本文關(guān)鍵詞：廣州市番禺區(qū)工業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)與環(huán)境質(zhì)量的優(yōu)化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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環(huán)境保護(hù)科學(xué)　第 27 卷　總第 107 期　2001 年 10 月 　　

廣州市番禺區(qū)工業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)與環(huán)境質(zhì)量的優(yōu)化研究
Optimization of Industrial Economic Structure and Environmental Quality in Panyu
胡應(yīng)成　張海清　何光俊　( 廣州市番禺區(qū)環(huán)境科學(xué)研究所　

廣州 511400)
摘要 　從經(jīng)濟(jì)與環(huán)境協(xié) 調(diào)發(fā)展的角度出發(fā), 兼顧工業(yè) 基礎(chǔ)、 優(yōu)勢(shì)資源( 原材料 ) 、 經(jīng)濟(jì)效益、 物耗及 排污量等 要素, 用 環(huán) 境經(jīng)濟(jì)多目標(biāo)規(guī)劃法研究廣州市番禺區(qū)工業(yè)結(jié)構(gòu) 優(yōu)化調(diào)整。以 1999 年為基準(zhǔn)年, 選取九個(gè)主要行業(yè)的產(chǎn)值為決策變量, 設(shè) 定調(diào)整目標(biāo), 建立優(yōu)化模型。 經(jīng)過(guò)運(yùn)算, 提出了既可滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求, 又使污染物排放量增加率盡可能降低的番禺區(qū) 2010 年工業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案。 關(guān)鍵詞　多目標(biāo)優(yōu)化　工業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié) 構(gòu)　環(huán)境質(zhì)量　番禺區(qū) Abstract 　F r om coo rdinating dev elopment of econo my and env ir onment point o f view , linking up industrial base, m ain reso ur ces, eco nomic efficiency , ma terial consum ption, enery gy co nsumptio n and po llutants' amo unt , the impr ov ed envir onment eco no my m ulti- objective pro gr amming metho d to study the o pt imization coo rdination of industr ial structr ue in Pa ny u D istr ict of G uang zhou City is applied . Key words　Multi - objective optimi zation　Industrial economic structrue　Environmental quality　Panyu area 展要求, 又盡量減少污染量增加幅度、 提高環(huán)境質(zhì)量的優(yōu)化 工業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu) 。

1　前言
一定工業(yè)結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的污染物的數(shù) 量、 種類(lèi)、 組成等有 一定的規(guī)律, 由此影響到環(huán)境質(zhì)量。工業(yè)企業(yè)行為不同、 規(guī) 模 不同, 其單 位產(chǎn)值 的各 種污 染物產(chǎn) 生量 和種類(lèi) 也不 同。 從這 一角度看, 區(qū)域環(huán) 境—— 經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào) 發(fā)展優(yōu)化 的研究應(yīng) 理解為在區(qū)域工業(yè)體系內(nèi)優(yōu)化調(diào)整各行 業(yè)產(chǎn)值之間的相互 比例關(guān) 系、 行業(yè) 發(fā)展速度 與所產(chǎn)生的 各種污染 物的數(shù)量關(guān) 系。這種定量化研究不僅僅可在完成經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的 前提下確 定區(qū)內(nèi) 何種工業(yè)結(jié) 構(gòu)對(duì)環(huán)境 的影響較小, 更在 于尋求最優(yōu) 化的工業(yè)結(jié)構(gòu), 使其對(duì)環(huán)境質(zhì)量的不利影響降到最小程度。 區(qū)域環(huán)境 —— 經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展思想 指導(dǎo)下的工業(yè)結(jié)構(gòu) 調(diào)整與優(yōu)化是控制區(qū)域污染物排放總量 和保證環(huán)境質(zhì)量的 關(guān) 鍵。目 前對(duì)這一 領(lǐng)域的理論 和方法的 研究, 尤 其是定量 化研究方興未艾。但是, 在眾多的研究模型與方法中, 大多 是以區(qū) 域經(jīng)濟(jì)的發(fā) 展與環(huán)境 質(zhì)量的關(guān)系 為重點(diǎn), 而對(duì)所研 究區(qū)域的區(qū)域優(yōu)勢(shì)( 資源、 區(qū)位、 現(xiàn)有基礎(chǔ)等) 重視不夠。區(qū) 域優(yōu)勢(shì)往往決定了工業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中的主 導(dǎo)行業(yè)。本文在研 究番禺 區(qū)工業(yè)經(jīng)濟(jì) 結(jié)構(gòu)與環(huán) 境質(zhì)量?jī)?yōu)化 時(shí), 將 考慮區(qū)域優(yōu) 勢(shì)因 素, 改進(jìn) 多目標(biāo)規(guī) 劃法, 以 產(chǎn)值為決 定變量, 按照污染 增加率 的不同來(lái)設(shè) 計(jì)方案, 得出既滿(mǎn) 足番禺區(qū) 工業(yè)行業(yè)發(fā) 收稿日期　2001- 03- 23 案。 2. 1　以 1999 年為基準(zhǔn)年, 設(shè)定 2010 年番禺區(qū)工業(yè)結(jié) 構(gòu)優(yōu) 化調(diào)整目標(biāo) 工 業(yè)總 產(chǎn)值年 均增 長(zhǎng)率定 為 12% , 則 2010 年 番禺 區(qū)

