集對(duì)分析在區(qū)域大氣環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用研究

鄂文峰

摘 要：在區(qū)域大氣環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中，合理的應(yīng)用集對(duì)分析，能夠建立出相應(yīng)準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)期中大氣環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的準(zhǔn)確評(píng)估，同時(shí)也可以對(duì)不確定系數(shù)取值進(jìn)行進(jìn)一步的分析，從而得出不同狀態(tài)下的大氣環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分布情況?；诖耍瘜?duì)分析在漁區(qū)大氣環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用越來越廣泛。

關(guān)鍵詞：集對(duì)分析；區(qū)域大氣環(huán)境；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)；應(yīng)用

目前的大氣環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中，應(yīng)用到的方法多是利用CALPUFF、SLAB等模型來對(duì)風(fēng)險(xiǎn)源所能夠造成的危害進(jìn)行模擬分析，從而得出漁區(qū)大氣環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)水平，但是這樣的方法在大尺度空間中，應(yīng)用上就存在問題。而集對(duì)分析的應(yīng)用就不會(huì)出現(xiàn)相關(guān)的問題，其能夠?qū)臻g信息的不確定系數(shù)進(jìn)行研究，得出不同的風(fēng)險(xiǎn)空間信息，這樣就能夠使得風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的一些客觀性影響因素以及主觀性影響因素消除，從而為土地優(yōu)化利用提供成熟的科學(xué)依據(jù)。

1 集對(duì)分析概述

1.1 基本原理

集對(duì)分析，又稱聯(lián)系數(shù)學(xué)。是從系統(tǒng)的角度去認(rèn)識(shí)確定性和不確定性的關(guān)系，并認(rèn)為研究對(duì)象是一個(gè)確定不確定的系統(tǒng)。它可以統(tǒng)一描述和處理隨機(jī)性、模糊性、不完整性等不確定性因素引起的確定不確定系統(tǒng)。假設(shè)給定集合A和B，組成集對(duì)H=（A，B），其聯(lián)系度可通過式（1）進(jìn)行數(shù)學(xué)表達(dá)。

？滋=a+bi+cj（1）

式中：？滋為聯(lián)系度，值域?yàn)閇-1，1]；a、b、c分別為同一度、差異度、對(duì)立度，且a+b+c=1；i為差異標(biāo)記符號(hào)或相應(yīng)系數(shù)，取值區(qū)間為[-1，1]；j為對(duì)立標(biāo)記符號(hào)或相應(yīng)系數(shù)，且j≡-1。

1.2 模型構(gòu)建

用集對(duì)分析進(jìn)行不確定性分析需要客觀承認(rèn)不確定性，不確定性與確定性作為一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行分析和處理。有毒有害氣體環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分布存在確定與不確定的因素，如有毒有害氣體傳播的載體大氣是確定的，但大氣在事故發(fā)生時(shí)如何流動(dòng)是不確定的。而且確定與不確定的演變是一個(gè)連續(xù)的、動(dòng)態(tài)的過程，由于時(shí)空的變化，大氣環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分布在不斷改變，也是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程。

對(duì)有毒有害氣體環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分布可按梯形關(guān)系進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算，同時(shí)，相關(guān)人員依據(jù)高斯模型構(gòu)建的大氣環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)指數(shù)旨在從污染氣象條件角度反映大氣環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)的空間差異，從環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)角度反映區(qū)域突發(fā)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的相對(duì)特征。這為構(gòu)建基于集對(duì)分析的大氣環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分布計(jì)算模型提供了依據(jù)。將集對(duì)分析用于區(qū)域大氣環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，就是將區(qū)域某單元與風(fēng)險(xiǎn)源所在單元的距離集合A和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)集合B一起構(gòu)成一個(gè)集對(duì)H。通過集合A中每項(xiàng)數(shù)值與集合B中的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)范圍進(jìn)行比較，集對(duì)H的聯(lián)系度可通過式（2）表示。再通過一系列轉(zhuǎn)化，以評(píng)價(jià)區(qū)域大氣環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)水平的高低。

式中：？滋為聯(lián)系度；l為計(jì)算點(diǎn)與風(fēng)險(xiǎn)源點(diǎn)的距離；i、j分別為差異系數(shù)、對(duì)立系數(shù)；s1、s2、s3、s4為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，區(qū)間（0，s1]、（s1，s2]、（s2，s3]、（s3，s4]、（s4，+∞）分別為高度、中度、中低度、低度、無影響區(qū)（在考慮風(fēng)險(xiǎn)因子實(shí)際濃度時(shí)，s可根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)源釋放的風(fēng)險(xiǎn)因子物化性質(zhì)作出調(diào)整）。

2 在區(qū)域大氣環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中集對(duì)分析的具體應(yīng)用情況

