CN108109073A - 基于资源环境要素耦合分析的碳排放空间配置方法 - Google Patents

基于资源环境要素耦合分析的碳排放空间配置方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于资源环境要素耦合分析的碳排放空间配置方法,述的方法包括如下步骤:步骤A、能源消费系统分析;步骤B、大气环境容量约束配置;步骤C、水资源承载力约束配置;步骤D、土地资源承载力约束配置;步骤E、多要素耦合条件下碳排放空间配置。采取多要素耦合、协同化的管理技术,将气候、能源、环境问题整合规划,将大气环境容量、土地资源、水资源等多要素进行耦合,用以实现碳排放空间的资源规划和控制;且将碳排放空间资源纳入自然资源规划和管理的范畴中,建立碳排放空间这一视角下的资源承载力的监测、评价技术体系;从而实现在巴黎气候协定框架和中国2030达峰承诺的新形势下碳排放空间的分配技术和方法。

Description

基于资源环境要素耦合分析的碳排放空间配置方法
技术领域
本发明涉及一种碳排放的配置方法,更具体的说,本发明主要涉及一种基于资源环境要素耦合分析的碳排放空间配置方法。
背景技术
目前,对于碳排放空间配置的相关技术主要包括碳排放空间的分配技术、碳排放监测和量化技术、碳排放优化调度和管控技术,其中碳排放空间的分配技术一是国家层面的排放权分配方法,以全球升温目标控制为底线,结合国家和地区间的发展阶段、人口、经济、排放历史和排放现状水平,确定碳排放空间,此类模型和方法较多。二是地区层面的排放空间分配,多是基于不同地区之间功能区差异,以此来构建碳排放总量控制目标分解模型,划分不同的减排责任,作为规划管理的支撑技术,相关技术还很不成熟,多局限于理论研究或工作部署层面。三是企业层面碳排放配额分配技术,通过历史排放法、行业基准线法或拍卖法,开展配额分配,相关技术方法比较成熟,在欧盟ETS和国内碳交易试点有较多应用。
而碳排放监测和量化技术一是以输入端的活动水平数据,乘以排放因子进行核算,进而进行碳排放量化的技术,如基于车辆路径规划的碳排放量化方法和系统。二是对重点设施二氧化碳排放浓度进行实时监测和动态数据采集的技术,如CO2浓度传感器、气体流量计、远程发射模块等技术的集成。三是对优化技术、工艺、设备产生的减排量的监测和量化技术。
对于碳排放优化调度和管控技术一是结构性优化技术。如采用生态系统碳储量最大化或人为源排放最小化为目标函数,进行土地利用结构优化设计。再如以电网排放最小化目标,优化配置常规火力发电机组的规模和工作参数。二是多情景分析比对方法,如运用马尔可夫链模型预测碳强度趋势,分别评估多个组合情景下不同能源结构对实现碳强度目标的贡献潜力,进而选择最优方案。如基于多目标高炉冶炼工序的碳排放优化方法。三是结构分析模型,包括投入产出分析技术、SDA因素分解技术等,可分析能源结构、行业结构的减排效果。
以上综合分析来看,近年来国内有关碳排放的技术、模型、方法和系统成果很多,主要包括碳排放的监测、核算、减量评估和管理系统等。但目前来看,相关技术有以下几点不足或空白:一是同类技术多集中在污染物排放监控管理的技术领域,如碳排放的监测方法、核算模型、信息系统等,没有将碳排放空间作为一种自然资源要素,引入自然资源规划和管理技术范畴;二是目前区域大气环境、水资源、水环境、土地相关的资源环境承载力的监测、评价相关技术体系较为成熟。但区域碳排放空间相关的承载力监测评价和规划管理还极少有涉及,没有形成有效技术支撑;三是现有碳排放相关监测技术、核算方法和管理系统都是基于碳排放本身的单要素评估技术,缺乏大气、水、土地、碳排放等多资源要素的系统整合和技术集成。气候、能源、环境问题“同根、同源、同步”,将相关工作整合,采取一体化、协同化管理技术措施,是大势所趋。而目前,不同资源环境要素规划管理分散,目标不协同,一些不多的碳排分配管理方法也主要考虑的是人口、经济和气候变化之前的互馈关系,放难以形成可持续发展的系统合力。
发明内容
本发明的目的之一在于针对上述不足,提供一种基于资源环境要素耦合分析的碳排放空间配置方法,以期望解决现有技术中区域碳排放空间监测评价和规划管理缺乏技术支撑,不同资源环境要素规划管理分散,目标不协同,难以形成可持续发展的系统合力等问题。
