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雅安水環(huán)境生態(tài)風險評估評價研究雅安水環(huán)境生態(tài)風險評估評價研究PAGEPAGE52雅安水環(huán)境生態(tài)風險評估評價研究雅安水環(huán)境生態(tài)風險評價研究信息與工程技術學院農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)譚堯升(指導教師:倪福全職稱:教授)摘要:生態(tài)風險評價是生態(tài)科學研究的重要領域,是環(huán)境風險評價的重要組成部分。本文應用生態(tài)風險評價的基本原理和方法,針對雅安水環(huán)境的具體情況,構建了該區(qū)生態(tài)風險的評價模型,并利用層次分析法和模糊綜合評判兩種方法分別對模型進行計算。評判過程利用MATLAB工具進行編程,避免了繁雜的人工計算,而快速、準確的得到各個區(qū)縣的風險等級。最后借助于GIS的相關功能,作出研究區(qū)生態(tài)風險等級的專題地圖。結果表明:寶興縣的生態(tài)風險等級為Ⅰ級,屬較輕風險;漢源縣、廬山縣、滎經(jīng)縣的生態(tài)風險等級為Ⅱ級,屬輕度風險;石棉縣、天全縣、名山縣的生態(tài)風險等級為Ⅲ級,屬中度風險;雨城區(qū)的生態(tài)風險等級為Ⅴ級,屬重度風險,建議重點研究和治理該區(qū)的水生態(tài)環(huán)境問題。研究結論揭示了研究區(qū)內(nèi)不同區(qū)縣水生態(tài)環(huán)境問題的嚴重程度,為應用者和決策者改善本區(qū)生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量,提供了理論依據(jù)和技術支持。關鍵詞:雅安;生態(tài)風險評價;層次分析法;模糊綜合評價;MATLAB;GISYa’anEcologicalRiskAssessmentforWaterEnvironmentCollegeofInformation&Engineering,AgricultureHydraulicEngineering:TANYaoshengTutor:NIFuquanAbstract:Ecologicalriskassessmentisanimportantareaofecologicalscienceresearchandasignificantcomponentofenvironmentalriskassessment.Basedonbasicprinciplesandmethodsofecologicalriskassessment,forspecificsituationofwaterenvironmentinYa’an,thepaperbuildsecologicalriskassessmentmodelofthisareaandappliesAHPandfuzzycomprehensiveevaluationtocalculatethemodel.MATLABisusedtoconductprogramminginevaluationprocess,avoidingthecomplicatedmanualcalculation,thus,ecologicalrisklevelsofalldistrictsandcountiesareobtainedquicklyandaccurately.Finally,GIS-relatedfunctionsareusedtomakethematicmapsofecologicalrisklevelinstudyarea.Theresultsshow:ecologicalrisklevelofBaoxingisⅠ,belongingtorelativelyslightrisk;ecologicalrisklevelofHanyuan,Lushan,YingjingisⅡ,belongingtoslightrisk;ecologicalrisklevelinShimian,Tianquan,MingshanisⅢ,belongingtomoderaterisk;ecologicalrisklevelinYuchengisⅤ,belongingtosevererisk,withfocusonresearchandmanagementofaquaticecosystemproblemsrecommend.Researchconclusionrevealsthedegreeofaquaticecosystemproblemsindifferentdistrictsandcountiesofthestudyarea,furthermore,providingtheoreticalbasisandtechnicalsupportfordecision-makerstoimprovetheecologicalenvironmentofthisarea.Keywords:Ya’an;EcologicalRiskAssessment;AHP;FuzzyComprehensiveEvaluation;MATLAB;GIS1引言1.1研究背景我國是一個生態(tài)比較脆弱,資源相對短缺,環(huán)境壓力突出的國家。從早期的黃土高原水土流失到東北的黑土層減少,從黃河的斷流到湖泊的水體大面積的污染,從污灌引起的重金屬污染到食品農(nóng)藥殘留等,特別是20世紀90年代發(fā)生了淮河全流域污染,黃河斷流,長江、嫩江、松花江的三江大水等一系列的水事件,引起了社會各界的廣泛關注。全球氣候變暖,生物多樣性喪失,土地沙化和水土流失迅速加劇,以及水污染,土壤污染,大氣污染等一系列的環(huán)境問題已逐漸成為社會的焦點。在人口與資源,社會與環(huán)境的矛盾日趨尖銳的形勢下,可持續(xù)發(fā)展已成為了人類共同的追求,生態(tài)環(huán)境的保護也越來越深入人心。保護生態(tài)環(huán)境,首先必須明確生態(tài)風險的程度和大小,就是對生態(tài)風險進行評價,為合理的科學決策和技術支持提供依據(jù),進而改善生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量。生態(tài)風險評價是生態(tài)科學研究的重要領域,是環(huán)境風險評價的重要組成部分[1],是關于生態(tài)風險的定量評價和綜合研究,是目前國際上的一個熱點問題[2]。它有效整合了學術研究、政策制定和生態(tài)環(huán)境管理,越來越多地被應用到生態(tài)環(huán)境問題的解決。國外的風險評價工作起步較早,研究大多按照美國1998版《生態(tài)風險評價指南》展開,很多學者逐漸把研究尺度擴展到了區(qū)域、景觀和流域尺度等。我國生態(tài)風險評價起步較晚,理論技術研究薄弱,很多學者的研究主要集中在兩個方面:水環(huán)境化學生態(tài)風險評價、區(qū)域和景觀生態(tài)風險評價[3]。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀生態(tài)風險評價是近十幾年逐漸興起并得到發(fā)展的一個研究領域,其產(chǎn)生適應20世紀80年代出現(xiàn)的環(huán)境管理目標和環(huán)境管理觀念的轉變。在20世紀70年代,各工業(yè)化國家的環(huán)境管理政策目標是力圖完全消除所有的環(huán)境危害,或將危害降到當時技術手段所能達到的最低水平。這種“零風險”的環(huán)境管理逐漸暴露出其弱點,在進入80年代后,便產(chǎn)生了風險管理這一全新的環(huán)境政策。風險管理觀念著重權衡風險級別與減少風險的成本,著重解決風險級別與一般社會所能接受的風險之間的關系。生態(tài)風險評價正是為風險管理提供科學依據(jù)和技術支持的,因而得到了迅速發(fā)展[3]。總體來說,生態(tài)風險評價經(jīng)歷了以下幾個階段:第一階段是20世紀80年代之前的萌芽階段,評價內(nèi)容為環(huán)境風險評價,以突發(fā)環(huán)境事件為主;第二階段是20世紀80年代發(fā)展階段,評價內(nèi)容主要為毒理評價和人體健康評價;第三階段是20世紀90年代大發(fā)展階段,主要是各國生態(tài)風險評價框架和指南建立,以大量案例為基礎的探索研究為主;第四階段是20世紀90年代末至今,是景觀、區(qū)域和流域生態(tài)風險評價方法和模式探索階段,主要進行了大尺度的綜合生態(tài)風險評價研究。1.2.1國外研究生態(tài)風險評價是由風險評價發(fā)展而來,風險評價始于美國20世紀70年代末80年代初,最初的風險評價主要用于單一化學污染物對環(huán)境和人類健康影響的毒理研究(Cairnseta1,1978;Dicksoneta1,1979)。