垃圾焚烧厂C题.doc

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1、垃圾焚烧厂的经济补偿问题摘要随着时代的不断发展、人类不断的进步，以至于人类的需要越来越大。其中造成的主要问题是产生垃圾无法立即解决，致使出现“垃圾围城”问题。亟待人们去解决。因此，垃圾焚烧成为其主要解决手段。但由于其垃圾焚烧监管不严与大量污染排放，对其附近居住的人民有很大的危害。即需要建立令人民民众信服的一套全方位垃圾焚烧厂环境监控体系，并根据其污染程度，对其受到污染的群众进行经济补偿。在问题1中，首先，把污染物对居民的危害程度转化为污染物浓度，通过对其浓度的测量，可知，其危害程度。其次，建立7种污染物多元的高斯烟羽扩散模型，把该垃圾焚烧厂烟筒定位起点。同时，考虑到该地区的四季温度、风、降雨量

2、与大气稳定度对其污染物扩散的影响，分别计算其扩散因子。最后，把其高斯坐标转化为地理坐标，并建立污染物浓度等值线。然而需要对附近居民进行经济补偿，本文通过把7种污染物的影响进行分权叠加，算出所选节点总值（统称为污染程度）。综合考虑居民离其污染远的距离、家庭人口数量、周边环境与居住面积等方面，进行经济补偿。在问题2中，首先，在该垃圾焚烧厂附近，建立5个固定监测点。采用5点取样法，算出所选节点的污染物浓度值。并根据其附件2的参数，可判断出除尘装置是否正常工作。当所测值显示其装置正常工作时，监控体系与经济补偿同问题1一样；当所测值显示其装置出现故障时，选取垃圾焚烧厂烟筒为扩散原点，东北、西南方向为主轴

3、建立主要向东南、西北两个方向的扩散模型，进而完成动态选择监控体系的构建。并对其污染物浓度进行等值区域划分。可有效地解决除尘装置故障时，对居民补偿的问题。进而完善了全方位垃圾焚烧厂的环境监控体系。关键词：高斯烟羽模型；权重叠加；扩散方程；经济补偿方案问题重述随着时代的不断发展，科技水平的不断提高与人们的生活质量不断改善，导致垃圾不断增长。现今“垃圾围城”问题已成世界性难题，其中我国数据显示，目前我国三分之二以上的城市面临“垃圾围城”的问题。因此，垃圾焚烧成为主要处理垃圾的手段之一。但是由于政府监管不严、投资者节约成本，致使我国各地垃圾焚烧厂周围环境出现严重的污染问题。事实上垃圾焚烧厂对环境的污

4、染风险与建设投资规模、运行监管力度有着直接关系。根据建设投资规模分为小型与大型垃圾焚烧厂。由于小型投资垃圾焚烧厂，污染排放严重、难以达到国家标准。故选用大型垃圾焚烧厂来处理“垃圾围城”问题，其中大型垃圾焚烧厂需要考虑垃圾运输成本、道路建设成本、建设地点与建设规模等方面，从而有效处理“垃圾围城”问题。同时需要我们建立对其测量监控系统，从周边环境考虑的外围动态监控，从而达到民众信服的水平。现深圳市某地点计划建立一个中型的垃圾焚烧厂，计划处理垃圾量1950吨/天（设置三台可处理垃圾650吨/天的焚烧炉，排烟口高度80米，每天24小时运转）。考虑垃圾焚烧厂对周围环境的污染以及其他危害因素（例如焚烧垃圾

5、排放量、距垃圾焚烧厂的距离、风向和风力以及地形地貌等），在科学计量分析的基础上，构建出环境动态监控体系，并根据其潜在污染风险对居民的合理经济补偿的需求出发，制定出合理的经济补偿方案。要求通过建模来完成以下任务：(1) 假定焚烧炉的排放符合国家新的污染物排放标准（参见附件1），根据垃圾焚烧厂周边环境设计一种环境指标监测方法，实现对垃圾焚烧厂烟气排放及相关环境影响状况的动态监控。以你设计的环境动态监控体系实际监控结果为依据，设计合理的周围居民风险承担经济补偿方案。(2) 由于各种因素焚烧炉的除尘装置（如袋式除尘器）损坏或出现其他故障导致污染物的排放增加，致使相关各项指标将严重超标（如：烟尘浓度、二

