一種區(qū)域水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種區(qū)域水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，包括：建立基于DPSIR模型的區(qū)域水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型；其中所述DPSIR模型包括驅(qū)動(dòng)力因子、壓力因子、狀態(tài)因子、影響因子、響應(yīng)因子；構(gòu)建區(qū)域水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系，所述構(gòu)建區(qū)域水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系包括從不同角度反映區(qū)域水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的目標(biāo)層、系統(tǒng)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層。上述方案能夠更為準(zhǔn)確的對(duì)區(qū)域水環(huán)境進(jìn)行評(píng)估，以為決策提供準(zhǔn)確的依據(jù)。
【專利說明】
-種區(qū)域水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及水環(huán)境評(píng)估領(lǐng)域的數(shù)據(jù)分析和處理技術(shù)，特別是指一種區(qū)域水環(huán)境風(fēng) 險(xiǎn)評(píng)估方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)、工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展W及城市化進(jìn)程的不斷加快，全球各地區(qū)環(huán)境 壓力也日益增大。20世紀(jì)70年代，美國首先提出了環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估化RA)的概念，其隨后被西 方歐美等國家逐漸認(rèn)可。水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估(WERA)作為環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的重要組成部分，其是 在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基礎(chǔ)上，開展水環(huán)境各種潛在風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別W及水環(huán)境事故發(fā)生概率評(píng)估 工作的過程。作為ERA的重要方向，其在水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)與水環(huán)境事故預(yù)防方面扮演著重要 角色。
[0003] 京津冀地區(qū)是中國北方經(jīng)濟(jì)最為發(fā)達(dá)、最具發(fā)展?jié)摿Φ牡貐^(qū)，包括北京和天津兩 直轄市W及河北省11個(gè)地級(jí)市。但是，隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，其環(huán)境問題逐漸演變成為 區(qū)域性難題，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)不斷累積，人群等風(fēng)險(xiǎn)受體不斷增加，資源環(huán)境承載力較弱，致使環(huán) 境事故一旦發(fā)生，便可能產(chǎn)生嚴(yán)重后果。2015年4月30日，中央政治局會(huì)議審議通過《京津冀 協(xié)同發(fā)展規(guī)劃綱要》指出，推動(dòng)京津冀地區(qū)協(xié)同發(fā)展是一項(xiàng)重大國家戰(zhàn)略，是促進(jìn)資源環(huán)境 統(tǒng)一協(xié)調(diào)的需要，此戰(zhàn)略的提出，加速了京津冀一體化進(jìn)程，為區(qū)域發(fā)展帶來機(jī)遇的同時(shí)， 又對(duì)其可持續(xù)發(fā)展提出了更高的要求，也給區(qū)域生態(tài)環(huán)境一體化保護(hù)管理帶來了更大的挑 戰(zhàn)。在此背景下，在京津冀地區(qū)開展水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作可為管理者提供決策依據(jù)，同時(shí)能 有效預(yù)測(cè)水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，W實(shí)現(xiàn)區(qū)域水環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
[0004] 如今，WERA已被廣泛地應(yīng)用于識(shí)別水環(huán)境中的高風(fēng)險(xiǎn)因子。隨著人們環(huán)保意識(shí)逐 漸增強(qiáng)，很多方法被用于WERA:圖形疊加方法、信息擴(kuò)散方法、指標(biāo)體系方法、模糊數(shù)學(xué)綜合 評(píng)估方法等。其中指標(biāo)體系方法具有簡(jiǎn)潔、快速、效率高、低耗的優(yōu)點(diǎn)。Sun F等建立了一個(gè) 指標(biāo)體系（具體請(qǐng)見F S,J C,Q T,S Z = Integrated risk assessment and screening analysis of drinking water safety of a conventional water supply system.Water science and Technology 2007,56:47-56.)，該方法結(jié)合篩選分析和圖形檢驗(yàn)矩陣對(duì)區(qū)域 飲水安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，建立了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估程序，并對(duì)水系統(tǒng)脆弱性進(jìn)行了表征。Wang B等在 白萍淀流域開展了環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)研究（Wang B，Cheng H:Environmental Risk zoning Research in Baiyangdian Basin.Procedia Environmental Sciences 2011,10:2280- 6.)，借助GIS和RS技術(shù)，建立了一個(gè)簡(jiǎn)單的指標(biāo)體系來評(píng)估洪水和水資源短缺風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)完 成風(fēng)險(xiǎn)定量化和風(fēng)險(xiǎn)可視化。