20世紀80年代末,生態(tài)風險評價的工具和方法在一些研究中開始出現(xiàn),但內(nèi)容仍然側重生物生態(tài)毒理研究,尺度一般限于單一種群或者群落。20世紀80年代初,美國橡樹嶺國家實驗室受美國環(huán)保局(USEPA)委托,進行人類健康影響評價,在此研究中發(fā)展和應用了一系列針對組織、種群、生態(tài)系統(tǒng)水平的生態(tài)風險評價方法,并將此方法類推到人體健康的致癌風險評價中,這一研究在強調(diào)所有相關生物組織水平的同時,也指出生態(tài)風險評價應該評價確定影響的可能性。后來,風險評價研究的內(nèi)容開始逐漸從毒理風險、人體健康風險向生態(tài)風險轉變,尺度也從種群、群落向生態(tài)系統(tǒng)擴展。這一時期的研究一直到20世紀90年代初都沒有統(tǒng)一的評價標準和評價指南,直到1992年,美國國家環(huán)保局完成了全球第一個生態(tài)風險評價框架,在這個框架里面首次明確表述了生態(tài)風險評價的準則。1998年USEPA在1992年生態(tài)風險評價框架的基礎上發(fā)布了《生態(tài)風險評價指南》,提出生態(tài)風險評價“三步法”,即問題形成、分析和風險表征,目前該方法已為廣大研究者所接受。目前,美國大部分生態(tài)風險評價仍然使用1998年版《生態(tài)風險評價指南》作為研究標準。歐洲的生態(tài)風險評價研究與美國的生態(tài)風險評價有較大不同,其研究主要是在新化學品評價的基礎上發(fā)展起來的。其研究集中在:①發(fā)展更實用的污染物排放估計方法;②針對評價數(shù)據(jù)參差不齊的現(xiàn)狀,開發(fā)專業(yè)簡便的數(shù)據(jù)判斷方法;③逐步發(fā)展亞急性效應和慢性效應在生態(tài)風險評價中的應用,對高殘留、高生物有效性物質(zhì)予以特別關注。澳大利亞生態(tài)風險評價研究集中在對化學污染物和重金屬對土壤的影響上,澳大利亞國家環(huán)境保護委員會于1999年也建立了一套比較完善的土壤生態(tài)風險評價指南,其B5部分是生態(tài)風險評價指南專題。其他國家比如加拿大、南非和新西蘭等,其生態(tài)風險評價研究大多按照美國1998版《生態(tài)風險評價指南》展開,并在此基礎上對評價流程和具體操作方法進行適合本國的調(diào)整和改進。在這之后,很多學者開始把研究尺度擴展到了區(qū)域、景觀和流域尺度。隨著20多年的發(fā)展,評價內(nèi)容、評價范圍、研究尺度等都有了很大發(fā)展。由單一化學污染物、單一受體發(fā)展到多風險源、多風險評價終點,風險源范圍也進一步擴大,除了化學污染、生態(tài)事件外,開始考慮人類活動的影響(如城市化、生活和工業(yè)廢棄物、LUCC、漁業(yè)、氣候變化等)(Domeneeta1,2008;Zhou&Griffiths,2008),研究的重點主要集中在對人類活動導致的污染區(qū)域的生態(tài)風險評價模式與方法體系上(Semenzineta1,2007)。研究尺度從單一種群擴展到生態(tài)系統(tǒng)、區(qū)域、流域和景觀尺度。研究對象也從陸地生態(tài)系統(tǒng)擴展到海洋生態(tài)系統(tǒng)。綜上所述,由于有大量的野外觀測數(shù)據(jù),包括種群、生態(tài)系統(tǒng)等多方面的長期數(shù)據(jù),因此在進行生態(tài)風險評價研究時,往往側重利用觀測數(shù)據(jù)從某一種或幾種生物個體和種群的變化來反映生態(tài)系統(tǒng)的功能變化和生態(tài)風險。另外,國外對生態(tài)風險的分析更多的是定性和半定量的分析,通過這些分析和結論為環(huán)境管理及決策服務[4]。1.2.2國內(nèi)研究國內(nèi)的生態(tài)風險評價研究起步較晚,從90年代才開始起步,國家環(huán)保局1990年下發(fā)057號文件,要求對重大環(huán)境污染事故隱患進行環(huán)境風險評價,尤其是世界銀行和亞洲開發(fā)銀行貸款項目的環(huán)境影響報告中必須包含有環(huán)境生態(tài)風險評價的章節(jié)[5]。我國學者對于生態(tài)風險評價的研究主要集中在2個方面:水環(huán)境化學生態(tài)風險評價、區(qū)域和景觀生態(tài)風險評價。