CN109460886A - 一种输水工程突发水污染事件风险分析方法 - Google Patents

一种输水工程突发水污染事件风险分析方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种输水工程突发水污染事件风险分析方法，属于突发事件风险分析领域。该方法以突发水污染事件为研究对象，基于DPSIR概念模型建立突发水污染事件风险评估体系，对各指标进行量化，然后结合AHP方法确定指标权重，最后将指标值与指标权重相结合，综合评价事件的风险等级。与现有技术相比，本发明将调控过程中产生的影响考虑在内，从地理位置、污染物类型、经济影响、社会影响、调控处置等角度出发，同时根据各项指标的特性分为静态体系与动态体系，然后通过社会协调发展度模型将各指标统一考虑。所以，采用本发明提供的技术方案，能够为突发水污染事件应急调控及处置提供科学依据和技术支撑。

Description

一种输水工程突发水污染事件风险分析方法
技术领域
本发明属于突发事件风险分析领域，尤其涉及一种输水工程突发水污染事件风险分析方法。
背景技术
水资源的不均匀分布与人类社会需水不均衡性的客观存在，使得调水工程成为必然。自进入二十一世纪以来，我国进入了城市化快速发展的阶段，环境压力越来越大，环境突发事件频繁发生。特别是重、特大的突发性环境污染事件给国家和人们带来巨大的损害。面临这种威胁，国内外不少学者对突发水污染事件进行研究并提出一些有效措施。虽然这些突发水污染事件风险评价在最近几年发展迅速，仔细分析可知，这些***中仍有一些局限性。具体来说，①这些***主要研究正常输水情况下污染物的扩散和环境风险评价，忽略了调控过程中污染物扩散规律的研究；②这些***主要考虑的是污染事件本身的影响，没有考虑事故对社会、经济、环境的影响；③这些***主要是通过不同指标的权重确定污染事件的风险等级，缺乏整体性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种输水工程突发水污染事件风险分析方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种输水工程突发水污染事件风险分析方法，包括如下步骤：
步骤1，根据DPSIR概念模型建立突发水污染事件风险评估体系，该体系包括目标层、准则层、指标层和归纳层，所述目标层为：突发水污染事件风险评估；所述准则层包括：驱动力***、压力***、状态***、影响***和响应***；所述指标层包括：所述准则层中每个***对应的风险评估指标；所述归纳层包括：静态体系和动态体系，所述静态体系由所述指标层中的静态指标组成，所述动态体系由所述指标层中的动态指标组成；
步骤2，对所述指标层中的各项指标进行量化，得到每个指标对应的指标值；
步骤3，利用AHP方法，确定所述指标层中各项指标的权重；
步骤4，依据步骤2得到的指标值和步骤3中得到的指标权重，计算静态体系与动态体系之间的协调发展度；
步骤5，依据静态体系与动态体系之间的协调发展度，评价突水污染事件的风险等级。
优选地，步骤1中，所述驱动力***包括：人均综合用水量比率I11、区域发展指数I12和污染途径I13；
所述压力***包括：人口密度I21、城镇规模I22、风险源分布密度I23、污染事件特性指数I24；
所述状态***包括：输水状态指数I31、调控指数I32和事故区域状态指数I33；
所述影响***包括：事故影响指数I41、水质恢复率I42、人群感知风险系数 I43、公众对应急管理的满意度I44；
所述响应***包括：应急水平指数I51和投入指数I52。
