基于突變理論的工業園區環境風險評價

鄧長濤 ，嚴超君 ，董 菁

（1.珠江水利科學研究院，廣東 廣州 510611；2.南昌大學，江西 南昌 330031）

與單一建設項目不同，工業園區各種風險因子在同一時空互相作用和影響，使工業園區的環境風險比單一建設項目復雜的多，隱患也更大[1]。如果單獨開展企業的環境風險評價，忽略了企業間各種環境風險因子的疊加作用，不能客觀地反映整個工業園區環境風險因子的綜合效應。因而，從系統性和整體性的角度出發，采取先進的評價技術開展工業園區環境風險評價具有較強的實踐意義。

當前，諸多專家學者對工業園區的環境風險評價技術開展了研究[2]。常見的評價方法有邏輯分析法（如層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）[3]和故障樹[4]等）、統計分析法、公式評價法、模糊數學法和綜合風險分析法。李艷萍等[3]選取我國東、中和西部地區近20個工業園區，對管理者、企業及園區公眾開展600份問卷調研,運用AHP方法構建了工業園區環境風險評價指標權重遞階層次結構模型，并衡量了影響工業園區環境風險等級準則層權重；周新榮等[5]以中國各行業突發環境事件多年的統計數據為基礎，篩選出對企業突發環境事件有重大影響的7個因子共17個指標，采用指標因子分析法和AHP相結合，確定各因子的權重，從而確定企業的環境風險水平。

這些環境風險評價方法，在一定時期內對工業園區的環境風險評價起到了一定成效，但依然存在以下問題：①指標體系較為單一，各指標相互獨立，忽略了工業園區環境風險因子的疊加效應及反饋作用；②傳統的評價方法（如AHP、模糊綜合評價方法等）多依賴專家的經驗來確定各因子的權重（專家打分法），易受主觀因素的影響，可能忽略不同因子之間的邏輯關系而導致評價結果不夠客觀、真實。為了克服以上問題，亟需尋找一種新的評價方法，既能全盤考慮工業園區環境風險因子的疊加與反饋等綜合效應，同時又能保證評價技術及結果的客觀性。鑒于此，本文從從環境系統風險的整體視角出發，引入突變級數理論，提出基于突變級數法的多指標綜合評價方法，并以小藍工業園區為例，開展了園區的環境風險評價。

1 材料與方法

1.1 研究樣區

本研究以南昌小藍經濟技術開發區為研究樣區。該區為國家經濟技術開發區，位于江西省南昌市南郊，北起昌南大道，南至銀三角，東傍迎賓大道，西延贛江，105、316、320三條國道交匯境內，浙贛、贛粵、京福三條高速公路穿行周邊，區位優越，交通便利，規劃面積40平方公里。基于工業園區環境風險評價的目標，依據風險源規模較大、周邊環境敏感點相對集中的原則，選取醫藥、化工以及其他行業中的14家企業作為樣本企業。部分已建、在建和未建敏感企業的風險物質、貯存量及臨界量見表1。

表1 工業園區內部分敏感企業詳單

1.2 突變級數法

突變級數法的理論基礎是法國數學家Rene.Thom[6]創立的突變理論。該方法在初等突變模型及其分歧方程的基礎上，經數學推導獲得的歸一化模型，將目標值歸一化至[0,1]。根據初始的模糊隸屬函數值，利用歸一化公式可計算出各控制變量對應的中間值，即突變級數值，再利用系統中對應的突變模型歸一化公式逐級逆推，最終得到最高層的總突變隸屬函數值，與模糊隸屬度函數取得一致，從而實現突變理論與模糊數學的結合[7]。常見的突變類型有折疊突變、尖點突變、蝴蝶突變、燕尾突變等，各突變類型對應的函數、變量、分歧方程及常用歸一化公式，見表2。

表2 突變類型、函數、變量、分歧方程及歸一化公式

2 結果與討論

2.1 指標評價體系的構建與分級標準

基于工業園區環境風險評價的現實目標，借鑒AHP的決策思維模式，對問題進行梳理，將評價目標進行多層次分解，來構建樣區多參數集成指標體系[3]。考慮到樣區的具體特征，將評價目標分解為四級指標體系。首先，將問題的目標（即工業園區環境風險綜合評價指標）定義為A層；其次，根據環境風險系統理論，對目標層進行分解，定義風險源指標（B1）、風險控制機制指標（B2）、外部因素指標（B3）、風險受體指標（B4）環節為B層；再次，對 B層指標的不同屬性進行細化，進一步分解為主體行業指標（C1）、風險因子指標（C2）等9個C層指標；最后，依據企業所屬的行業類型及工藝技術裝備水平，將C層指標最終細化為行業類型（D1）、工藝技術裝備水平（D2）等 19個 D層指標，詳見表3。

表3 多參數集成指標體系（C層及D層）

可以看出，該指標體系涵蓋了工業園區主要的環境風險因子，能較大程度上反映工業園區的環境風險狀況。接下來，為了保證環境風險評價的客觀性，引入突變級數法，并依據控制變量的數目，逐級選擇相應的突變類型，最終建立了研究樣區的多參數集成環境風險評價指標體系樹狀結構，見圖1。

圖1 基于突變級數法的多參數集成指標體系

在此基礎上，對歸一化公式計算得到的分值換算為常規的等級標準。根據平等分布函數原理和認知度將環境風險水平劃分為5個等級，進而通過計算得出工業園區環境風險分級管理標準對照表，見表4。

表4 突變級數法與常用方法風險水平對應關系

表5 部分企業D層指標分值

2.2 風險評價結果

參考表1中各企業的基礎信息數據，對已建立的多參數集成指標體系的D層19項指標賦予相應的分值，部分企業分值詳見表5。再利用系統中對應的突變模型及歸一化公式逐級逆推，獲得A層指標值（表6），進一步得到工業園區的風險水平見圖3。

表6 A層指標計算結果

圖2 工業園區各企業的環境風險水平

由表4，6和圖2可知，研究樣區的14家企業均處于一般安全水平及以上。其中，有9家企業處于一般安全水平（A∈［0.9538-0.9738））；3 家企業處于安全水平 （A∈［0.9538-0.9738））；2家企業處于很安全水平（A∈［0.9884-1］）。從而將處于一般安全水平的9家企業作為園區風險管理的重點對象，并將其中風險值最低的企業（金沙化工）作為重中之重優先風險管理。

3 結論

引入突變理論，構建了工業園區環境風險評價多參數集成指標體系，并結合平等函數分布原理，確定了環境風險分級管理標準。在此基礎上，以小藍工業園區為例，開展了研究樣區的環境風險評價。結果確定了14家敏感企業的風險水平，將處于一般安全水平的9家企業作為園區風險管理的重點對象，并將其中風險值最低的企業（金沙化工）作為重中之重優先風險管理。此外，本研究風險評價的所有環節中，均未引入專家的主觀經驗判斷，具有更高的客觀性和可信度，可為工業園區的環境風險評價提供科學依據。