對水環(huán)境化學生態(tài)風險評價的研究主要集中在有毒有機化合物、重金屬以及營養(yǎng)鹽富集等的生態(tài)效應,這一類研究已經(jīng)較為成熟,在國內(nèi)開展的較多,如張路等(2007)以有機氯農(nóng)藥和多環(huán)芳烴為主要目標化合物,分析了疏浚湖區(qū)底泥中典型持久性有機污染物的蓄積規(guī)律和對生態(tài)的潛在風險。蔡文貴等(2005)分析了考洲洋重金屬污染水平與潛在生態(tài)危害。趙肖等(2008)分析了滴滴涕對太湖經(jīng)濟魚類危害的生態(tài)風險。劉文新和欒兆坤(1999)、王勝強等(2005)分別分析了樂安江和海河等區(qū)域沉積物中重金屬的潛在生態(tài)風險。而區(qū)域和景觀生態(tài)風險評價研究才剛剛起步,當前景觀生態(tài)風險研究著重從景觀結構和生態(tài)風險空間范圍上進行分析展開,主要應用景觀生態(tài)學方法,構建景觀損失指數(shù)和綜合風險指數(shù),通過對生態(tài)風險指數(shù)采樣結果進行半方差分析和空間差值,揭示區(qū)域生態(tài)風險空間分布特征(曾輝和劉國軍,1999;陳鵬和潘曉玲,2003;肖楊和毛顯強,2006;貢璐等,2007;荊玉萍等,2008)。當前國內(nèi)的區(qū)域生態(tài)風險評價還主要側重地區(qū)性單一風險要素的生態(tài)風險評價,如李自珍和何俊紅(1999)結合干旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)特點,以河西走廊荒漠綠洲水土資源綜合開發(fā)利用為例建立了生態(tài)風險評價與風險決策耦合模型,該模型主要是對干旱區(qū)農(nóng)田鹽漬化進行生態(tài)風險評價。李輝霞和蔡永立(2002)則利用降雨量影響度、地形地貌影響度和社會經(jīng)濟易損度3個指標,利用成因分析法對太湖流域主要城市的洪澇災害生態(tài)風險進行了評價。王春梅等(2003)建立了森林生態(tài)風險評價指標體系,運用因子權重法對東北地區(qū)森林資源生態(tài)風險進行了評價。國內(nèi)的生態(tài)風險評價由于缺乏長期連續(xù)的野外觀測數(shù)據(jù),因此多從自然地理要素以及環(huán)境本底數(shù)據(jù)人手,建立評價指標體系,然后進行區(qū)域生態(tài)風險的分級與空間差異分析。相比國外的生態(tài)風險評價研究,國內(nèi)的研究更加宏觀,在未來的研究中可以借鑒國外生態(tài)風險評價的經(jīng)驗與特點,加強野外長期觀測,宏觀與微觀方法相結合,從而更全面的對生態(tài)系統(tǒng)的功能和風險進行評價[6]。1.3研究目的雅安市屬四川西緣山地典型區(qū),是長江上游生態(tài)環(huán)境保護區(qū),山高、坡陡、谷深、生態(tài)環(huán)境脆弱、生態(tài)交錯帶眾多,群落間的競爭非常激烈,受外界因子影響較大。近年來無節(jié)制、無秩序、不成規(guī)模地開發(fā)生物資源,對森林的亂砍濫伐,水環(huán)境的人為影響日益加劇,導致該區(qū)水土流失嚴重,地力下降,生態(tài)環(huán)境急劇惡化,形勢不容樂觀。如前兩年在雅安市發(fā)生了幾次嚴重的泥石流,給人民的生命和財產(chǎn)帶來了巨大的損失。總之,生態(tài)問題已經(jīng)成為雅安經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸,急需進一步深入的研究雅安的水環(huán)境生態(tài)問題。中國工程院院士李文華在雅安生態(tài)經(jīng)濟報告會上談到,對于一個地區(qū)的生態(tài)建設,我們應該做的:一是生態(tài)環(huán)境評價;另一個要定出一個指標體系來,將來好直接按指標去檢查,另外就是要充分利用過去資料,加上新技術的應用。進行雅安水環(huán)境生態(tài)風險評價,正是按照李文華院士建議的方法來研究,是基于區(qū)域尺度上描述和評估自然因子和社會因子對水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)及其組分產(chǎn)生不利作用的可能性和大小的過程,其目的在于明確雅安不同區(qū)縣水環(huán)境生態(tài)風險的大小程度,為風險決策和管理提供理論和技術支持。