为解决上述的技术问题,本发明采用以下技术方案:
本发明所提供的一种基于资源环境要素耦合分析的碳排放空间配置方法,所述的方法包括如下步骤:
步骤A、能源消费系统分析,结果绘制得出能耗强度和能源碳密度专题图;
步骤B、大气环境容量约束配置,依据大气污染物的人口环境容量和经济环境容量,结果得出大气环境容量条件约束下的碳排放空间;
步骤C、水资源承载力约束配置,依据水资源的人口承载力和经济承载力,结果得出水资源条件约束下的碳排放空间;
步骤D、土地资源承载力约束配置,依据土地资源的人口承载力和经济承载力,结果得出土地资源约束条件约束下的碳排放空间;
步骤E、多要素耦合条件下碳排放空间配置,实施多要素图层叠加分析,得到大气、水、土资源多要素耦合条件下的碳排放空间。
作为优选,进一步的技术方案是:所述步骤A中的能源消费系统分析包括能耗强度分析与能源碳密度分析,其中能耗强度分析为依据目标年能源消费总量和地区生产总值,绘制得出能耗强度图;所述能源碳密度分析为依据目标年的煤炭、石油、天然气、非化石能源、调入调出电的能源消费比例,结合各类能源的碳排放因子,通过下式绘制得出单位能源消费的二氧化碳排放图:
式中:EC为能源碳密度,Ai为第i类能源消费量占全社会能源消费量的比例,Fi为第i类能源的二氧化碳排放因子,所述i类能源消费为煤炭、石油、天然气、非化石能源、调入调出电的消费。
作为优选,进一步的技术方案是:所述步骤B中的大气环境容量约束配置包括大气环境容量要素识别、大气环境容量分析、大气环境容量的承载力分析与图层叠加分析,所述大气环境容量要素识别为识别大气环境容量的关键污染物要素,选取至少为SO2,NOx,PM10,PM2.5,VOCs的大气主要污染物中的一个或多个类型;所述大气环境容量分析为基于A值法,通过下式计算控制区大区污染物理想容量:
式中,Q为污染物年允许排放总量限值,A为地理区域性总量控制系数,S 为控制区域总面积,Si为第i个区域的面积,Csi为第i个区域某种污染物的年平均浓度限值,Cb为控制区的本底浓度;
大气环境容量的承载力分析为:导入人均污染物排放标准参数,结合规划目标年的大气环境容量分布图,通过下式得出大气环境人口承载力分布图:
POPij=MIN(Qij/qij)
式中,POPij为第i区域第j年的人口容量,Qij为第i区域第j年污染物的环境容量,qij为第i区域第j年人均污染物排放限额;
导入大气污染物排放强度控制参数,结合规划目标年的大气环境容量分布图,通过下式得出大气环境容量的经济承载力分布图:
GDPij=MIN(Qij/Iij)
式中,GDPij为第i区域第j年大气环境容量,Qij为第i区域第j年大气环境容量,Iij为第i区域第j年的大气污染物排放强度;
所述图层叠加分析为对大气环境人口承载力、经济承载力、能耗强度、能源碳密度四大要素图层进行叠加运算,以大气环境容量约束条件来配置碳排放空间,通过下式得出本步骤的结果:
Cij=Popij×(GDPij/Popij)×EIij×ECij
式中:Cij为大气环境容量约束条件下的碳排放空间,GDPij为第i区域第j 年的经济承载力,POPij为第i区域第j年的人口容量,EI为能源消费强度,EC 为单位能源消费的碳排放强度。
作为优选,进一步的技术方案是:所述步骤C中的水资源承载力约束配置包括如下步骤:
步骤C1、通过下式模拟规划年可供水量分布图:
W=W1+W2+W3+W4
式中,W为可供水总量;Wl为地表可利用水量;W2为地下水可开采量; W3为引提调水量;W4为回用水量,其中,W1和W2取平水年多年平均值,W3和W4可采取时间序列的线性趋势外推;
步骤C2、水资源承载力分析,其中:导入人均水资源消费标准参数,结合规划目标年的可供水量分布图,通过下式得出水资源人口承载力分布图:
POPij=Wij/qij
式中:Wij为第i区域第j年可供水量;qij为第i区域第j年人均综合用水量; POPij为第i区域第j年的人口容量;
导入单位地区生产总值用水量标准参数,结合规划目标年的可供水量分布图,通过下式得出水资源经济承载力分布图:
GDPij=Wij/Iij
式中:Wij为第i区域第j年可供水量;Iij为第i区域第j年单位地区生产总值的用水量;GDPij为第i区域第j年的经济承载力;
步骤C3、图层叠加分析,对对水资源人口承载力、水资源经济承载力、能耗强度、能源碳密度四大要素图层进行叠加运算,通过下式得出水资源和碳排放空间的协同配置成果,即本步骤的结果:
Cij=Popij×(GDPij/Popij)×EIij×ECij
式中:Cij为水资源承载力约束条件下的碳排放空间,GDPij为第i区域第j 年的经济承载力,POPij为第i区域第j年的人口容量,EI为能源消费强度,EC 为单位能源消费的碳排放强度。
更进一步的技术方案是:所述步骤D中的土地资源承载力约束配置包括土地利用结构分析、土地资源承载力分析与图层叠加分析,其中:所述土地利用结构分析为导入不同期土地利用现状图,进行土地利用变化分析,识别耕地、建设用地规模和趋势,结合单位面积耕地粮食产量数据,得出粮食产量和建设用地专题图;所述土地资源承载力分析为导入人均粮食消费量标准参数,结合规划目标年的粮食产量分布图,通过下式得出土地资源人口承载力分布图:
POPij=Fij/qij
式中,F为第i区域第j年粮食产量;qij为第i区域第j年人均粮食消费量; POPij为第i区域第j年的人口容量;
导入单位地区生产总值建设用地占用量标准,结合规划目标年的建设用地分布图,通过下式得出土地资源经济承载力分布图:
GDPij=Bij/Iij
其中:Bij为第i区域第j年建设用地面积;Iij为第i区域第j年单位经济产出的建设用地占用面积;GDPij为第i区域第j年的经济承载力;
所述图层叠加分析为对土地资源人口承载力、土地资源经济承载力、能耗强度、能源碳密度四大要素图层进行叠加运算,通下式得出土地资源和碳排放空间的协同配置成果:
Cij=Popij×(GDPij/Popij)×EIij×ECij
式中:Cij为土地资源承载力约束条件下的碳排放空间,GDPij为第i区域第 j年的经济承载力,POPij为第i区域第j年的人口容量,EI为能源消费强度,EC 为单位能源消费的碳排放强度。
更进一步的技术方案是:所述步骤E中的多要素耦合条件下碳排放空间配置为叠加大气、水、土资源约束条件下的碳排放空间图层,基于最小值函数,通过下式进行多要素时空耦合配置:
Cij=MIN(C1ij,C2ij,C3ij)
式中,Cij为第i区域第j年多要素耦合条件下的碳排放空间;C1ij为第I区域第j年的大气环境容量约束条件下的碳排放空间;C2ij为第i区域第j年的水资源量约束条件下的碳排放空间;C3ij为第i区域第j年的土地资源量约束条件下的碳排放空间。
与现有技术相比,本发明的有益效果之一是:采取多要素耦合、协同化的管理技术,将气候、能源、环境问题整合规划,将大气环境容量、土地资源、水资源等多要素进行耦合,用以实现碳排放空间的资源规划和控制;且将碳排放空间资源纳入自然资源规划和管理的范畴中,建立碳排放空间这一视角下的资源承载力的监测、评价技术体系;从而实现在巴黎气候协定框架和中国2030 达峰承诺的新形势下碳排放空间的分配技术和方法;同时本发明所提供的一种可通过计算机软件执行,从而实现大气、水、土等多资源环境要素投河条件下的碳排放空间配置,形成可持续发展的系统合力。
附图说明
图1为用于说明本发明一个实施例的流程示意图;
图2为用于说明本发明另一个实施例的第一子流程图;
图3为用于说明本发明另一个实施例的第二子流程图;
图4为用于说明本发明另一个实施例的第三子流程图;
图5为用于说明本发明另一个实施例的第四子流程图;
图6为用于说明本发明另一个实施例的第五子流程图;
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步阐述。
参考图1所示,本发明的一个实施例是一种基于资源环境要素耦合分析的碳排放空间配置方法,一般而言,该方法需通过计算机执行,即方法的形式一般应体现为计算机软件,具体的,该方法包括并优选按照如下步骤执行:
步骤S1、能源消费系统分析,结果绘制得出能耗强度和能源碳密度专题图;
