合作用造成的。将环境问题作为一个系统来研究，从整体上来考虑，找出最有效的控制对策。以系统的观点解决环境问题，为取得最佳可行控制方案，以及制定有效的综合性管理对策开辟了广阔途径。环境系统分析是应用系统分析方法来解决环境保护领域的问题。系统分析的研究对象是复杂的大系统。它包括：系统分析、系统评价指标、系统模型化、系统最优化等。不公平现象：工厂排放废水所需的费用，由渔场承担。因为渔场不应该支付由于工厂排放废水而引出的费用，而工厂损害了环境资源，应当支付费用补偿给其他使用者。例1:如图所示，位于某一河流上游的工厂将有毒废水排入河流，这种有毒废水影响下游商业渔场的捕捞量。假设只有该工厂使用这段河流。已知工厂处理废水minX=50000元，此时渔场收益Y=30000元（消除工厂废水排放的干扰）。如何解决这一问题？它有两个极端解：参数：X-工厂费用，Y-渔场收益，Q-净效益(1)任意排放：工厂废水不经过处理排放，则工厂不支出处理费，已知此时渔场的收益是10000元，则相当于工厂获50000元收益，而渔场付出20000元费用，则系统的净效益Q=30000元。(2)完全禁止排放：则无工厂收益和渔场费用，不产生净效益Q=0实际上Q=(50000-x)-(30000-y)=20000-x+y所以，河流接纳废水和渔场比只作渔场使用价值大，而且可能存在更好的方案。例如：如果工厂花10000元使部分废水不排入河流，可以使渔场收益增至25000元，那么系统的净效益

Q=(50000-10000）-（30000-25000）

=35000元当然，对每种可能的方案都可以作类似的评价，这样可以找到一种净效益最大的方案。系统分析的过程系统分析的步骤1、系统和目标的确定（1）决策者的识别（2）确定系统的边界和组成（3）目标的定量化2、产生和评价方案

(1)建立最优化模型

a、确定变量

b、建立变量之间的关系（2）解最优化模型3、选择一个方案系统分析应用举例废水管理问题例2：某金属精练厂每生产1kg金属，产生3kg废物，这些废物随工厂的废水排放，其浓度为2kg/m3。废水经过部分处理后，排入附近的河流。政府对该厂规定的废物排放标准为100000kg/周。工厂每周生产金属55000kg，金属的售价是1.30美元/kg，生产成本为0.90美元/kg。厂内废水处理设施的处理能力为70000m3/周，处理费用是0.20美元/m3。处理效率与污染物负荷有关，设W代表废水处理量，单位是104

m3/周，当W的变化范围为0到7时，处理效率等于1-0.06w。这个关系式说明，处理设施的负荷越大，处理效率越低。试用系统分析的方法分析怎样确定达到排放标准的有效途径。废物排放量与生产水平有关，是工厂精练金属产量的函数。废物和污染物随工厂废水排放，废水的强度以污染物浓度度量，本例为2kg/m3。

排放标准以污染物排放量为准，即排放污染物的千克数，而不是废水量。废水处理设施很难将污染物全部去除。各种因素使问题复杂化，而且没有一个明显的解。应注意的几个问题下面讨论系统分析的三个步骤。（一）目标和系统的确定1、目标目标1：排入河流的污染物量不大于100000kg/周。（达到排放标准）目标2：工厂利润（美元/周）最大。这个目标与处理费用最小的目标有很大不同，处理费用最小的目标把系统分析仅仅限制在处理方案的选择上，而最大利润的目标则扩大了可选择管理方案的范围。许多环境问题都是多目标的，即方案要满足多个目标或准则，而且目标之间常常互相抵触。在本例中，出水水质目标可能减少利润，“在最大利润下产生最小污染”是很难实现的。通常解决问题的方法是选择一个目标，使它最大化或最小化，而把其余目标定为约束条件。2、系统系统的边界应包括工厂而后废水处理设施，而不包括河流，工厂和处理设施是系统的组成部分。如果目标是以最小费用达到水质标准，那么系统将由河流和处理设施组成。（二）方案的产生和评价