因此,本項研究通過查清本區(qū)的生態(tài)風險現(xiàn)狀,掌握水環(huán)境風險評價的規(guī)律,以尋找科學、合理、可持續(xù)開發(fā)利用和保護水環(huán)境的有效途徑,對全市水生態(tài)環(huán)境問題及生態(tài)旅游的可持續(xù)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義,對西部大開發(fā)和建設長江上游生態(tài)屏障也具有重要的現(xiàn)實意義。1.4研究內(nèi)容本文將應用生態(tài)風險評價的一般方法和原理,針對雅安水環(huán)境的具體情況,建立雅安水環(huán)境生態(tài)風險評價模型,并應用層次分析法和模糊綜合評判兩種方法對模型進行評判;通過影響因子基本數(shù)據(jù)的收集、統(tǒng)計和相關專家評判打分,應用MATLAB工具進行層次分析法和模糊綜合評判編程,計算出各個區(qū)縣的生態(tài)風險,以確定出該區(qū)縣的生態(tài)風險等級;借助于GIS的有關功能,作出雅安各個區(qū)縣水環(huán)境生態(tài)風險等級的專題地圖。1.5研究區(qū)概況1.5.1基本概況雅安市位于四川盆地西部邊緣,東經(jīng)101o56’~103o20’,北緯28o51’~30o56’,面積為15314平方公里。東北邊與成都市交界,東邊與眉山市為鄰,東南邊與樂山市相鄰,南依涼山彝族自治州,西邊與甘孜藏族自治州相連,北邊與阿壩藏族羌族自治州接壤。境內(nèi)轄七縣一區(qū),即:名山縣、寶興縣、天全縣、廬山縣、滎經(jīng)縣,石棉縣、漢源縣和雨城區(qū)圖1雅安市行政區(qū)劃圖1.5.2地形地貌雅安屬四川省盆地西緣山地,為盆地到青藏高原的過渡地帶。以山地為主,山地面積占全市總面積的94%。石棉縣境西北部海拔5793米的神仙粱子是全市最高峰,高山區(qū)(海拔3500~5000米)約占全市總面積的6%,主要分布在寶興縣和天全縣的西北部,石棉縣的西南部,蘆山縣的北端,漢源縣和滎經(jīng)縣呈點狀分布,以寶興縣比例最大,約占全縣總面積的30%。中山區(qū)(海拔1000~3500米)是雅安市山地的主體,占全市總面積的60%,遍布各縣。最低點是雨城區(qū)草壩鎮(zhèn)水口村龜都島,海拔515.97米。境內(nèi)山脈縱橫,地形切割強烈,地貌類型復雜多樣。雅安市地貌主要特征是:地勢起伏大,山脈走向與地質(zhì)構造線一致;層狀地貌明顯,單斜山具有規(guī)律性分布;山脈走向制約著自然地理環(huán)境,高3000余米的大相嶺橫貫本市中部,走向近于西北,不僅是大渡河與青衣江的主要分水嶺,也是市內(nèi)自然地理的重要分界線。大相嶺以北,有雨城區(qū)、名山、滎經(jīng)、天全、蘆山、寶興六縣,以南有漢源、石棉兩縣,南北區(qū)域在氣候、植被、土壤等方面都有顯著的不同。北部溝谷切割強烈,多峽谷分布、降雨集中,強度大,經(jīng)常造成洪澇災害;南部屬大渡河中游河谷干旱少雨區(qū),氣候干燥,日照多、降雨少、常有旱情發(fā)生。境內(nèi)物質(zhì)坡面移動強烈、崩塌、滑坡、泥石流經(jīng)常發(fā)生[7]。1.5.3氣候狀況本區(qū)位于盆地邊緣的亞熱帶季風氣候區(qū),氣候資源十分豐富,主要表現(xiàn)在氣候溫和,雨量充沛,呈立體分布,具體發(fā)展農(nóng)、林、牧等大農(nóng)業(yè)的優(yōu)越條件,但由于陰多濕高,光照不足和寒潮、干旱、洪澇、綿雨等多種自然災害的影響,也造成了農(nóng)業(yè)發(fā)展的許多制約因素。境內(nèi)以大相嶺為界,南北氣候差異很大。年雨量,北部一般在1000~1800毫米,南部在700~800毫米。年平均氣溫,北部為14~16度,南部為17~18度。年總日照時數(shù),北部在800~1000小時,南部在1200~1400小時。有“南北一山隔,干濕兩重天”的說法。1.5.4日照情況全市除少數(shù)高山地區(qū)外,基本屬亞熱帶濕潤季風氣候。其主要特征是冬少嚴寒,夏無酷熱,氣候溫和。日照情況:以大相嶺為界,南北差異明顯,北部日照少,南部日照多。北部多年平均日照時數(shù)791.3~1060.7小時,南部日照時數(shù)1245.6~1447.9小時。石棉為全市日照最多的縣之一。氣溫:氣溫分布呈明顯的南北水平差異和隨地勢變化的垂直差異。北部青衣江河谷和南部大河河谷海拔最低,年均氣溫分別為14oC~16oC和17oC~18oC。