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第四章,環(huán)境管理的技術(shù)方法,第一節(jié),環(huán)境管理技術(shù)方法的基礎(chǔ)保證,,,,,,環(huán)境管理,人類社會,自然環(huán)境,物質(zhì)流,環(huán)境－社會系統(tǒng),物質(zhì)載體,,,,自然科學(xué),工程科學(xué),環(huán)境標(biāo)準(zhǔn) 環(huán)境統(tǒng)計,環(huán)境監(jiān)測,,,目的和任務(wù),特點和分類,程序與方法,質(zhì)量保證,一、環(huán)境監(jiān)測,是環(huán)境管理工作的一個重要組成部分，它通過技術(shù)手段測定環(huán)境質(zhì)量要素的代表值以把握環(huán)境質(zhì)量的狀況，這是獲取環(huán)境管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)性工作。,（一）環(huán)境監(jiān)測的目的和任務(wù),,,,污染源的監(jiān)測,,,環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測,（二）環(huán)境監(jiān)測的特點和分類,,,,,,,時序性,,監(jiān)測對象的綜合 監(jiān)測手段的綜合,,,,,,,,分類,研究性監(jiān)測 污染事故監(jiān)測 仲裁監(jiān)測,,環(huán)境要素監(jiān)測污染源的監(jiān)測,,,特殊目的監(jiān)測,常規(guī)監(jiān)測,（三）環(huán)境監(jiān)測的程序和方法,,,,,確定監(jiān)測項目,,現(xiàn)場調(diào)查,資料收集,監(jiān)測點布設(shè),采樣時間和方法的確定,結(jié)果報告,數(shù)據(jù)處理和分析,環(huán)境監(jiān)測的程序,環(huán)境監(jiān)測的方法,物理,化學(xué),生物,人工,自動化,……,遙感,信息,數(shù)學(xué)技技術(shù),技術(shù),技術(shù),發(fā)展,更新,（四）環(huán)境監(jiān)測的質(zhì)量保證,環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)是有關(guān)保護環(huán)境、控制環(huán)境污染與破壞的各種具有法律效力的標(biāo)準(zhǔn)的總稱。它是由國家按照法定程序批準(zhǔn)的技術(shù)規(guī)范；是國家環(huán)境政策在技術(shù)方面的具體體現(xiàn)，也是執(zhí)行各項環(huán)境法規(guī)的基本依據(jù)。,（一）環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)基本概念,環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)是為了保護人群健康、社會物質(zhì)財富和維持生態(tài)平衡，對大氣、水、土壤等環(huán)境質(zhì)量、對污染源的監(jiān)測方法以及其他需要所制定的標(biāo)準(zhǔn)。,——中華人民共和國 環(huán)境保護標(biāo)準(zhǔn)管理辦法,,,,,,,,我國 環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)體系,六類,二級,兩種執(zhí)行規(guī)定,環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 污染物排放標(biāo)準(zhǔn) 環(huán)境基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn) 環(huán)境方法標(biāo)準(zhǔn) 環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 環(huán)境保護儀器設(shè)備標(biāo)準(zhǔn),國家級標(biāo)準(zhǔn)地方級標(biāo)準(zhǔn),強制性標(biāo)準(zhǔn)推薦性標(biāo)準(zhǔn),,（二）環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的制定,,,,保證人體健康,,,國際/國家 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)定,綜合資源管理、 