步骤S2、大气环境容量约束配置,依据大气污染物的人口环境容量和经济环境容量,结果得出大气环境容量条件约束下的碳排放空间;
步骤S3、水资源承载力约束配置,依据水资源的人口承载力和经济承载力,结果得出水资源条件约束下的碳排放空间;
步骤S4、土地资源承载力约束配置,依据土地资源的人口承载力和经济承载力,结果得出土地资源约束条件约束下的碳排放空间;
步骤S5、多要素耦合条件下碳排放空间配置,实施多要素图层叠加分析,得到大气、水、土资源多要素耦合条件下的碳排放空间。
在本实施例中,通过采取多要素耦合、协同化的管理技术,将气候、能源、环境问题整合规划,将大气环境容量、土地资源、水资源等多要素进行耦合,用以实现碳排放空间的资源规划和控制;且将碳排放空间资源纳入自然资源规划和管理的范畴中,可建立碳排放空间这一视角下的资源承载力的监测、评价技术体系;
结合图2所示,在本发明的另一个实施例中,上述步骤S1阶段结果是,通过能源消费总量和结构分析,得出能耗强度和能源碳密度专题图;具体为能源消费系统分析包括能耗强度分析与能源碳密度分析,具体为执行如下步骤:
步骤S101、能耗强度分析为依据目标年能源消费总量和地区生产总值,绘制得出能耗强度图;
步骤S102、能源碳密度分析为依据目标年的煤炭、石油、天然气、非化石能源、调入调出电的能源消费比例,结合各类能源的碳排放因子,通过下式绘制得出单位能源消费的二氧化碳排放图(即能源碳密度图):
上式中:EC为能源碳密度,Ai为第i类能源消费量占全社会能源消费量的比例,Fi为第i类能源的二氧化碳排放因子,所述i类能源消费为煤炭、石油、天然气、非化石能源、调入调出电的消费。
进一步的,结合图3所示,上述步骤S2中的大气环境容量约束配置包括大气环境容量要素识别、大气环境容量分析、大气环境容量的承载力分析与图层叠加分析,具体执行如下步骤:
步骤S201、大气环境容量要素识别为识别大气环境容量的关键污染物要素,可参考《环境空气质量标准》(GB3095-2012),选取至少为SO2,NOx,PM10, PM2.5,VOCs的大气主要污染物中的一个或多个类型;
步骤S202、大气环境容量分析为,获取各类污染物大气环境容量分布图,如无,可依据GB/T3840-91《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》,基于 A值法通过下式计算控制区大区污染物理想容量:
式中,Q为污染物年允许排放总量限值,A为地理区域性总量控制系数,S 为控制区域总面积,Si为第i个区域的面积,Csi为第i个区域某种污染物的年平均浓度限值,Cb为控制区的本底浓度;
步骤S203、大气环境容量的承载力分析为:
1)导入人均污染物排放标准(限额)参数,结合规划目标年的大气环境容量分布图,通过下式得出大气环境人口承载力分布图:
POPij=MIN(Qij/qij)
式中,POPij为第i区域第j年的人口容量,Qij为第i区域第j年污染物的环境容量,qij为第i区域第j年人均污染物排放限额;
2)导入大气污染物排放强度控制参数,结合规划目标年的大气环境容量分布图,通过下式得出大气环境容量的经济承载力分布图:
GDPij=MIN(Qij/Iij)
式中,GDPij为第i区域第j年大气环境容量,Qij为第i区域第j年大气环境容量,Iij为第i区域第j年的大气污染物排放强度;
步骤S204、图层叠加分析为对大气环境人口承载力、经济承载力、能耗强度、能源碳密度四大要素图层进行叠加运算,以大气环境容量约束条件来配置碳排放空间,通过下式得出本步骤的结果:
Cij=Popij×(GDPij/Popij)×EIij×ECij
式中:Cij为大气环境容量约束条件下的碳排放空间,GDPij为第i区域第j 年的经济承载力,POPij为第i区域第j年的人口容量,EI为能源消费强度,EC 为单位能源消费的碳排放强度。
参考图4所示,根据本发明的有一个实施例,上述步骤S3中的水资源承载力约束配置具体包括并优选按照如下步骤执行:
步骤S301、通过下式模拟规划年可供水量分布图:
W=W1+W2+W3+W4