优选地，步骤1中，所述静态体系包括不随事件的变化而变化的指标：人均综合用水量比率、区域发展指数、人口密度、城镇规模、风险源分布密度、事故区域状态指数、应急水平指数；所述动态体系包括随突发水污染事件变化而变化的指标：污染途径、污染事件特性指数、输水状态指数、调控指数、事故影响指数、水质恢复率、人群感知风险系数、公众对应急管理的满意度和投入指数。
优选地，步骤4包括如下步骤：
步骤401，设x1，x2，…，x7为描述静态体系的7个指标；设正数x8，x9，…， x16为描述动态***的9个指标，f(x)表示静态体系，g(x)表示动态体系，
利用如下公式分别计算f(x)和g(x)：
式中：
wi为步骤3中得到的指标权重；xi为第几个指标，i＝1,2,…,16；
步骤402，利用如下公式计算所述静态体系与所述动态体系的协调度E：
步骤403，利用如下公式计算所述静态体系与所述动态体系的协调发展度或协调发展系数F：
T＝αf(x)+βg(x)
式中：F为协调发展度或协调发展系数，E为协调度，T为静态体系与动态体系之间关系的评价指数。
优选地，步骤5具体为：按照协调发展度的大小将突发水污染事件风险等级划分为四个不同层次，其中，协调发展度用F表示，当0≤F≤0.35时，风险等级为特别重大风险；当0.35<F≤0.7时，风险等级为重大风险；当0.7<F≤0.85时，风险等级为较大风险；当0.85<F≤1.0时，风险等级为一般风险。
本发明的有益效果是：本发明提供的输水工程突发水污染事件风险分析方法，以突发水污染事件为研究对象，基于DPSIR概念模型建立突发水污染事件风险评估体系，对各指标进行量化，然后结合AHP方法确定指标权重，最后将指标值与指标权重相结合，综合评价事件的风险等级。与现有技术相比，具有如下的优点：现有风险评价方法中，一般主要研究正常输水情况下污染物的扩散和环境风险评价，本发明将调控过程中产生的影响考虑在内；现有风险评价方法中，一般将污染事件本身的影响与对社会、经济、环境的影响分开考虑，本发明从地理位置、污染物类型、经济影响、社会影响、调控处置等角度出发，构建了全面、综合、灵活、容易量化的突发水污染事件风险分析方法；现有突发水污染事件风险等级确定中，各指标单独考虑其重要性，缺少对指标的***性考虑，本发明根据各项指标的特性分为静态体系与动态体系，然后通过社会协调发展度模型将各指标统一考虑，最终结合AHP方法，确定突发水污染事件的风险等级。所以，采用本发明提供的技术方案，能够为突发水污染事件应急调控及处置提供科学依据和技术支撑。
附图说明
图1为本发明方法流程图；
图2为DPSIR的概念框架；
图3为突发水污染事件风险评估体系。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种输水工程突发水污染事件风险分析方法，包括如下步骤：
步骤1，根据DPSIR概念模型建立突发水污染事件风险评估体系，该体系包括目标层、准则层、指标层和归纳层，所述目标层为：突发水污染事件风险评估；所述准则层包括：驱动力***、压力***、状态***、影响***和响应***；所述指标层包括：所述准则层中每个***对应的风险评估指标；所述归纳层包括：静态体系和动态体系，所述静态体系由所述指标层中的静态指标组成，所述动态体系由所述指标层中的动态指标组成；
步骤2，对所述指标层中的各项指标进行量化，得到每个指标对应的指标值；
步骤3，利用AHP方法，确定所述指标层中各项指标的权重；
步骤4，依据步骤2得到的指标值和步骤3中得到的指标权重，计算静态体系与动态体系之间的协调发展度；
步骤5，依据静态体系与动态体系之间的协调发展度，评价突水污染事件的风险等级。
其中，DPSIR概念模型框架如图2所示，突发水污染事件风险评估体系结构如图3所示。
