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近年来我国在环保领域不断加大投入，环境污染状况已经有了一定的好转，然而产业结构不合理、经济增长方式粗放的状况没有根本转变，环境仍然面临着巨大的压力。因此强化污染物排放总量控制是当前以及今后污染防治工作的一项十分迫切而重要的任务。对污染物排放情况的预测是总量控制的一项重要内容。鉴于这种情况，本论文以宁波市镇海区为例，从污染物排放总量预测着手，采取情景分析的方法，对2006-2020年内镇海区的污染物排放总量进行长期预测，制定了情景优化下的分配方案和环境保护措施，从而为决策者提供可选择的建议和科学依据。
首先，论文对镇海区经济社会发展情况，特别是研究区域的环境现状进行了评价分析，预测了环境发展趋势，确定了研究区域的主要环境污染物和污染排放源。根据镇海区实际情况，制定了研究区域总量控制的具体方法：即以生态功能区划为基础，划分研究区域分为子单元，在每个子单元水平上设定情景分析方案，最后通过离散规划方法得到优化的情景分析方案。
其次，利用LEAP2008模型预测镇海区的经济和工业产值变化趋势，预测2010年和2020年人口分别为234622人和260068人。到2020年工业产值预计达到3946亿元，比2005增长306.7％。并在此基础上，对工业源和生活源的排放情况进行了情景预测，由于COD人均排放系数较NH3-N的大，生活源COD排放量增长较快，从5118t增长到8543t，增长了66.9％，而生活源NH3-N的排放量从483.5t上升到607.52t，增长25.6％。COD增长速度相对于NH3-N增长较快。工业源污染物的排放量，受工业产值和产值排放系数的影响，伴随社会进步，工业产值不断增长，产值排放系数因为处理技术的进步和处理设备的不断上马而变小，预测结果显示：COD、SO2和NH3-N三种污染物的排放分别存在不同的变化趋势。COD排放量呈现先增长后减少，而后再次上升的M型变化趋势，最低1608.95t，最高3497.56t；SO2排放量在整个预测期内呈现逐渐递减的趋势，至期末2020年排放量降至最低；NH3-N是三种污染物中，排放量最小的污染物质，呈现先增长后下降的趋势，2015年排放量最大，中发展规模下为93.59t。
再次，利用离散规划方法，对控制单元的各种情景方案进行了优化求解，经过多次参数设定和试探，得到了投入产出效益最好，满足镇海区总量控制目标要求的优化情景方案：在该方案下：2020镇海区的工业总产值将达到4051.8亿元，比2005年增长317.6％，工业源排放COD、NH3-N和SO2分别为3450t、73.48t、13104.43t，符合研究区域总量控制的要求。
最后，在优化的情景方案的基础上，结合镇海区的相关政策法规，制定了研究区域的总量控制方案，SO2从2005年的60270t减少到20lO年的17890t。COD要求削减15％，从2005年的5780t减少到2010年的4910t，到2020年进一步削减到4443t。对该方案进行了效益分析，发现该方案可以取得较好的经济效益、社会效益和生态效益。