6、氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、二恶英类及重金属等排放超标，附件2给出了一台可处理垃圾350吨/天的焚烧炉正常运作时的在线排放监测记录）。请在考虑故障发生概率的情况下修正你设计的监测方法和补偿方案。问题分析1. 问题1首先，根据垃圾梵烧厂的气候条件（风力、风向与气温等因素），结合深圳市该地垃圾焚烧厂的地理位置、地形地貌，建立多元（颗粒物、汞、铅、二恶英等污染源）的大气点源高斯烟羽扩散模型。其中大气点源高斯烟羽扩散模型需要我们知道该该垃圾焚烧厂烟筒的高度、污染源距离居民居住点的距离以及有无阻挡的建筑物，利于我们绘制出污染源扩散的三维图形。目的把污染物对居民的危害程度转化为该地居民居住点的污染物浓度。

7、可知直观反映其对居民与环境的影响。其次，我们确定以垃圾焚烧厂排放污染源的烟筒为起点，按照右手定则建立高斯坐标系，并通过坐标转化为地理坐标；用扇形图形对下风区域进行筛选计算筛选计算点；并采用克里金插值法，计算任一点的污染浓度值；最终，建立对周围环境扩散影响范围生成等值线4。运用附件1中焚烧炉的排放符合国家新的污染物排放标准，判断其浓度是否超标。并借鉴重庆松藻煤矿区生态环境经济补偿研究2的经济补偿方案，建立深圳市该地区(经纬度为22.686033，114.097586)对居民的经济补偿方案。2. 问题2根据题目要求，我们需要考虑到除尘机械的工作状态（工作或故障）时，对污染物排放量的影响以及对周边居

8、民的害程度的影响。首先，在该垃圾焚烧厂附近，建立5个固定监测点。采用5点取样法，算出所选节点的污染物浓度值。并根据其附件2的参数，可判断出除尘装置是否正常工作。当所测值显示其装置正常工作时，监控体系与经济补偿同问题1一样；当所测值显示其装置出现故障时，选取垃圾焚烧厂烟筒为扩散原点，东北、西南方向为主轴，建立主要向东南、西北两个方向的扩散模型，进而完成动态选择监控体系的构建。并对其污染物浓度进行等值区域划分。可有效地解决除尘装置故障时，对居民补偿的问题。进而完善了全方位垃圾焚烧厂环境监控体系。模型假设1. 假设污染物浓度呈正态模型分布；2. 假设该地区气候处于稳定状态，不存在突发型状况（如暴风、

9、急雨以及海啸等）；3. 假设受当地地形影响较小，可以忽略不计；4. 假设题目所给数据真实可靠；5. 假设在整个空间中风速是均匀、稳定的；6. 假设在扩散过程中污染物质是守恒的；7. 假设源强是连续均匀的；8. 假设垃圾焚烧厂近期内条件稳定，污染源元素的变化属于正常更替。符号定义与说明符号符号意义符号符号意义时间，单位为秒风场，取平均值浓度，取平均值湍流交换系数拉格朗日自相关关系 横向风向浓度分布的标准差时刻拉格朗日脉动速度坐标为处污染物浓度烟筒有效高度，烟筒排放源强（污染排放量）横向、垂直方向扩散系数代表烟筒出口处平均风速，分别代表主方向、横方向和垂直向的风速矢量值，水平和垂直方向扩散系数，即

10、为污染物在方向上分布的标准差，事故点高度（烟筒高度）被解释变量(即污染源扩散的影响程度)烟筒出口处环境平均风速，烟筒出口处风速，污染释放率，；采样点的浓度烟筒混合层高距排气管下风水平距离（）邻近气象站测风仪所在高度（），常为10烟筒出口处高度（）横向（向）扩散参数回归系数和回归指数铅向（向）扩散参数回归系数和回归指数；烟气出口温度，；烟气出口流速，环境大气平均温度，去当地近5年平均值烟筒出口处的内径，样点污染源的背景值衰变指数。污染物浓度值采样点到该垃圾焚烧厂烟筒的距离模型建立与求解1. 问题11.1. 建立污染源的高斯烟羽扩散模型由于高斯扩散模式是基于统计理论而建立起来的正态模式，属于相对扩