针对现有技术中的缺陷，本发明提供的技术方案，在构建突发水污染事件风险评估体系过程中，选取的指标既能充分反映出输水工程的特性，包括水力和水质上的联系、输水工程所承担的功能多样性、输水线路存在闸控工程等，又能反应出对环境、经济以及社会的影响。在众多指标中筛选出有特色、与研究目标匹配的关键指标，进行细化和分级，既保证了指标体系的完整性和全面性，又使指标体系与研究目标充分契合，这样构建的评估体系，能够充分评价长距离输水工程突发水污染事件风险等级的实际状况，为污染控制提供支持。
本发明以突发水污染事件为研究对象，基于DPSIR概念模型建立突发水污染事件风险评估体系，对各指标进行量化，然后结合AHP方法确定指标权重，最后将指标值与指标权重相结合，综合评价事件的风险等级，为突发水污染事件应急调控及处置提供科学依据和技术支撑。
具体的，步骤1中，所述驱动力***包括：人均综合用水量比率I11、区域发展指数I12和污染途径I13；
所述压力***包括：人口密度I21、城镇规模I22、风险源分布密度I23、污染事件特性指数I24；
所述状态***包括：输水状态指数I31、调控指数I32和事故区域状态指数I33；
所述影响***包括：事故影响指数I41、水质恢复率I42、人群感知风险系数 I43、公众对应急管理的满意度I44；
所述响应***包括：应急水平指数I51和投入指数I52。
本发明中，对于风险评估体系中的上述各项指标采用如下的方法进行有效的量化，确定各指标值。
(1)驱动力***指标量化
驱动力是造成环境变化的潜在原因，一般包括人均综合用水量比率I11、区域发展指数I12和污染途径I13。
①人均综合用水量比率I11
用人均综合用水量比率来反映区域需水程度，其计算方法如式(1)所示，赋值如表1所示。
式中：ql为生活用水量指标；K1为综合生活用水量与生活用水量的比例系数； K2为工业用水量与生活用水量的比例系数；K3为其他市政用水量与生活用水量的比例系数；q为事故区域所在省份的人均综合用水量。
表1 I11、I12、I21、I41指标赋值表
指标值 [0,0.25] [0.25,0.5] [0.5,0.75] [0.75,1] ≥1
赋值 [0,0.2] [0.2,0.4] [0.4,0.6] [0.6,0.8] [0.8,1]
②区域发展指数I12
区域发展指数是反应事故区域内工业、经济及人口发展程度，包括工业化水平指数、GDP年增长率和人口增长率。其计算方法如式(2)所示，赋值如表1 所示。
式中：VI为区域工业增加值；VT为区域全部生产总值；Garea为事故区域GDP 年增长率；G为国内GDP年增长率；PGarea为事故区域人口增长率；PG为全国人口增长率。
③污染途径I13
根据污染物进入渠道内的方式，可将污染途径分为渠道内部污染和渠道外部污染，比如藻类的大量繁殖、底泥淤积等这些发生在渠道内的污染事故统称为渠道内部污染，对于人为投毒、交通事故突发水污染、雨洪水入渠、内排段地下水污染、企业偷排、垃圾场淋溶液等这些由于外部因素引起的水污染事故统称为渠道外部污染。
1)人为投毒、交通事故指数δ
人为投毒、交通事故指数通过进入水体中污染物的量级来确定。
2)雨洪水入渠指数ε
根据区域内雨洪风险点Nr在整个工程中雨洪风险点N1比重，确定雨洪水入渠指数。
3)内排段地下水污染指数η
根据区域内地下水水质监测点Ni在整个工程中地下水水质监测点N2比重确定内排段地下水污染指数。
4)企业偷排指数θ
输水工程沿线有许多企业，根据区域内企业个数Nc在整个工程沿线的企业个数N3的比重确定企业偷排指数。
5)垃圾场淋溶液指数λ
输水工程一般会穿过城镇，因此沿线会存在不少垃圾场。根据区域内垃圾量 Ng与输水工程总垃圾量N4的比重确定垃圾场淋溶液指数。
6)藻类繁殖指数α
藻类的繁殖情况主要是通过单位面积上藻细胞密度来确定的。
7)底泥淤积指数γ
渠道内沉积物中汞、镉、锌等重金属元素含量超过所在地土地背景值的现象较为普遍，因此底泥淤积指数可以通过底泥释放污染物含量Vm与区域土地背景值Vb的比例来表示。
