基于遗传算法的化工园区环境风险分析与规划

发布时间：2017-05-22 13:16

  本文关键词：基于遗传算法的化工园区环境风险分析与规划，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在区域发展战略或规划中,规划方案与环境风险有明显的相关性。本研究针对我国现阶段已经进行的战略环境评价中对环境风险关注不足的现状,以大连松木岛化工园区为例,从常规环境风险及突发性事故环境风险两个方面建立化工园区大气环境风险分析及规划方法体系,研究方法及结论如下。(1)化工园区规划方案大气环境风险分析方法针对化工园区周边居民面临的突发性环境风险,建立了基于信息扩散法的突发性环境风险区划方法,对规划区内主要突发性环境风险源的风险信息进行有效扩散,得到突发性环境风险区划图。研究结果表明,松木岛化工园区现有规划实施后,突发性风险值最高的五级区域面积12.7kmm2,常住人口3102人,突发性风险值高的四级区域面积10.9km2,常住人口1930人,风险值居中的三级区域面积9.80km2,常住人口1895人,风险值低的二级区域面积12.0kmm2,常住人口2077人,风险值值最低的一级区域面积52.0km2,常住人口7443人。就周边居民面临的常规环境健康风险,建立了基于指示性污染物的区域非突发性大气环境健康风险区划方法,可得到区域大气环境健康风险区划图。根据松木岛化工园区现有规划方案的分析结果,规划实施后,人群健康轻度受损区面积为3.70km2,常住人口560人,相比规划实施前,人群死亡率可能增加的幅度为1/200～1/500；人群健康轻微受损区面积为29.6km2,常住人口2883人,人群死亡率可能增加1/500～1/1000；人群健康略微受损区面积为207km2,常住人口15947人,人群死亡率可能增加1/1000～1/2000。利用层次分析和模糊评价相结合的方法综合评价区域环境风险等级,结果表明,松木岛化工园区综合环境风险水平为一般偏较高。(2)基于遗传算法和集对理论的化工园区环境风险优化将遗传算法引入战略及规划环评,建立GA-LRS系列环境风险优化模型,对化工园区内土地利用及环境风险源布局方案进行全局优化,从而求得突发性风险源及非突发性风险源最优化布局方案,最大限度减轻区域环境风险。模型运行结果确定了松木岛化工园区的土地利用方案及园区内7个突发性风险源及2个非突发性风险源的最优位置坐标。为了证明遗传算法的适应性,本研究利用集对理论对GA-LRS优化方案、传统算法优化方案及原方案进行不同方案间环境风险对比分析,结果表明：GA-LRS方案同一度最高,为0.918964,其次为传统算法优化方案,同一度为0.910995,原方案同一度为0.856240。从而可确定GA-LRS方案为最优方案。
【关键词】：环境风险 风险区划 遗传算法 集对理论
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X82
【目录】：