11、散范畴。通常我们被危害的人们所接受到的某一瞬时的烟团的浓度，只考虑烟团本身宽度招生的烟雾浓度大小，而不应把烟团摆动的效应包括进来，因此这是相对扩散所决定的。这种扩散是由尺度小于烟团，或者尺度小于烟羽宽度的小尺度湍流引起的。它的浓度显然要比绝对扩散理论所预测的浓度要大，与实际烟团、烟雾浓度相符。可以有效反映出污染物扩散形势。 （1）式中：代表风场，取平均值； 代表浓度，取平均值； 为湍流交换系数；而泰勒统计模型预测的是绝对扩散的稀释过程，这种稀释过程当然速度比较快，按这种稀释过程预测出的临界危害距离就比较小。 （2） （3）式中：是拉格朗日自相关关系； 是横向风向浓度分布的标准差； 是时刻拉格朗

12、日脉动速度。我们根据污染和气象场的不同，高斯扩散模型有多种形势。并依据风向、风速、污染源排放量、烟筒的高度以及温度的影响，建议如下两种点源扩散模式：（1） 有界、高架连续点源扩散模式，在考虑地面反射条件下，其浓度的空间分布为： （4）式中：坐标为处污染物浓度； -烟筒有效高度，； -烟筒排放源强（污染排放量）; -横向、垂直方向扩散系数； 代表烟筒出口处平均风速，。（2） 无界瞬时点源模式（也成烟团模式，其中参数的含义与连续源相同），空间点处的浓度分布为： （5） -烟筒有效高度，； -烟筒排放源强（污染排放量）; -横向、垂直方向扩散系数； 代表烟筒出口处平均风速，。其中由于深圳市该垃圾焚烧

13、厂为平原地区、下风距离在10km以内的低架源，预测结果与实际值比较接近，具有较好的实用价值。因此，我们采用高斯烟羽扩散模型。首先，考虑到污染源高斯扩散形势，受当地地形的影响。我们根据附件4所给信息，利用google地图查找到焚烧厂地点（22.686033，114097586）位置，观测到该周围环境地貌。如图1所示：图1 垃圾焚烧厂地貌图我们主要对颗粒物、汞、铅、二恶英等污染源进行研究，其污染物主要受风、温度、降雨量与大气稳定度等影响。而风恰好是污染物扩散的主要动力。风，是一个矢量，用风向、风速等描述气质特征。风向，即风吹的方向，常用16个方向表示。一般我们把垃圾焚烧厂建立在居民区的下风向，有助

14、于减少对居民的危害程度。风速，为风的强弱，会影响近地面的污染物的扩散速度。污染物在大气中排放的浓度与总排放量成正比，而与平均风速成反比。我们对附件四的风向和风速数据进行处理，把2011年4月13日-2012年3月31日共有12个月份（数据如下表1）。在每一个月份里去掉其风速最高值与最低值，筛选出每月刮风风向前三个最多的数据，求出该风向的风速其平均值。同时把12个月份的数据汇总。每年分为4个季节，春季为3-5月、夏季为6-8月、秋季为9-11月与冬季为12-2月。筛选出每个季节的刮风最多的风向，并求出其季节每天风速的平均值（数据如下表2）。 表1 2011年4月-2012年3月的风速风向统计表月

15、份风速南风速西西南西北北东北东南东4月2.39（7）0.33（2）1.95（2）5月1.78（4）2.56（7）1.9（7）2.3（7）1.23（3）1.5（2）3（1）6月3.33（3）2.45（2）4.23（6）3.1（8）1.95（6）1.68（5）7月1.33（3）1.67（3）2.5（2）2（4）0.75（2）1.43（7）1.7（7）0.87（3）8月1.45（2）1.67（3）2.5（2）2（4）0.75（2）2.37（3）1.74（7）0.83（3）9月2.1（1）3.13（11）2.8（13）1.1（2）1.35（2）0.4（1）10月4.3（6）2.79(23)11月1.8