污染途径指数主要是通过不同污染途径进入渠道污染量的大小来判断，其赋值表如表2所示。
表2 污染途径指数赋值表
I<sub>15</sub>赋值 单位 0～0.25 0.25～0.5 0.5～0.75 0.75～1
δ t 2～5 5～10 10～50 ＞50
ε ％ 0～2 2～5 5～10 10～25
η ％ 0～2 2～5 5～10 10～15
θ ％ 0～1 1～3 3～5 ＞5
λ ％ 0～1 1～3 3～5 ＞5
α 10<sup>4</sup>cells/L 200～1000 1000～3000 3000～5000 ＞5000
γ 倍 0～5 5～10 10～20 ＞20
(2)压力***指标量化
压力是人类活动对其周围自然资源、生态环境等造成的直观影响，以及污染源特性及区域污水承载能力等将会带来不同程度的生态环境压力。压力指标主要包括人口密度I21、城镇规模I22、风险源分布密度I23、污染事件特性指数I24。其中污染事件特性指数包括污染物类型、污染物量级以及污染事故发生位置。
①人口密度指数I21
人口密度指数为区域人口密度ADr与区域所属省份的人口密度ADp的比值，表示方式如式(8)所示，并且其赋值如表1所示。
②城镇规模指数I22
事故区域内城镇人口规模确定其区域城镇规模指数，如表3所示。
表3 城镇规模指数赋值表
人口规模(万) ＜100 100～300 300～500 500～1000 ＞1000
赋值 0～0.2 0.2～0.4 0.4～0.6 0.6～0.8 0.8～1.0
③风险源分布密度I23
通过对工程沿线污染源风险识别，确定主要的潜在污染源，一般包括交叉桥梁、垃圾场、企业、地下水内排、截流沟等，风险源分布密度I23表示如式(9) 所示。
式中：n表示工程沿线潜在污染源类型的数量；ρi为每种类型污染源在区域内的密度。
④污染事件特性指数I24
污染事件特性综合考虑污染物类型、污染物量级、分退水口的个数、分退水口利用率、污染区域与分退水口的距离、污染区域与节制闸的位置关系、污染区域内分退水区的承载能力7项指标。采用专家咨询的形式确定每项指标的得分Ci，最大值为10分，然后得到污染事故发生位置指数，其计算方法如式(10) 所示。
(3)状态***指标量化
状态指标为污染受体在事故下的状态，主要包括输水状态指数I31、调控指数I32和事故区域状态指数I33三部分。
①输水状态指数I31
输水状态指数综合考虑输水保证率、输水水质等级两方面。输水保证率是评价长距离输水工程发挥效益的重要指标。用突发水污染事件时输水水量Qt与正常运行时输水水量Qd的比值表征输水保证率，水污染事故发生后，通过监测受污水体的浓度确定其水质等级，其赋值如表4所示。输水状态指数如式(11) 所示。
表4 水质等级赋值表
污染物浓度(mg/L) ＜0.05 0.05～0.1 0.1～1 ＞1
赋值α 0～0.25 0.25～0.5 0.5～0.75 0.75～1.0
②调控指数I32
调控指数综合考虑调控闸门的数量、闸控对供水的影响两方面。用事故期调控闸门的个数Ncontrol与输水工程闸门的总数Ngate的比值表示调控闸门的数量指数。闸门调控指数是根据在应急调度过程中，闸门是如何调控来确定的。根据闸门调控状态及影响程度确定闸门调控指数，其赋值β如表5所示。调控指数计算如式(12)所示
表5 调控指数赋值表
闸控影响 不调控 微调，不影响供水 供水中断小于24h 供水中断大于24h
赋值β 0～0.25 0.25～0.5 0.5～0.75 0.75～1
③事故区域状态指数I33
事故区域状态指数综合考虑事故渠道的级别、物质储备情况、退水区承载能力3项指标。采用专家咨询的形式确定每项指标的得分Si，最大值为10分，然后得到污染事故发生位置指数，其计算方法如式(13)所示。
(4)影响***指标量化