氣溫年際變化不大,但冬夏氣溫相差較大,如寶興縣一月最低平均氣溫4.5oC,石棉則為8.3oC,七月最高平均氣溫,寶興為22.6oC,漢源為25.9oC。降雨:由于季風環(huán)流和地形地貌的影響,北部的六縣(區(qū))是全省著名暴雨區(qū),降雨特點是夏秋多、冬春少、夜雨多、暴雨強度大,年均降雨量在1200~1700毫米之間,日最大雨量達339.7毫米,多年平均降水日數(shù)177~236天。南部石棉縣、漢源,年降雨量700多毫米,多年平均降水日數(shù)143天[7]。1.5.5水資源狀況雅安屬四川省盆地邊緣山區(qū),雨量較多,植被較好,徑流總量豐沛,水質(zhì)良好,水能資源得天獨厚。本區(qū)水系分屬大渡河、青衣江、岷江,流域面積30km2以上河流131條。全市多年平均地面徑流180.69億m3,平均徑流深1183毫米,平均每平方公里產(chǎn)水量118.33萬m3,其中青衣江流域多年平均徑流量134.41億m3,占全市總量的74.4%,平均徑流深1367毫米;大渡河流域多年平均徑流量42.16億m3,占總量的24%,平均徑流深為845毫米;岷江流域多年平均徑流量4.12億m3,占總量1.6%,平均徑流量982毫米。市內(nèi)過境水量289.8億m3,其中大渡河275.9億m3,青衣江13.9億m3。徑流年際變化不大,變差系數(shù)在0.14~0.3之間。但由于降水時空分布不均,加之地貌、地質(zhì)和植被的變化,致使地表徑流年內(nèi)差異較大,汛期(6~9月份)約占全年的65%,最大月徑流量占全年徑流量的15~18%,枯期(12月至次年2月)徑流量占7.4~11.9%,最小月徑流量占年徑流量的1.4~2.8%。河流:市內(nèi)河流屬岷江水系的支流大渡河、青衣江,全市流域面積在30平方公里以上的河流有131條,其中流域面積大于1000平方公里的河流11條,100至500平方公里的河流40條,500~1000平方公里的河流2條,除名山縣的臨溪河直接匯入岷江外,其余均屬大渡河流域和青衣江流域。該區(qū)水能資源豐富,全市理論蘊藏量1108.4萬千瓦,平均每平方公里726千瓦,是全省平均數(shù)的2.4倍,全國平均數(shù)的10.5倍,其中:青衣江流域444.7萬千瓦,大渡河流域662.8萬千瓦,岷江流域0.54萬千瓦。市內(nèi)水能資源離負荷近,建設周期短,對雅安農(nóng)村中級電氣化建設,促進工農(nóng)業(yè)高速發(fā)展將起到巨大作用[7]。1.5.6社會經(jīng)濟狀況全市轄七縣一區(qū),分別是寶興縣、蘆山縣、天全縣、名山縣、雨城區(qū)、滎經(jīng)縣、漢源縣、石棉縣。167個鄉(xiāng)鎮(zhèn),1070個行政村,總人口155.4萬人,其中:非農(nóng)業(yè)人口31.35萬人,農(nóng)業(yè)人口124.41萬人,占總人口80%,農(nóng)村勞動力68.9萬人。全市有彝、回、滿、藏等18種少數(shù)民族,近6萬人,主要分布在漢源縣、石棉縣、寶興縣等農(nóng)村地區(qū)。全市耕地面積144.68萬畝,其中:水田面積52.5萬畝,旱地面積92.18萬畝,農(nóng)村人口平均耕地1.16畝。主產(chǎn)糧食作物有:水稻、玉米、小麥和油菜仔、茶葉等經(jīng)濟作物。糧食總產(chǎn)量51.81萬噸,農(nóng)業(yè)人均產(chǎn)糧416公斤。近年來隨著農(nóng)業(yè)結構調(diào)整,農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展,農(nóng)業(yè)科技的推廣,全市糧食生產(chǎn)和農(nóng)村經(jīng)濟穩(wěn)步發(fā)展,農(nóng)、林、牧、副、漁穩(wěn)步增長,農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值達37.23億元,農(nóng)村人均收入達23871.5.7水環(huán)境狀況水資源年內(nèi)分配不均,旱洪災害頻繁。北部六縣(區(qū))地處青衣江流域上游,是全省著名四大暴雨區(qū)之一,年降水量1200~1700毫米之間,但年內(nèi)時空分配不均,每年6~9月的徑流量占全年的60~70%,且多以暴雨出現(xiàn);枯期降水量少,約占全年的7%左右。南部漢源、石棉屬大渡河干熱河谷少雨區(qū),多年平均降水量為600~800毫米,大渡河河谷最少,約500~700毫米;6~9月份的徑流量占全年的72.3%,枯期二月份徑流占全年的1.5%。