[0005] 但是如果在建立指標(biāo)體系是缺少一定理論依據(jù)，就會(huì)增加評(píng)價(jià)的盲目性，導(dǎo)致評(píng) 價(jià)結(jié)果的不合理性、不科學(xué)性。因此基于改進(jìn)的PSR、DSR模型，業(yè)界提出了一種DPSI民 (Drivers Pressures States Impacts Responses;驅(qū)動(dòng)、壓力、狀態(tài)、影響W及響應(yīng)）模型， ^ffiiiOECD(Organization for Economic Cooperation and Development，拿圣5^^作與；^ 展組織)在上世紀(jì)90年代進(jìn)行推廣，并由IGBP LOICZ進(jìn)一步的發(fā)展。它可W捕捉到社會(huì)、經(jīng) 濟(jì)、環(huán)境系統(tǒng)之間的"因果-效應(yīng)"關(guān)系，因此被廣泛應(yīng)用于分析人類環(huán)境系統(tǒng)的相互作用過 程。ZHANG S等提出了一種基于PSR模型的區(qū)域環(huán)境和健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系，并結(jié)合層次 分析法(AHP)確定權(quán)重（[16]Zhang S，Wei Z，Liu W，Yao L，Suo W，Xing J，Huang BJin D, Wang J: Indicators for Environment Health Risk Assessment in the Jiangsu Province of Chin曰.Internstionsl journal of environment曰I research 曰nd public health 2015,12:11012-24.);而Xu EGB等提出了一種針對(duì)海洋保護(hù)區(qū)的、基于多層DPSIR 模型的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，并生成一個(gè)數(shù)據(jù)庫來協(xié)助管理(Xu EGB，Leung KMY，Morton B， Lee JHW:An integrated environmental risk assessment and management framework for enhancing the sustainability of marine protected 曰re曰s:the Cape d'Aguil曰r Marine Reserve case study in Hong Kong.The Science of the total environment 2015,505:269-81.)。綜合來看，DPSIR模型能簡(jiǎn)化復(fù)雜的水環(huán)境問題，使決策者更容易掌握 轄區(qū)的水環(huán)境狀況。
[0006] 在風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算方法方面，現(xiàn)有的研究大部分W權(quán)重和風(fēng)險(xiǎn)值的簡(jiǎn)單乘積代表風(fēng)險(xiǎn)水 平，降低了計(jì)算結(jié)果的精確程度。模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)估方法具有結(jié)構(gòu)清晰和高系統(tǒng)性等優(yōu)點(diǎn) 被廣泛用于風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算、解決模糊和不確定問題。
[0007] Peibin G等運(yùn)用層次分析法和專家打分法W及模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)西部地區(qū)開展 了健全的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并分析得出了影響結(jié)果的主要因素(PeibinG,Baojiang S,Gang L,Yong W:Fuzzy comprehensive evaluation in well control risk assessment based on AHP.AdvanceS in Petroleum Exploration and Development 2012,4:13-8.)。張海麗 等初步建立了基于模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)估方法的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型來評(píng)估大迂河污染狀況(張 海麗:大迂河口水環(huán)境污染生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與技術(shù)方法研究.青島：中國海洋大學(xué)， 2013.)。
[0008] 然而，有很少研究能綜合利用上述幾種方法，將其視為整體對(duì)區(qū)域水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn) 行評(píng)估。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 基于上述缺陷，本發(fā)明實(shí)施例的目的是提出一種區(qū)域水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，能夠 根據(jù)DPSIR模型的理論將水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)作為一個(gè)由形成和控制環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的各種要素有機(jī) 結(jié)合的整體，W此構(gòu)建全面系統(tǒng)的水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系。