16、2）2.05（4）2.65（20）12月3.86（11）2.98（4）3.39（15）1月4.3（1）3.53（4）3.53（11）2月4.4（1）2.68（8）3.37（18）2.85（2）3月8.3（1）3.59（15）2.83（12）3.35（3）表2 深圳市季节风向、风速表风向SPD十分钟平均风速(m/s)春季3-5月西风2.85夏季6-8月东北1.92秋季9-11月西南2.75冬季12月-2月西南3.43大气稳定度，也是影响大气稀释能力的一个重要因素。在白天，太阳的辐射使地面温度上升，靠近地面的空气密度闭上空的小，轻的空气在下，容易使上下空气对流扰动。这是大气处于不稳定状态，向空气

17、中排放的污染物就容易稀释。但在夜间则相反，地面发生热量向外辐射，地表冷却，温度下降，靠近地面的温度比上面的空气温度低，成为逆温。这是重的空气在下，轻的空气在上，很难使大气发生上下交换，大气处于稳定状态。这种逆温层的厚度，可达几十米以致几百米。它像一个大盖子笼罩大地，阻止地面气流上升运动，使污染物停滞积累在地面上，加剧大气污染的程度。即需要我们考虑白天与晚上两种扩散方式。气温，温度的高低影响气体扩散速率。温度越高，污染物扩散越快，反之，依然。我们通过查找深圳市气温预测3季度温度值，第一季度平均温为16.9摄氏度；第二季度为25.6摄氏度；第三季度为28.4摄氏度；第四季度为21.4摄氏度。深圳市

18、温度曲线趋势躯体如下图1。图1 深圳市季节温度趋势图降雨量，在降雨过程中，通过雨水的清洁过程，可使空气中的污染物（如颗粒物、粉尘）沉降，减小其扩散速率与扩散范围。其中也会使空气中发生化合反应，减少其污染物排放量，进而减少对居民的危害程度。（如下图2）我们也对深圳市宝安区2011年4月到2012年3月的日降水量进行统计，可知，该垃圾焚烧厂所在区域春季日降水量为2.693mm、夏季7.21mm秋季2.56mm与冬季1.073mm。图2 深圳市季度降水量模型建立污染源高斯烟羽模型以平流-扩散微分方程为依据，在风速及湍流扩散系数为定值条件下,平流-扩散微分方程的解为标准正态分布。所以通常将烟雨模型用来

19、描述空气、河流以及土壤发生污染事故中污染物质量浓度的分布，其表达式为： （6） -为时间，单位为秒，； -污染释放率，； -分别代表主方向、横方向和垂直向的风速矢量值，；-水平和垂直方向扩散系数，即为污染物在方向上分布的标准差，；-为事故点高度（烟筒高度）；-为烟筒混合层高。 污染源高斯烟羽模型以烟筒为坐标原点，风向为轴。由于所研究的是受害人群所接收到的莫伊瞬时的烟团的浓度，而人类的垂直高度一般都在2.5米以下，而大量研究表明在该范围内的浓度值与地面上浓度值相差无几。因此可以在二维尺度上展示大气扩散时2.5米以下的浓度值。此外在坐标定义中，轴为主风向，轴为横风向，因此可以令。则方程为： （7）

20、污染物高斯烟羽扩散模式参数设定平均风速的廓线模式平均风速的廓线模式是随着高度变化的，在大气扩散模型中平均风速的廓线模式定义为风速高度变化的曲线。风速的线性数学表达式称为风速廓线模式。在污染物扩散计算中，需要知道烟筒出口和烟筒有效高度处的平均风速，一般气象站只观测地面风（10高处）风速，风速廓线模式可以由地面风速推算不同烟筒高度处的风速，采用幂函数风速廓线模式（其应用性较高）。其计算公式如下：（1）当 （8）（2）当 （9）式中：-烟筒出口处环境平均风速，； -烟筒出口处风速，； -邻近气象站测风仪所在高度（），常为10； -烟筒出口处高度（）；表3 各种稳定度条件下的风速廓线幂指数值参数（GB

