[发明专利]一种兼顾区域公平和污染源治理差异的水污染负荷分配方法

说明书

本发明提供一种兼顾区域公平和污染源治理差异的水污染负荷分配方法，包括选取评价指标，计算各指标基尼系数及其权重；计算现状综合基尼系数；设置总量控制约束；设置公平性约束；设置削减率约束；确定各行政区涉及工业废水的吨水治理费用；确定各行政区城镇生活污水吨水治理费用；确定市政提标改造的吨水治理费用；确定各行政区工业废水、城镇生活污水、市政提标改造的单位污染负荷治理费用；计算综合治理费用；水污染负荷分配问题进行求解。本发明能够科学合理地指导各区域和各类污染源中污染物削减顺序及削减量方案制定。

技术领域

本发明涉及水环境治理领域，具体地指一种兼顾区域公平和污染源治理差异的水污染负荷分配方法。

背景技术

对于涉及多区域、多类型污染源的水体，如何确定各区域和各污染源的削减率是水污染防治工作亟待解决的重要内容之一。近年来众多学者陆续尝试提出兼顾公平性和经济最优性的水污染负荷分配方法。李如忠等基于以综合基尼系数作为公平性目标，以污染物削减费用最小作为经济最优性目标，构建了基于双目标的水污染负荷分配方法；该方法将每个子区域“虚拟”为一座污水处理厂，每个子区域内水污染负荷的削减均由“虚拟”污水处理厂承担，削减费用即为“虚拟”污水处理厂的处理费用；该方法提出了一种可行的概化污染物削减费用的思路，但在污染物削减费用函数中并未考虑不同污染源废污水特点和治理费用的差异。罗军刚等提出了一种双层多目标优化水污染负荷分配方法，其中，上层基于环境基尼系数最小和单位污染物排放成本最低对水污染物在区域间进行分配，下层基于工业产值最大和削减率不均最小对水污染物在排污单位间进行分配；该方法较好地考虑了区域及排污口两个等级的水污染物分配，以污水处理成本和水环境保护税税额来表征污染物排放成本，同样未细化不同污染源治理成本差异。

发明内容

为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明提供一种兼顾区域公平和污染源治理差异的水污染负荷分配方法。

本发明的技术方案：

一种兼顾区域公平和污染源治理差异的水污染负荷分配方法，包括以下步骤：

步骤一.选取评价指标，基于各行政区评价指标及现状污染负荷，计算各指标基尼系数及其权重；

步骤二.根据各指标基尼系数及其权重，计算现状综合基尼系数；

步骤三.设置总量控制约束，根据各水功能区限制排污总量作为总量控制目标，并据此确定每种污染物的区域和污染源削减率；

步骤四.设置公平性约束，候选分配方案的综合基尼系数不大于现状综合基尼系数，公平性不会变差；

步骤五.设置削减率约束，根据各水功能区的总量控制目标，首先确定水功能区污染物总削减率，同时结合各污染源治理水平的差异，在技术可行和经济合理条件下，为各污染源设定污染物入河量削减率上限和下限；

步骤六.确定各行政区涉及工业废水的吨水治理费用；

步骤七.确定各行政区城镇生活污水吨水治理费用；

步骤八.基于各行政区市政提标需求，确定市政提标改造的吨水治理费用；

步骤九.确定各行政区工业废水、城镇生活污水、市政提标改造的单位污染负荷治理费用；

步骤十.根据各行政区现状污染负荷和最大允许排放负荷，计算综合治理费用；

步骤十一.基于多目标优化算法对以综合基尼系数最小和综合治理成本最低为目标函数、以总量控制、公平性不变差、削减率技术可行经济合理为约束条件的水污染负荷分配问题进行求解。

所述步骤一中计算各指标基尼系数及其权重的具体方法为：