區(qū)域經(jīng)濟環(huán)境規(guī)劃,,,,,,制定環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和參考資料數(shù)據(jù),與生態(tài)環(huán)境和人類健康有關(guān)的各種科學(xué)基準(zhǔn)值,環(huán)境質(zhì)量的目前狀況、污染物的背景值和長期的環(huán)境規(guī)劃目標(biāo),當(dāng)前國內(nèi)外各種污染物處理技術(shù)水平,國家的財力水平和社會承受能力， 污染物處理成本和污染造成的資源經(jīng)濟損失等,國際上有關(guān)環(huán)境的協(xié)定和規(guī)定，其他國家的基準(zhǔn)／標(biāo)準(zhǔn)值； 國內(nèi)其他部門的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)（如衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、勞保規(guī)定）,科學(xué)原理,,排放標(biāo)準(zhǔn)的制定:以經(jīng)濟上適用的污染物 綜合治理技術(shù)為依據(jù),,概念和特點,統(tǒng)計的內(nèi)容,應(yīng) 用,三、環(huán)境統(tǒng)計,（一）環(huán)境統(tǒng)計的概念和特點,環(huán)境統(tǒng)計是用數(shù)字表現(xiàn)人類活動引起的環(huán)境變化及其對人類的影響的反映。環(huán)境統(tǒng)計包括為了取得和環(huán)境統(tǒng)計資料而進(jìn)行的設(shè)計、調(diào)查、整理和統(tǒng)計分析等各項工作。,,,,統(tǒng)計數(shù)字資料,,,統(tǒng)計數(shù)字報告,環(huán)境統(tǒng)計,,結(jié)果,,,,涉及面廣 綜合性強,,,,,,,創(chuàng)建階段,,介于社會/自然 技術(shù)性強,,經(jīng)濟社會統(tǒng)計： 社會性、廣泛性、數(shù)量性等特點,（二）環(huán)境統(tǒng)計的內(nèi)容,聯(lián)合國統(tǒng)計司1977年提出，環(huán)境統(tǒng)計的范圍包括土地、自然資源、能源、人類居住區(qū)和環(huán)境污染五個方面。但對各國的環(huán)境統(tǒng)計沒有提出統(tǒng)一的指導(dǎo)意見。,,,,,,,,,（三）環(huán)境統(tǒng)計在環(huán)境管理工作中的應(yīng)用,,,,,,,,,環(huán)境統(tǒng)計分析報告,,環(huán)境統(tǒng)計分析的結(jié)果，一般是用環(huán)境統(tǒng)計分析報告（包括數(shù)字、曲線和圖表）的形式，向政府、企業(yè)和公眾及研究人員提供的豐富的環(huán)境信息。,環(huán)境統(tǒng)計資料,環(huán)境統(tǒng)計分析,政府,企業(yè),公眾,研究人員,,調(diào)查,揭 示,數(shù)據(jù)資料中包含的環(huán)境變化與經(jīng)濟發(fā)展的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律,,,第二節(jié),環(huán)境管理的實證方法,,,,,,,,,,,,,,,,,人類社會,自然環(huán)境,,,,,實驗,調(diào)查問卷,案例研究,實地研究,無干擾,文本分析,……,實證研究,環(huán)境管理的規(guī)律,一、實驗方法,一、實驗方法,,（三）環(huán)境統(tǒng)計的應(yīng)用,（一）實驗方法對于管理科學(xué) 的重要性,,,,實 驗,假 設(shè),經(jīng) 驗,科 學(xué),,“實驗－假設(shè)－實驗－再假設(shè)”的發(fā)展軌跡,管理也是一門科學(xué)。管理科學(xué)也要進(jìn)行科學(xué)實驗，其重要性相對于自然科學(xué)而言是一樣的。,閱讀材料：,,1．泰勒的鐵鍬試驗和金屬切割實驗,泰勒的鐵鍬試驗,,,1880－1900年310臺不同的機器，把80萬磅鋼鐵切成碎屑，記錄了50000次試驗數(shù)據(jù)：總結(jié)出影響工作效率的12項因素，以及各因素間的數(shù)量關(guān)系，并設(shè)計出一把專用快速計算尺，在此基礎(chǔ)上制訂工藝規(guī)范和勞動定額 。,,新工人比十年以上老工人的生產(chǎn)效率還高2～9倍,20萬,$,企業(yè)獲得了“比 為實驗所支付的要多得多的收入”,金屬切割實驗,,2．