21、/T1301-91）稳定类型ABCDEF城市0.100.150.200.250.300.30乡间0.070.070.100.150.250.25大气稳定度分级帕斯奎尔稳定度分级：稳定度级别中，A-极不稳定，B-不稳定，C-微不稳定，D-中性，E-微稳定：F-稳定。Pasquill大气稳定度分类如下表4. 表4 Pasquill大气稳定度分类高度10风速白天（太阳辐射）夜晚（云量）强中弱多云无云6DDDDD太阳高度云量（地理纬度，倾角）辐射等级（加地面风）稳定度图3 确定大气稳定度技术路线扩散参数的选取大气扩散参数是表征湍流扩散剧烈程度的物理量，是影响污染物浓度的重要参数（或系数）与水平距离的关

22、系式为： （10）横向（向）扩散参数回归系数和回归指数；铅向（向）扩散参数回归系数和回归指数；距排气管下风水平距离（）；在计算时应注意以下几点：平原地区和城市远郊区，向不稳定方向提半级；工业区和城市中心区，提至级，向不稳定方向提一级；丘陵山区的农村或城市，同工业区。（横向、垂向扩散系数4）烟筒抬升高度的计算在大气扩散模型中，烟筒的有效高度由几何高度和抬升高度组成。实验痛的实体高度，是烟气在排出烟筒口之后因动力的抬升和热力浮升作用继续上升的高度，这个高度可达十米甚至百米，对减轻地面的大气污染有很大的作用。因此眼瞳的有效高度为： （11）其计算方式有两种，具体如下：（1）Holland公式：当大气

23、稳定度为中性，计算烟气抬升高度时，经常使用霍兰德公式： （12）式中：烟气出口流速，；烟筒出口处的平均，；烟气出口温度，；环境大气平均温度，去当地近5年平均值；烟筒出口处的内径，。（2）Briggs公式：适用于不稳定及中性大气条件不稳定或中性大气下，布里格斯公式用来确定不同的热释放率和下风向距离条件下的烟气抬升高度:模型求解 根据上文所述，我们基于GIS的污染物扩散膜你就算过程。（1）确定完污染源扩散源参数后，首先以该垃圾焚烧厂烟筒的坐标为原点，建立高斯坐标系。（2）通过坐标转换公式将高斯坐标系转为地理坐标系。（3）以烟筒为原点建立扇形区域并对计算点继续筛选。（4）调用基于VB NET编写的污

24、染源扩散模型对离散点进行计算。（5）对离散点采用普通克里金进行插值计算。（6）采用椭圆方法生成近似等值线（即污染程度）。其求解过程如下图4： 图4 模型求解过程 污染物高斯烟雨扩散模型以深圳市垃圾焚烧厂的烟筒为坐标原点，风向为轴，得出空间一点（）的污染物质量浓度值。当，且时，方程为： （13）由（13）式得出污染物质量浓度变化模型是为单个事故点（垃圾焚烧厂烟筒）为中心的独立坐标系，通过以下坐标转换方法，给出在GIS平面投影坐标系下统一的多源释放模型。设I为污染源，其在XoY坐标系下的坐标为（），为oX与风向轴iX的夹角，而其风向坐标系为XiY，现将XiY坐标系按一般坐标转换方法有： （14）因

25、只对Y轴做变换，得到，以风速因子代替 可得到统一坐标系下多个单源释放的模型： （15） 式中：为该垃圾焚烧厂烟筒的GIS坐标系位置；为事故发生时间；其余同上。起点烟筒为，时间为；而在标准与测试状况两种状态下，其烟气流量分别为与。首先，根据季节分别设定风的影响因子，春季风向为西风、风速为2.85 SPD十分钟平均风速(m/s)；夏季风向为东北、风速1.92；秋季风向为西南，风速为2.75；冬季风向为西南，风速为3.43；其次，根据季节温度设置温度扩散因子，其温度如下第一季度平均温为16.9摄氏度；第二季度为25.6摄氏度；第三季度为28.4摄氏度；第四季度为21.4摄氏度。然后根据季节降水量设置