2　優(yōu)化模型的建立
根 據(jù) 1999 年 廣州市番禺 區(qū)環(huán)保局 重點(diǎn)調(diào)查 工業(yè)企 業(yè) 的經(jīng) 濟(jì)與環(huán)境的 有關(guān)資料, 選擇其 中經(jīng)濟(jì)效 益和環(huán)境影 響 比 較顯 著的九 個(gè)主要 行業(yè)( 124 家企業(yè)) , 設(shè)行業(yè) 產(chǎn)值為 決 策變量。 X 1 : 食品飲料制造業(yè), X 2 : 紡 織( 包括 印染) 業(yè), X 3 : 造紙 及紙制品業(yè), X 4 : 化工原料及化學(xué)品制造業(yè), X 5 橡膠制品及 塑 料制品業(yè), X 6 : 金屬制 品業(yè), X 7 : 非金屬礦物 制造業(yè)( 包 括 水泥和陶瓷 制造 業(yè) 等) , X 8 : 機(jī) 械、 電氣、 子設(shè) 備制 造業(yè), 電 煤氣和 水的生產(chǎn)供應(yīng)業(yè)。 X 9 : 電力、 這九個(gè)行 業(yè)的產(chǎn)值、 廢水排放量、 廢氣排放量和固體廢 物排 放量基本上 反映了番 禺區(qū)工業(yè)的 現(xiàn)狀, 由此得出和 分 析結(jié)果具有一 定的代表性。 多 目標(biāo)優(yōu)化模 型以九個(gè) 行業(yè)產(chǎn)值作 為決策變量, 以 X = ( X 1 , X 2 , …, X 9 ) 來(lái) 代表, X 的 一組值則 代表一 個(gè)具體 方

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廣州市番禺區(qū)工業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)與環(huán)境質(zhì)量的優(yōu)化研究　胡應(yīng)成
重點(diǎn)調(diào) 查工業(yè)企業(yè)總產(chǎn)值 將是 1999 年的 3. 48 倍 ( 按 1999 年價(jià)計(jì)算) 。 模型使經(jīng)濟(jì)指標(biāo)( 工業(yè)總產(chǎn)值) 達(dá)成的目標(biāo)值 為:
9

的 0. 57 倍。 C i j ≤0. 57C i j 1999 　( j = 1, 2, 3, …, 8) ( 4) 式中, C ij 和 C ij 1999 分別為 2010 年和 1999 年第 i 行 業(yè)第