梅奧的霍桑實驗,,《工業(yè)文明的人類問題》,“人際關(guān)系學(xué)”,“物質(zhì)激勵”與“精神激勵” 對比試驗,,,3．勒溫實驗,,被動參予,A組采用講演方式,B組采用討論加實習(xí)方式,主動參予,,3％,,32％,（三）環(huán)境統(tǒng)計的應(yīng)用,（二）環(huán)境管理實驗方法的 主要步驟,,,,,,,,環(huán)境管理實驗方法具有雙重特性,管理科學(xué)實驗,,環(huán)境科學(xué)實驗方法,企業(yè)管理 工商管理……,,,,,環(huán)境化學(xué) 環(huán)境生物學(xué) 環(huán)境物理學(xué) 環(huán)境地學(xué)……,,,環(huán)境管理實驗,·實驗室實驗 ·現(xiàn)場實驗,,,,,,·,,·,,,,,,,·,,,實驗 設(shè)計,提出實驗問題、明確實驗?zāi)康摹?選擇實驗對象，給出實驗假設(shè)。,相關(guān)實驗因素的控制,預(yù)備實驗,,,,實驗 實施,實驗 分析,環(huán)境管理實驗方法的主要步驟,,閱讀材料：,,環(huán)境管理學(xué)的實驗建議,,1．校園廢舊一次性電池回收實驗的建議,,,,,數(shù)量不多 使用周期較長 電池重量和體積不大 價值也不大,一次,電,池,,傳統(tǒng)上的回收廢紙、飲料瓶、一次性餐盒的辦法,,,,,大學(xué)校園最佳回收方案,上海市華東師范大學(xué)2006年一個初步問卷調(diào)查研究表明:,,2．其他環(huán)境管理實驗的建議和說明,小區(qū)生活垃圾分類問題、公園草坪上遺留垃圾問題等,超市塑料袋問題,一次性筷子問題,下水道井蓋被盜問題,城市小廣告問題,廢紙回收問題,破壞綠化問題,（三）環(huán)境統(tǒng)計的應(yīng)用,（三）實驗方法的注意事項,,,,,,,實驗結(jié)果 社會調(diào)查結(jié)果,參考組、對比組,精心設(shè)計 進(jìn)行實驗,自愿受試、保守受試者的私人機密、對受試者無害、讓受試者知情等,,,注意事項,注意事項,實驗方法的注意事項,二、問卷調(diào)查法,調(diào)查問卷,案例研究,實地研究,文本分析,二、問卷調(diào)查法,,（一）問卷調(diào)查方法概述,問卷調(diào)查方法：通過設(shè)計、發(fā)放、回收問卷，獲取某些社會群體對某種社會行為、社會狀況的反映的方法。研究者可以通過對這些問卷的統(tǒng)計分析來認(rèn)識社會現(xiàn)象及其規(guī)律。,國際上通用的管理科學(xué)規(guī)范研究方法之一,,閱讀材料：,,問卷調(diào)查在環(huán)境管理中的主要應(yīng)用領(lǐng)域,,,1．環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查 2．環(huán)境問題調(diào)查 3．環(huán)境公眾參與 4．環(huán)境民意調(diào)查 5．環(huán)境價值評估,,環(huán)境管理領(lǐng)域應(yīng)用問卷調(diào)查方法開展的工作：,另如： 環(huán)境市場調(diào)查、 環(huán)境產(chǎn)品調(diào)查、 環(huán)境政策調(diào)查 等,環(huán)境管理對策方案,,,,,,·,,·,,,,,,,·,,,問卷 設(shè)計,開展 調(diào)查,處理 數(shù)據(jù),調(diào)查對象,內(nèi)容的系統(tǒng)認(rèn)識和分析,,,運用各種統(tǒng)計方法和相應(yīng)的計算機統(tǒng)計軟件,,問卷調(diào)查方法的主要步驟,（二）調(diào)查問卷的設(shè)計,,封面信,指導(dǎo)語,問題及答案,編碼及其他資料,只提問題不給答案,調(diào)查問卷,,,既提問題又給答案,,,,,,,,1．問卷的結(jié)構(gòu),,,,內(nèi)容不能過于復(fù)雜,圍繞研究的問題和被調(diào)查對象進(jìn),行問卷設(shè)計,問題總數(shù)不能過多，,被調(diào)查者可能出現(xiàn)的主觀障礙,分析,和排除,和客觀,障礙,與問卷設(shè)計相關(guān)的各種,明確,因素,,,,,·,,·,,,,,,,·,,,探索 工作,設(shè)計 初稿,修改 印制,3.問卷設(shè)計的步驟,,,·,,,試用,,6．問題的數(shù)量及順序 數(shù)量不宜太多 問卷不宜太長（20分鐘內(nèi)） 容易回答、感興趣和熟悉的問題在前 客觀性的問題在前 關(guān)于態(tài)度、意見、看法的主觀性問題 在后,一致,,,,,4．