在气候变化和区域大气污染背景下,非洲发展中国家(如尼日利亚Niger delta地区)所面临的水资源短缺和酸雨威胁备受关注。一方面,该地区的水资源危机已经异常严峻,只有不到一半的城市可以获得足够的水资源,以满足日常生活必需的用水需求;另一方面,在尼日利亚delta地区,石油开发过程会燃烧瓦斯,排放大量的二氧化硫和氮氧化物,导致当地酸雨频发,进一步加剧了区域水资源危机。已有研究表明,雨水收集(RWH)是当地居民重要的供水替代方案。然而,收获潜力预测不准确影响了雨水收集方法的实践应用,本研究旨在以协同方式提升居民供水能力,并实现酸雨控制的双赢目标。在非常规供水方案的选择中,多标准决策分析模型(MCDA)已得到了广泛应用。然而,由于其推理过程受人主观因素影响,从可持续发展角度选择最佳供水替代方案非常困难。已有经验表明,以前研究高度依赖于有限的专家意见,很少从社会可持续性角度考虑更广泛的利益相关者参与;此外,专家意见的量化工作困难。本研究基于可持续性标准,使用MCDA中的模糊偏好顺序评估方法(TOPSIS),通过问卷调查共收集了 40位政府和非政府专家和公众意见,以同时实现减少区域性水资源短缺和控制酸雨危害问题。论文研究结果如下。(1)基于水源分析,本论文研究了包括钻井取水、雨水收集、再生水、外来输入水和海水淡化等各种供水方案。依据推演程序,我们充分考虑当地利益相关者的意见,并研发了涵盖社会、经济、技术和环境等因素的模糊TOPSIS模型,在三角模糊数的支持下,该方法将专家意见转换为数字,以便在综合各因素的基础上对供水方案排序,并进一步从可持续性角度比较各种供水方案的可行性。研究结果表明,雨水收集与当地传统押井技术的供水效果相当,该结论适用于供水部门的决策管理,并能加深当地公众对雨水收集技术对缓解水危机问题的理解。(2)石油开采过程中,瓦斯燃烧是导致尼日利亚Niger delta地区酸雨问题的主要原因,并严重影响当地雨水收集潜力。针对酸雨控制策略,本研究在原有洗煤脱硫、减少瓦斯燃烧、石灰吸收、燃气替代煤电、烟道脱硫和汽车尾气催化六项措施的基础上,引入太阳能、水电、氮氧化物氧化和提升公众环境认知四种措施,并采用模糊TOPSIS方法,从社会、经济、环境、技术和制度角度,比较上述十种酸雨控制方案的实际效率。研究结果表明,用太阳能替代煤电对石油开采引发的酸雨控制效率最好,而用水电替代煤电和氮氧化物分别排名第二和第三位;除了彻底禁止当地瓦斯燃烧以外,推广氮氧化物氧化装置和投资太阳能发电厂是控制酸雨和提升雨水收集质量的最优环境政策。(3)从水资源替代角度,雨水收集系统是解决区域水资源短缺的有效途径。基于当地22年的月降水数据,本研究采用简单水平衡模型,通过模拟不同屋顶雨水收集面积和集水箱尺寸对最大雨水收集量的影响,计算该地区最大雨水收集的最优条件。研究结果表明,Benin城每年潜在的最大雨水收集量可以达到745.9m3。实地调查表明,在Niger delta地区,一般六户居民会聚集生活,共同使用一套雨水收集和存储系统;在这样的情况下,通过模拟进一步表明,在有六户居民的居民点,采用400 m2的房顶集水面积和400 m3集水箱的最优组合系统,可以满足旺季月份高耗水情景下65.88 m3的水资源需求量,该结论的可靠性程度为86%。总之,水资源短缺是当前和未来人类社会面临的严峻挑战。特别是对于以石油工业为主的发展中国家和地区,酸雨会进一步加剧地区的水资源短缺状况,影响区域可持续发展。因此,急需采取措施,实现酸雨控制和RWH水资源供应的双赢解决方案。我们希望,尼日利亚的Niger delta地区的案例研究能为此提供借鉴。