26、降水量扩散因子，其该垃圾焚烧厂所在区域春季日降水量为2.693mm、夏季7.21mm秋季2.56mm与冬季1.073mm。其中我们假设大气稳定度为一定值，不会发生太大波动。因此，我们对烟尘、三种污染源物质，进行动态监控。同时考虑各个污染物的浓度影响，建立起对应污染物浓度与污染影响表。其浓度大小反应其危害居民程度。 经济方案补偿我们从重庆松藻煤矿区生态环境经济补偿研究2,可知，其把污染分为土壤、水源、空气三个方面。因此，我们需要根据深圳市周围居民居住点的三个方面进行考虑。综合其污染影响（污染物浓度），对其周围小区人民进行补偿。首先，我们把污染物浓度（污染影响）会分为四个等级。分别为良好、合格、轻

27、度、重度四个污染等级。其次，根据居住点居民的所在的环境（即土壤、水源、空气）的污染程度，进行叠加。然后，按照每户每家的人口数量、居住面积进行考虑。最终绘制出该垃圾焚烧周围厂经济补偿表(表5)。表5 经济补偿方案表污染程度居住点距离周边环境总体影响方案选取良好3000米以外 无 无800-1500米0-800米 合格方案1合格3000米以外 无无800-1500米 合格 无0-800米 轻度方案1轻度3000米以外合格 无800-1500米 轻度方案10-800米重度方案2重度3000米以外合格方案1800-1500米 轻度方案20-800米重度方案3 表5中整体影响分为无、合格、轻度与重度影响

28、四个等级。方案1：建立环境保护区域隔离带，阻止污染物扩散速度与范围；同时加大监管力度，使之污染源排放量在国家标准以下。其次，对周围居民建立医疗保健制度，可以居民定期检查身体健康。方案2：由于污染已经威胁到居民健康，不利于居民外出跑步、健身以及室外娱乐。我们首先建立医疗点，每年4次免费体检。其次，在垃圾焚烧厂附近建立隔离带，种植树木，减少其污染排放量；同时，在居民居住点附近种植大量树木，减少对居民的危害。由于居民活动受限，我们建立室内游乐场、图书馆以及游泳馆等，增加居民活动量。方案3：由于该地区严重污染，需要对其居民进行搬迁。我们根据居民的居住面积提供一定的安家费，同时优选安排工作。一些不愿迁移

29、的居民，我们可以定期对其经济补偿，优先提供上垃圾焚烧工作。同时，建立污染源排放处理装置，直接减少污染排放量，改善居民居住环境。问题2根据题目要求可知，该垃圾焚烧厂的除尘装置可分两种工作状态；一种是正常工作，另一种是除尘装置失灵下，机器工作。其中当该地垃圾焚烧厂出现故障时，致使烟尘浓度、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、二恶英类以及重金属等排放超标。致使原先的模型出现漏洞，需要我们进行修正。因此，我们建立动态多选体系。具体流程如下图5：开始获取监控数据处理方式1处理方式2判断监控类型错误处理监控数据处理发送处理结果结束图5 动态选择监控体系首先，我们采用五点取样法对深圳市该地垃圾焚烧厂周围环境，进行

30、取样检测。因此，我们在该地区建立5个固定监测站。从而构建动态反馈结构，根据测量值的变化范围，可知，该地垃圾焚烧厂的除尘装置是否发生故障。如果没有发生故障，我们选用处理方式1（即原污染物高斯烟羽扩散模型），对其污染源扩散形势，进行模拟。通过把污染物危害程度的影响转化为污染物浓度的多少，可以直观的观测对居民的危害程度；利于居民经济补偿体系的建立。如果除尘装置发生故障，我们采用处理方式2。即采用模型模型建立对风、气温与降雨量的数据分析，污染源的来源和传播途径可得污染源呈条带状分布，主要以西、西南与东北方向逐渐减弱，随着时间的推移，在垃圾焚烧厂西北、东南两个方向的重金属、烟尘与颗粒物污染具有很强的叠加

