基于熵權灰色關聯度分析的區域排污量評價

沈 強，包 勛，陸路平

（1.浙江省環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）

隨著社會經濟的發展，良好的生態環境越來越重要，如何對不同區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域排污量評價模型，彭春蘭等通過連續監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。

熵權法是依據指標反映的客觀信息來確定權值，避免主觀性。關聯度分析法是灰色系統理論的分析方法，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合，對區域排污量進行評價，為探討該理論在區域排污量評價中的適應性和可行性提供依據，為生態環境部門決策分析提供有力的支持。

1 熵權灰色關聯度評價模型

1.1 選擇指標，構建評價矩陣

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

二是指標規范化。熵值法賦權的計算過程涉及對數運算，因此負數和0不能參與計算，本文采用式（1）對原始矩陣進行標準化處理。

式中：x為第個待評區域第種污染物的排放量；a為所有待評區域的第種污染物排放量的最大值；a為所有待評區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 利用熵權法求指標權值

差異性系數g越大，則表明x在區域排污量評價中的權重也越大。

四是計算權值。權值（w）的大小反映了該污染物的產污能力，其計算公式為：

1.3 計算關聯系數

首先，將規范化處理后的最優指標集=[,2,…,C]作為參考數列，各待評區域的指標值=[,,…,C]作為被比較數列，則可用式（9）分別求得第個區域第個指標與第個最優指標的關聯系數ε（=1,2,…,；=1,2,…,）。

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

然后，計算加權關聯度。其計算公式為：

式中：為關聯度向量；為權重系數矩陣；為關聯系數矩陣；r為向量的第個分量。

最后，依據關聯度向量，判斷評價對象的優劣。

2 實例分析

本文以《寧波統計年鑒2018》的統計數據為樣本，原始數據如表1所示。工業的發展與排污量具有一定的相關性，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1億元工業總產值需要排放多少污染物為基準，對原始數據進行處理，結果如表2所示。

表1 寧波市各區2017年數據

表2 寧波市各區2017年億元污染物排放量

首先，根據規范化處理后的億元污染物排放量矩陣，結合式（4）求得的比重，得到比重矩陣。接著，應用式（6）求得各污染物的熵值e，如表3所示；應用式（7）求得各污染物的差異性系數g，如表4所示；應用式（8）求得各污染物的權值w，如表5所示。最后，根據式（9）求得的關聯系數，得到關聯系數矩陣。

表3 各污染物的熵值

表4 各污染物的差異性系數

表5 各污染物的權值

綜合處理后的關聯度向量=（0.810 8，1.000 0，0.441 7，0.349 2，0.827 5，0.777 2），根據關聯度大小，寧波市各區的排序為：江北區＞鄞州區＞海曙區＞奉化區＞鎮海區＞北侖區。結合以上分析可知，鎮海區與北侖區應是重點減排區域，需要及時制定減排措施，遏制排污上升的趨勢。江北區、鄞州區在排污總量控制方面的措施有力，成效明顯。

3 結論

本文構建了基于熵權灰色關聯度分析法的評價模型，對寧波市各區2017年排污量進行了評價。結果表明，鎮海區與北侖區應作為重點減排區域，江北區、鄞州區在排污總量控制方面的措施有力。本評價模型應用面廣，可操作性強，是生態環境部門決策分析的有力工具。