式中,W为可供水总量;Wl为地表可利用水量;W2为地下水可开采量; W3为引提调水量;W4为回用水量,其中,W1和W2取平水年多年平均值,W3和W4可采取时间序列的线性趋势外推;
步骤S302、水资源承载力分析,其中:
1)导入人均水资源消费标准参数,结合规划目标年的可供水量分布图,通过下式得出水资源人口承载力分布图:
POPij=Wij/qij
式中:Wij为第i区域第j年可供水量;qij为第i区域第j年人均综合用水量; POPij为第i区域第j年的人口容量;
2)导入单位地区生产总值用水量标准参数,结合规划目标年的可供水量分布图,通过下式得出水资源经济承载力分布图:
GDPij=Wij/Iij
式中:Wij为第i区域第j年可供水量;Iij为第i区域第j年单位地区生产总值的用水量;GDPij为第i区域第j年的经济承载力;
步骤S303、图层叠加分析,对水资源人口承载力、水资源经济承载力、能耗强度、能源碳密度四大要素图层进行叠加运算,通过下式得出水资源和碳排放空间的协同配置成果,即本步骤的结果:
Cij=Popij×(GDPij/Popij)×EIij×ECij
式中:Cij为水资源承载力约束条件下的碳排放空间,GDPij为第i区域第j 年的经济承载力,POPij为第i区域第j年的人口容量,EI为能源消费强度,EC 为单位能源消费的碳排放强度。
参考图5所示,进一步的,上述步骤S4中的土地资源承载力约束配置包括土地利用结构分析、土地资源承载力分析与图层叠加分析,具体执行如下步骤:
步骤S401、土地利用结构分析为导入不同期土地利用现状图,进行土地利用变化分析,识别耕地、建设用地规模和趋势,结合单位面积耕地粮食产量数据,得出粮食产量和建设用地专题图;
步骤S402、土地资源承载力分析为:
1)导入人均粮食消费量标准参数,结合规划目标年的粮食产量分布图,通过下式得出土地资源人口承载力分布图:
POPij=Fij/qij
式中,F为第i区域第j年粮食产量;qij为第i区域第j年人均粮食消费量可基于营养安全需求的人均粮食消费量标准,如无,可参照联合国粮农组织、原国家卫生部的人均粮食需求标准;POPij为第i区域第j年的人口容量;
2)导入单位地区生产总值建设用地占用量标准,结合规划目标年的建设用地分布图,通过下式得出土地资源经济承载力分布图:
GDPij=Bij/Iij
其中:Bij为第i区域第j年建设用地面积;Iij为第i区域第j年单位经济产出的建设用地占用面积;GDPij为第i区域第j年的经济承载力;
步骤S403、图层叠加分析为对土地资源人口承载力、土地资源经济承载力、能耗强度、能源碳密度四大要素图层进行叠加运算,通下式得出土地资源和碳排放空间的协同配置成果:
Cij=Popij×(GDPij/Popij)×EIij×ECij
式中:Cij为土地资源承载力约束条件下的碳排放空间,GDPij为第i区域第j年的经济承载力,POPij为第i区域第j年的人口容量,EI为能源消费强度,EC 为单位能源消费的碳排放强度。
参考图6所示,根据本发明的再一个实施例,上述步骤S5中的多要素耦合条件下碳排放空间配置为叠加大气、水、土资源约束条件下的碳排放空间图层,基于最小值函数,通过下式进行多要素时空耦合配置:
Cij=MIN(C1ij,C2ij,C3ij)
式中,Cij为第i区域第j年多要素耦合条件下的碳排放空间;C1ij为第I区域第j年的大气环境容量约束条件下的碳排放空间;C2ij为第i区域第j年的水资源量约束条件下的碳排放空间;C3ij为第i区域第j年的土地资源量约束条件下的碳排放空间。
正如上述所提到的,总体来说,本发明致力于解决在巴黎气候协定框架和中国2030达峰承诺的新形势下,提出区域碳排放空间的分配技术方法,并提出如何以碳排放空间指标为引领,来统筹配置和优化人口、资源和环境等关键要素。具体来说,上述实施例解决如下两个方面的问题:
一是要将碳排放空间资源纳入自然资源规划和管理的范畴中,提出碳排放空间这一视角下的资源承载力的监测、评价技术体系。解决区域碳排放空间监测评价和规划管理缺乏技术支撑的问题;
二是采取多要素耦合、协同化的管理技术,将气候、能源、环境问题整合规划,提出大气环境容量、土地资源、水资源等多要素耦合条件下的碳排放空间资源规划和控制技术。解决不同资源环境要素规划管理分散,目标不协同,难以形成可持续发展的系统合力的问题。