31、性。由此我们建立以西北、东南为主线的污染源模型，设其的表达式为： （16）浓度随距离的变化为： （17）其中为采样点到该垃圾焚烧厂烟筒的距离；为采样点的浓度；为样点污染源的背景值,为衰变指数。针对模型 ，当, (18)其环境意义为在远离污染源的地方,没有受到污染的影响,空气、土壤中某污染物的含量就是背景值, 。当, (19)其环境意义为在污染源近处,空气以及土壤中某污染物的含量达到最高值,它就是在背景值的基础上加污染值的结果,。当, (20)其环境意义为随着距污染源渐远,空气中污染物的含量逐渐降低及其变化。图6 以东北、西南为主线污染源扩散模拟过程图图6中圆圈代表取样点，其数量的多少也代表着污

32、染物浓度的多少，可以反映出其污染源的扩散形势。于是，我们根据附件2中的2014年3月颗粒物（）、（）、（）的浓度平均值。其中颗粒物为25.35（）、为42.12（）与为55.19（），可以知道，除尘装置故障或出现损坏的频率。根据其发生次数，进行概率统计。在附件2中，我们可以发现，除尘装置正常工作时，烟气流量里不含水蒸气部分，即垃圾焚烧炉除尘装置发生故障时，致使烟气中含水量增加与污染源传播速度加快。经济补偿方案首先我们根据模型，模拟污染物扩散的过程。由于其除尘装置发生故障，在西北与东南方向刮风量较少，因此，在该地垃圾焚烧厂的西北和东南两个方向，污染物扩散较慢。污染物浓度较高。我们根据等值线公式，

33、计算其污染浓度值。等值线浓度值计算公式为：Contour(i)=最小浓度+（最大浓度-最小浓度）/3*i*Exp(i-2)，i=0 to 2 （21）根据五点采样法，求取该采样点浓度的平均值，随后计算污染物浓度为C的等值点。 建立污染浓度等值区域，根据其浓度范围区域，制定相应的经济补偿方案。 颗粒物的浓度（）：19.13+（34.3-19.13）/3*i*Exp（i-2） i=0，为19.13；i=1，为20.99；i=2，29.243。 的浓度（）:31.84+（54.55-31.84）/3*i*Exp（i-2） i=0，为31.84；i=1，为34.625；i=2，46.98。 的浓度（）

34、43.65+（75.93-43.65）/3*i*Exp（i-2） i=0，为43.65；i=1，为47.608；i=2，65.17。由上述结果可知，我们建立三个污染源的等值区域，具体如下：（1） 颗粒物浓度（）的等值域划分区，、共四个浓度区；（2）的浓度（）的等值域划分区共四个浓度区；（3）的浓度（）的等值域划分区（4）共四个浓度区。根据其污染物浓度区域，并根据附件3污染物排放标准下表6。我们建立相应补偿方案，具体如下表7：表6 污染物排放标准颗粒物20mg/m3（日均）30mg/m3（时均）HCL50mg/m3（日均）60mg/m3（时均）SO280mg/m3（日均）100mg/m3（时均

35、NOx250mg/m3（日均）350mg/m3（时均）汞0.1mg/m3铅1.0mg/m3二恶英0.1ngTEQ/m3表7 经济补偿方案 污染源污染等级颗粒物浓度（）浓度（）浓度（）经济补偿方案良好000中等031.84043.65方案1合格19.132031.8434.62543.6547.608轻度2020.9934.62546.9847.60865.17方案2重度20.9929.24346.985065.17250严重大于29.243大于50大于250方案3方案1，由于该垃圾厂除尘装置工作正常，距离居民较远，同时由于降雨量与风速的影响，以及周边环境治理比较良好。故对居民潜在危险较小，我

36、们采取直接补偿的方式，对垃圾场周围，建立森林防护带，净化空气中的灰尘、颗粒物、与等污染物，使其污染物浓度降低。同时向居民宣传自我保护意识，提高居民对垃圾焚烧厂的理解，有利于垃圾焚烧厂的正常工作。并采取每年一次对当地处于该污染浓度区的居民进行每年一次的免费体检。提高居民安全意识。方案2，该污染区域处在轻度与重度污染区，危害居民健康。一是加大环境治理力度，建立隔离带，减少污染物浓度的排放量。同时由于居民处在该环境，不适宜在外运动、娱乐，我们采取优先向周围居民招工，提高居民就业率。同时，建立居民区的室内娱乐场所如图书馆、健身房等。测量方法，同时为居民讲解防范措施与以便受污染物影响的居民得到及时的治疗