題型及答案設(shè)計 問題:填空式，是否式，多面選擇 式，矩陣式，表格式等 答案:窮盡性和互斥性,5．問題的語言及提問方式 簡短、明確、通俗、易懂,,,閱讀材料：,,張家浜整治后生態(tài)效益的調(diào)查問卷,（三）問卷調(diào)查的實施,,,,結(jié)構(gòu)訪問,,自填問卷,1．問卷調(diào)查方法的選擇,個別發(fā)送法 郵寄填答法 集中填答法,,當(dāng)面訪問法 電話訪問法,,,,,,,2．問卷調(diào)查的組織與實施,,調(diào)查員的挑選,調(diào)查員的訓(xùn)練,聯(lián)系被調(diào)查對象,對調(diào)查進(jìn)行的質(zhì)量監(jiān)控,……,（四） 調(diào)查結(jié)果的數(shù)據(jù)處理和分析,將原始觀測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成清晰、規(guī)范的數(shù)字、代碼，供后續(xù)定量分析使用，其主要工作是編碼、分類，將數(shù)據(jù)輸入計算機系統(tǒng)。,數(shù)據(jù)處理,利用計算機統(tǒng)計軟件，從問卷調(diào)查得到的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)變量的特征、變化規(guī)律及變量之間關(guān)聯(lián)的分析過程。在數(shù)據(jù)分析中，常采用各種統(tǒng)計學(xué)分析方法和軟件進(jìn)行。,數(shù)據(jù)分析,閱讀材料：,,問卷調(diào)查中常用的數(shù)據(jù)統(tǒng)計 分析方法和軟件簡介,,,,,多變量 統(tǒng)計分析,,,三、實地研究方法,調(diào)查問卷,案例研究,實地研究,文本分析,三、實地研究方法,,（一）實地研究方法概述,一種深入到研究對象生活背景中，以參與觀察和無結(jié)構(gòu)訪談的方式收集資料，并通過這些資料的定性、定量分析來理解和解釋現(xiàn)象的研究方法。 “參與觀察”，指研究者必須深入到研究對象所處的真實社會生活之中，通過看、聽、問、想，甚至體驗、感受、領(lǐng)悟等進(jìn)行觀察。,實地研究方法,,研究者身份,,作為觀察者的參與者,作為參與者的觀察者,實地研究方法中的研究者身份,,,研究方式,,觀察,訪談,實地研究的主要方式,正式訪談 非正式訪談,（二）實地研究的主要步驟,,,,,·,,,總結(jié) 分析,,,·,,,記錄,,,·,,取得信任 建立友善,,,·,,,獲準(zhǔn) 進(jìn)入,,,,·,,,選擇 實地,實地研究方法的主要步驟,正式的、合法的身份以及單位的介紹信/上級領(lǐng)導(dǎo)的推薦介紹等 “關(guān)鍵人物”或“中間人” 幫助 研究者通過自身努力進(jìn)入被研究對象的生活世界,,觀察記錄 訪談記錄,,,（三）實地研究方法的特點,與其他實證方法相比，實地研究既是一個資料收集和調(diào)查的過程，同時也是一個思考和形成理論的過程，這是一個非常明顯的特點。,,,,,,,,①適合在真實的自然和社會條件下觀察和研究人們的態(tài)度和行為； ②研究的成果詳細(xì)、真實、說服力強，研究者常?？梢耘e出大量生動、具體、詳細(xì)的事件說明研究結(jié)論； ③方式比較靈活，彈性較大，相比實驗和問卷調(diào)查，操作程序不十分嚴(yán)格，在過程中可進(jìn)行靈活的調(diào)整； ④適合研究現(xiàn)象發(fā)展變化的過程及其特征。,實地研究方法的優(yōu)點,,,,,,,,①資料的概括性較差，以定性資料為主，一般缺少定量的分析，所得結(jié)論難以推廣到更大范圍； ②可信度較低，由于研究者所處地位、能力、主觀判斷的差別，加上實地研究很難重復(fù)進(jìn)行，導(dǎo)致研究結(jié)論難于檢驗； ③實地研究不可避免會對被研究者施加影響； ④所需要的時間長、精力多、各項花費大； ⑤可能涉及一些社會倫理道德問題。,實地研究方法的缺點,四、無干擾研究方法,,調(diào)查問卷,案例研究,實地研究,文本分析,四、無干擾研究方法,（一） 無干擾研究方法概述,,研究方式,,三大類無干擾研究方法,,,,文本分析方法,,歷程比較 分析方法,,,無干擾研究方法的特征和缺點,研究的變量和對象；,研究者無法,操縱和控制所,研究者在研究之前不需,進(jìn)行假設(shè)，一般也不存在先入 之見；,研究者不用直接接觸 也不會干擾研究 對象,特 征,缺 點,資料收集存在多 種困難、收集到的信息 的準(zhǔn)確程度難于核實、研究 者的研究能力和時間經(jīng)費的條件對研究的影響很大、研究 結(jié)果難于比較等,（二）文本分析方法將文件中的文字和圖象信息從零碎和定性形式轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)和定量形式的一種研究方法。