集對分析在區(qū)域大氣環(huán)境風(fēng)險評價中的應(yīng)用研究

鄂文峰

摘 要：在區(qū)域大氣環(huán)境風(fēng)險評價中，合理的應(yīng)用集對分析，能夠建立出相應(yīng)準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型，實現(xiàn)對預(yù)期中大氣環(huán)境風(fēng)險的準(zhǔn)確評估，同時也可以對不確定系數(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)險分布情況。基于此，集對分析在漁區(qū)大氣環(huán)境風(fēng)險評價中的應(yīng)用越來越廣泛。

關(guān)鍵詞：集對分析；區(qū)域大氣環(huán)境；風(fēng)險評價；應(yīng)用

目前的大氣環(huán)境風(fēng)險評價中，應(yīng)用到的方法多是利用CALPUFF、SLAB等模型來對風(fēng)險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。而集對分析的應(yīng)用就不會出現(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)險空間信息，這樣就能夠使得風(fēng)險評價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 集對分析概述

1.1 基本原理

集對分析，又稱聯(lián)系數(shù)學(xué)。是從系統(tǒng)的角度去認(rèn)識確定性和不確定性的關(guān)系，并認(rèn)為研究對象是一個確定不確定的系統(tǒng)。它可以統(tǒng)一描述和處理隨機性、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，值域為[-1，1]；a、b、c分別為同一度、差異度、對立度，且a+b+c=1；i為差異標(biāo)記符號或相應(yīng)系數(shù)，取值區(qū)間為[-1，1]；j為對立標(biāo)記符號或相應(yīng)系數(shù)，且j≡-1。

1.2 模型構(gòu)建

用集對分析進(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系統(tǒng)進(jìn)行分析和處理。有毒有害氣體環(huán)境風(fēng)險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)生時如何流動是不確定的。而且確定與不確定的演變是一個連續(xù)的、動態(tài)的過程，由于時空的變化，大氣環(huán)境風(fēng)險分布在不斷改變，也是一個動態(tài)的過程。

對有毒有害氣體環(huán)境風(fēng)險分布可按梯形關(guān)系進(jìn)行簡化計算，同時，相關(guān)人員依據(jù)高斯模型構(gòu)建的大氣環(huán)境風(fēng)險場指數(shù)旨在從污染氣象條件角度反映大氣環(huán)境風(fēng)險場的空間差異，從環(huán)境風(fēng)險場角度反映區(qū)域突發(fā)環(huán)境風(fēng)險的相對特征。這為構(gòu)建基于集對分析的大氣環(huán)境風(fēng)險分布計算模型提供了依據(jù)。將集對分析用于區(qū)域大氣環(huán)境風(fēng)險評價，就是將區(qū)域某單元與風(fēng)險源所在單元的距離集合A和評價標(biāo)準(zhǔn)集合B一起構(gòu)成一個集對H。通過集合A中每項數(shù)值與集合B中的評價標(biāo)準(zhǔn)范圍進(jìn)行比較，集對H的聯(lián)系度可通過式（2）表示。再通過一系列轉(zhuǎn)化，以評價區(qū)域大氣環(huán)境風(fēng)險水平的高低。

式中：？滋為聯(lián)系度；l為計算點與風(fēng)險源點的距離；i、j分別為差異系數(shù)、對立系數(shù)；s1、s2、s3、s4為評價標(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)險因子實際濃度時，s可根據(jù)風(fēng)險源釋放的風(fēng)險因子物化性質(zhì)作出調(diào)整）。

2 在區(qū)域大氣環(huán)境風(fēng)險評價中集對分析的具體應(yīng)用情況

2.1 具體案例研究

某化工園區(qū)坐落在長江的北岸，其被劃歸為國家重點化工園區(qū)，總體面積達(dá)到46km2，而實際的應(yīng)用面積為28.5km2。園區(qū)主要對石油進(jìn)行加工處理，同時，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，那么很可能會嚴(yán)重危害到環(huán)境安全。

針對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進(jìn)行區(qū)域的劃分，每個區(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的信息量，而這時候區(qū)域內(nèi)的正方形中個單元數(shù)值均為0。

2.2 風(fēng)險源識別

針對一個區(qū)域展開研究，難度相對來說，所以就將一家企業(yè)看做是一個環(huán)境風(fēng)險源單元進(jìn)行分析，同時標(biāo)注好這個企業(yè)在正方形中的具體位置。正常的大氣條件下，對風(fēng)險源進(jìn)行識別，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)的危險化學(xué)位置也需要關(guān)注。由于風(fēng)險物質(zhì)不同，理化性質(zhì)也會不同。從而使得造成環(huán)境風(fēng)險的機制也不同，所造成的損害程度也不盡相同。這就是風(fēng)險疊加的困難點。采用歸一化思想進(jìn)行分析，將不一樣的物質(zhì)的風(fēng)險量度進(jìn)行同一化處理，計算就可以得到區(qū)域內(nèi)華景的風(fēng)險源指數(shù)。

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

2.3 風(fēng)險值計算

我國相關(guān)文獻(xiàn)規(guī)定，大氣環(huán)境對以及評價范圍距離源點的影響要超過5km，而二級評價范圍距離源點的影響要超過3km，隨著先關(guān)文獻(xiàn)的修正，三級評價范圍距離源點影響要超過1km。而風(fēng)險值的計算具體方式，以及讓計算結(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)險值就是只帶的事故出現(xiàn)的幾率和事故對環(huán)境所造成的影響之間的乘積計算方式。

2.4 結(jié)果分析

一般來說，在風(fēng)險源的周圍是大氣環(huán)境風(fēng)險極高的區(qū)域，這一區(qū)域的風(fēng)向為明顯的下風(fēng)向，根據(jù)統(tǒng)計可知，評價區(qū)域中的大氣環(huán)境風(fēng)險值通過計算，為各個行政區(qū)域大氣環(huán)境風(fēng)險值的平均數(shù)。區(qū)域風(fēng)險度高，則出現(xiàn)有害氣體的幾率就大，造成的后果也會更加嚴(yán)重，甚至?xí)绊懙骄用竦纳眢w健康。因此，相關(guān)行政區(qū)域一定要對風(fēng)險高的區(qū)域進(jìn)行控制，嚴(yán)禁設(shè)置居民區(qū)，同時要做好應(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)實際情況來對環(huán)境風(fēng)險實行分級管理，實現(xiàn)對土地的合理規(guī)劃和利用，從而達(dá)到有效控制環(huán)境風(fēng)險的目的。

結(jié)束語

在區(qū)域大氣環(huán)境風(fēng)險評價中合理的應(yīng)用集對分析理論，可以有效的解決空間信息不足以及信息不準(zhǔn)確的難題，實現(xiàn)對數(shù)學(xué)問題的轉(zhuǎn)化，從而可以進(jìn)行定量計算，計算的過程相對來說較為簡單，而且獲取數(shù)據(jù)也更加便利。本文根據(jù)具體實例進(jìn)行了分析，計算得出區(qū)域大氣環(huán)境風(fēng)險和工業(yè)園區(qū)之間有著趨好性的一致性，能夠為土地的優(yōu)化利用以及環(huán)境風(fēng)險掌控奠定扎實的基礎(chǔ)。

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