王媛　段晗

摘 要：水環(huán)境對人類的生存和發(fā)展具有決定性作用。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對水環(huán)境的要求越來越高。保護(hù)水環(huán)境、治理水污染已經(jīng)成為全人類的主要任務(wù)之一。本文對水污染控制規(guī)劃進(jìn)行簡單介紹，并就我國目前水污染的特點(diǎn)和存在的問題和水污染控制規(guī)劃方法展開論述。

關(guān)鍵字：水污染控制規(guī)劃；特點(diǎn)；規(guī)劃方法

1 概述

水是生命的源泉，它與能源、土地共同構(gòu)成了人類社會發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著世界人口的增長和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水環(huán)境問題日益突出。早在1997年1月，聯(lián)合國在《對世界淡水資源的全面評估》報(bào)告中指出：水資源缺乏將嚴(yán)重制約21世紀(jì)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，并可能導(dǎo)致國家間的沖突。近年來，我國水資源形勢也是不容樂觀，主要的河流受有機(jī)污染嚴(yán)重，面源污染也日益突出。我國的水資源污染到了非常嚴(yán)重的程度，水污染控制已迫在眉睫。

水污染控制規(guī)劃是對水體污染所制定的防治目標(biāo)和措施。水體的對象可以是江河、湖泊、水庫、海灣，范圍可以是河段、城市區(qū)段、河流、水系和流域等。水污染控制規(guī)劃的主要內(nèi)容是：①水質(zhì)功能區(qū)的規(guī)劃，按照不同的水質(zhì)使用功能、水文條件、排污方式、水質(zhì)自凈能力特性，劃分水質(zhì)功能區(qū)、監(jiān)控?cái)嗝?，建立功能區(qū)內(nèi)水質(zhì)管理信息系統(tǒng)等；②水質(zhì)目標(biāo)和污染物總量控制指標(biāo)規(guī)劃，規(guī)定水質(zhì)目標(biāo)與污染物排放的總量控制指標(biāo)；③治理污水規(guī)劃，提出推薦的水域污染控制方案，提出分期實(shí)施的工程設(shè)施和投資概算等。水污染控制規(guī)劃涉及的數(shù)據(jù)時(shí)海量的，運(yùn)用傳統(tǒng)的圖紙、表格、文字等手工操作和管理已顯得力不從心，也不便于數(shù)據(jù)的更新和管理，因此，在水污染控制規(guī)劃中，應(yīng)用信息技術(shù)已成必然。

2 我國目前水污染的特點(diǎn)及存在的問題

據(jù)聯(lián)合國公布，當(dāng)今世界有18%的人面臨飲水困難。我國的水利部也用“水多，水少，水臟，水渾”來形容我國目前的水資源情況。 尤其是頻繁發(fā)生的水污染事件造成了我國嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。在我國，化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是經(jīng)濟(jì)增長的重要組成部分。進(jìn)入21世紀(jì)以來，中國快速發(fā)展工業(yè)化、城市化，工業(yè)的發(fā)展和城市布局的變化使得水污染漫延， 從而造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此加大對水污染的治理力度成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的首要問題。 我國目前水污染有以下特點(diǎn)：

（1） 我國江河污染較多。以城市和工礦企業(yè)的點(diǎn)源污染為主，并沿江成為污染帶。

（2） 潛在污染源面積廣。統(tǒng)計(jì)顯示，全國共有21326家化工企業(yè)，其中 13416家位于長江和黃河沿岸；另外，珠江流域和松花江流域也分布有許多大型石化企業(yè)。遼河流域的遼陽、錦州同樣也是石化企業(yè)集中區(qū)。七大流域的重點(diǎn)排污企業(yè)達(dá)5379 家。

（3）突發(fā)性。目前我國水污染的突發(fā)事件非常頻繁， 平均每兩到三天發(fā)生一起水污染事故，就會造成相當(dāng)大的經(jīng)濟(jì)損失。

我國水污染問題如此嚴(yán)重， 也暴露出了我國在水污染治理方面的不少問題。GIS作為一個(gè)集數(shù)據(jù)和圖像為一體的信息系統(tǒng)，能夠加強(qiáng)對污染源的監(jiān)察、預(yù)測、信息查詢和空間模擬等功能。在解決水污染的許多問題中，GIS 已成為一個(gè)頗有價(jià)值的系統(tǒng)。

3 近代主要規(guī)劃方法

3.1 線性規(guī)劃法

線性規(guī)劃法是污染物總量控制規(guī)劃常用的方法之一。通過這個(gè)方法，可以求得最大污染源排放量，或最小污染物削減率，或最小污染物削減方案的總投資費(fèi)用。線性規(guī)劃通常可以分為白色線性規(guī)劃和灰色線性規(guī)劃兩種，通常所說的線性規(guī)劃是指白色線性規(guī)劃，即規(guī)劃模型中的全部參數(shù)都是已知的優(yōu)化方法。白色線性規(guī)劃法常用單純形法求解。單純形法算法簡單，理論成熟，并且有標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算程序。

