本文關鍵詞：城市生態(tài)系統承載力綜合評價與環(huán)境系統不確定性雙層優(yōu)化管理研究

  更多相關文章： 生態(tài)系統承載力 不確定性 雙層優(yōu)化 變權重組合模型 固體廢物 水資源管理系統 電力-環(huán)境系統

【摘要】：隨著社會經濟的高速發(fā)展,伴生了種種環(huán)境問題。生態(tài)環(huán)境破壞與承載力持續(xù)超載、垃圾圍城、大氣污染與溫室效應加劇、水資源短缺與水體環(huán)境惡化、能源過度消耗等環(huán)境問題已成為制約我國經濟發(fā)展的重要因素。因此,迫切需要開展生態(tài)系統承載力評價,并對主要的環(huán)境要素進行合理規(guī)劃,從而實現區(qū)域經濟的可持續(xù)發(fā)展。然而,各個環(huán)境系統中存在諸多不確定性與層次性。所以,本研究引入不確定優(yōu)化方法和雙層優(yōu)化理論,并應用到環(huán)境系統規(guī)劃中以處理系統的復雜性和不確定性。在本文中,首先將經濟學中的AD-AS模型與生態(tài)系統評價方法相結合,建立了北京市生態(tài)系統承載力評價的綜合總需求—綜合總供給模型(SAD-SAS模型)。其次,結合灰色理論,建立變權重組合模型對北京市未來的固體廢物產量進行預測,在此基礎上,建立固體廢物管理和溫室氣體控制的不確定雙層優(yōu)化模型。再者,針對北京市豐臺區(qū)水資源管理系統的不確定性和層次性問題,構建了能夠反映水資源管理者和使用者之間層次關系的雙層優(yōu)化模型。最后,本文運用變權重組合預測模型對豐臺區(qū)未來的電力需求進行了科學分析,在科學預測的基礎上,建立以最小化污染氣體排放量為上層目標,以最小化管理成本為下層目標的不確定雙層優(yōu)化模型。研究結果表明：(1)北京市生態(tài)系統承載力水平總體上呈上升趨勢,系統自身現狀生產能力充足,具有較大的發(fā)展?jié)撡|；(2)北京市的固體廢物產量增幅不大,但處理設施依然存在缺口；固體廢物未來的處理方式以焚燒和生化處理為主；填埋場是溫室氣體的首要排放源,而生化處理廠和焚燒廠是管理成本的主要貢獻單元；(3)在南水北調工程正式開通后,豐臺區(qū)水資源基本可以達到平衡,本地地表水和南水北調水源將是豐臺區(qū)主要的供給水源：城市生活是用水量最多、經濟效益最大、污染物排放量最大的部門；(4)當pi=0.01時,整個規(guī)劃期內豐臺區(qū)電力-環(huán)境系統的系統成本和大氣污染物排放量分別為RMB￥[105.86,161.,50]×108和[20490,26190]tonnes;當pt=0.05時,整個規(guī)劃期內的系統成本和大氣污染物排放量分別為RMB￥[105.85,159.75]×108和[20275,25917]tonnes;當pi=0.1時,整個規(guī)劃期內的系統成本和大氣污染物排放量分別為RMB￥[104.00,158.70]×108和[20030,25320]tonnes;這說明隨著風險水平的增加,放寬模型的約束條件,從而削減系統成本和污染物排放量,但系統穩(wěn)定性卻下降。研究結果可以為北京市的可持續(xù)發(fā)展提供科學的決策依據。
【關鍵詞】：生態(tài)系統承載力 不確定性 雙層優(yōu)化 變權重組合模型 固體廢物 水資源管理系統 電力-環(huán)境系統
【學位授予單位】：華北電力大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X826
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 研究背景及意義11-13
• 1.2 研究系統特征識別13-14
• 1.2.1 城市生態(tài)系統承載力特征識別13
• 1.2.2 區(qū)域固體廢物環(huán)境系統的復雜性與不確定性13
• 1.2.3 區(qū)域水環(huán)境系統的復雜性與不確定性13-14
• 1.2.4 區(qū)域電力-環(huán)境系統的復雜性與不確定性14
• 1.3 研究問題的提出14-15
• 1.4 研究內容與研究框架15-17
• 第2章 文獻綜述17-24
• 2.1 生態(tài)承載力國內外研究進展17-18
