水环境规划决策分析
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7.1.2 单目标决策分析方法
明确目标 提出问题 备选方案的费用/效益识别 影响因子识别与筛选
影响分析
价值货币化
备选方案的费用/效益的评价及选择
图2 环境费用—效益分析流程图
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7.1.2 单目标决策分析方法
——备选方案的费用-效益识别： 明确目标：具体到各建设项目或环境管理活动， 因其所处地区、发展阶段、环境现状、存在问题 等不同，所要达到的目标也不同。只有目标明确 了，才能找出现实中存在的问题集目标与现实之 间的差距，并为备选方案的设计指明方向。 提出问题：就是要弄清楚规划与管理方案中各项 活动所涉及环境问题的内容、范围和时间尺度， 为规划与管理方案的影响识别分析奠定基础。
实施反馈 6
图1 环境规划与管理系统决策过程框架
7.1.1 环境规划与管理的决策分析
（2）决策分析 ——决策分析的概念：所谓决策分析，是进行决 策方案选择的一套系统分析方法。它通常是关于 决策过程中具体的程序、规则和推算的组合。决 策分析并不意味着为决策者制定决策，它仅仅是 试图通过一定适当的处理或分析方法帮助决策者 有效地组织信息，改进决策过程，辅助决策。 ——决策分析的分类：定性决策分析和定量决策 分析 。
13
7.1.2 单目标决策分析方法
——费用-效益分析的评价准则 进行规划方案的费用-效益的比较评价，通常可采 用净效益或费效比等评价准则。 净效益最大：净效益是总效益现值扣除总费用现 值的差额
Z NPV ( Bt Ct ) Bt Ct t t (1 r ) (1 r ) (1 r ) t
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7.1.3 多目标决策分析方法
所谓多目标决策分析，就是基于上述概念 ，运用种种数学支持技术，来处理以下两 个问题： ——根据所建立的多个目标，找出全部或 部分非劣解。 ——设计一些程序识别决策者对目标函数 的满意偏好，从非劣解中选择“满意解” 。
28
式中：ZNPV ——净效益（现值）； Bt ——第t年的效益； Ct ——第t年费用； r ——社会贴现率； t ——时间（以年为单位）。
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7.1.2 单目标决策分析方法
贴现率：是现代经济学中的一个极重要的基本概 念，它解决了未来经济活动在今天如何评价的问 题。贴现率为正值，说明未来一块钱不论是损失 还是收益，没有现在的一块钱重要；而且时间隔 得越长，未来的价值越低。 举例说，今天投资100万元的项目，将来如能收 回200万，也不能证明此项投资一定有效。因为 如果这回收的200万要等50年之后，今天衡量的 价值就远低于100万。这是由于如果利率是3%， 100万元存银行，50年内得到的利息也将达338万 元。所以50年后回收200万的投资与存银行得利 息相比不值得去做。
4
7.1.1 环境规划与管理的决策分析
——决策的分类：
序号 分类依据 1 2 3 4 根据决策者的地位 根据所做出决策的先后次数 根据决策目标的个数 根据对未来状态掌握的可靠程度的 不同 类型 高层决策、中层决策、基层决策 一次决策、多阶段决策 单目标决策、多目标决策 确定性决策、风险型决策、 不确定性决策
（2）决策方案的多目标评价选择： 任一多目标决策问题，对其任意两个方案A和B两 两比较，必定出现以下三种情况之一： 方案A优于B：即方案A比方案B所有目标值都好 方案A劣于B：即方案A比方案B所有目标值都差 方案A与方案B难分优劣：方案A部分目标值好于 方案B，但其他目标值相比方案B要差。
5
根据决策内容
战略决策、战术决策
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7.1.1 环境规划与管理的决策分析
——决策过程：
环境规划与管理系统 决策过程 提出问题
系统分析：问题识别、 需求分析
确立目标
系统设计：系统结构、 功能和外部条件
设计方案
修 订 目 标 修 订 方 案
系统评价：评价指标、 权衡
方案评价与选择
修 订 方 案
系统实施：执行、监 督、监测
类型 市场法 评价方法 市场价格法（生产率值） 人力资本法 机会成本法 防护费用法 恢复费用法 影子工程法 资产价值法 旅游费用法 工资差额发 支付愿望法 专家调查法
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替代市场法
调查法
7.1.2 单目标决策分析方法
（2）数学规划方法 ——线性规划： （ 1 ）通过一组未知量（又称决策变量）表示规 划的待定方案，这组未知量的确定值代表了一个 具体方案。通常要求这组未知量取值是非负的。 （ 2 ）对于规划的对象，存在若干限制条件。这 些限制条件均以未知量的线性等式或不等式约束 表达。 （ 3 ）存在一个目标要求，这个目标由未知量的 线性函数来描述。按所研究的规划问题的决策规 则不同，要求目标函数值实现极大化火极小化。