與問卷調(diào)查和實地研究方法不同，文本分析方法是利用他人為了其他目的而收集或編寫的研究資料，借以達(dá)到自己的研究目標(biāo)。,,,,,·,,·,,,,,,,·,,,提出 假設(shè),變量抽取 屬性分類,結(jié)果 分析,文本分析方法的步驟,,,·,,,資料 分析,（三）現(xiàn)有數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法 該方法能夠從現(xiàn)有的統(tǒng)計數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)問題，提出假設(shè)，通過統(tǒng)計分析進(jìn)行檢驗和解釋，非常有利于發(fā)現(xiàn)研究對象中存在的現(xiàn)實問題，相對而言，比較容易地做出有創(chuàng)新性和發(fā)現(xiàn)性的成果和結(jié)論。,,,,,,,,,現(xiàn)有的統(tǒng)計數(shù)據(jù),研究報告,官方統(tǒng)計資料,信息調(diào)查研究機制和咨詢公司的數(shù)據(jù)庫,,（四）歷史比較分析方法通過系統(tǒng)地收集和客觀評價以住事件的有關(guān)資料，用以驗證涉及因果關(guān)系、相關(guān)關(guān)系的問題假設(shè)，起到解釋當(dāng)前事件和預(yù)測未來事件的作用。,,“事件研究方法”,,,,,,·,,·,,,,,,,·,,,提出 假設(shè),變量抽取 屬性分類,結(jié)果 分析,歷史比較分析方法的步驟,,,·,,,資料 分析,五、案例研究方法,五、案例研究方法,,（一） 案例研究方法概述,案例研究方法通過對一個或多個案例進(jìn)行調(diào)查、研究、分析、概括、總結(jié)而發(fā)現(xiàn)新知的過程。案例研究方法是通過對相對小的樣本進(jìn)行深度調(diào)查，歸納、總結(jié)現(xiàn)象背后的意義和基本規(guī)律，它是與實驗方法，問卷調(diào)查方法相并列的一種管理科學(xué)研究方法。,,案例研究目前使用的具體方法,案例研究方法,,,,·,,,報告 檢驗,,,·,,,分析 數(shù)據(jù),,,·,,搜集 數(shù)據(jù),,,·,,,選擇 案例,,,,·,,,建立 框架,案例研究方法的主要步驟,第三節(jié),環(huán)境管理的模型方法,一、環(huán)境模擬模型,一、環(huán)境模擬模型,,環(huán)境模擬模型利用定量化的指標(biāo)和數(shù)學(xué)模型對環(huán)境社會系統(tǒng)中的人類社會活動行為及其引起環(huán)境變化情況進(jìn)行模擬和模仿，以便科學(xué)和準(zhǔn)確地描述環(huán)境社會系統(tǒng)的運行狀況和規(guī)律，為環(huán)境管理提供技術(shù)依據(jù)。,（一） 人類社會環(huán)境行為的模擬,,環(huán)境社會系統(tǒng) 四維空間,時序上,范圍上,業(yè),業(yè),人口數(shù)量發(fā)展的模擬， 常用的指數(shù)模擬模型：,式中：Nt是t年的人口總數(shù)；Nt0為t0年人口基數(shù)；k為人口增長率。,能夠精確模擬的人類社會行為比較少。,例：,,環(huán)境要素模擬有較多成熟模擬模型，多稱為環(huán)境質(zhì)量模擬模型。 這些模型根據(jù)環(huán)境要素的運動、遷移、轉(zhuǎn)化規(guī)律，模擬出它們在人類社會活動影響下的變化情況和趨勢，為科學(xué)和定量地了解、認(rèn)識人類社會活動對環(huán)境的影響提供了技術(shù)依據(jù)。,（二）環(huán)境要素的模擬,,例,大氣和水環(huán)境模擬模型，其理論基礎(chǔ)都是三維的流體動力學(xué)模型：,C是污染物濃度； Ex、Ey、Ez分別為x、y、z方向上的湍流擴散系數(shù)； ux、uy、uz分別為x、y、z方向上的流速分量； K為反應(yīng)速率常數(shù)。,式中：,二、環(huán)境預(yù)測模型,二、環(huán)境預(yù)測模型,,,,,,,,環(huán)境預(yù)測依據(jù)調(diào)查或監(jiān)測所得到的歷史資料，運用現(xiàn)代科學(xué)方法和手段給出未來的環(huán)境狀況和發(fā)展趨勢，為防止環(huán)境進(jìn)一步惡化和改善環(huán)境的對策提供依據(jù)。