37、最终，我们对每个居民进行每年2次体检活动。对受到污染物影响的居民，提供免费治疗与经济补助。方案3，由于该污染物浓度值处于严重区域，该地区危害人类健康。需要对该地区居民进行迁家落户等问题，要根据每家人口数量和土地大小进行补偿。同时对迁移较远的家庭，优先提供就业机会。每个垃圾焚烧厂都会有一定的利润空间，如发电、垃圾处理费用和清洁费用。我们会建立一套定期补偿系统，每月定期给该户居民发送经济补助。因此，需加大治理与监督力度，建立废气处理系统。把该垃圾焚烧厂烟筒排放出的污染物，经清理、过滤、吸附，减少垃圾污染物排放浓度，提高该地环境质量。六、模型优缺点分析6.1 模型优点 在问题1中， 通过把污染物对

38、居民的危害程度，转化为污染物浓度的大小。可直观地表述其影响范围、形象程度。使所建成全方位垃圾焚烧厂环境监控体系为民众所信服。在问题1中，考虑到其污染物扩散，是以烟筒为原点，向四周扩散的形式。又由于其污染物分布呈现正太分布状况，我们采取污染源高斯烟羽模型，模拟其扩散过程 。可有效、准确的估计其污染物浓度值。在问题1中， 考虑到温度、降水量、风与大气稳定度等影响，全方面设置污染物扩散参数，使模拟其污染源扩散运动更加精确、符合实际。利于经济补偿体系的建成。在问题2中，首先，在烟筒附近，建立5个监测点，并运用动态选择监控模式，对其进行监控、判断该垃圾焚烧厂除尘工作是否正常。其次，当除尘工作状态正常时，

39、补偿方案与问题1保持一致；当除尘装置工作状态出现故障时，采用以该垃圾焚烧厂为原点，东北、西南为主轴，建立主要向东南、西北两个方向的扩散模型，可有效解决除尘装置故障时，对居民补偿的问题。同时，完善了全方位垃圾焚烧厂环境监控体系。从而使模型更加精确。6.2 模型的缺点 在问题1中，需要考虑季节性台风、暴雨以及洋流的影响，提高模型可行性； 在问题2中，需要对人口年龄组成进行调查，根据其抵抗力与健康水平，进行相应的经济补偿，从而完善模型的优化。 参考文献1 陈东彦，李冬梅，王树忠，数学建模，科学出版社，20072 梁海超，重庆松藻煤矿区生态环境经济补偿研究，中国矿业大学博士论文，2013年4月3 深圳

40、市气象局：4 邬毅敏，基于GIS的大气点源污染高斯烟羽扩散模拟研究，华东师范硕士论文，2010年5月5 环境空气质量标准，环境保护部国家质量监督检验验抑疫苗总局，2012年2月29号6 秦灵灵，基于3S的“天地之中”的生态环境监测与评价，2012年5月7 叶其孝.大学生建模竞赛辅导教材.长沙，湖南教育出版社,2001.8 齐欢. 数学建模方法.武汉：华中理工大学出版社，1996.9 盛聚，谢式千，潘承毅.概率论与数理统计.北京：高等教育出版社，2008.10 袁震动，洪渊，林武忠.数学建模.上海：华东师范出版社，1997.11 韦纪麟.数学建模方法与范例.西安：西安交通大学出版社，2000.12 李世勇.工程模糊数学及应用.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2004.附录2011-04至2012-03宝安区(G3531)日雨量（单位：mm）年月/日123456789102011年4月00000000002011年5月0030.37.70.6000002011年6月00000000002011年7月0.300000000.702011年8月00000008.418.325.82011年9月0.628.39.511.80018.4002011年10月5.71.50.90.3