城市建筑废弃物管理混合仿真模型及实验研究 ——以深圳市为例

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随着我国城镇化的逐步推进,近几年在工程建设活动中产生的废弃物快速增长,不断增加的建筑废弃物正在对环境和社会造成负面影响。由于水污染,能源消耗,有害气体排放和有限的垃圾填埋场,工程建设过程中产生的废弃物已成为可持续城市发展的主要挑战。本研究首先通过梳理文献,分析了现有建筑废弃物管理系统的不足:未考虑各类建筑废弃物流程处理工艺的随机性与不确定性。再者,基于离散事件仿真理论、系统动力学理论、复杂系统理论和计划性行为理论,开发了集成基于主体建模(ABM)、系统动力学(SD)和离散事件仿真(DES)的建筑废弃物管理系统。最后,以深圳市2019年开工的51个新建住宅信息为基础数据,纵向对比分析了基准政策下的精益建造和传统建造两种不同流程处理方式的平均处理时间、处置成本和环境成本,横向对比分析了5种仿真实验(基准政策、源头分拣政策、从量收费政策、监管教育政策和组合政策)的环境成本和处理成本,得到以下结论:基于精益建造理念的废弃物处理模式更能节省时间,降低经济和环境成本,创造效益。在基准政策下,从处理时间角度分析,当再利用、再回收和填埋三条处理流程并行处理时,基于精益建造理念的建筑废弃物处理流程的填埋平均处理时间比传统建造节约了461分钟,降低了17%;从处理成本角度分析,基于精益建造理念的建筑废弃物管理方式比传统建造节约了37.40万元的处理成本,约降低了1.36%;从环境成本角度分析,基于精益建造理念的建筑废弃物处理流程比传统建造多创造了286.49万元的环境效益,约提高了10.65%。为最大程度降低建筑废弃物对环境的负面影响,政策效果排序为:组合政策>源头分拣政策>监管教育政策>从量收费政策。组合政策集成了源头分拣政策、监管教育政策和从量收费政策的优势。从环境成本角度分析,与基准政策相比建筑废弃物的环境效益增加了579.53万元,约提高了24.12%。从处理成本角度分析,与基准政策相比建筑废弃物的处置总成本增加了45.40万元,约提高了1.67%。在组合政策下,提高了45.40万元处理成本的同时创造了579.53万元的环境效益。本研究通过混合仿真模拟揭示建筑废弃物管理的动态规律,为相关管理部门或企业控制建筑废弃物的物流去向、制定相应的政策调控措施、减少非法倾倒现象的发生等提供了科学的依据和支撑。
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