影响是指污染事件对人类健康和社会经济、生态环境的影响，具体表现为事故影响指数I41、水质恢复率I42、人群感知风险系数I43以及公众对应急管理的满意度I44。
①事故影响指数I41
事故影响指数主要是考虑事故对社会、经济、生态的影响，通过GDP损失率、人口伤亡率、其他水生生物破坏率来表示。其计算方法如式(14)所示，赋值如表1所示。
式中：Larea为区域内经济损失；GDParea为区域内总经济值；Pc为事区域内人口伤亡数；Parea为区域内总人口数；Bd为区域内其他生物破坏数量；Barea为区域内总的生物数量。
②水质恢复率I42
水质恢复率主要是反映处置后水质恢复程度，其计算表达如式(15)所示。
式中，CR为处置后，该物质在水体中的浓度，mg/L；CLV为正常输水情况下，该物质在水体中的浓度，mg/L。
③人群感知风险系数I43
人群感知风险系数主要反映人民群众对水污染事件的恐惧心理；人群感知风险系数可由专家打分评定，总分为10分；人群感知风险系数可由N个专家评分值与总分的比值确定。其计算表达如式(16)所示。
④公众对应急管理的满意度I44
公众对应急管理的满意度是反映管理者对突发水污染事件的反映程度；公众对应急管理的满意度也是基于专家打分来确定，总分为10分；公众对应急管理的满意度可由N个专家评分值与总分的比值确定。其计算表达如式(16)所示。
(5)响应***指标量化
响应是指在应对突发水污染事件过程中采取的对策和制定的积极政策，主要指标包括应急水平指数I51和投入指数I52。
①应急水平指数I51
应急水平主要包括应急管理水平、应急处置能力、应急预案有效率三方面。应急管理水平是水污染事件响应的首要因子，管理水平越高，事故风险指标值就越低。应急管理水平主要考虑安全管理制度、设备损耗率、人员素质、监测预警能力、人民群众与政府部门的反映能力、救援能力及资源保障能力7项指标；应急处置能力是综合考虑应急资源配置的合理性(应急资源能否及时调配到位)、应急处置技术的可操作性、交通治安管理有序性、指挥控制有效性、通讯联络及时性、现场及事后处理完善性6项指标；突发污染应急预案有效率是由具体污染事件的安全评级措施和落实情况进行打分确定。事故应急预案能够使相关部门做出快速反应，及时有效地降低事故危害。预案库的有效性主要考虑在预警、决策、抢险、处置、补救、善后、检验7项指标；因此应急水平需要考虑20项指标，采用专家咨询的形式确定每项指标的得分Ei，每项最高10 分；然后得到应急水平指数，其计算方法如式(17)所示。
②投入指数I52
投入指数主要考虑生态恢复及恢复通水投入量以及环境投入比重。生态修复及恢复通水投入指数主要考虑在生态修复及恢复通水过程中消耗的人力、物力、财力及修复时间、恢复通水时间，而这些指标都可以折合为经济投入；因此生态恢复投入指数为区域内用于生态恢复的经济投入Einput与区域内总经济投入E 的比值；环境投入比重表征对生态环境的重视程度，通过投入环境修复消耗的资源Rinput与整个水污染事故修复消耗的资源R之比来表示；投入指数计算入式 (18)所示。
本发明中，利用AHP方法，确定突发事件风险评估体系中各项指标的权重。
权重的确定是反映指标在决策问题中相对重要程度的主观评价和客观反映的综合度量过程。AHP(层次结构分析法)方法采用优先权重作为区分方案优劣程度的指标。
首先，在确定各层次各因素之间的权重时，采用Saaty推荐的1-9刻度来构造准则层和指标曾的判断矩阵A。标度等级见表6所示。
其中，元素aij＞0(称为正矩阵)，aij表示Ai对Aj的相对重要程度，aii＝1；aij＝1/aji； aij＝aik/ajk；(i,j,k＝1,2,…,n)。
表6 标度等级表
标度 1 3 5 7 9 2、4、6、8
意义 同等重要 稍微重要 明显重要 非常重要 极端重要 中间值