[0010] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提出了一種區(qū)域水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，包括：
[OOW 步驟1、建立基于DPSIR模型的區(qū)域水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型；其中所述DPSIR模型包括 驅(qū)動(dòng)力因子、壓力因子、狀態(tài)因子、影響因子、響應(yīng)因子;其中
[0012] 驅(qū)動(dòng)力因子為推動(dòng)水環(huán)境壓力增加或減小的潛在因子，是造成水環(huán)境發(fā)生變化的 間接因素，至少包括:社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速率、人口增長(zhǎng)速率等；
[0013] 壓力因子為產(chǎn)生水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的直接驅(qū)動(dòng)力，表征社會(huì)發(fā)展對(duì)水資源的需求及對(duì)水 環(huán)境造成的副作用，至少包括:社會(huì)用水效率、廢污水排放；
[0014] 狀態(tài)因子為描述區(qū)域水環(huán)境狀況W及推動(dòng)水環(huán)境保護(hù)工作進(jìn)行所需的前提條件， 即社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，至少包括:水質(zhì)、水量、水生態(tài)狀況；
[0015] 影響因子為在直接、間接驅(qū)動(dòng)力推動(dòng)下對(duì)區(qū)域水環(huán)境W及居民生活造成的影響；
[0016] 響應(yīng)因子為對(duì)水環(huán)境面臨的各種風(fēng)險(xiǎn)所采取的管理措施；
[0017] 步驟2、構(gòu)建區(qū)域水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系，所述構(gòu)建區(qū)域水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體 系包括從不同角度反映區(qū)域水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的目標(biāo)層、系統(tǒng)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層；
[001引其中所述系統(tǒng)層包括至少W下五個(gè)參數(shù):驅(qū)動(dòng)力、壓力、狀態(tài)、影響、響應(yīng)；
[0019] 其中驅(qū)動(dòng)力對(duì)應(yīng)=個(gè)準(zhǔn)則層參數(shù):人口增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)發(fā)展;其中人口增長(zhǎng) 對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層包括:人口自然增長(zhǎng)率、人口密度;經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層包括:GPD年增長(zhǎng) 率、人均GDP;社會(huì)發(fā)展對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層包括:恩格爾系數(shù)；
[0020] 其中壓力對(duì)應(yīng)兩個(gè)準(zhǔn)則層參數(shù):環(huán)境壓力、資源壓力;其中環(huán)境壓力對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層 包括：國家重點(diǎn)監(jiān)控企業(yè)密度、工業(yè)廢水排放量、生活污水排放量、COD年排放量、農(nóng)藥化肥 使用量;其中資源壓力對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層包括:萬元GDP用水量、人均用水量；
[0021] 其中狀態(tài)對(duì)應(yīng)四個(gè)準(zhǔn)則層參數(shù):水量、水質(zhì)、水生態(tài)、受體;其中水量對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層 包括:人均水資源占有量;水質(zhì)對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層包括:水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率;水生態(tài)對(duì)應(yīng)的指 標(biāo)層包括:濕地面積占轄區(qū)面積比；受體對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層包括:敏感人群比重；
[0022] 其中影響對(duì)應(yīng)=個(gè)準(zhǔn)則層參數(shù):水環(huán)境、水生態(tài)、居民生活;其中水環(huán)境對(duì)應(yīng)的指 標(biāo)層包括:河流、湖泊劣于III類水質(zhì)占比；水生態(tài)對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層包括:水±流失面積比例； 居民生活對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層包括:集中水源地水質(zhì)達(dá)標(biāo)率、人口平均壽命、居民生活水費(fèi)；