,,,,,,（一）預(yù)測與預(yù)測模型,,,,,,預(yù)測結(jié)果的正確性在很大程度上決定于預(yù)測者選用的預(yù)測方法是否恰當(dāng)。 常用五大類預(yù)測方法： 統(tǒng)計分析方法 因果分析方法 類比分析方法 專家系統(tǒng)方法 物理模擬預(yù)測方法,,常指環(huán)境數(shù)學(xué)模型，是用一個或一組數(shù)學(xué)方程（包括代數(shù)方程、微分方程或差分方程等）來表示所預(yù)測的環(huán)境社會因素隨時間變化的形式或環(huán)境社會系統(tǒng)各要素之間的關(guān)系，來計算環(huán)境社會系統(tǒng)未來的變化與狀態(tài)，達(dá)到環(huán)境預(yù)測的目的。,環(huán)境預(yù)測模型,,,,,,（二）主要的環(huán)境預(yù)測模型,,,,趨勢外推預(yù)測模型,,,專家系統(tǒng)預(yù)測模型,,因果關(guān)系預(yù)測模型,,四大環(huán)境預(yù)測模型,,,,,,,,,,,,,,類型 數(shù)學(xué)表達(dá)式 一元線性回歸模型 多元線性回歸模型 指數(shù)模型 生長曲線（皮爾模型） 生長曲線（皮龔珀茲模型）,1．趨勢外推預(yù)測模型,Q為污染源源強； C為污染物濃度； u為平均風(fēng)速； σy、σz是分別用濃度分布標(biāo)準(zhǔn)差表示的y和z軸上的擴散參數(shù)； He是煙囪有效高度。,2.因果關(guān)系預(yù)測模型,例 大氣環(huán)境質(zhì)量預(yù)測最常用的高斯模型就是因果關(guān)系預(yù)測模型，在一系列條件假定后，導(dǎo)出標(biāo)準(zhǔn)形式為：,,,水環(huán)境質(zhì)量預(yù)測最常用的S－P模型也是因果關(guān)系預(yù)測模型：,例,V是平均流速； L為距離起點x處的BOD濃度； c為距離起點x處的DO濃度； K1和K2為BOD的耗氧和大氣復(fù)氧系數(shù)； cs為河水中飽和溶解氧濃度。,,,,3．灰色預(yù)測模型,部分信息已知，另一部分信息未知的系統(tǒng)稱為灰色系統(tǒng)。 由于部分信息未知，所以很難建立對信息量要求較大的因果關(guān)系預(yù)測模型，這時可采用對信息量要求較少的灰色預(yù)測模型。,例：GM(1,1)模型預(yù)測 ①對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行累加生成 ②利用生成后的數(shù)列進(jìn)行建模 ③在預(yù)測時再通過反生成以恢復(fù)原貌， 計算預(yù)測值。,GM(1,1)模型的白化微分方程為：,4．專家系統(tǒng)預(yù)測模型,將專家群體作為索取預(yù)測信息的對象，組織環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域（有時也需要請其他科學(xué)領(lǐng)域）的專家運用專業(yè)知識和經(jīng)驗進(jìn)行環(huán)境預(yù)測的方法。 專家預(yù)測法的特點在于可以對某些難以用數(shù)學(xué)模型定量化的因素考慮在內(nèi)，在缺乏足夠統(tǒng)計數(shù)據(jù)和原始資料的情況下，可以給出定量估計。,特爾斐法,,形成了一套如何組織專家、充分利用專家的創(chuàng)造性思維進(jìn)行預(yù)測的理論和方法； 不依靠一個或少數(shù)專家，而依靠專家群體（包括不同領(lǐng)域的專家），可以消除個別專家的局限性和片面性； 在定性分析基礎(chǔ)上，以打分的方式作出定量預(yù)測。,現(xiàn)代的專家預(yù)測法的三方面飛躍：,5．其他環(huán)境預(yù)測模型,三、環(huán)境評價模型,三、環(huán)境評價模型,,,,,,,,,,,,（一）環(huán)境評價模型概述,,,,,,通過一些定量化的指標(biāo)來反映環(huán)境客觀屬性及其對人類社會需要的滿足程度，并將這些定量化的指標(biāo)利用數(shù)學(xué)手段構(gòu)建起相應(yīng)數(shù)學(xué)模型，從而定量評價和反映環(huán)境的優(yōu)劣和滿足人類社會需要的程度，并評價和預(yù)測人類活動對環(huán)境的影響 。,,,,,,（二）環(huán)境指數(shù)評價模型,I： 單因子環(huán)境質(zhì)量指數(shù)； P：污染物在環(huán)境中的濃度； S：該污染對人類影響程度標(biāo)準(zhǔn)。,1.單因子指數(shù)評價模型,單因子指數(shù)評價模型的表達(dá)式：,,,,,,,,,,,,,,,,,類型 數(shù)學(xué)表達(dá)式,2.