根据上述判断矩阵计算最大特征值λmax和特征向量，并经归一化处理，计算判断矩阵的一致性指标C.I。
式中：n为判断矩阵阶数。
其次，查随机一致性指标表7，得到平均随机一致性指标R.I。
表7 随机一致性指标R.I
矩阵阶数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
R.I 0 0 0.52 0.89 1.12 1.26 1.36 1.41 1.46 1.49 1.52
然后，计算一致性比率即：一致性指标C.I与同阶平均随机一致性指标R.I 的比较值；其表达式如式(21)所示。
一般地，当一致性比率C.R＜0.1时，认为A的不一致程度在允许范围之内，有满意的一致性，通过检验，接受判断矩阵；否则，重新构造判断矩阵。
最后，一致性检验通过后，计算各因素对上层某因素的权重Wi
式中，aij为判断矩阵中各指标值；为指标层各指标的权重；Wi为各因素对上层某因素的权重；
各子目标层指标权重得到后，需确定各子目标层指标对于总目标相对重要性，即各指标关于总目标的权重，这个过程为层次总排序。同样，需要进行一致性检验，检验通过后根据式(24)计算指标层关于总目标的权重。
gwik＝Wi×Wik (24)
式中：Wi为第一子目标指标层关于总目标的权重向量；gwik为第二子目标指标层关于总目标的权重向量；Wik为第二子目标指标层关于第一子目标指标层的权重向量。
本发明的一个实施例中，根据各指标的特性，将其分为静态体系和动态体系两部分，步骤1中，所述静态体系包括不随事件的变化而变化的指标：人均综合用水量比率、区域发展指数、人口密度、城镇规模、风险源分布密度、事故区域状态指数、应急水平指数；所述动态体系包括随突发水污染事件变化而变化的指标：污染途径、污染事件特性指数、输水状态指数、调控指数、事故影响指数、水质恢复率、人群感知风险系数、公众对应急管理的满意度和投入指数。
在本发明的一个优选实施例中，根据指标量化公式得到各指标值，根据AHP 方法得到各指标的权重，结合协调发展度模型，全面考虑静态体系与动态体系之间的关系，确定更能反应实际情况的风险水平，为突发水污染事件应急调控和应急处置提供更有利的信息支持。
其中，步骤4可以包括如下步骤：
步骤401，设x1，x2，…，x7为描述静态体系的7个指标；设正数x8，x9，…， x16为描述动态***的9个指标，f(x)表示静态体系，g(x)表示动态体系，
利用如下公式分别计算f(x)和g(x)：
式中：
wi为步骤3中得到的指标权重；xi为各指标值；
步骤402，利用如下公式计算所述静态体系与所述动态体系的协调度E：
步骤403，利用如下公式计算所述静态体系与所述动态体系的协调发展度或协调发展系数F：
T＝αf(x)+βg(x) (29)
式中：F为协调发展度或协调发展系数，E为协调度，T为静态体系与动态体系之间关系的评价指数。
本发明的一个优选实施例中，步骤5具体可以为：按照协调发展度的大小将突发水污染事件风险等级划分为四个不同层次，其中，协调发展度用F表示，当 0≤F≤0.35时，风险等级为特别重大风险；当0.35<F≤0.7时，风险等级为重大风险；当0.7<F≤0.85时，风险等级为较大风险；当0.85<F≤1.0时，风险等级为一般风险。
上述根据协调发展度划分的风险等级可如表8所示。
表8 长距离输水工程突发水污染事件风险评价分级标准
风险等级 特别重大风险 重大风险 较大风险 一般风险
协调发展度 0≤F≤0.35 0.35<F≤0.7 0.7<F≤0.85 0.85<F≤1.0
具体实施例
本发明实施例以S237运河大桥作为内边界，按照本发明提供的方法，对车辆突发交通事件侧翻进入调水干渠进行风险评价。
S237运河大桥位于里运河江都至宝应段，距江都泵站距离为31.0km，以车辆突发交通事件侧翻进入调水干渠为典型突发情景，车辆载运量为10t，载运货物为***，基于指标体系分析其突发污染事件的风险等级。S237运河大桥的基本信息见表9所示。