[0023] 其中響應(yīng)對(duì)應(yīng)=個(gè)準(zhǔn)則層參數(shù):水資源管理、水資源監(jiān)測(cè)、污廢水處理;其中水資 源管理對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層包括:人均水利、環(huán)境、公共基礎(chǔ)設(shè)施投資；水資源監(jiān)測(cè)對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層 包括:地表水水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面點(diǎn)位數(shù);污廢水處理對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層包括:污水集中處理率、工業(yè) 廢水處理率。
[0024] 其中，所述方法還包括：
[0025] 步驟3、采用層次分析法計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重并賦值，然后將各指標(biāo)體系量化分級(jí);然 后通過模糊綜合評(píng)價(jià)法，計(jì)算區(qū)域水環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)值。
[0026] 其中，步驟3中的通過模糊綜合評(píng)價(jià)法，計(jì)算區(qū)域水環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)值，具體包括：
[0027] 步驟31、根據(jù)目標(biāo)層、系統(tǒng)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層間層次結(jié)構(gòu)關(guān)系，建立隸屬度函數(shù)， 并計(jì)算出各指標(biāo)對(duì)于評(píng)價(jià)等級(jí)的隸屬度；
[0028] 步驟32、根據(jù)指標(biāo)體系各層級(jí)關(guān)系，建立結(jié)構(gòu)模型，通過相對(duì)隸屬度函數(shù)建立模糊 關(guān)系矩陣;根據(jù)最大隸屬度的原則確定最終評(píng)價(jià)結(jié)果。
[0029] 其中，所述步驟31具體包括：
[0030] 對(duì)于逆向指標(biāo)，指標(biāo)值越小，水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)越高：
[0032] 對(duì)于正向指標(biāo)，指標(biāo)值越大，水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)越高：
[0031] CD
[00削
傑
[0034] 其中Xi指第i項(xiàng)指標(biāo);曰1和k為第i項(xiàng)指標(biāo)的第k級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn);rik指第i項(xiàng)指標(biāo)對(duì)于第 k級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的相對(duì)隸屬度。
[0035] 其中，所述步驟32具體包括：
[0036] 步驟321、根據(jù)指標(biāo)體系各層級(jí)關(guān)系，建立結(jié)構(gòu)模型，通過相對(duì)隸屬度函數(shù)建立模 糊關(guān)系矩陣：
[0037] (3)
[0038] 其中m為該等級(jí)所含指標(biāo)數(shù);n為評(píng)價(jià)等級(jí)數(shù)；
[0039] 步驟322、由于區(qū)域水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系分為4層，因此n = 4;根據(jù)權(quán)重集W及 模糊關(guān)系矩陣依次進(jìn)行第一、二、=級(jí)評(píng)判：
[0040] (4)
[0041] 其中bi為評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)第i個(gè)等級(jí)的隸屬度；
[0042] 根據(jù)最大隸屬度的原則，取與思對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)作為該要素的最終評(píng)價(jià)結(jié) 果。
[0043] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：
[0044] 上述技術(shù)方案能夠更為準(zhǔn)確的對(duì)區(qū)域水環(huán)境進(jìn)行評(píng)估，W為決策提供準(zhǔn)確的依 據(jù)。
【附圖說明】
[0045] 圖I為本發(fā)明實(shí)施例的區(qū)域水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估分區(qū)思路圖；
[0046] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的DPSIR模型評(píng)估框架示意圖；
[0047] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例的模糊綜合評(píng)價(jià)法評(píng)估框架示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0048] 為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具 體實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0049] 水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是確定水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率、水環(huán)境的脆弱性W及預(yù)測(cè)事故發(fā) 生對(duì)水環(huán)境造成的影響的過程。目前，水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法主要有指標(biāo)體系法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 法、灰色模型法、加權(quán)風(fēng)險(xiǎn)分析法、事故樹法等。而現(xiàn)如今，水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的高低與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā) 展水平息息相關(guān)。