除上述以外,还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等,指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说,结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时,所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述,但是,应该理解,本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式,这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说,在本申请公开、附图和权利要求的范围内,可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外,对于本领域技术人员来说,其他的用途也将是明显的。

Claims (6)

1.一种基于资源环境要素耦合分析的碳排放空间配置方法,其特征在于:所述的方法包括如下步骤:
步骤A、能源消费系统分析,结果绘制得出能耗强度和能源碳密度专题图;
步骤B、大气环境容量约束配置,依据大气污染物的人口环境容量和经济环境容量,结果得出大气环境容量条件约束下的碳排放空间;
步骤C、水资源承载力约束配置,依据水资源的人口承载力和经济承载力,结果得出水资源条件约束下的碳排放空间;
步骤D、土地资源承载力约束配置,依据土地资源的人口承载力和经济承载力,结果得出土地资源约束条件约束下的碳排放空间;
步骤E、多要素耦合条件下碳排放空间配置,实施多要素图层叠加分析,得到大气、水、土资源多要素耦合条件下的碳排放空间。
2.根据权利要求1所述的基于资源环境要素耦合分析的碳排放空间配置方法,其特征在于:所述步骤A中的能源消费系统分析包括能耗强度分析与能源碳密度分析,其中能耗强度分析为依据目标年能源消费总量和地区生产总值,绘制得出能耗强度图;所述能源碳密度分析为依据目标年的煤炭、石油、天然气、非化石能源、调入调出电的能源消费比例,结合各类能源的碳排放因子,通过下式绘制得出单位能源消费的二氧化碳排放图:
式中:EC为能源碳密度,Ai为第i类能源消费量占全社会能源消费量的比例,Fi为第i类能源的二氧化碳排放因子,所述i类能源消费为煤炭、石油、天然气、非化石能源、调入调出电的消费。
3.根据权利要求1所述的基于资源环境要素耦合分析的碳排放空间配置方法,其特征在于:所述步骤B中的大气环境容量约束配置包括大气环境容量要素识别、大气环境容量分析、大气环境容量的承载力分析与图层叠加分析,所述大气环境容量要素识别为识别大气环境容量的关键污染物要素,选取至少为SO2,NOx,PM10,PM2.5,VOCs的大气主要污染物中的一个或多个类型;
所述大气环境容量分析为基于A值法,通过下式计算控制区大区污染物理想容量:
式中,Q为污染物年允许排放总量限值,A为地理区域性总量控制系数,S为控制区域总面积,Si为第i个区域的面积,Csi为第i个区域某种污染物的年平均浓度限值,Cb为控制区的本底浓度;
大气环境容量的承载力分析为:
导入人均污染物排放标准参数,结合规划目标年的大气环境容量分布图,通过下式得出大气环境人口承载力分布图:
POPij=MIN(Qij/qij)
式中,POPij为第i区域第j年的人口容量,Qij为第i区域第j年污染物的环境容量,qij为第i区域第j年人均污染物排放限额;
导入大气污染物排放强度控制参数,结合规划目标年的大气环境容量分布图,通过下式得出大气环境容量的经济承载力分布图:
GDPij=MIN(Qij/Iij)
式中,GDPij为第i区域第j年大气环境容量,Qij为第i区域第j年大气环境容量,Iij为第i区域第j年的大气污染物排放强度;
所述图层叠加分析为对大气环境人口承载力、经济承载力、能耗强度、能源碳密度四大要素图层进行叠加运算,以大气环境容量约束条件来配置碳排放空间,通过下式得出本步骤的结果:
