大气复合污染区域调控与决策支持系统研究

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1、大气复合污染区域调控与决策支持系统研究文／胡炳清柴发合赵德刚赵金民摘要：随着经济社会的快速发展和农业现代化、新型工业化、城镇化建设进程的不断加速，我国环境空气呈现复合型、区域性、压缩性污染特征，大气复合污染已经成为我国城市群区域经济可持续发展的制约因素。以基于方案的DSS框架与设计技术为指导，构建并研发了大气复合污染区域调控与决策支持系统，该系统具备区域基本信息管理、区域污染状况评估、动态目标构建、协同控制方案设计、方案优化、各类方案分析评估等功能，并在珠三角进行了示范性应用，对解决我国区域大气复合污染问题、改善环境空气质量具有很强的科技支撑作用。.jyqkicrosof

2、tSQLServer数据库管理系统交互的核心功能，客户端用于完成数据处理、数据表示以及用户接口功能。服务器端包括服务器端用户界面(UserInterface)、服务器端业务流程(BusinessProcess)以及服务器端和客户端通信的接口；客户端包括客户端用户界面(UserInterface)、客户端业务流程(BusinessProcess)以及客户端与服务器端通信的接口。平台采用数据层、应用服务层、表示层和人机交互层4层软件体系结构。大气复合污染区域调控与决策支持系统的有效源代码超过15万行，图3为平台客户端主界面，图4为平台客户端菜单结构。主要功能对于用户而言，大气

3、复合污染区域调控与决策支持系统的功能主要体现在客户端，它是面向用户、基于真三维GIS（非图片）、集成多项功能的界面友好、操作性强的软件系统。客户端的核心界面包括：登录界面、初始界面、工作界面和各种功能界面。客户端实现了工程管理、方案决策、优化决策、污染状况评估、数据管理、系统管理和地图管理等功能（如图4所示）。以下重点介绍污染状况评估、方案决策和优化决策3个主要功能。污染状况评估污染状况评估实现对区域污染现状的综合评估，包括污染源浓度和总量可达性评估、区域和行业总量可达性评估、区域空气质量评估和节能减排评估。污染源评估用来对基准年污染源的污染物排放浓度和总量进行评估，包括

4、污染源排放浓度达标分析和污染源排放总量达标分析两部分，通过选择控制单元和行业，实现污染源的污染物排放浓度与总量达标分析。总量达标评估用来对基准年污染源的污染物排放总量以控制单元、行业和整体为标准进行总量达标分析，包括控制单元区域总量达标分析和控制单元按行业区域总量达标分析，实现以控制单元为区域的整个区域和区域内某些行业的总量可达性分析与评估。图5为污染源总量达标分析界面。空气质量评估用来对现有空气质量监测数据进行分析与评估，通过选择监测点位和污染物指标以及监测数据的时间范围，显示空气质量的变化情况，与相应标准值对比，实现超达标分析。节能减排评估用来对控制单元的单位GDP能

5、耗进行计算和分析。方案决策方案决策通过设定目标，从人类经济社会活动出发，设计区域经济增长模式和控制环境污染与改善环境质量的控制策略、形成控制方案，计算方案的污染物排放和控制成本，预测对控制区域的环境质量影响，进一步分析方案实施后的经济、环境等多个方面的效果，综合评价方案的优劣，为多方案的比较分析与辅助决策提供支持。方案决策包括目标设计、方案设计、方案计算、方案分析等功能。目标设计完成三层次的动态目标设计，包括总目标、子目标及其包含·的指标设计。方案设计包括增长模式设计、策略设计和方案组合设计。增长模式设计针对不同控制单元的区域差异和特点，分别设计情景变量，每一个控制单元都

6、有一套相同的情景变量集，用户可以改变自身关注的情景变量设计值。策略设计包括空间策略设计、属性策略设计和策略组合设计。空间策略设计和属性策略设计均包括独立策略设计、子策略设计和子策略组合设计。策略组合设计是将空间策略设计和属性策略设计分别形成的空间策略和属性策略进行组合设计，形成策略。方案组合设计是将增长模式设计和策略设计分别形成的增长模式和策略进行组合设计，形成方案。方案计算是对形成的各种方案进行计算，是决策支持系统的核心功能。方案计算第一根据增长模式在宏观上对控制单元进行预测分析；第二根据策略在微观上对具体控制对象——污染源进行污染物排放量及控制成本的计算；第三协调宏观

7、预测与微观计算的结果，保持方案的合理性和科学性；第四按照空气质量模型的要求，通过网格操作、空间操作和分配方法，将方案生成的污染源源强转化为空气质量模型所需的污染源源强输入文件；第五调用空气质量模型，对方案进行模拟计算，获得方案下的区域污染物空间分布；最后根据空气质量模拟结果进一步对标准指标中规定的各种指标进行分析与计算。方案分析包括各个方案下污染源分析、空气质量分析、酸沉降分析、健康损害分析、单因子分析、综合评估和通量分析等功能。污染源分析主要实现对不同方案下污染源排放浓度、排放负荷、行业排放负荷和区域（控制单元）排放负荷的统