因此，與其他方法相比，構(gòu)建DPSIR模型法能綜合考慮環(huán)境與經(jīng)濟(jì)兩大因 素，其目前已應(yīng)用于環(huán)境管理和水資源可持續(xù)利用等領(lǐng)域。DPSIR模型是在PSR模型和DSR模 型修訂的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，它描述了一條引發(fā)環(huán)境問題的起源和結(jié)果之間的因果鏈。本發(fā) 明實(shí)施例WDPSIR模型為基礎(chǔ)，綜合考慮導(dǎo)致水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的驅(qū)動(dòng)力及人類社會(huì)對(duì)水環(huán) 境施加的壓力，進(jìn)而評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生對(duì)水環(huán)境狀態(tài)產(chǎn)生的影響，及人類對(duì)此影響做出的積極 響應(yīng)，W完成水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。
[0050] 本發(fā)明實(shí)施例的區(qū)域水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與分區(qū)的設(shè)計(jì)思路如圖1所示的，本發(fā)明實(shí) 施例通過指標(biāo)體系法、模糊數(shù)學(xué)法、層次分析法的有機(jī)結(jié)合，構(gòu)建水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估綜合方法 體系，從而將復(fù)雜的環(huán)境條件進(jìn)行綜合、簡(jiǎn)化。
[0051] 1、建立基于DPSIR模型的區(qū)域水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估：
[0052] DPSIR模型分別W驅(qū)動(dòng)力因子、壓力因子、狀態(tài)因子、影響因子、響應(yīng)因子為出發(fā) 點(diǎn)，五因素相鋪相成，對(duì)水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。首先，在指標(biāo)體系法指導(dǎo)下，根據(jù)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng) 估理論建立評(píng)估框架W及指標(biāo)體系；
[0053] 其次，進(jìn)行定量化計(jì)算，即W模糊綜合評(píng)價(jià)法為基礎(chǔ)計(jì)算系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)值，結(jié)合AHP計(jì) 算各指標(biāo)權(quán)重并賦值，將各指標(biāo)體系量化分級(jí)；
[0054] 最后，依據(jù)結(jié)果，WArcGIS為輔助工具，按風(fēng)險(xiǎn)從高到低劃分為高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、中風(fēng)險(xiǎn) 區(qū)、低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、無風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。
[0055] 2、構(gòu)建水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系
[0056] 本發(fā)明實(shí)施例從區(qū)域環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)理論出發(fā)，構(gòu)建區(qū)域水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系；該 指標(biāo)體系由目標(biāo)層、系統(tǒng)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層構(gòu)成，W從不同角度反映研究區(qū)水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。 捜集的原始數(shù)據(jù)需根據(jù)計(jì)算來達(dá)到表征風(fēng)險(xiǎn)的目的，考慮到數(shù)據(jù)的可獲取性，對(duì)數(shù)據(jù)缺乏 的指標(biāo)，采用等效替代的方式。本發(fā)明實(shí)施例針對(duì)推動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的驅(qū)動(dòng)力、壓力因子，偏重 考慮對(duì)研究區(qū)影響最大的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活污染源，對(duì)水環(huán)境狀態(tài)、風(fēng)險(xiǎn)影響的評(píng)估W地表 水為主。
[0057] 本發(fā)明實(shí)施例的評(píng)估指標(biāo)體系具體內(nèi)容詳見表1，表1中從前述的四個(gè)層次（目標(biāo) 層未列出）出發(fā)，圍繞DPSIR模型，建立水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系。該表W原始數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)， 明確各指標(biāo)的計(jì)算方法，將數(shù)據(jù)疊加整合，同時(shí)闡明了各指標(biāo)的作用地位及原始數(shù)據(jù)的捜 集來源。
[005引表1水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系
[0化91
[(
[0061] 注：[a]評(píng)估區(qū)當(dāng)?shù)亟y(tǒng)計(jì)年鑒；[b]評(píng)估區(qū)當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)年鑒；^]評(píng)估區(qū)當(dāng)?shù)丨h(huán)境 狀態(tài)公報(bào)；