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7.1.3 多目标决策分析方法
客观世界的多维性或多元化，使得人们的需求具 有多重性，因而绝大多数决策问题都具有不同程 度的多目标特征。
（1）决策问题的多目标体系： 多目标决策分析与传统单目标优化的最大区别在 于其决策问题中具有多个相互冲突的目标。
26
7.1.3 多目标决策分析方法
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7.1.2 单目标决策分析方法
环境影响因子识别与筛选：环境影响因子是指因 人类活动改变环境介质（即空气、水体或土壤 等），从而使人体健康、人类福利、环境资源或 区域、全球系统发生变化的物理、化学或生物的 因素。这些影响因子在数量及空间分布和时间尺 度上的变化决定了环境系统的功能。因此，对导 致环境功能变化的影响因子进行识别，并筛选出 主要因子，是环境影响分析的前提条件。
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7.1.2 单目标决策分析方法
例子：贴现率为10%，明年的100块在今年 就相当于100/（1+10%）=90.909090...块钱， 到了后年就是100/（1+10%）*（1+10%）， 也就是说，今年用90.909090...块可以买到 的东西相当于明年100块可以买到的东西。
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7.1.2 单目标决策分析方法
水环境规划与管理
2012.03
1
第七章 水环境规划的技术方法
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7.1 单目标决策分析方法
7.1.1 环境规划与管理的决策分析
7.1.2 单目标决策分析方法 7.1.3 多目标决策分析方法
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7.1.1 环境规划与管理的决策分析
（1）决策过程 ——决策含义：决策是指为了实现一个或几个特 定的目标，在占有一定信息和经验的基础上，根 据客观条件与环境的可能，借助一定的方法，从 各种可供选择的方案中，选出最佳方案的活动。 ——决策的基本要素：决策对象、决策人（一个 人或一个团体）、决策理论和方法、决策环境、 决策信息和决策目标，其中决策人是这个决策系 统的核心。
费效比：即总费用现值与总效益现值之比， 记作
Ct (1 r ) t Bt (1 r ) t
如果费效比小于1，方案的社会费用支出小于 其所获得的效益，方案可以接受；如果大于 等于1，方案的费用支出大于社会效益，方案 应拒绝。
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7.1.2 单目标决策分析方法
——例子： 位于某一河流上游的工厂将废水排入河流，这种 废水影响下游商业渔场的捕捞，假设只有该工厂 和渔场使用这段河流。运用费用-效益分析是否对 工厂的废水进行处理。 假设：不考虑其他因素，有两种方案： A:不经处理排放污水，则工厂不支出处理费 ;此 时渔场的收益为1万元。 B:工厂将废水处理后排放，最便宜需要花5万元； 此时渔场的收益增加到3万元。
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7.1.2 单目标决策分析方法
工厂
废水3X
剩余3Xห้องสมุดไป่ตู้Y
0.5(3X-Y)
单个产品成本2.7元
Y
不处理 就排放
经处理的排 放物 （3X-Y） 流
河
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7.1.2 单目标决策分析方法
——非线性规划： 如果在规划模型中，目标函数和约束条件 表达式中存在至少一个关于决策变量的非 线性关系式，那么这种数学规划称为非线 性规划。 目前的求解多数采用数值分析。 ——动态规划
7
7.1.1 环境规划与管理的决策分析
在环境规划中，目前使用较为普遍的决策 分析方法大体包括：费用—效益（效果） 分析，数学规划和多目标决策分析技术3种 基本类型。
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7.1.2单目标决策分析方法
（1）环境费用—效益分析 实施环境规划管理措施和技术方案，一方面需要 投入和代价，另一方面他会直接获得环境功能的 恢复和改善，从而减少环境污染、资源破坏所带 来的损失。对于这种环境效益和相应的投入代价， 在环境规划中选择不同的方案时，最直接的思想 是类似于一般活动的经济分析，通过费用-效益的 分析评价方法进行。 费用 - 效益分析与投入 - 产出、最优化分析不同， 一般不需要建立模型，而着重于费用和效益两方 面分别计算和多方案比较。
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7.1.2 单目标决策分析方法
f cx max(min) Ax (, )b xi 0