多因子環(huán)境指數(shù)評價模型,代數(shù)疊加型 均值型 加權(quán)型 加權(quán)平均型 突出極值型１,,,,,,,,,,,,,,,,,,,類型 數(shù)學(xué)表達(dá)式,突出極值型2 冪指數(shù)型 向量模型 均方根型 極值型,,,,,,Q為多環(huán)境要素的綜合評價指數(shù)； Wk為第k個環(huán)境要素的權(quán)重； N為參加評價的環(huán)境要素的數(shù)目。,3.綜合指數(shù)評價模型,綜合指數(shù)評價模型的表達(dá)式：,,,,,（三）其他環(huán)境評價模型,四、環(huán)境規(guī)劃模型,四、環(huán)境規(guī)劃模型,,,,,,,,,,,（一）環(huán)境規(guī)劃模型概述,,,,,,環(huán)境規(guī)劃模型是在環(huán)境模擬、預(yù)測和評價模型的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步選用一些反映人類社會未來活動和行為的強度、性質(zhì)的定量化指標(biāo)構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型。對這些模型可利用數(shù)學(xué)優(yōu)化或經(jīng)濟優(yōu)化方法計算出一組規(guī)劃方案的最優(yōu)解或滿意解，作為在時間和空間上合理安排人類社會活動和行為的環(huán)境規(guī)劃方案。,,,,,,（二）主要環(huán)境規(guī)劃模型,,,,線性規(guī)劃模型 非線性規(guī)劃模型 動態(tài)模型 ……,1.數(shù)學(xué)規(guī)劃模型,,線性規(guī)劃模型的一般表達(dá)式為：,線性規(guī)劃模型,,max z為目標(biāo)函數(shù)，一般指規(guī)劃所要達(dá)到的最優(yōu)化目標(biāo)； X為決策變量向量，X＝（x1,x2,…，xn）T，由n個決策變量構(gòu)成了向量，是規(guī)劃的備選方案； b為資源向量，b＝（b1,b2,…，bn）T，由m個資源變量構(gòu)成了向量； C為價值向量，C＝（c1,c2,…，cn），由目標(biāo)函數(shù)中決策變量的系數(shù)構(gòu)成； A為系數(shù)矩陣，由m個線性約束條件常數(shù)構(gòu)成。,圖解法 單純形法,,非線性規(guī)劃模型的一般表達(dá)式為：,非線性規(guī)劃模型,,,x＝（x1,x2,…，xn）T為n維歐氏空間En的向量，代表一組決策變量； f(x)、hi(x)、gi(x)均為決策向量x的函數(shù),,,沒有普遍適用的算法,動態(tài)規(guī)劃模型：,動態(tài)規(guī)劃模型,,核心思想：“最優(yōu)性原則”,適用于多階段的環(huán)境規(guī)劃問題,,,,2.費用效益分析通過分析、計算和比較各個規(guī)劃方案的費用和效益，從中選擇凈效益最大的方案，提供給決策者。,,,,,,,費用－效益分析模 型建立和運行步驟,,,,,,,,,（三）其他環(huán)境規(guī)劃模型,,,,,突變模型,,,,,……,,,,,,,,,,……,環(huán)境博弈 模型,單目標(biāo)和多目標(biāo) 規(guī)劃模型,確定型和不確定 性規(guī)劃模型,總量控制 和分配模型,環(huán)境投入 產(chǎn)出模型,第四節(jié),環(huán)境管理的信息方法,一、環(huán)境信息及其特點,一、環(huán)境信息及其特點,,,,（一）環(huán)境信息,環(huán)境信息是在環(huán)境管理的研究和工作中應(yīng)用的經(jīng)收集、處理而以特定形式存在的環(huán)境知識。它們可以是數(shù)字、圖像、聲音，也可以是文字、影像等以及其它表達(dá)形式。,（二）環(huán)境信息的特點,二、環(huán)境管理信息系統(tǒng),二、環(huán)境管理信息系統(tǒng),,,,環(huán)境信息系統(tǒng)環(huán)境信息系統(tǒng)是由工作人員、設(shè)備和環(huán)境原始信息等組成的系統(tǒng)，其中設(shè)備又包括計算機和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、GIS技術(shù)、各種模型庫、數(shù)據(jù)庫等軟硬件。