[0062] [d]評(píng)估區(qū)當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)廳網(wǎng)站；[e]評(píng)估區(qū)當(dāng)?shù)厮Y源公報(bào)；[門中國統(tǒng)計(jì)年鑒；
[0063] [g]中國環(huán)境狀況公報(bào)；比]中國水資源公報(bào)；[i]文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)檢索
[0064] 3、數(shù)據(jù)來源
[0065] 通過查閱各省市年鑒、環(huán)境狀況公報(bào)等資料，文獻(xiàn)檢索，數(shù)據(jù)查詢等方式，針對(duì)指 標(biāo)體系所設(shè)及的內(nèi)容，整理出各評(píng)估單元的相關(guān)數(shù)據(jù)?？紤]數(shù)據(jù)的可獲取性及全面性，本發(fā) 明實(shí)施例中W2012年數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，當(dāng)然運(yùn)只是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一種形式而已。驅(qū)動(dòng)力 因子指標(biāo)數(shù)據(jù)主要通過查閱各省市年鑒、中國城市年鑒及文獻(xiàn)檢索的方式獲取;壓力因子 指標(biāo)數(shù)據(jù)除通過上述渠道外，還通過查閱環(huán)境保護(hù)年鑒獲取。其他因子指標(biāo)數(shù)據(jù)獲取方式 詳見表1。
[0066] 4、權(quán)重設(shè)置
[0067] 指標(biāo)體系建成之后，需確定各指標(biāo)在指標(biāo)體系中的權(quán)重，W此來表征各指標(biāo)對(duì)環(huán) 境風(fēng)險(xiǎn)的貢獻(xiàn)程度。目前，權(quán)重計(jì)算方法有層次分析法（Analytic化erarchy Process， AHP)、主成分分析法、賭值法、狀態(tài)最優(yōu)化法等。其中層次分析法作為目前普遍運(yùn)用的權(quán)重 計(jì)算方法，結(jié)合專家打分法及定性定量方法，使決策層次化、結(jié)構(gòu)化。
[0068] 層次分析法：Saaty TL:A scaling method for priorities in hierarchical structures.Journal of Mathematical Psychology 1977,15:2:34-81.運(yùn)種算法根據(jù)指標(biāo) 體系層次結(jié)構(gòu)關(guān)系及各元素間影響程度，確定指標(biāo)之間相對(duì)重要性，參照1-9標(biāo)度含義，構(gòu) 建判斷矩陣。采用幾何平均法計(jì)算指標(biāo)層相對(duì)于準(zhǔn)則層、準(zhǔn)則層相對(duì)于系統(tǒng)層、系統(tǒng)層相對(duì) 于目標(biāo)層，共=級(jí)權(quán)重值，并W向量形式表示。最后對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，保證C.R. <0.1即判斷矩陣具有較好傳遞性、一致性。該方法具體計(jì)算步驟可W參考:Tesfamariam S,Sadiq R:Risk-based environmental decision-making using fuzzy analytic hierarchy process(F-AHP).Stochastic Environmental Research and Risk Assessment 2006,21:35-50.。針對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的指標(biāo)權(quán)重計(jì)算結(jié)果詳見表2。
[0069] 表2水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系量化分級(jí)及權(quán)重
[0070]
[0071] 5、指標(biāo)量級(jí)分化
[0072] 選定研究區(qū)，并W查閱獲取的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合各指標(biāo)數(shù)據(jù)的表征意義，W最大程 度表征各研究單元在驅(qū)動(dòng)力、壓力、狀態(tài)、影響、響應(yīng)五個(gè)因子的差異性為出發(fā)點(diǎn)，同時(shí)結(jié)合 國家相應(yīng)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)指標(biāo)體系進(jìn)行量化分級(jí)，從而完成對(duì)各指標(biāo)的 評(píng)分，量化分級(jí)結(jié)果詳見表2。
[0073] 6、模糊綜合評(píng)價(jià)法
[0074] 基于模糊綜合評(píng)價(jià)模型，對(duì)研究區(qū)水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。首先根據(jù)目標(biāo)層、系統(tǒng) 層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層間層次結(jié)構(gòu)關(guān)系，建立隸屬度函數(shù)，進(jìn)而計(jì)算出各指標(biāo)對(duì)于評(píng)價(jià)等級(jí)的 隸屬度。各評(píng)價(jià)指標(biāo)隸屬度計(jì)算方法如下：
[0075] (1)對(duì)于逆向指標(biāo)，指標(biāo)值越小，水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)越高：
[0076]
(1)
[0077] (2)對(duì)于正向指標(biāo)，指標(biāo)值越大，水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)越高：[007只1
貸）
[00巧」 其甲Xi指弟i項(xiàng)指你；ai、時(shí)旨弟i項(xiàng)指你的弟k繳評(píng)價(jià)你準(zhǔn)；nk指弟i項(xiàng)指標(biāo)對(duì)于第k 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的相對(duì)隸屬度。