式中x——x=(x1,x2,x3…xn)T,由n个决策变量构成的 向量，即规划问题的备选方案。 c——c=(c1,c2,c3,…cn),由目标函数中决策变量的系 数构成的向量； A——由线性规划问题的m个约束条件中关于决策 变量的系数组成的矩阵； B——b=(b1,b2,b3,…bn)T，由m个约束条件中常数 构成的向量。
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7.1.2 单目标决策分析方法
那么： 方案A的净效益=工厂效益+1万元（渔场效 益） 方案B的净效益=工厂效益-5万元+3万元 （渔场效益）=工厂效益-2万元
那么在不考虑其他因素的条件下， 方案A效益更高。
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7.1.2 单目标决策分析方法
——环境效益评价的货币化技术方法
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7.1.2 单目标决策分析方法
——例子： 一个工厂单位时间内生产X个产品单位，这种产 品卖10元一个，生产成本是2.7元。每个产品单位 产生三个废水单位。废水必须排走，废水的一部 分Y可以直接排入一条河里，其余的可以经过附 近一个处理效率为85%的处理厂处理后在排入河 里（如图）。 该处理厂的最大处理能力为每个单位时间处理9 个废水单位；处理成本是每个污水单位0.5元，而 当局对每个排入河流的废水单位收费是1.76元， 当局还进一步要求单位时间内最多排入2.25个废 水单位。为了得到最大的利润，工厂如何选择X 与 Y?
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7.1.2 单目标决策分析方法
备选方案的环境影响分析：在识别了主要的环境 影响因子之后，就要确定这些影响因子的环境影 响效果，即对环境功能或环境质量的损害，以及 由于环境质量变化而导致的经济损失。 价值货币化：从决策分析的角度看，环境费用效益分析的货币化过程，实质是将决策的多种目 标统一为单一经济目标的过程。通常，在规划方 案的制定中，投资、运行费用以及有关经费的构 成为费用-效益分析的费用计算内容，而对规划 与管理方案的非经济效益（损失），则需要借助 于货币化技术方法进行估计计算。
7.1.2 单目标决策分析方法
明确目标 提出问题 备选方案的费用/效益识别 影响因子识别与筛选
影响分析
价值货币化
备选方案的费用/效益的评价及选择
图2 环境费用—效益分析流程图
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7.1.2 单目标决策分析方法
——备选方案的费用-效益识别： 明确目标：具体到各建设项目或环境管理活动， 因其所处地区、发展阶段、环境现状、存在问题 等不同，所要达到的目标也不同。只有目标明确 了，才能找出现实中存在的问题集目标与现实之 间的差距，并为备选方案的设计指明方向。 提出问题：就是要弄清楚规划与管理方案中各项 活动所涉及环境问题的内容、范围和时间尺度， 为规划与管理方案的影响识别分析奠定基础。
实施反馈 6
图1 环境规划与管理系统决策过程框架
7.1.1 环境规划与管理的决策分析
（2）决策分析 ——决策分析的概念：所谓决策分析，是进行决 策方案选择的一套系统分析方法。它通常是关于 决策过程中具体的程序、规则和推算的组合。决 策分析并不意味着为决策者制定决策，它仅仅是 试图通过一定适当的处理或分析方法帮助决策者 有效地组织信息，改进决策过程，辅助决策。 ——决策分析的分类：定性决策分析和定量决策 分析 。
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7.1.2 单目标决策分析方法
——费用-效益分析的评价准则 进行规划方案的费用-效益的比较评价，通常可采 用净效益或费效比等评价准则。 净效益最大：净效益是总效益现值扣除总费用现 值的差额
Z NPV ( Bt Ct ) Bt Ct t t (1 r ) (1 r ) (1 r ) t
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7.1.3 多目标决策分析方法
所谓多目标决策分析，就是基于上述概念 ，运用种种数学支持技术，来处理以下两 个问题： ——根据所建立的多个目标，找出全部或 部分非劣解。 ——设计一些程序识别决策者对目标函数 的满意偏好，从非劣解中选择“满意解” 。
28
式中：ZNPV ——净效益（现值）； Bt ——第t年的效益； Ct ——第t年费用； r ——社会贴现率； t ——时间（以年为单位）。
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7.1.2 单目标决策分析方法
贴现率：是现代经济学中的一个极重要的基本概 念，它解决了未来经济活动在今天如何评价的问 题。贴现率为正值，说明未来一块钱不论是损失 还是收益，没有现在的一块钱重要；而且时间隔 得越长，未来的价值越低。 举例说，今天投资100万元的项目，将来如能收 回200万，也不能证明此项投资一定有效。因为 如果这回收的200万要等50年之后，今天衡量的 价值就远低于100万。这是由于如果利率是3%， 100万元存银行，50年内得到的利息也将达338万 元。所以50年后回收200万的投资与存银行得利 息相比不值得去做。