• 创新点摘要5-6
• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第1章 绪论13-34
• 1.1 研究背景及意义13-15
• 1.1.1 已经到来的环境风险时代13-14
• 1.1.2 论文研究意义14-15
• 1.2 相关理论及国内外研究进展15-28
• 1.2.1 环境风险及其分类15-19
• 1.2.2 环境风险评价的出现19-20
• 1.2.3 战略环境风险评价的出现及研究现状20-25
• 1.2.4 战略及规划环境风险评价的特点25-27
• 1.2.5 战略环境风险评价目前存在的问题27-28
• 1.3 研究内容及拟解决问题28-34
• 1.3.1 问题的提出28-29
• 1.3.2 研究内容29-32
• 1.3.3 拟解决的关键科学问题32
• 1.3.4 技术路线32-34
• 第2章 研究区概况34-41
• 2.1 社会环境概况34-35
• 2.1.1 地区社会经济环境基础34
• 2.1.2 规划区域社会经济环境34-35
• 2.2 自然环境概况35-39
• 2.2.1 地理位置35
• 2.2.2 地质地貌35-36
• 2.2.3 地震烈度36
• 2.2.4 气象气候36-39
• 2.3 研究区域规划方案39-41
• 2.3.1 松木岛化工园区发展战略39
• 2.3.2 园区布局规划39-41
• 第3章 化工园区SEA中突发性大气环境风险分析方法研究41-68
• 3.1 研究框架41-43
• 3.2 规划方案分析43-44
• 3.3 信息缺乏状态下基于信息扩散法的区域突发性环境风险分析44-56
• 3.3.1 现行风险评价导则中的计算模式44-50
• 3.3.2 建设项目风险评价导则在SEA中运用的不适应性50
• 3.3.3 在SEA中利用信息扩散法进行风险分析50-56
• 3.4 信息充分状态下的区域突发性环境风险分析56-67
• 3.4.1 规划区域环境风险识别及筛选57-60
• 3.4.2 区域内典型事故情景模拟60-61
• 3.4.3 园区内最典型的泄漏事故的后果分析61-66
• 3.4.4 不同级别的突发性环境风险区划66-67
• 3.5 本章小结67-68
• 第4章 化工园区SEA中非突发性大气环境风险分析方法研究68-79
• 4.1 研究框架68-69
• 4.2 指示性污染物69-71
• 4.2.1 指示性污染物确定69-70
• 4.2.2 人群健康与指示性污染物之间的暴露响应关系70-71
• 4.3 SEA中非突发性大气环境健康风险评价方法的建立71-78
• 4.3.1 模型建立72-74
• 4.3.2 规划方案大气环境健康风险模拟74-78
• 4.4 本章小结78-79
• 第5章 化工园区综合环境风险等级分析79-89
• 5.1 评价指标体系的确定79-80
• 5.1.1 指标体系的建立原则79
• 5.1.2 确定指标体系79-80
• 5.2 评价方法80-82
• 5.2.1 层次分析法81-82
• 5.2.2 模糊综合评价82
• 5.3 过程及评价结果82-88
• 5.3.1 建立权重判断矩阵82-83
• 5.3.2 权重的计算结果83-85
• 5.3.3 各指标的隶属度85-87
• 5.3.4 评价结果计算87-88
• 5.4 本章小结88-89
• 第6章 基于GA的化工园区规划优化方法研究89-123
• 6.1 环境风险源布局优化的算法选择—遗传算法89-90
• 6.2 遗传算法相对其他算法的特点90-94
• 6.2.1 遗传算法与传统算法90-91
• 6.2.2 遗传算法与其他新兴智能算法91-94
• 6.3 遗传算法的基本理论94-97
• 6.3.1 遗传算法的基本思想94
• 6.3.2 遗传算法的起源及国内外研究现状94-96
• 6.3.3 遗传算法中的基本概念96-97
• 6.4 GA-LRS模型97-121
• 6.4.1 SEA早期介入时区域环境风险布局优化的数学模型97-102
• 6.4.2 SEA中晚期介入时区域环境风险布局优化的数学模型102-103
• 6.4.3 利用遗传算法解决优化问题的基本步骤103-104
• 6.4.4 程序设计及优化计算结果104-120
• 6.4.5 优化结果评价120-121
• 6.5 本章小结121-123
• 第7章 基于集对理论的规划方案环境风险对比分析法研究123-139
• 7.1 风险对比在规划环评中的意义123-124
• 7.2 待比选方案124-127
• 7.3 不同方案环境风险对比方法之一127-129
• 7.4 不同方案环境风险对比方法之二129-138
• 7.4.1 关于集对理论129-132
• 7.4.2 基于集对理论的规划方案环境风险对比分析132-138
• 7.5 本章小结138-139
• 结论139-142
• 参考文献142-154
• 附录 化工园区综合环境风险指标权重判断矩阵154-159
• 攻读学位期间公开发表论文159-160
• 致谢160-161
• 作者简介161

【参考文献】

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