,環(huán)境管理信息系統(tǒng) 環(huán)境決策支持系統(tǒng),,,,,,,,,環(huán)境管理信息系統(tǒng),（一）環(huán)境管理信息系統(tǒng),環(huán)境管理信息系統(tǒng)（Environmental Management Information Systems）簡稱EMIS，它是一個以系統(tǒng)論為指導(dǎo)，通過人－機結(jié)合收集環(huán)境信息，通過模型對環(huán)境信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換和加工，并據(jù)此進(jìn)行環(huán)境評價、預(yù)測和控制，最后再通過計算機和網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)實現(xiàn)環(huán)境管理的計算機模擬系統(tǒng)。,環(huán)境管理信息系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu),,,,,,,,環(huán)境管理信息系統(tǒng),（二）環(huán)境決策支持系統(tǒng),環(huán)境決策支持系統(tǒng)（Environmental Decision Support Systems）簡稱EDSS，是將決策支持系統(tǒng)引入環(huán)境規(guī)劃、管理、決策的產(chǎn)物。決策支持系統(tǒng)也是一種人機交互的信息系統(tǒng)，是從系統(tǒng)觀點，利用現(xiàn)代計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及決策理論和方法，對環(huán)境管理問題進(jìn)行描述、組織進(jìn)而協(xié)助人們完成管理決策的支持技術(shù)。,,,,,,,,,,模型庫管理系統(tǒng),模型庫,,人機交互系統(tǒng),數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),數(shù)據(jù)庫,知識庫管理系統(tǒng),知識庫,問題處理系統(tǒng),問題處理集成部件接口推理機,決策者,,,,,,,,,環(huán)境決策支持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖,三、環(huán)境信息系統(tǒng)的應(yīng)用實例,三、環(huán)境信息系統(tǒng)的應(yīng)用實例,,,,國家環(huán)境管理輔助決策支持系統(tǒng)（簡稱NEMDSS）,一個為我國環(huán)境管理與決策部門服務(wù)的，具有多種環(huán)境管理和決策功能的大型計算機輔助決策支持系統(tǒng)。,,,,,,基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),,社會環(huán)境數(shù)據(jù)庫,,城市生態(tài)質(zhì)量評價數(shù)據(jù)庫,,環(huán)境污染治理費用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫,,,,國家環(huán)境管理決策支持系統(tǒng),國家環(huán)境質(zhì)量決策數(shù)據(jù)庫,,國家環(huán)境宏觀管理決策支持系統(tǒng),,統(tǒng)計分析,,模型應(yīng)用,,,,查詢檢索,,城市生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量評價系統(tǒng),,預(yù)測評價,,AHP權(quán)值計算,,,,現(xiàn)狀評價,,國家環(huán)境質(zhì)量決策支持系統(tǒng),城市生態(tài)質(zhì)量決策評價比較,,,,國家環(huán)境質(zhì)量決策模擬,,環(huán)境污染治理費用應(yīng)用軟件,費用函數(shù)似合,,,,費用指標(biāo)函數(shù)的及時修正,,維護管理系統(tǒng),系統(tǒng)性能測試,,,,數(shù)據(jù)庫管理,,,,,,,,NEMDSS總體結(jié)構(gòu),,,,,,,,,,,5個功能,應(yīng)用,維護,,,,思考題,1.簡述我國的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)體系。 2.簡述環(huán)境統(tǒng)計的內(nèi)容。 3.簡述環(huán)境管理實驗方法的主要步驟。 4.調(diào)查問卷如何設(shè)計？ 5.實地研究方法的主要步驟。 6.主要的環(huán)境預(yù)測模型有哪些？ 7.費用—效益分析模型建立與運行的步驟。 8.簡述環(huán)境管理信息系統(tǒng)的組成和設(shè)計方法。,