M=

i= 1

X i ≥3. 48M 1999 　( i= 1, 2, …, 9)

( 1)

j 種污染物( 或物耗、 耗) 的萬(wàn)元產(chǎn)值系數(shù)。j = 1～8, 分別 能 代 表廢水、 廢氣、 體廢物、 固 二氧化硫 ( SO 2 ) 、 煙塵、 水耗、 煤 耗、 油耗。 ( 2) 污染物排放量( 允許排污 量隨著產(chǎn)值的增長(zhǎng)按一定 比例增加) 不得超過(guò)環(huán)境容量和污染物處理能力的上限, 即 有約束方程:
9

式中, M 和 M 1999 分別為 2010 年和 1999 年的工業(yè)總產(chǎn) 值, X i 為 2010 年第 i 行業(yè)產(chǎn)值。 各行業(yè)產(chǎn)值由工業(yè)總產(chǎn)值與優(yōu)先發(fā) 展級(jí)系數(shù) X i = M i / 100
i

決定: ( 2)

各行業(yè)優(yōu)先發(fā)展級(jí)系數(shù)( 即權(quán)系數(shù) i ) 通過(guò)發(fā)放調(diào)查表 形 式由專(zhuān) 家評(píng)分 確定, 分?jǐn)?shù)總 和為 100。歸納 專(zhuān)家 們的評(píng) 分, 確定 出各行 業(yè)優(yōu)先 發(fā)展級(jí) 系數(shù): ( 1 ,
8 2

mj =

i= 1

C i j X i ≤D i j 　( j = 1, 2, …, 5)

( 5)

,

3

,

4

,

5

,

6

,

7

,

式中 mj 為 排污 量( 物耗 量、 能耗 量) , C i j 和 X i 的意 義 同 前, D ij 為環(huán)境 容量和污染物處理 能力上限。環(huán)境容量 由 環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)確 定。污染物 處理能 力根據(jù) 《 番禺 區(qū)環(huán)境 保 護(hù) 規(guī)劃( 1995～2010 年) 和 “ 一控雙達(dá) 標(biāo)” 要求確 定, 其中 規(guī) 定到 2010 年工業(yè)廢 水處理率和處理達(dá)標(biāo) 率為 100% ; 環(huán) 境 空 氣質(zhì) 量穩(wěn)定 在 90 年代 初的 水平; 工業(yè) 固體 廢物 保持 在 1994 年水 平, 增加量通過(guò)綜合利用化害為利。 ( 3) 水、 油的消耗量由其萬(wàn)元產(chǎn)值系數(shù)決定: 煤、
9

,

9

) = ( 13, 9, 3, 11, 4, 26, 6, 18, 10) 。 專(zhuān)家們?cè)谠u(píng)分時(shí)特別 本地瀕臨 港澳地區(qū), 輻射內(nèi) 地, 首

考慮 到以下幾個(gè) 因素:

飾 制造、 五金 加工等 具有 一定 的區(qū)域 優(yōu)勢(shì), 故金 屬制 品業(yè) ( X 6 ) 優(yōu)先發(fā)展級(jí)系數(shù)最大。 機(jī)械電子業(yè)( X 8 ) 的技術(shù)含量 較高, 在未來(lái)的產(chǎn)業(yè)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)重組中的份量會(huì)逐步加重。 控制 甚至削減環(huán) 境效益極 差的行業(yè)的 發(fā)展規(guī)模, 如造紙 業(yè)( X 3 ) 等。 將( 2) 式代入( 1) 式, 得到目標(biāo)函數(shù):
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mj = ( M i / 100) ≥3. 48M 1999 　( i= 1, 2, …, 9) ( 3)

M=

i= 1

C i j X i 　( j = 6, 7, 8)