• 2.1.1 單資源承載力17-18
• 2.1.2 區(qū)域生態(tài)承載力18
• 2.2 固體廢物環(huán)境系統規(guī)劃研究18-20
• 2.2.1 城市固體廢物的預測模型18-19
• 2.2.2 城市固體廢物的優(yōu)化模型19-20
• 2.3 水資源環(huán)境系統的研究進展20-21
• 2.3.1 國外研究綜述20-21
• 2.3.2 國內研究綜述21
• 2.4 電力-環(huán)境系統規(guī)劃研究21-22
• 2.4.1 電力系統的預測模型21-22
• 2.4.2 電力-環(huán)境系統的優(yōu)化模型22
• 2.5 本章小結22-24
• 第3章 基于AD-AS模型的城市生態(tài)系統綜合承載力評價24-34
• 3.1 概述24
• 3.2 研究方法24-27
• 3.2.1 AD-AS模型24-25
• 3.2.2 SAD-SAS模型25
• 3.2.3 綜合總供給模型25-26
• 3.2.4 綜合總需求模型26
• 3.2.5 模型計算與結果分類26-27
• 3.3 評價指標體系構建27-29
• 3.3.1 指標體系的選擇27-28
• 3.3.2 指標權重的確定28
• 3.3.3 數據處理28-29
• 3.4 研究區(qū)域概況29-31
• 3.5 結果與分析31-33
• 3.6 本章小結33-34
• 第4章 模擬雙層優(yōu)化的區(qū)域固體廢物系統管理研究34-60
• 4.1 概述34-35
• 4.2 研究方法35-39
• 4.2.1 變權重組合預測方法35-36
• 4.2.2 區(qū)間線性規(guī)劃36-37
• 4.2.3 雙層規(guī)劃37-39
• 4.3 案例研究39-51
• 4.3.1 北京市MSW綜合現狀39-42
• 4.3.2 固體廢物環(huán)境系統優(yōu)化模型構建42-49
• 4.3.3 模型數據獲取與分析49-51
• 4.4 結果分析51-59
• 4.4.1 MSW產量預測結果分析51-52
• 4.4.2 MGU-MCL模型結果分析52-54
• 4.4.3 與單目標優(yōu)化模型結果對比分析54-59
• 4.5 本章小結59-60
• 第5章 不確定性雙層優(yōu)化的城市水資源環(huán)境系統管理研究60-72
• 5.1 概述60-61
• 5.2 研究方法61
• 5.3 案例研究61-65
• 5.3.1 豐臺區(qū)水資源環(huán)境系統概況61-62
• 5.3.2 水資源環(huán)境系統雙層優(yōu)化設計結構62
• 5.3.3 水資源環(huán)境系統優(yōu)化模型構建62-64
• 5.3.4 模型數據獲取64-65
• 5.4 結果分析65-71
• 5.4.1 需水量分析65-66
• 5.4.2 IBPM-WRM優(yōu)化結果分析與討論66-69
• 5.4.3 情景分析69-71
• 5.4.4 模型對比和決策方案分析71
• 5.5 本章小結71-72
• 第6章 不確定雙層優(yōu)化的區(qū)域多能互補型電力-環(huán)境系統管理研究72-85
• 6.1 概述72
• 6.2 研究方法72-74
• 6.3 案例研究74-78
• 6.3.1 豐臺區(qū)電力-環(huán)境系統概括74-75
• 6.3.2 電力-環(huán)境系統優(yōu)化模型構建75-77
• 6.3.3 模型數據獲取77-78
• 6.4 結果分析78-84
• 6.4.1 電力需求預測78-79
• 6.4.2 PIBOM結果分析79-81
• 6.4.3 與單目標優(yōu)化模型結果對比81-84
• 6.5 本章小結84-85
• 第7章 結論與展望85-88
• 7.1 主要結論85-86
• 7.2 展望86-88
• 參考文獻88-99
• 附錄99-103
• 在校攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文103-104
• 攻讀碩士學位期間參加的科研工作104-105
• 致謝105-106
• 作者簡介106

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