[0080] 根據(jù)指標(biāo)體系各層級(jí)關(guān)系，建立結(jié)構(gòu)模型，通過相對(duì)隸屬度函數(shù)建立模糊關(guān)系矩 陣：
[0081]
(3)
[0082] 其中m為該等級(jí)所含指標(biāo)數(shù);n為評(píng)價(jià)等級(jí)數(shù)。
[0083] 本研究區(qū)水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系分為4層，因此如圖3所示的需進(jìn)行=級(jí)評(píng)判， 評(píng)價(jià)等級(jí)為4(即n = 4)。根據(jù)權(quán)重集W及模糊關(guān)系矩陣，依次進(jìn)行第一、二、=級(jí)評(píng)判：
[0084； (4)
[0085] 其中bi為評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)第i個(gè)等級(jí)的隸屬度；
[0086] 根據(jù)最大隸屬度的原則，取與思質(zhì)對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)作為該要素的最終評(píng)價(jià)結(jié) 果D
[0087] 本發(fā)明實(shí)施例涉及的參考文獻(xiàn)如下，本發(fā)明實(shí)施例將W下列出的參考文獻(xiàn)全文運(yùn) 用于此：
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[0125] W上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可W做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也 應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種區(qū)域水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其特征在于，包括： 步驟1、建立基于DPSIR模型的區(qū)域水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型；其中所述DPSIR模型包括驅(qū)動(dòng) 力因子、壓力因子、狀態(tài)因子、影響因子、響應(yīng)因子;其中 驅(qū)動(dòng)力因子為推動(dòng)水環(huán)境壓力增加或減小的潛在因子，是造成水環(huán)境發(fā)生變化的間接 因素，至少包括:社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速率、人口增長(zhǎng)速率等； 壓力因子為產(chǎn)生水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的直接驅(qū)動(dòng)力，表征社會(huì)發(fā)展對(duì)水資源的需求及對(duì)水環(huán)境 造成的副作用，至少包括:社會(huì)用水效率、廢污水排放； 狀態(tài)因子為描述區(qū)域水環(huán)境狀況以及推動(dòng)水環(huán)境保護(hù)工作進(jìn)行所需的前提條件，即社 會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，至少包括:水質(zhì)、水量、水生態(tài)狀況； 影響因子為在直接、間接驅(qū)動(dòng)力推動(dòng)下對(duì)區(qū)域水環(huán)境以及居民生活造成的影響； 響應(yīng)因子為對(duì)水環(huán)境面臨的各種風(fēng)險(xiǎn)所采取的管理措施； 步驟2、構(gòu)建區(qū)域水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系，所述構(gòu)建區(qū)域水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系包 括從不同角度反映區(qū)域水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的目標(biāo)層、系統(tǒng)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層； 其中所述系統(tǒng)層包括至少以下五個(gè)參數(shù):驅(qū)動(dòng)力、壓力、狀態(tài)、影響、響應(yīng)； 其中驅(qū)動(dòng)力對(duì)應(yīng)三個(gè)準(zhǔn)則層參數(shù):人口增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)發(fā)展;其中人口增長(zhǎng)對(duì)應(yīng) 的指標(biāo)層包括:人口自然增長(zhǎng)率、人口密度;經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層包括:Gro年增長(zhǎng)率、人 均GDP;社會(huì)發(fā)展對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層包括:恩格爾系數(shù)； 其中壓力對(duì)應(yīng)兩個(gè)準(zhǔn)則層參數(shù):環(huán)境壓力、資源壓力；其中環(huán)境壓力對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層包 括：國家重點(diǎn)監(jiān)控企業(yè)密度、工業(yè)廢水排放量、生活污水排放量、COD年排放量、農(nóng)藥化肥使 用量;其中資源壓力對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層包括:萬元GDP用水量、人均用水量； 其中狀態(tài)對(duì)應(yīng)四個(gè)準(zhǔn)則層參數(shù)：水量、水質(zhì)、水生態(tài)、受體；其中水量對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層包 