由于受天氣系統(tǒng)中的高中層副熱帶高壓環(huán)流和西藏大陸高氣壓支配,該區(qū)旱洪災害頻繁。青衣江流域平均干旱指數(shù)1.58,大渡河流域干旱指數(shù)為0.68%,據(jù)解放以來的旱災統(tǒng)計,在192年次中,旱災出現(xiàn)188次,春旱、夏旱、伏旱發(fā)生的比例為56.9∶33.5∶96,石棉發(fā)生嚴重春旱的次數(shù)占春旱次數(shù)的50%。本區(qū)洪災突出,主要是江河洪災和溪溝洪災。夏秋季節(jié),由于暴雨或連日大雨、局部區(qū)域的特大暴雨,造成山洪暴發(fā),淹沒農(nóng)田、沖毀房舍、中斷交通運輸,往往同時伴隨發(fā)生滑坡泥石流,洪澇氣候發(fā)生最多的是雨城區(qū),30年中發(fā)生58次,頻率193%。其次名山、天全分別為150%和123%[7]隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和人類活動的影響,本區(qū)青衣江流域的水資源污染日趨嚴重。據(jù)多年監(jiān)測,青衣江三氮的污染逐漸加重,特別是近年來,工業(yè)廢水、生活污水排放量增加,河流來水量減少,水質(zhì)污染較為嚴重,有毒物質(zhì)六價鉻含量0.015mg/L,亞硝酸鹽氮含量最高達0.38mg/L;大渡河流域由于人口稀少,工業(yè)不發(fā)達,水質(zhì)狀況稍好。據(jù)監(jiān)測資料反映,青衣江流域除部分河段水質(zhì)屬二級外,其余均為一級水質(zhì)。全市農(nóng)村污染水有兩種類型,第一類蘆山、天全血吸蟲疫區(qū)、水源被釘螺污染;第二類是隨著人類活動的加劇,森林植被的破壞,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的化肥,農(nóng)藥的使用,污染了天然河流,影響人民群眾的生活生產(chǎn)飲用水[7]。2材料和方法2.1生態(tài)風險評價的基本模型生態(tài)風險評價首先需要了解所要評價的環(huán)境特征及污染源情況,判斷是否需要進行生態(tài)風險評價,評價結果為風險管理提供科學依據(jù)。EPA生態(tài)風險評價準則將生態(tài)風險評價的過程分為3個階段,即問題表述、風險分析、風險表征[8-38]。具體描述如下:(1)問題表述該階段是風險評價的第一步,應首先明確風險評價的目的,對問題進行詳細的說明,并制定分析和風險表征的計劃。該階段最初的工作是將污染源、刺激、影響、生態(tài)系統(tǒng)及受體特征等多方面可用信息綜合起來考慮,然后達到以下的目的:①確定能充分反應管理目標的評價終點;②形成描述一個刺激與評價終點或多個刺激與評價終點之間關系的概念模型;③制定分析計劃。(2)風險分析風險分析包括兩個方主要方面:暴露和效應及其相互關系。分析過程包括:①暴露分析;②通過調(diào)查危害反應關系來分析效應。(3)風險表征風險表征是生態(tài)風險評價的最后一個階段。該階段又分三步:第1步風險評估,應用分析階段的結果對暴露和效應數(shù)據(jù)進行整合并評價相關的不確定性;第2步風險描述,對一系列支持或反駁上述風險評估的證據(jù)進行評價,并闡明對評價目標(Target)產(chǎn)生不利效應的重要性;第3步風險報告,對各種不確定性及假設進行總結并將結論報告提交給風險管理者。需要注意的是,雖然問題表述、分析和風險表征這三個過程是依次進行的,但生態(tài)風險評價通常是一個反復的過程。在進行分析和風險表征時常常會重新回到第1階段去收集新的數(shù)據(jù)并進行進一步的分析和表征。2.2生態(tài)風險評價的基本框架生態(tài)風險評價的基本框架如圖2所示。2.3生態(tài)風險的評價方法綜合國內(nèi)外的研究,水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)中廣泛存在著五種性質(zhì),即不確定性、潛伏性、模糊性、灰色性及非線性。作為一個客觀存在的環(huán)境系統(tǒng),確切地說,是一個未確知性的灰色——模糊——隨機系統(tǒng)。因而,評價方法可采用層次分析法,灰色系統(tǒng)理論分析,模糊綜合評判等。在本次研究中,將應用層次分析法與模糊綜合評判分別進行評價,將它們得出的結果進行對比,評判研究的正確性和合理性,以得出正確的研究結果[39]。