長(zhǎng)江(江蘇段)水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)地圖繪制探討

焦 濤，劉萌斐

(南京大學(xué)環(huán)境規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院集團(tuán)股份公司，南京 210008)

引 言

長(zhǎng)江(江蘇段)是南水北調(diào)東線工程的源頭水源，也是江蘇省沿江八市的飲用水重要來(lái)源，供應(yīng)全省約80%人口的飲用水。然而，目前江蘇省沿江地區(qū)分布著眾多環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)、化工園片區(qū)、危險(xiǎn)化學(xué)品碼頭，年危險(xiǎn)貨物船舶運(yùn)輸量1.63億t。一旦在此區(qū)域發(fā)生危險(xiǎn)化學(xué)品泄漏等突發(fā)環(huán)境事件，將直接影響沿線人口的飲用水安全，后果不堪設(shè)想。

由于沿江地區(qū)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)類(lèi)型復(fù)雜，存在布局性和結(jié)構(gòu)性不盡合理情況[1]，如何科學(xué)評(píng)估區(qū)域環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)水平并進(jìn)行準(zhǔn)確展示將直接影響環(huán)境管理和決策的準(zhǔn)確性，也是當(dāng)前環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)地圖基于地理信息系統(tǒng)對(duì)信息和數(shù)據(jù)的空間分析，通過(guò)各種風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估或預(yù)測(cè)模型，將評(píng)估的結(jié)果以空間方式展示出來(lái)[2]。由于環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)地圖具有可視化、直觀性等特點(diǎn)，在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的安全管理以及應(yīng)急決策中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛[3]。

本文依托江蘇省環(huán)境應(yīng)急能力提升項(xiàng)目“長(zhǎng)江(江蘇段)區(qū)域突發(fā)環(huán)境事件風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及應(yīng)急響應(yīng)體系建設(shè)”，采用原環(huán)境保護(hù)部發(fā)布的《行政區(qū)域突發(fā)環(huán)境事件風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估推薦方法》(環(huán)辦應(yīng)急[2018]9號(hào))的網(wǎng)格化環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，基于風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)理論和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)受體易損性理論，對(duì)江蘇省沿江兩側(cè)各8km范圍突發(fā)水環(huán)境事件風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行量化評(píng)估，制作長(zhǎng)江(江蘇段)水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)地圖，以準(zhǔn)確反映評(píng)估區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)的空間分布特征，精準(zhǔn)識(shí)別高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。

1 評(píng)估網(wǎng)格劃分

根據(jù)江蘇省沿江地區(qū)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)及風(fēng)險(xiǎn)管控實(shí)際情況，基于長(zhǎng)江(江蘇段)兩側(cè)各8km范圍界面圖層，利用Arcgis軟件的create fishnet功能將該區(qū)劃分為34968個(gè)正方形區(qū)域，并對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行編號(hào)，見(jiàn)圖1。

圖1 江蘇省沿江地區(qū)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估單元?jiǎng)澐諪ig.1 Division of environmental risk assessment units along the Yangtze River in Jiangsu Province

2 水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源識(shí)別及場(chǎng)強(qiáng)分析

根據(jù)2018年對(duì)江蘇省沿江地區(qū)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源和風(fēng)險(xiǎn)受體的排查結(jié)果，長(zhǎng)江(江蘇段)兩側(cè)8km范圍內(nèi)共涉及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)1 653家，危化品港口倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè)112家，?；反a頭106個(gè)。

將排查出的沿江8km范圍內(nèi)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行地理標(biāo)注，并結(jié)合各企業(yè)的突發(fā)環(huán)境事件風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告，統(tǒng)計(jì)各企業(yè)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)與臨界值比值。利用各企業(yè)的經(jīng)緯度、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)與臨界值比值等信息，按照網(wǎng)格化水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算方法，計(jì)算各網(wǎng)格的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)強(qiáng)度。

區(qū)域內(nèi)某一個(gè)網(wǎng)格的水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算公式如下：

(1)

公式(1)中：Ex,y為某一個(gè)網(wǎng)格的水風(fēng)險(xiǎn)強(qiáng)度；Qi為第i個(gè)風(fēng)險(xiǎn)源環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)最大存在量與臨界量的比值；Px,y為風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)在某一個(gè)網(wǎng)格出現(xiàn)的概率，一般可取10～6/a；li為網(wǎng)格中心點(diǎn)與風(fēng)險(xiǎn)源的距離，單位為km；n為風(fēng)險(xiǎn)源的個(gè)數(shù)。

為便于各個(gè)網(wǎng)格水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)強(qiáng)度的比較，對(duì)各個(gè)網(wǎng)格的水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理：

(2)

公式(2)中：Ex,y為某一個(gè)網(wǎng)格的水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)強(qiáng)度；Emax為區(qū)域內(nèi)網(wǎng)格的最大水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)強(qiáng)度；Emin為區(qū)域內(nèi)網(wǎng)格的最小水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)強(qiáng)度。