1、产生方案产生方案即寻找解决问题的各种途径，它是系统分析的组成部分。本例要解决的问题是达到排放标准。第一个控制方案就是减少废水的处理量，从而提高处理效率，则有部分废水未经处理直接排放；第二个控制方案就是改变金属产量，从而改变污染物发生量。即两个因子可以控制：金属产量废水处理量。解决水污染问题的方案或可能的解有两个决策因子组成，即金属产量和废水处理量的选择。选择这两个决策因子不同的可行值，就组成不同的方案。2、评价方案每个方案都要根据目标进行评价，必须确定方案是否达到排放标准和能获得多少利润。例如，某个方案的金属产量为50000kg/周，污染物发生量150000kg/周，第二个决策因子是处理厂处理污染物100000/周。

（1）目标1：是否达到排放标准。

总排污量=未经处理的污染物+处理厂排放的剩余污染物。进入处理厂的废水量：

100000kg/周÷2kg/m3=50000m3/周处理效率e=1－0.06（5）=0.70剩余污染物量=100000（1-0.7）

=30000kg/周。则污染物总排放量=（150000-100000）+30000=80000kg/周<100000kg/周满足排放标准的要求。评价这个方案，分析其满足目标的情况：（2）目标2：对利润目标进行评价

利润=商品销售收入－生产费用-废水处理费用商品销售收入=50000kg/周×1.3美元/kg=65000美元/周生产费用=50000kg/周×0.9美元/kg=45000美元/周废水处理费用=50000m3/周×0.2美元/m3=10000美元/周利润=65000-45000-10000=10000美元/周照此方法评价其它方案，评价程序相同，可以评价很多方案。

（三）选择方案确定应该采纳哪个方案。在达到排放标准的方案中，选择利润最大的方案。系统分析是用系统观点思维推理，探索可能采取的方案，通过分析对比，为达到预期目标选出最优方案的过程。可以不用数学模型，而进行方案的比较，也可利用数学模型来处理和求解。系统分析的模型化和最优化例3：将上述例2提出一个数学模型，并求出问题的最优解。（一）建立模型确定变量：假设x为工厂金属产量（104kg/周

），y为经处理厂处理的污染物量（104kg/周

），z为工厂每周的利润（美元/周），则（1）污染物未经处理的排放量是3x-y

（2）经处理厂处理后的残余污染物量废水流量=y/2，处理率e=1-0.06w=1-0.03y处理厂排出的污染物量是y(1-e)=0.03Y2

（3）z=（1.3）104x-（0.9）104x-（0.20）104（y/2）=4000X-1000Y可建立如下的最优化模型：目标函数

maxZ=4000X-1000Y约束条件

3X-Y+0.03Y2≤10(1)X≤5.5(2)Y≤14.0(3)3X-Y≥0(4)X≥0Y≥0（二）模型的解（三）决策例4：有一个水质系统，如图所示。从上水系统取水，经过净化后供给城市饮用，并将污水经过处理厂流入下水系统，又有一条河流通过湖泊。已知城市产生污染物的量为3000kg/d，湖泊的自净率为75%，城市饮用水的标准为1000kg/d，游泳水的标准为3750kg/d，Wi（i=1,2,3,4）为水中污染物量（kg/d）。净水厂的费用G1=9×104＋13.3（W3－W4）元/每年，净水厂的费用为G2=6×104＋26.7（W1－W2）元/每年。城市排出的污染物借助于处理厂、自然净化以及由河流带走除去。现在，在充分利用自然净化条件来满足饮用水和游泳水的最高污染允许水平条件下，来确定污水处理厂和净水厂的最少处理费用。目标函数

minZ=G1＋G2=9×104＋13.3（W3－W4）＋6×104＋26.7（W1－W2）

=23.01×104－23.4W2＋13.4W4解：根据以上数据和要求可以列出线线性规划模型约束条件W1－W4=3000（1）W3=0.25W2（2）Wi≥0,i=1,2,3,4(或W1≥0，W2≥0，W3≥0，W4≥0)W2≤W1W4≤W3W4≤1000（3）W2≤3750（4）（二）模型的求解选择满足条件的一组X和Y值，即为一个方案。可行解：是满足所有约束条件的X和Y的组合。所有解的集合为可行解的集或可行域。最优解：使目标函数最大的可行解。最优化方法：（1）非正规搜索法（2）图解法（3）数学规划法每种方法通常仅适用于一定类型的最优化模型。（1）非正规搜索法：依靠直观检验模型的可行域，用大体上合理的方法，逐步舍去劣解。用这种方法仅能得到最优化模型的近似解。可用试差法求解。以例3为例：a.模型的约束条件如图所示，阴影区域即是最优化模型的可行域。在可行域中的任何组合一定能满足所有约束条件，都是模型的可行解。0123456782468101214161820⑴⑵⑷xy⑶约束条件

3X-Y+0.03Y2≤10(1)X≤5.5(2)Y≤14.0(3)3X-Y≥0(4)X≥0Y≥0目标函数

maxZ=4000X-1000Yb.搜索模型的最优解分析目标函数，可知：理想的解是X尽可能的大，Y尽可能的小。分析可行解：A点：水平向右移动，z增加；垂直向下移动，z增加，所以A点劣于可行域右边界上的解。同理，分析B点、C点，同样劣于右边界上的解。D点：右边界上的一部分解也是明显的劣解，D点垂直向下移动，z增加，所以垂直边界上的任何解均劣于这条边界与曲线边界的交点E(5.5,8.9)所以，最优解一定在这条边界曲线（即污染物排放方程）上。0123456782468101214161820ACDBxyEY（104kg/周）X（104kg/周）03.3313.6623.9634.2444.5154.7564.9775.1885.368.95.51评价该边界上的某些解。取Y为0-8.9之间的值，通过方程求出相应的X值。见下表（即是相应的可行方案）上述的10个方案对应的结果见下表（这里我们取精确到小数点后一位，但金属产量X的取值不应该四舍五入，那样会导致排放量超过排放标准）方案XY污染物排放量Z13.309.91320023.619.81340033.929.81360044.239.91380054.5410.01400064.759.91380074.969.81360085.179.81340095.389.813200105.58.910.013100所以方案5为最佳方案，即模型的最优解是：X=4.5（金属产量45000kg/周），Y=4（处理污染物40000kg/周），产生总利润Z=14000美元/周。（2）图解法解的基本定理可以证明：线性规划问题的可行域是凸集（凸多边形）；而且最优解一定是在凸集的某一顶点实现。先找一个基本可行解，与周围顶点比较，如不是最大，继续比较，直到找出最大为止。以例4为例：a.模型的约束条件如图所示，阴影区域即是最优化模型的可行域。b.分析模型的最优解分析目标函数，可知：目标函数z是和截距相关的函数。最优解是在顶点A达到。计算可得，此时Z=15240（元），W2=3750，W4=750，W1=3750，W3=937.5（kg/d)即为最优方案0100020003000400010002000⑴⑵⑶⑷W4

W2

A约束条件W1－W4=3000（1）W3=0.25W2（2）Wi≥0,i=1,2,3,4(或W1≥0，W2≥0，W3≥0，W4≥0)W2≤W1W4≤W3W4≤1000（3）W2≤3750（4）目标函数

minZ=23.01×104－23.4W2＋13.4W4最优化技术是从所有可能的方案中选择最佳一种以达到最优目标的科学。本节仅扼要介绍线性规划、动态规划有关内容。