( 6)

i= 1

由( 4) 、 5) 、 6) 式組成一個(gè)約束條件集, 該約束條 件集 ( ( 應(yīng)使目標(biāo)函數(shù) ( 3) 式成立。模型求解采用簡(jiǎn)單線(xiàn)性加權(quán)法。 根 據(jù)番 禺區(qū)經(jīng) 濟(jì)發(fā)展 要求和 環(huán)境質(zhì) 量現(xiàn)狀( 表 1) , 由 模型得到番禺 區(qū) 2010 年工業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案( 表 2) 。

2. 2　 要考慮到以下三個(gè)約束條件 ( 1) 充分 考慮技術(shù)進(jìn) 步因素, 采用- 5% 的年平 均遞減 率來(lái) 推算 2010 年 的物耗、 能耗和排 污量的萬(wàn) 元產(chǎn)值 系數(shù), 即 2010 年物耗、 能耗和 排污量的 萬(wàn)元產(chǎn) 值系數(shù)是 1999 年

表 1　1999 年番禺區(qū)重點(diǎn)調(diào)查工業(yè)企業(yè)經(jīng)濟(jì)和排污狀況 工業(yè)行業(yè) 產(chǎn)　值 / 萬(wàn)元 60487. 9 156503. 9 27252. 0 17427. 5 38856. 0 90801. 3 17261. 5 28909. 1 83999. 2 521498. 4 水耗/ t 1880000 ( 31. 08) 10870000 ( 69. 46) 6553300 ( 240. 47) 5300000 ( 304. 12) 950000 ( 24. 45) 1070000 ( 11. 78) 1890000 ( 109. 49) 440000 ( 15. 22) 53400000 ( 635. 72) 81430000 ( 156. 15) 煤耗/ t 10600 ( 0. 18) 6000 ( 0. 04) 51900 ( 1. 90) 42800 ( 2. 46) 1400 ( 0. 04) 99700 ( 5. 78) 0. 00 ( 0. 00) 388000 ( 4. 62) 600400 ( 1. 15) 物耗、 能耗、 污染物排放量及其萬(wàn)元產(chǎn)值系數(shù) 油耗/ t 3000 ( 0. 05) 42100 ( 0. 27) 400 ( 0. 01) 100 ( 0. 01) 9600 ( 0. 25) 2000 ( 0. 02) 100 ( 0. 003) 106100 ( 1. 26) 163400 ( 0. 31) 廢水/ t 1783400 ( 29. 48) 9058000 ( 57. 88) 6336700 ( 232. 52) 1354400 ( 77. 72) 838600 ( 21. 58) 945500 ( 10. 41) 1730300 ( 100. 24) 326300 ( 11. 29) 778300 ( 9. 27) 23151500 ( 44. 39) 廢氣/ 萬(wàn) N m 3 19053 ( 0. 31) 62049 ( 0. 40) 59337 ( 2. 18) 10001 ( 0. 57) 15091 ( 0. 39) 13849 ( 0. 15) 72490 ( 4. 20) 13392 ( 0. 46) 484751 ( 5. 77) 750013 ( 1. 44) 固廢/ t 29000 ( 0. 48) 4000 ( 0. 03) 30000 ( 1. 10) 20000 ( 1. 15) 0. 00 ( 0. 00) 2000 ( 0. 02) 25000 ( 1. 45) 0. 00 ( 0. 00) 142000 ( 1. 69) 252000 ( 0. 48) S O2 219000 ( 3. 62) 481000 ( 3. 07) 1111000 ( 40. 77) 96000 ( 5. 51) 23000 ( 0. 59) 13000 ( 0. 14) 3298000 ( 191. 06) 1000 ( 0. 03) 8942000 ( 106. 45) 14184000 ( 27. 20) 煙塵/ k g 390000 ( 6. 45) 323000 ( 2. 06) 79000 ( 2. 90) 106000 ( 6. 08) 26000 ( 0. 67) 0 ( 0) 2214000 ( 128. 26) 1000 ( 0. 03) 1498000 ( 17. 83) 4637000 ( 8. 89)