3 水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)受體識(shí)別及易損性評(píng)價(jià)

根據(jù)2018年對(duì)江蘇省沿江地區(qū)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源和風(fēng)險(xiǎn)受體的排查結(jié)果，長(zhǎng)江(江蘇段)兩側(cè)8km范圍內(nèi)共涉及13種生態(tài)紅線區(qū)域類(lèi)型、160塊生態(tài)紅線區(qū)域、41條主要入江支流，包括30個(gè)集中式飲用水水源地以及13個(gè)省控以上斷面，其中10個(gè)為國(guó)控?cái)嗝妗?/p>

基于生態(tài)紅線區(qū)域的自身敏感性，確定各網(wǎng)格的水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)受體易損性指數(shù) Vx,y，具體方法見(jiàn)表1。對(duì)于已劃分水環(huán)境功能區(qū)的區(qū)域，可根據(jù)水環(huán)境功能區(qū)類(lèi)別對(duì)水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)受體易損性指數(shù)進(jìn)行確定。未進(jìn)行生態(tài)紅線劃定和水環(huán)境功能區(qū)劃分的區(qū)域，可根據(jù)地表水水域環(huán)境功能和保護(hù)目標(biāo)，對(duì)水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)受體易損性指數(shù)進(jìn)行估算。沿江地區(qū)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)受體脆弱性分布見(jiàn)圖2。

表1 Vx,y 確定方法Tab.1 Method of determining Vx,y

圖2 沿江地區(qū)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)受體脆弱性分布Fig.2 Vulnerability distribution of environmental risk receptors along the Yangtze River

4 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)表征及風(fēng)險(xiǎn)地圖繪制

各網(wǎng)格的水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)值的計(jì)算公式(3)如下：

(3)

根據(jù)網(wǎng)格環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)值的大小，將環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)劃分為四個(gè)等級(jí)：特高風(fēng)險(xiǎn)(R>80)、高風(fēng)險(xiǎn)(60

根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的劃分，將長(zhǎng)江江蘇段兩側(cè)8km范圍網(wǎng)格劃分為中低、較高、高、特高四個(gè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，繪制長(zhǎng)江(江蘇段)區(qū)域網(wǎng)格化環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)地圖，見(jiàn)圖3。

圖3 沿江地區(qū)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)地圖Fig.3 Environmental risk map of areas along the Yangtze River

由圖3可知，長(zhǎng)江江蘇段兩側(cè)8km范圍內(nèi)的特高環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)區(qū)位于在江陰市長(zhǎng)江窯港口飲用水水源保護(hù)區(qū)附近；高環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要位于南京江北新區(qū)和棲霞區(qū)、無(wú)錫江陰市、南通經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)、泰州泰興市和靖江市、蘇州張家港市；10個(gè)較高環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域分別位于京口區(qū)(含鎮(zhèn)江新區(qū))、太倉(cāng)市、揚(yáng)中市、丹徒區(qū)、如皋市、常熟市、儀征市、六合區(qū)、新北區(qū)和高港區(qū)區(qū)域內(nèi)。其余為中、低環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。

5 結(jié) 語(yǔ)

5.1 本文采用網(wǎng)格化環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，基于沿江水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)全面排查結(jié)果，對(duì)江蘇省沿江8km范圍突發(fā)水環(huán)境事件風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行量化評(píng)估，并繪制了江蘇省沿江地區(qū)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)地圖。目前長(zhǎng)江窯港水源地已正式廢除停用，進(jìn)一步驗(yàn)證了本次沿江地區(qū)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)地圖繪制對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理和決策的重要參考意義。

5.2 數(shù)據(jù)有效性和評(píng)估模型的建立是環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)地圖繪制的基礎(chǔ)。后續(xù)可根據(jù)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理的實(shí)際需求，借助區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)，多維度、全方位搭建合理的評(píng)估模型，逐步善數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新機(jī)制，進(jìn)一步提高評(píng)估結(jié)果的有效性和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)地圖的準(zhǔn)確性，助力地方實(shí)現(xiàn)差異化、精準(zhǔn)化監(jiān)管。

5.3 目前沿江環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)地圖繪制主要基于2018年對(duì)長(zhǎng)江(江蘇段)干流及兩側(cè)8km范圍的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)排查結(jié)果，對(duì)支流環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)及其對(duì)長(zhǎng)江干流的影響考慮較少，后續(xù)可統(tǒng)籌長(zhǎng)江干流及支流環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行系統(tǒng)繪制，更加精準(zhǔn)刻畫(huà)沿江環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分布情況。此外，除用于沿江地區(qū)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與管理外，未來(lái)可圍繞化工園區(qū)、清水通道、沿海地區(qū)等的風(fēng)險(xiǎn)管理進(jìn)行更多的探索，進(jìn)一步豐富環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)地圖的應(yīng)用場(chǎng)景。