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7.1.1 环境规划与管理的决策分析
——决策的分类：
序号 分类依据 1 2 3 4 根据决策者的地位 根据所做出决策的先后次数 根据决策目标的个数 根据对未来状态掌握的可靠程度的 不同 类型 高层决策、中层决策、基层决策 一次决策、多阶段决策 单目标决策、多目标决策 确定性决策、风险型决策、 不确定性决策
（2）决策方案的多目标评价选择： 任一多目标决策问题，对其任意两个方案A和B两 两比较，必定出现以下三种情况之一： 方案A优于B：即方案A比方案B所有目标值都好 方案A劣于B：即方案A比方案B所有目标值都差 方案A与方案B难分优劣：方案A部分目标值好于 方案B，但其他目标值相比方案B要差。
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根据决策内容
战略决策、战术决策
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7.1.1 环境规划与管理的决策分析
——决策过程：
环境规划与管理系统 决策过程 提出问题
系统分析：问题识别、 需求分析
确立目标
系统设计：系统结构、 功能和外部条件
设计方案
修 订 目 标 修 订 方 案
系统评价：评价指标、 权衡
方案评价与选择
修 订 方 案
系统实施：执行、监 督、监测
类型 市场法 评价方法 市场价格法（生产率值） 人力资本法 机会成本法 防护费用法 恢复费用法 影子工程法 资产价值法 旅游费用法 工资差额发 支付愿望法 专家调查法
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替代市场法
调查法
7.1.2 单目标决策分析方法
（2）数学规划方法 ——线性规划： （ 1 ）通过一组未知量（又称决策变量）表示规 划的待定方案，这组未知量的确定值代表了一个 具体方案。通常要求这组未知量取值是非负的。 （ 2 ）对于规划的对象，存在若干限制条件。这 些限制条件均以未知量的线性等式或不等式约束 表达。 （ 3 ）存在一个目标要求，这个目标由未知量的 线性函数来描述。按所研究的规划问题的决策规 则不同，要求目标函数值实现极大化火极小化。
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7.1.3 多目标决策分析方法
客观世界的多维性或多元化，使得人们的需求具 有多重性，因而绝大多数决策问题都具有不同程 度的多目标特征。
（1）决策问题的多目标体系： 多目标决策分析与传统单目标优化的最大区别在 于其决策问题中具有多个相互冲突的目标。
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7.1.3 多目标决策分析方法
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7.1.2 单目标决策分析方法
环境影响因子识别与筛选：环境影响因子是指因 人类活动改变环境介质（即空气、水体或土壤 等），从而使人体健康、人类福利、环境资源或 区域、全球系统发生变化的物理、化学或生物的 因素。这些影响因子在数量及空间分布和时间尺 度上的变化决定了环境系统的功能。因此，对导 致环境功能变化的影响因子进行识别，并筛选出 主要因子，是环境影响分析的前提条件。
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7.1.2 单目标决策分析方法
例子：贴现率为10%，明年的100块在今年 就相当于100/（1+10%）=90.909090...块钱， 到了后年就是100/（1+10%）*（1+10%）， 也就是说，今年用90.909090...块可以买到 的东西相当于明年100块可以买到的东西。
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7.1.2 单目标决策分析方法
水环境规划与管理
2012.03
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第七章 水环境规划的技术方法
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7.1 单目标决策分析方法
7.1.1 环境规划与管理的决策分析
7.1.2 单目标决策分析方法 7.1.3 多目标决策分析方法
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7.1.1 环境规划与管理的决策分析
（1）决策过程 ——决策含义：决策是指为了实现一个或几个特 定的目标，在占有一定信息和经验的基础上，根 据客观条件与环境的可能，借助一定的方法，从 各种可供选择的方案中，选出最佳方案的活动。 ——决策的基本要素：决策对象、决策人（一个 人或一个团体）、决策理论和方法、决策环境、 决策信息和决策目标，其中决策人是这个决策系 统的核心。