食品飲料 紡　　織 造　　紙 化　　工 橡膠塑料 金屬制品 非金屬礦 物 制造 機(jī)械電子 電力煤氣 供　　水 合　　計(jì)

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表 2　2010 年番禺區(qū)工業(yè)經(jīng)濟(jì)—— 環(huán)境優(yōu)化方案 工業(yè)行業(yè) 食品飲料 紡　　織 造　　紙 化　　工 橡膠塑料 金屬制品 非金屬礦物制造 機(jī)械電子 電力煤氣供水 合　　計(jì) 產(chǎn)　值 / 萬(wàn)元 219466. 3 391774. 6 28113. 0 56226. 9 41716. 7 669281. 5 29020. 3 163239. 4 232162. 7 1813771. 4 年均 遞增 /% 12. 4 8. 7 0. 3 11. 2 0. 6 19. 9 4. 8 17. 0 9. 7 物耗、 能耗及污染物排放量 水耗/ t 3887977 15511218 994427 9476843 454997 4579209 1811136 1416167 84126568 煤耗/ t 22517 8932 7857 78841 744 95610 0 611377 油耗/ t 6254 60294 41 320 4652 7774 279 166739 246353 廢水/ t 3687823 12925270 961551 2490874 405682 4046652 1658127 1050494 1226724 28453197 廢氣/ 萬(wàn) N m 3 38779 89324 9015 18268 7257 58309 69474 42801 763559 1096786 固廢/ t 60045 6699 4548 36856 0 7774 23985 0 223642 363549 S O2 452846 685566 168598 176591 10979 54421 316109 2791 煙塵/ k g 806867 460021 11992 194859 12468 0 2121621 2791

14086820 2359492 15954721 5970111

12. 0 122258542 825878

業(yè)和橡膠塑料業(yè)則以較低的速度增長(zhǎng)。 ( 3) 采取一 系列措 施后, 能保證 物耗、 能耗和 排污量 的 增長(zhǎng)幅度低于產(chǎn)值增長(zhǎng)幅度( 見(jiàn)表 3) 。 ( 4) 隨著 工業(yè) 的 發(fā)展, 各 種 污染 物的 產(chǎn) 生量 都增 加 了 ( 表 3) 。 根據(jù) 2000 年“ 一控雙達(dá)標(biāo) ” 的要求, 各地區(qū)污染物的 排放總 量都必須控 制在國(guó)家 規(guī)定的 排放總 量指標(biāo) 內(nèi), 污 染 源必須達(dá)標(biāo)排放, 各環(huán)境功能區(qū)達(dá)到國(guó)家規(guī) 定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn), 因此, 增加的 污染物就必須經(jīng)過(guò)處理設(shè)施的 凈化方能外排。 為 達(dá) 此 目 的, 應(yīng)按 照 《 番禺 區(qū) 環(huán) 境保 護(hù) 規(guī) 劃 ( 1995～ 2010 年) 》 的要求, 投資增加 廢物處理及污染治理 設(shè)施, 提高 污染 物處理能力。