表9 东线输水干渠沿线大中型桥梁分布信息
河段 桥梁统计/座 河段 桥梁统计/座
江都站-淮安站 7 江都站-宝应站 7
淮安站-淮阴二站 4 金湖站-洪泽站 3
淮阴二站-泗阳站 4 泗洪站-邳州站 7
刘老涧站-皂河站 4 苏北灌溉总渠 4
根据如图3中所示的突发水污染事件风险评估体系，结合标度等级表6对评估体系中的各指标进行打分，利用AHP得到该评估体系中的一级指标层和二级指标层的权重判断矩阵，分别如表10～表15所示。
表10 C1-C5判断矩阵级
表11 C1-I判断矩阵
I<sub>11</sub> I<sub>12</sub> I<sub>13</sub>
I<sub>11</sub> 1 5 7
I<sub>12</sub> 1/5 1 3
I<sub>13</sub> 1/7 1/3 1
表12 C2-I判断矩阵
I<sub>21</sub> I<sub>22</sub> I<sub>23</sub> I<sub>24</sub>
I<sub>21</sub> 1 2 5 3
I<sub>22</sub> 1/2 1 4 2
I<sub>23</sub> 1/5 1/4 1 1/2
I<sub>24</sub> 1/3 1/2 2 1
表13 C3-I判断矩阵
I<sub>31</sub> I<sub>32</sub> I<sub>33</sub>
I<sub>31</sub> 1 2 2
I<sub>32</sub> 1/2 1 1/3
I<sub>33</sub> 1/2 3 1
表14 C4-I判断矩阵
I<sub>41</sub> I<sub>42</sub> I<sub>43</sub> I<sub>44</sub>
I<sub>41</sub> 1 2 3 6
I<sub>42</sub> 1/2 1 4 6
I<sub>43</sub> 1/3 1/4 1 2
I<sub>44</sub> 1/6 1/6 1/2 1
表15 C5-I判断矩阵
I<sub>51</sub> I<sub>52</sub>
I<sub>51</sub> 1 1
I<sub>52</sub> 1/3 1/2
根据判断矩阵全局权重的计算方法，计算出各指标权重，同时，根据本发明提供的方法计算各指标值，结果见表16所示。
表16 突发水污染事件风险评估指标权重
根据公式(25)和式(26)可计算得到：f(x)＝0.1931，g(x)＝0.3602；根据式 (31)可计算得到：α＝0.3816，β＝0.6184。
将f(x)、g(x)、α、β的值带入式(28)和式(29)中得到，E＝0.8259；T＝0.2964。
将E、T带入式(30)中得到协调发展度F＝0.4948，对照表8中长距离输水工程突发水污染事件风险评价分级标准可知，该突发水污染事件具有重大风险。
通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：本发明提供的输水工程突发水污染事件风险分析方法，以突发水污染事件为研究对象，基于DPSIR概念模型建立突发水污染事件风险评估体系，对各指标进行量化，然后结合AHP方法确定指标权重，最后将指标值与指标权重相结合，综合评价事件的风险等级。与现有技术相比，具有如下的优点：现有风险评价方法中，一般主要研究正常输水情况下污染物的扩散和环境风险评价，本发明将调控过程中产生的影响考虑在内；现有风险评价方法中，一般将污染事件本身的影响与对社会、经济、环境的影响分开考虑，本发明从地理位置、污染物类型、经济影响、社会影响、调控处置等角度出发，构建了全面、综合、灵活、容易量化的突发水污染事件风险分析方法；现有突发水污染事件风险等级确定中，各指标单独考虑其重要性，缺少对指标的***性考虑，本发明根据各项指标的特性分为静态体系与动态体系，然后通过社会协调发展度模型将各指标统一考虑，最终结合AHP方法，确定突发水污染事件的风险等级。