Cij=Popij×(GDPij/Popij)×EIij×ECij
式中:Cij为大气环境容量约束条件下的碳排放空间,GDPij为第i区域第j年的经济承载力,POPij为第i区域第j年的人口容量,EI为能源消费强度,EC为单位能源消费的碳排放强度。
4.根据权利要求1所述的基于资源环境要素耦合分析的碳排放空间配置方法,其特征在于:所述步骤C中的水资源承载力约束配置包括如下步骤:
步骤C1、通过下式模拟规划年可供水量分布图:
W=W1+W2+W3+W4
式中,W为可供水总量;Wl为地表可利用水量;W2为地下水可开采量;W3为引提调水量;W4为回用水量,其中,W1和W2取平水年多年平均值,W3和W4可采取时间序列的线性趋势外推;
步骤C2、水资源承载力分析,其中:
导入人均水资源消费标准参数,结合规划目标年的可供水量分布图,通过下式得出水资源人口承载力分布图:
POPij=Wij/qij
式中:Wij为第i区域第j年可供水量;qij为第i区域第j年人均综合用水量;POPij为第i区域第j年的人口容量;
导入单位地区生产总值用水量标准参数,结合规划目标年的可供水量分布图,通过下式得出水资源经济承载力分布图:
GDPij=Wij/Iij
式中:Wij为第i区域第j年可供水量;Iij为第i区域第j年单位地区生产总值的用水量;GDPij为第i区域第j年的经济承载力;
步骤C3、图层叠加分析,对水资源人口承载力、水资源经济承载力、能耗强度、能源碳密度四大要素图层进行叠加运算,通过下式得出水资源和碳排放空间的协同配置成果,即本步骤的结果:
Cij=Popij×(GDPij/Popij)×EIij×ECij
式中:Cij为水资源承载力约束条件下的碳排放空间,GDPij为第i区域第j年的经济承载力,POPij为第i区域第j年的人口容量,EI为能源消费强度,EC为单位能源消费的碳排放强度。
5.根据权利要求1所述的基于资源环境要素耦合分析的碳排放空间配置方法,其特征在于:所述步骤D中的土地资源承载力约束配置包括土地利用结构分析、土地资源承载力分析与图层叠加分析,其中:
所述土地利用结构分析为导入不同期土地利用现状图,进行土地利用变化分析,识别耕地、建设用地规模和趋势,结合单位面积耕地粮食产量数据,得出粮食产量和建设用地专题图;
所述土地资源承载力分析为导入人均粮食消费量标准参数,结合规划目标年的粮食产量分布图,通过下式得出土地资源人口承载力分布图:
POPij=Fij/qij
式中,F为第i区域第j年粮食产量;qij为第i区域第j年人均粮食消费量;POPij为第i区域第j年的人口容量;
导入单位地区生产总值建设用地占用量标准,结合规划目标年的建设用地分布图,通过下式得出土地资源经济承载力分布图:
GDPij=Bij/Iij
其中:Bij为第i区域第j年建设用地面积;Iij为第i区域第j年单位经济产出的建设用地占用面积;GDPij为第i区域第j年的经济承载力;
所述图层叠加分析为对土地资源人口承载力、土地资源经济承载力、能耗强度、能源碳密度四大要素图层进行叠加运算,通下式得出土地资源和碳排放空间的协同配置成果:
Cij=Popij×(GDPij/Popij)×EIij×ECij
式中:Cij为土地资源承载力约束条件下的碳排放空间,GDPij为第i区域第j年的经济承载力,POPij为第i区域第j年的人口容量,EI为能源消费强度,EC为单位能源消费的碳排放强度。
6.根据权利要求1所述的基于资源环境要素耦合分析的碳排放空间配置方法,其特征在于:所述步骤E中的多要素耦合条件下碳排放空间配置为叠加大气、水、土资源约束条件下的碳排放空间图层,基于最小值函数,通过下式进行多要素时空耦合配置:
Cij=MIN(C1ij,C2ij,C3ij)
式中,Cij为第i区域第j年多要素耦合条件下的碳排放空间;C1ij为第I区域第j年的大气环境容量约束条件下的碳排放空间;C2ij为第i区域第j年的水资源量约束条件下的碳排放空间;C3ij为第i区域第j年的土地资源量约束条件下的碳排放空间。
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