2.1 具體案例研究

某化工園區(qū)坐落在長(zhǎng)江的北岸，其被劃歸為國(guó)家重點(diǎn)化工園區(qū)，總體面積達(dá)到46km2，而實(shí)際的應(yīng)用面積為28.5km2。園區(qū)主要對(duì)石油進(jìn)行加工處理，同時(shí)，園區(qū)的周圍是居民區(qū)以及環(huán)境保護(hù)區(qū)這樣敏感的區(qū)域，如果出現(xiàn)環(huán)境問題，那么很可能會(huì)嚴(yán)重危害到環(huán)境安全。

針對(duì)大尺度空間信息的多樣性以及復(fù)雜性，最為有效的手段就是區(qū)域網(wǎng)絡(luò)化，將工業(yè)園區(qū)以及其周圍的空間都用等步長(zhǎng)進(jìn)行區(qū)域的劃分，每個(gè)區(qū)域都劃分成正方形。然后利用矩陣來進(jìn)行空間的標(biāo)示，最后將代表單元定為正方形中心點(diǎn)的信息量，而這時(shí)候區(qū)域內(nèi)的正方形中個(gè)單元數(shù)值均為0。

2.2 風(fēng)險(xiǎn)源識(shí)別

針對(duì)一個(gè)區(qū)域展開研究，難度相對(duì)來說，所以就將一家企業(yè)看做是一個(gè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源單元進(jìn)行分析，同時(shí)標(biāo)注好這個(gè)企業(yè)在正方形中的具體位置。正常的大氣條件下，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行識(shí)別，主要是看氣態(tài)的有毒有害物質(zhì)，然而，當(dāng)出現(xiàn)爆炸以及泄漏等重大事故的時(shí)候，引發(fā)的大氣污染中，出現(xiàn)的一些液體以及固態(tài)的危險(xiǎn)化學(xué)位置也需要關(guān)注。由于風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)不同，理化性質(zhì)也會(huì)不同。從而使得造成環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的機(jī)制也不同，所造成的損害程度也不盡相同。這就是風(fēng)險(xiǎn)疊加的困難點(diǎn)。采用歸一化思想進(jìn)行分析，將不一樣的物質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)量度進(jìn)行同一化處理，計(jì)算就可以得到區(qū)域內(nèi)華景的風(fēng)險(xiǎn)源指數(shù)。

從安全的角度考慮，選取出在該工業(yè)園區(qū)內(nèi)風(fēng)險(xiǎn)源指數(shù)最大的企業(yè)作為評(píng)價(jià)的對(duì)象，從而收集相關(guān)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源信息。

2.3 風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算

我國(guó)相關(guān)文獻(xiàn)規(guī)定，大氣環(huán)境對(duì)以及評(píng)價(jià)范圍距離源點(diǎn)的影響要超過5km，而二級(jí)評(píng)價(jià)范圍距離源點(diǎn)的影響要超過3km，隨著先關(guān)文獻(xiàn)的修正，三級(jí)評(píng)價(jià)范圍距離源點(diǎn)影響要超過1km。而風(fēng)險(xiǎn)值的計(jì)算具體方式，以及讓計(jì)算結(jié)果更具科學(xué)性的方法，至今還沒有定論。相關(guān)文獻(xiàn)指出，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)值就是只帶的事故出現(xiàn)的幾率和事故對(duì)環(huán)境所造成的影響之間的乘積計(jì)算方式。

2.4 結(jié)果分析

一般來說，在風(fēng)險(xiǎn)源的周圍是大氣環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)極高的區(qū)域，這一區(qū)域的風(fēng)向?yàn)槊黠@的下風(fēng)向，根據(jù)統(tǒng)計(jì)可知，評(píng)價(jià)區(qū)域中的大氣環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)值通過計(jì)算，為各個(gè)行政區(qū)域大氣環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)值的平均數(shù)。區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)度高，則出現(xiàn)有害氣體的幾率就大，造成的后果也會(huì)更加嚴(yán)重，甚至?xí)绊懙骄用竦纳眢w健康。因此，相關(guān)行政區(qū)域一定要對(duì)風(fēng)險(xiǎn)高的區(qū)域進(jìn)行控制，嚴(yán)禁設(shè)置居民區(qū)，同時(shí)要做好應(yīng)急措施，要將企業(yè)人員進(jìn)行有效疏散，并且制定出應(yīng)急突發(fā)源，行政部門要根據(jù)實(shí)際情況來對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)實(shí)行分級(jí)管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)土地的合理規(guī)劃和利用，從而達(dá)到有效控制環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的目的。

結(jié)束語(yǔ)

在區(qū)域大氣環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中合理的應(yīng)用集對(duì)分析理論，可以有效的解決空間信息不足以及信息不準(zhǔn)確的難題，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)學(xué)問題的轉(zhuǎn)化，從而可以進(jìn)行定量計(jì)算，計(jì)算的過程相對(duì)來說較為簡(jiǎn)單，而且獲取數(shù)據(jù)也更加便利。本文根據(jù)具體實(shí)例進(jìn)行了分析，計(jì)算得出區(qū)域大氣環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和工業(yè)園區(qū)之間有著趨好性的一致性，能夠?yàn)橥恋氐膬?yōu)化利用以及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)掌控奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。

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