白色線性規(guī)劃有一定的局限性，即所有參數(shù)必須“白化”才能求解得到滿意的優(yōu)化方案。而實(shí)際上，在水污染控制規(guī)劃中，建模所用的參數(shù)并不能全部“白化”，一些邊界條件或參數(shù)并不能準(zhǔn)確的反映實(shí)際情況，因此灰色線性規(guī)劃應(yīng)運(yùn)而生。灰色線性規(guī)劃和白色線性規(guī)劃相比，主要表現(xiàn)在：①約束條件的值能夠隨時(shí)間而變化；②約束條件的上、下限值或區(qū)間可以在一定范圍內(nèi)漂移；③目標(biāo)函數(shù)不一定是數(shù)學(xué)上的極值，還可以是相對優(yōu)化值，或者是一個(gè)灰色區(qū)間。因此灰色線性規(guī)劃比白色線性規(guī)劃更科學(xué)、更先進(jìn)、更實(shí)用。不同類型的灰色線性規(guī)劃有不同的求解方法。

3.2 層次分析法

層次分析法（AHP）是一種實(shí)用的多準(zhǔn)則決策方法。該方法1982年引入我國，它有定性與定量相結(jié)合處理各種決策因素的特點(diǎn)，以及其系統(tǒng)、靈活和簡潔的優(yōu)點(diǎn)，所以迅速在我國眾多領(lǐng)域得到廣泛重視和應(yīng)用。

層次分析法從本質(zhì)上講是一種思維方式。它把復(fù)雜問題分解成很多個(gè)組成因素，又將這些因素按照支配關(guān)系分組形成遞階層次結(jié)構(gòu)。通過兩兩比較的方法確定層次中各因素的相對重要性，然后結(jié)合決策者的判斷，確定決策方案相對重要性的總排序，從而得到最佳方案。層次分析法克服了其他決策方法過分依賴數(shù)學(xué)模型的缺點(diǎn)，更加重視決策過程中決策者的判斷和選擇，整個(gè)過程中體現(xiàn)了決策思維的基本特征，即判斷、分析和綜合。在水污染控制規(guī)劃中，將水資源的可持續(xù)利用作為決策目標(biāo)層，將環(huán)境容量分配作為準(zhǔn)則層，將污染物削減、控制措施作為方案層。這種遞階層次結(jié)構(gòu)較好地反映了水污染控制規(guī)劃的過程，因此層次分析法在水污染控制規(guī)劃中得到了廣泛的應(yīng)用。

3.3 地理信息系統(tǒng)法

地理信息系統(tǒng)（GIS）法以空間數(shù)據(jù)為研究對象、間數(shù)據(jù)庫為核心，采用空間分析和建模的方法，實(shí)時(shí)提供多種空間的和動態(tài)的資源與環(huán)境信息。它涉及人工智能、環(huán)境工程、規(guī)劃理論、地學(xué)、數(shù)學(xué)等多種學(xué)科和專業(yè)。GIS自60年代提出以后，經(jīng)過70年代的鞏固，80年代的突破，90年代己進(jìn)入全面發(fā)展和應(yīng)用階段。一些具有代表性的軟件如ARC/INFO、ARC/VIEW、MGE、GENAMAP等已在世界上擁有眾多用戶。

我國70年代末開始進(jìn)行GIS技術(shù)研究，目前已在城市規(guī)劃、城市防災(zāi)、資源管理等領(lǐng)域得到了迅速發(fā)展和應(yīng)用。它的空間分析能力、數(shù)據(jù)庫與圖形之間的動態(tài)連接等功能，對水污染控制規(guī)劃極為有價(jià)值，它能夠非常方便的將大量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形，可以用不同的顏色直觀表示出水體的污染程度，并可隨時(shí)更新數(shù)據(jù)庫，因此地理信息系統(tǒng)法具有直觀、方便、準(zhǔn)確和實(shí)時(shí)的特點(diǎn)。

4 結(jié)束語

在水環(huán)境日益受到重視的今天，針對我國水污染的特點(diǎn)，將有更多的水污染控制規(guī)劃方法應(yīng)運(yùn)而生，從而加速我國的水污染治理速度，改善水環(huán)境的現(xiàn)有狀況。

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[7]部倫等編著，《地理信息系統(tǒng)教程》，北京大學(xué)出版社，1994

作者簡介

王媛（1992—），女，漢，河北承德，鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院地理信息系統(tǒng)

段晗（1993-），女，漢，安徽阜陽人，鄭州大學(xué)，水利與環(huán)境學(xué)院，水利水電工程