3　結(jié)果分析
方案中宏 觀(guān)經(jīng) 濟(jì)目 標(biāo) ( 工 業(yè) 總產(chǎn) 值) 和 微觀(guān) 經(jīng) 濟(jì)目 標(biāo) ( 行業(yè) 產(chǎn)值) 都達(dá) 到要求, 即 2010 年工業(yè) 總產(chǎn)值 為 1999 年 的 3. 48 倍, 各行業(yè) 分別有 所發(fā)展, 滿(mǎn)足 目標(biāo)函 數(shù)( 3) 式, 故 該方案具有一定的可行性。 物耗、 能耗和排污量的萬(wàn)元產(chǎn)值系 數(shù)得到很好的削減, 2010 年 的萬(wàn)元產(chǎn)值 系數(shù)控制 在 1999 年 的 0. 57 倍 以下, 即 約束條件( 4) 式和( 6) 式成立。 從結(jié)果看, 環(huán)境容量和污染物處理能 力符合《 禺區(qū)環(huán) 番 境 保 護(hù)規(guī) 劃( 1995～2010 年) 》 “ 控雙 達(dá)標(biāo)” 和 一 要求, 約 束 條件( 5) 式也得到了保證。 方 案中的 產(chǎn)值 增長(zhǎng) 248% , 大大 高于 污染 物最 大增 長(zhǎng) 率 46. 2% ( 見(jiàn)表 3) , 因 此, 該方案是 番禺區(qū) 2010 年的比 較 理想的工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整方案。通 過(guò)對(duì)番禺區(qū)工業(yè)結(jié)構(gòu) 的環(huán)境 經(jīng)濟(jì)優(yōu)化分析, 可得到以下幾點(diǎn)結(jié)論:
表 3　番禺區(qū)工業(yè)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境優(yōu)化方案各要素增長(zhǎng)率/ % 產(chǎn)值 248 水耗 50. 1 煤耗 37. 6 油耗 廢水 50. 8 23. 0 廢氣 46. 2 固廢 44. 3 S O2 12. 5 煙塵 28. 7

4　結(jié)語(yǔ)
運(yùn)用環(huán)境經(jīng)濟(jì)多目標(biāo)優(yōu)化 模型, 兼顧了 工業(yè)基礎(chǔ)、 區(qū)域 優(yōu)勢(shì)因素、 濟(jì)效益、 經(jīng) 物耗、 能耗及排污量等 要素, 確定 出合 理的工 業(yè)行業(yè)發(fā)展 方針, 這在理 論和方法 上是一 種有益 的 嘗試。 研究結(jié)果表明, 通過(guò)改進(jìn)技術(shù)以降低物 耗、 能耗和 排污 量的萬(wàn)元產(chǎn)值系數(shù), 來(lái)保證物耗、 耗和排污量的增幅 低于 能 產(chǎn)值增幅。同時(shí), 還必 須采取相應(yīng)的污染控 制措施, 來(lái) 保證 環(huán)境質(zhì)量維持在較好的水平上。

( 1) 必須同時(shí)達(dá)到宏觀(guān)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)( 工業(yè)總產(chǎn)值) 和微觀(guān)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)( 行業(yè)產(chǎn)值) , 才能使工業(yè)的優(yōu)化調(diào) 整與經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求緊密地結(jié)合起來(lái)。
( 2) 在降 低萬(wàn)元 產(chǎn)值的物 耗、 能耗和排 污量的 基礎(chǔ)上, 確立合理的行業(yè)發(fā)展方針。 在方案中, 保證金屬制品業(yè)這個(gè) 重點(diǎn)行業(yè)的發(fā)展; 適當(dāng)發(fā)展經(jīng)濟(jì)效益好、 環(huán)境效益略 差的化 學(xué)工業(yè); 大力發(fā)展物耗能耗低, 污染輕, 技術(shù)含量高, 經(jīng)濟(jì)效 益 又好的電子 機(jī)械業(yè); 對(duì)污染重 或缺乏 原料( 資源) 的 造紙

參　考　文　獻(xiàn)
1. 張磊, 王云. 浦東 新區(qū)工業(yè) 結(jié)構(gòu)的多目 標(biāo)優(yōu)化 研究. 上 海環(huán)境 科 學(xué), 1994, ( 6) : 5. 2. 晏曉林, 寧大同. 區(qū)域工業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)與環(huán)境質(zhì)量雙向耦合優(yōu)化. 環(huán) 境科學(xué)學(xué)報(bào), 1997, ( 1) : 87. 3. 陳新庚. 環(huán)境管理與環(huán)境規(guī)劃. 廣州: 中山大學(xué)出版社, 1992. 4. 劉幼慈等. 環(huán)境經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化. 環(huán)境科學(xué), 1989, ( 6) : 57.

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  本文關(guān)鍵詞：廣州市番禺區(qū)工業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)與環(huán)境質(zhì)量的優(yōu)化研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。