括:人均水資源占有量;水質(zhì)對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層包括:水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率;水生態(tài)對(duì)應(yīng)的指標(biāo) 層包括:濕地面積占轄區(qū)面積比；受體對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層包括:敏感人群比重； 其中影響對(duì)應(yīng)三個(gè)準(zhǔn)則層參數(shù):水環(huán)境、水生態(tài)、居民生活;其中水環(huán)境對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層 包括:河流、湖泊劣于III類水質(zhì)占比；水生態(tài)對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層包括:水土流失面積比例；居民 生活對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層包括:集中水源地水質(zhì)達(dá)標(biāo)率、人口平均壽命、居民生活水費(fèi)； 其中響應(yīng)對(duì)應(yīng)三個(gè)準(zhǔn)則層參數(shù):水資源管理、水資源監(jiān)測(cè)、污廢水處理;其中水資源管 理對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層包括:人均水利、環(huán)境、公共基礎(chǔ)設(shè)施投資;水資源監(jiān)測(cè)對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層包括： 地表水水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面點(diǎn)位數(shù);污廢水處理對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層包括:污水集中處理率、工業(yè)廢水處 理率。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的區(qū)域水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其特征在于，所述方法還包括： 步驟3、采用層次分析法計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重并賦值，然后將各指標(biāo)體系量化分級(jí);然后通 過模糊綜合評(píng)價(jià)法，計(jì)算區(qū)域水環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)值。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的區(qū)域水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其特征在于，步驟3中的通過模糊 綜合評(píng)價(jià)法，計(jì)算區(qū)域水環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)值，具體包括： 步驟31、根據(jù)目標(biāo)層、系統(tǒng)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層間層次結(jié)構(gòu)關(guān)系，建立隸屬度函數(shù)，并計(jì) 算出各指標(biāo)對(duì)于評(píng)價(jià)等級(jí)的隸屬度； 步驟32、根據(jù)指標(biāo)體系各層級(jí)關(guān)系，建立結(jié)構(gòu)模型，通過相對(duì)隸屬度函數(shù)建立模糊關(guān)系 矩陣;根據(jù)最大隸屬度的原則確定最終評(píng)價(jià)結(jié)果。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的區(qū)域水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其特征在于，所述步驟31具體包 括： 對(duì)于逆向指標(biāo)，指標(biāo)值越小，水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)越高：其中Xi指第i項(xiàng)指標(biāo);ai和k為第i項(xiàng)指標(biāo)的第k級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn);rik指第i項(xiàng)指標(biāo)對(duì)于第k級(jí)標(biāo) 準(zhǔn)的相對(duì)隸屬度。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的區(qū)域水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其特征在于，所述步驟32具體包 括： 步驟321、根據(jù)指標(biāo)體系各層級(jí)關(guān)系，建立結(jié)構(gòu)模型，通過相對(duì)隸屬度函數(shù)建立模糊關(guān) 系矩陣：其中m為該等級(jí)所含指標(biāo)數(shù);η為評(píng)價(jià)等級(jí)數(shù)； 步驟322、由于區(qū)域水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系分為4層，因此η = 4;根據(jù)權(quán)重集W及模糊 關(guān)系矩陣依次進(jìn)行第一、二、三級(jí)評(píng)判：其中匕為評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)第i個(gè)等級(jí)的隸屬度； 根據(jù)最大隸屬度的原則，取與對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)作為該要素的最終評(píng)價(jià)結(jié)果。
【文檔編號(hào)】G06Q10/06GK106022635SQ201610371165
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月30日
【發(fā)明人】翟遠(yuǎn)征, 冷蘇婭, 蔣世杰, 王金生, 滕彥國
【申請(qǐng)人】北京師范大學(xué)