3.4.1线性规划3.4.2动态规划3.4最优化技术

3.4.1线性规划LinearProgramming(LP)一、问题的提出为了完成一项任务或达到一定的目的，怎样用最少的人力、物力去完成或者用最少的资源去完成较多的任务或达到一定的目的，这个过程就是规划。线性规划问题是目标函数和约束条件的数学形式为线性的。反之，就是非线性的规划问题。如废气废水处理系统优化设计、排污口优化处理等都可以用线性模型来描述，其最优规划问题可以用线性规划来处理。二、数学模型线性规划数学模型的一般形式：约束条件：目标函数：也可以记为如下形式：目标函数：约束条件：线性规划模型的标准型：线性规划模型的规范型：案例河流污染治理规划问题背景资料:长江流域某区域内有9化工厂，各厂每月产生的工业污水量如表-1，流经各化工厂的河流流量如表-2，各化工厂治理工业污水的成本如表-3。上游厂排放的污水流到相邻下游厂以前，有20%可自然净化。根据环保标准河流中此种工业污水的含量不应超过0.2%。从该区域整体考虑，各化工厂应该分别处理多少工业污水才能既满足环保要求，又使9化工厂治理工业污水的总费用最少。今日认识未为晚，吾辈齐心治环境，线性规划大有用，定让江水绿如蓝。曾几何时长江水，哺育华夏代代人，谁知后代疏珍惜，清清江水黑如泥。工厂2工厂3工厂1工厂4工厂5工厂6工厂9工厂8工厂7背景资料:化工厂11.2化工厂42化工厂72化工厂21化工厂51化工厂82化工厂33化工厂61化工厂91.5表-1污水排放量单位：万m3化工厂1500化工厂41200化工厂71200化工厂2300化工厂5600化工厂8200化工厂31800化工厂6400化工厂9700表-2流经各化工厂的河流流量单位：万m3化工厂13化工厂44化工厂71化工厂25化工厂55化工厂82化工厂32化工厂66化工厂93表-3治理工业污水的成本单位：百万元/万m3问题分析：区域污染治理的决策——各个化工厂应处理的工业污水量（或应排放的工业污水量）。区域污染治理的约束——即满足环保要求排放工业污水（区域内河流中任何点检测都应符合环保标准）。区域污染治理的目标——总治理成本最少。模型描述：设第i个化工厂应处理的工业污水量为Xi万m3，则根据问题描述的情况以化工厂1、2、…

、9加以分析则可得如下近似关系式对化工厂2应有---

（1-X2）/300≦0.2%对化工厂8应有---

（2-X8）/200≦0.2%对化工厂1应有---

｛（3-X1）+0.8

（1-X2）+（2-X8）

｝/500≦0.2%对化工厂9应有——

（1.5-X9）/700≦0.2%对化工厂7应有——

（2-X7）+0.8（1.5-X9）

/1200≦0.2%

……

此外显然还应有

Xi≧0（i=1，2，3…8，9）综上所述决策者所需考虑的区域内各个化工厂应处理的工业污水量Xi应满足上述所有不等式方程。我们将这些不等式方程构成的方程组称为污水治理的约束条件。另一方面污水治理的总成本可表示为Z：

Z=3X1+5X2+2X3+4X4+5X5+6X6+1X7+2X8+3X9而决策者的目标是确定满足约束条件的Xi使得Z取得最小值。将上述分析归纳后即可得如下数学符合模型：数学模型（整理之后）MinZ=3X1+5X2+2X3+4X4+5X5+6X6+1X7+2X8+3X9X2≧0.4X8≧1.6X1+0.8X2+0.8X8≧4.4X9≧0.1X7+0.8X9≧0.8X4+0.8X7+0.64X9≧2.16X6≧0.2X5+0.8X6≧0.6X3+0.8X4+0.8X5+0.64X6+0.64X7+5.12X9≧9.4Xi≧0（i=1，2，3，4，5，6，7，8，9）s.t.三、线性规划问题的求解（一）求解方法一般有两种方法图解法单纯形法两个变量、直角坐标三个变量、立体坐标适用于任意变量、但需将一般形式变成标准形式图解法前已述及，下面主要看看单纯形法。（二）单纯形法基本思想：将模型的一般形式