ABSTRACT Variations in quality or quantity of reservoir discharges and of wastewater treatment plants (WWTP) are typical sources of uncertainty in controlling and management of river water quality downstream. This study evaluates and discusses the impacts of these operation-based uncertainties on waste load allocation (WLA) policies, like water quality trading (WQT), by Monte-Carlo simulation. For this purpose, we chose the Sefidrud River in northern Iran and developed an economic-based WLA in this area through a simulation-optimisation approach. The river with 1150 reaches is simulated by coding in MATLAB and linked to a multi-objective particle swarm optimization (MOPSO) algorithm in which the two objectives are minimisation of environmental violations and abatement costs. For uncertainty analysis through Monte-Carlo simulation, river flow and kinetic rates, dissolved oxygen (DO) at headwater, pollution loads of dischargers, and temperature are considered as primary variables. Results show that the success of WLA is mostly reliant on the DO concentration of headwater, occurrence of seasonal floods, and river aeration rate. The implications of the findings are also analysed for WQT. In particular, the above uncertainties are highlighted as possible threats for the success of discharge permit markets because polluters could be penalised or rewarded for uncertainties regardless of their pollution discharges. Consequently, effective WQT under uncertainty is likely to lead to a need for more monitoring to resolve potential disputes from uncertainties.

中文翻译：

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基于运行的河流废物负荷分配的不确定性及其对控制排放的影响

摘要 水库排放和污水处理厂 (WWTP) 的质量或数量变化是下游河流水质控制和管理的典型不确定性来源。本研究通过蒙特卡罗模拟评估和讨论了这些基于运营的不确定性对废物负荷分配 (WLA) 政策的影响，例如水质交易 (WQT)。为此，我们选择了伊朗北部的 Sefidrud 河，并通过模拟优化方法在该地区开发了基于经济的 WLA。1150 河段的河流通过在 MATLAB 中编码进行模拟，并与多目标粒子群优化 (MOPSO) 算法相关联，其中两个目标是最小化环境违规和减排成本。对于通过蒙特卡罗模拟进行的不确定性分析，河流流量和动力速率、源头溶解氧 (DO)、排放者的污染负荷和温度被视为主要变量。结果表明，WLA 的成功主要取决于源头溶解氧浓度、季节性洪水的发生和河流曝气率。还分析了这些发现对 WQT 的影响。特别是，上述不确定性被强调为排污许可证市场成功的可能威胁，因为无论污染排放量如何，污染者都可能因不确定性而受到惩罚或奖励。因此，在不确定性下有效的 WQT 可能会导致需要更多的监控来解决不确定性带来的潜在争议。和温度被视为主要变量。结果表明，WLA 的成功主要取决于源头溶解氧浓度、季节性洪水的发生和河流曝气率。还分析了这些发现对 WQT 的影响。特别是，上述不确定性被强调为排污许可证市场成功的可能威胁，因为无论污染排放量如何，污染者都可能因不确定性而受到惩罚或奖励。因此，在不确定性下有效的 WQT 可能会导致需要更多的监控来解决不确定性带来的潜在争议。和温度被视为主要变量。结果表明，WLA 的成功主要取决于源头溶解氧浓度、季节性洪水的发生和河流曝气率。还分析了这些发现对 WQT 的影响。特别是，上述不确定性被强调为排污许可证市场成功的可能威胁，因为无论污染排放量如何，污染者都可能因不确定性而受到惩罚或奖励。因此，在不确定性下有效的 WQT 可能会导致需要更多的监控来解决不确定性带来的潜在争议。特别是，上述不确定性被强调为排污许可证市场成功的可能威胁，因为无论污染排放量如何，污染者都可能因不确定性而受到惩罚或奖励。因此，在不确定性下有效的 WQT 可能会导致需要更多的监控来解决不确定性带来的潜在争议。特别是，上述不确定性被强调为排污许可证市场成功的可能威胁，因为无论污染排放量如何，污染者都可能因不确定性而受到惩罚或奖励。因此，在不确定性下有效的 WQT 可能会导致需要更多的监控来解决不确定性带来的潜在争议。