所以，采用本发明提供的技术方案，为突发水污染事件应急调控及处置提供科学依据和技术支撑。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种输水工程突发水污染事件风险分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，根据DPSIR概念模型建立突发水污染事件风险评估体系，该体系包括目标层、准则层、指标层和归纳层，所述目标层为：突发水污染事件风险评估；所述准则层包括：驱动力***、压力***、状态***、影响***和响应***；所述指标层包括：所述准则层中每个***对应的风险评估指标；所述归纳层包括：静态体系和动态体系，所述静态体系由所述指标层中的静态指标组成，所述动态体系由所述指标层中的动态指标组成；
步骤2，对所述指标层中的各项指标进行量化，得到每个指标对应的指标值；
步骤3，利用AHP方法，确定所述指标层中各项指标的权重；
步骤4，依据步骤2得到的指标值和步骤3中得到的指标权重，计算静态体系与动态体系之间的协调发展度；
步骤5，依据静态体系与动态体系之间的协调发展度，评价突水污染事件的风险等级。
2.根据权利要求1所述的输水工程突发水污染事件风险分析方法，其特征在于，步骤1中，所述驱动力***包括：人均综合用水量比率I11、区域发展指数I12和污染途径I13；
所述压力***包括：人口密度I21、城镇规模I22、风险源分布密度I23、污染事件特性指数I24；
所述状态***包括：输水状态指数I31、调控指数I32和事故区域状态指数I33；
所述影响***包括：事故影响指数I41、水质恢复率I42、人群感知风险系数I43、公众对应急管理的满意度I44；
所述响应***包括：应急水平指数I51和投入指数I52。
3.根据权利要求1所述的输水工程突发水污染事件风险分析方法，其特征在于，步骤1中，所述静态体系包括不随事件的变化而变化的指标：人均综合用水量比率、区域发展指数、人口密度、城镇规模、风险源分布密度、事故区域状态指数、应急水平指数；所述动态体系包括随突发水污染事件变化而变化的指标：污染途径、污染事件特性指数、输水状态指数、调控指数、事故影响指数、水质恢复率、人群感知风险系数、公众对应急管理的满意度和投入指数。
4.根据权利要求1所述的输水工程突发水污染事件风险分析方法，其特征在于，步骤4包括如下步骤：
步骤401，设x1，x2，…，x7为描述静态体系的7个指标；设正数x8，x9，…，x16为描述动态***的9个指标，f(x)表示静态体系，g(x)表示动态体系，
利用如下公式分别计算f(x)和g(x)：
式中：
wi为步骤3中得到的指标权重；xi为第几个指标，i＝1,2,…,16；
步骤402，利用如下公式计算所述静态体系与所述动态体系的协调度E：
步骤403，利用如下公式计算所述静态体系与所述动态体系的协调发展度或协调发展系数F：
T＝αf(x)+βg(x)
式中：F为协调发展度或协调发展系数，E为协调度，T为静态体系与动态体系之间关系的评价指数。
5.根据权利要求1所述的输水工程突发水污染事件风险分析方法，其特征在于，步骤5具体为：按照协调发展度的大小将突发水污染事件风险等级划分为四个不同层次，其中，协调发展度用F表示，当0≤F≤0.35时，风险等级为特别重大风险；当0.35<F≤0.7时，风险等级为重大风险；当0.7<F≤0.85时，风险等级为较大风险；当0.85<F≤1.0时，风险等级为一般风险。
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