费效比：即总费用现值与总效益现值之比， 记作
Ct (1 r ) t Bt (1 r ) t
如果费效比小于1，方案的社会费用支出小于 其所获得的效益，方案可以接受；如果大于 等于1，方案的费用支出大于社会效益，方案 应拒绝。
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7.1.2 单目标决策分析方法
——例子： 位于某一河流上游的工厂将废水排入河流，这种 废水影响下游商业渔场的捕捞，假设只有该工厂 和渔场使用这段河流。运用费用-效益分析是否对 工厂的废水进行处理。 假设：不考虑其他因素，有两种方案： A:不经处理排放污水，则工厂不支出处理费 ;此 时渔场的收益为1万元。 B:工厂将废水处理后排放，最便宜需要花5万元； 此时渔场的收益增加到3万元。
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7.1.2 单目标决策分析方法
工厂
废水3X
剩余3Xห้องสมุดไป่ตู้Y
0.5(3X-Y)
单个产品成本2.7元
Y
不处理 就排放
经处理的排 放物 （3X-Y） 流
河
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7.1.2 单目标决策分析方法
——非线性规划： 如果在规划模型中，目标函数和约束条件 表达式中存在至少一个关于决策变量的非 线性关系式，那么这种数学规划称为非线 性规划。 目前的求解多数采用数值分析。 ——动态规划
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7.1.1 环境规划与管理的决策分析
在环境规划中，目前使用较为普遍的决策 分析方法大体包括：费用—效益（效果） 分析，数学规划和多目标决策分析技术3种 基本类型。
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7.1.2单目标决策分析方法
（1）环境费用—效益分析 实施环境规划管理措施和技术方案，一方面需要 投入和代价，另一方面他会直接获得环境功能的 恢复和改善，从而减少环境污染、资源破坏所带 来的损失。对于这种环境效益和相应的投入代价， 在环境规划中选择不同的方案时，最直接的思想 是类似于一般活动的经济分析，通过费用-效益的 分析评价方法进行。 费用 - 效益分析与投入 - 产出、最优化分析不同， 一般不需要建立模型，而着重于费用和效益两方 面分别计算和多方案比较。
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7.1.2 单目标决策分析方法
f cx max(min) Ax (, )b xi 0
式中x——x=(x1,x2,x3…xn)T,由n个决策变量构成的 向量，即规划问题的备选方案。 c——c=(c1,c2,c3,…cn),由目标函数中决策变量的系 数构成的向量； A——由线性规划问题的m个约束条件中关于决策 变量的系数组成的矩阵； B——b=(b1,b2,b3,…bn)T，由m个约束条件中常数 构成的向量。
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7.1.2 单目标决策分析方法
那么： 方案A的净效益=工厂效益+1万元（渔场效 益） 方案B的净效益=工厂效益-5万元+3万元 （渔场效益）=工厂效益-2万元
那么在不考虑其他因素的条件下， 方案A效益更高。
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7.1.2 单目标决策分析方法
——环境效益评价的货币化技术方法
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7.1.2 单目标决策分析方法
——例子： 一个工厂单位时间内生产X个产品单位，这种产 品卖10元一个，生产成本是2.7元。每个产品单位 产生三个废水单位。废水必须排走，废水的一部 分Y可以直接排入一条河里，其余的可以经过附 近一个处理效率为85%的处理厂处理后在排入河 里（如图）。 该处理厂的最大处理能力为每个单位时间处理9 个废水单位；处理成本是每个污水单位0.5元，而 当局对每个排入河流的废水单位收费是1.76元， 当局还进一步要求单位时间内最多排入2.25个废 水单位。为了得到最大的利润，工厂如何选择X 与 Y?
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7.1.2 单目标决策分析方法
备选方案的环境影响分析：在识别了主要的环境 影响因子之后，就要确定这些影响因子的环境影 响效果，即对环境功能或环境质量的损害，以及 由于环境质量变化而导致的经济损失。 价值货币化：从决策分析的角度看，环境费用效益分析的货币化过程，实质是将决策的多种目 标统一为单一经济目标的过程。通常，在规划方 案的制定中，投资、运行费用以及有关经费的构 成为费用-效益分析的费用计算内容，而对规划 与管理方案的非经济效益（损失），则需要借助 于货币化技术方法进行估计计算。