基于熵權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度分析的區(qū)域排污量評價

沈 強，包 勛，陸路平

（1.浙江省環(huán)境科技有限公司杭州分公司，杭州 311100；2.杭州廣巖科技有限公司，杭州 311113；3.杭州中一檢測研究院有限公司，杭州 310051）

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，良好的生態(tài)環(huán)境越來越重要，如何對不同區(qū)域的排污量進行評價是目前亟待解決的重要問題。吳銘程等建立了基于熵值法的區(qū)域排污量評價模型，彭春蘭等通過連續(xù)監(jiān)測方式對宜昌市入河排污口污染物進行評價，文曉茜提出了污染物排放強度概念并構(gòu)建了其空間收斂性模型，這些文獻都有一定的借鑒意義。

熵權(quán)法是依據(jù)指標(biāo)反映的客觀信息來確定權(quán)值，避免主觀性。關(guān)聯(lián)度分析法是灰色系統(tǒng)理論的分析方法，它用幾何形狀的相似程度來研究因素影響的大小，克服了常用評價模型的局限性。本文以寧波市為例，將這兩種方法有機結(jié)合，對區(qū)域排污量進行評價，為探討該理論在區(qū)域排污量評價中的適應(yīng)性和可行性提供依據(jù)，為生態(tài)環(huán)境部門決策分析提供有力的支持。

1 熵權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度評價模型

1.1 選擇指標(biāo)，構(gòu)建評價矩陣

一是確定指標(biāo)體系，對m個評價對象的n個指標(biāo)進行評價，構(gòu)建評價指標(biāo)值矩陣A=(a)。a為該矩陣第行、第列的元素，=1,2,…,，=1,2,…,。

二是指標(biāo)規(guī)范化。熵值法賦權(quán)的計算過程涉及對數(shù)運算，因此負(fù)數(shù)和0不能參與計算，本文采用式（1）對原始矩陣進行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

式中：x為第個待評區(qū)域第種污染物的排放量；a為所有待評區(qū)域的第種污染物排放量的最大值；a為所有待評區(qū)域的第種污染物排放量的最小值。

其中，a和a用公式可以表示為：

1.2 利用熵權(quán)法求指標(biāo)權(quán)值

差異性系數(shù)g越大，則表明x在區(qū)域排污量評價中的權(quán)重也越大。

四是計算權(quán)值。權(quán)值（w）的大小反映了該污染物的產(chǎn)污能力，其計算公式為：

1.3 計算關(guān)聯(lián)系數(shù)

首先，將規(guī)范化處理后的最優(yōu)指標(biāo)集=[,2,…,C]作為參考數(shù)列，各待評區(qū)域的指標(biāo)值=[,,…,C]作為被比較數(shù)列，則可用式（9）分別求得第個區(qū)域第個指標(biāo)與第個最優(yōu)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)系數(shù)ε（=1,2,…,；=1,2,…,）。

式中：Δ=|C-C|；為分辨系數(shù)，取 0.5；Δ、Δ分別為所有比較序列各個指標(biāo)絕對差中的最大值與最小值。

然后，計算加權(quán)關(guān)聯(lián)度。其計算公式為：

式中：為關(guān)聯(lián)度向量；為權(quán)重系數(shù)矩陣；為關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣；r為向量的第個分量。

最后，依據(jù)關(guān)聯(lián)度向量，判斷評價對象的優(yōu)劣。

2 實例分析

本文以《寧波統(tǒng)計年鑒2018》的統(tǒng)計數(shù)據(jù)為樣本，原始數(shù)據(jù)如表1所示。工業(yè)的發(fā)展與排污量具有一定的相關(guān)性，為了使評價更具有公平性，本文提出億元污染物排放量概念，以每實現(xiàn)1億元工業(yè)總產(chǎn)值需要排放多少污染物為基準(zhǔn)，對原始數(shù)據(jù)進行處理，結(jié)果如表2所示。

表1 寧波市各區(qū)2017年數(shù)據(jù)

表2 寧波市各區(qū)2017年億元污染物排放量

首先，根據(jù)規(guī)范化處理后的億元污染物排放量矩陣，結(jié)合式（4）求得的比重，得到比重矩陣。接著，應(yīng)用式（6）求得各污染物的熵值e，如表3所示；應(yīng)用式（7）求得各污染物的差異性系數(shù)g，如表4所示；應(yīng)用式（8）求得各污染物的權(quán)值w，如表5所示。最后，根據(jù)式（9）求得的關(guān)聯(lián)系數(shù)，得到關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣。

表3 各污染物的熵值

表4 各污染物的差異性系數(shù)

表5 各污染物的權(quán)值

綜合處理后的關(guān)聯(lián)度向量=（0.810 8，1.000 0，0.441 7，0.349 2，0.827 5，0.777 2），根據(jù)關(guān)聯(lián)度大小，寧波市各區(qū)的排序為：江北區(qū)＞鄞州區(qū)＞海曙區(qū)＞奉化區(qū)＞鎮(zhèn)海區(qū)＞北侖區(qū)。結(jié)合以上分析可知，鎮(zhèn)海區(qū)與北侖區(qū)應(yīng)是重點減排區(qū)域，需要及時制定減排措施，遏制排污上升的趨勢。江北區(qū)、鄞州區(qū)在排污總量控制方面的措施有力，成效明顯。

3 結(jié)論

本文構(gòu)建了基于熵權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度分析法的評價模型，對寧波市各區(qū)2017年排污量進行了評價。結(jié)果表明，鎮(zhèn)海區(qū)與北侖區(qū)應(yīng)作為重點減排區(qū)域，江北區(qū)、鄞州區(qū)在排污總量控制方面的措施有力。本評價模型應(yīng)用面廣，可操作性強，是生態(tài)環(huán)境部門決策分析的有力工具。