2.3.1層次分析法概述層次分析法(AnalyticHierarchyProcess)簡稱AHP法,是美國運籌學家T.L.Saaty教授于20世紀70年代研究提出的一種新的決策科學方法,能既實用、又簡潔地處理復雜的社會、政治、經(jīng)濟和技術等決策問題。它以其深刻的數(shù)學基礎,合理的決策手段,簡單的應用方式引起了世界各國學者及決策者們的極大關注與重視。在很短的時間里,它在理論研究及應用領域中都取得了巨大的進展[40]。評價目標評價目標概念模型分析計劃計劃(風險評價者、管理者及感興趣團體的交流對話)暴露概況刺激反應暴露特征生態(tài)效應特征效應測量生態(tài)系統(tǒng)和受體特征測定暴露測量風險分析暴露分析生態(tài)反應分析與風險管理者交流結果風險評估風險描述風險表征問題表述整合可利用信息獲得數(shù)據(jù)、整合過程、描述結果風險管理及與感興趣團體交流結果圖2生態(tài)風險評價基本框架[6]AHP是在多目標、多準則的條件下,對多種方案進行選擇與判斷的一種簡潔而有力的工具。正因為如此,它被廣泛地應用于人們生活的各種宏觀與微觀決策中。層次分析法的核心之一是把復雜的決策問題層次化。它根據(jù)問題的性質(zhì)以及所要達到的目標,把問題分解為不同的組成因素,并按各因素之間的隸屬關系和相互關聯(lián)程度分組,形成一個不相交的層次結構。上一層次的元素對相鄰的下一層次的全部或部分元素起著支配作用,從而形成一個自上而下的逐層支配關系。具有這一逐層支配關系性質(zhì)的結構稱為遞階層次結構。遞階層次結構的決策問題,最后可歸結為最低層(供選擇的方案、措施等)相對于最高層(系統(tǒng)目標)的相對重要性的權值或相對優(yōu)劣次序的總排序問題。其核心之二是將引導決策者,通過一系列成對比較的評判來得到各個方案或措施在某一個準則之下的相對重要度的度量。這種評判能轉換成數(shù)字處理,構成一個判斷矩陣,然后使用單準則的排序計算方法,可獲得這些方案或措施在該準則之下的優(yōu)先度的排序。在層次結構中,這些準則本身也可以對更高層次的各個元素的相對重要性賦權。通過層次的遞階關系可以繼續(xù)這個過程,直到各個供決策的方案或措施對最高目標的總排序計算出來為止。這樣,決策者就可進行評價、選擇和計劃等決策活動。AHP的理論及應用研究在我國的發(fā)展速度也是很快的。在1982年11月召開的中美能源、資源、環(huán)境學術會議上,美國Moorhead州立大學能源研究所所長H.Cholanmezlaad教授向中國學者介紹了AHP方法在能源、資源、環(huán)境工程中的應用,引起了與會的中國學者的強烈興趣。之后于1988年9月在我國召開了第一屆國際AHP研討會,更多的中國學者開始了對這門新的決策科學的研究,無論在AHP理論研究或是實際應用中,都取得了很好的成果。尤其在應用方面,我國學者的涉及面十分廣泛[40]。層次分析法的特點(1)系統(tǒng)性系統(tǒng)分析是當今重大科學、重大工程和社會背景下的一種重要的決策分析方法。系統(tǒng)分析的觀點之一是把分析對象看作為一個整體——系統(tǒng)。系統(tǒng)中的每個子系統(tǒng)乃至每個子元素都是與系統(tǒng)內(nèi)其他部分相互關聯(lián)、彼此影響的。盡管每個子系統(tǒng)、子元素具有自身特定的功能和特點,有時彼此間甚至是相互沖突的,但它們都是構成系統(tǒng)整體功能所不可缺少的組成部分。系統(tǒng)分析的觀點之二是要把系統(tǒng)分清層次。任何復雜系統(tǒng)都具有一定的層次結構,下層因素受到上層因素的支配,反過來上層因素又要受到下層因素的影響。而AHP方法的思想基礎與系統(tǒng)分析的原則是一致的。它要求決策者在對問題進行決策分析時,首先要找出分析對象的諸影響因素及其彼此的相關關系,從而建立起能清晰反映出這種關系的層次遞階系統(tǒng)結構,使決策者在進行決策分析時,把復雜問題自千頭萬緒之中條理化。(2)綜合性在目前大量的決策問題中,決策者所要考慮的很多因素是屬于定性化因素,這些因素無法以某種定量的標度進行表現(xiàn)。如人們在日常生活決策中所遇到的問題,多半屬于定性化分析判斷問題。AHP方法在對事物進行決策分析時,能對定性問題定量化進行綜合分析處理,并能得到明確的定量化結論,以優(yōu)劣排序的形式表現(xiàn)出來。這有助于決策者作出判別。孰取孰舍,涇渭分明。這也正是AHP決策分析法區(qū)別于其他很多決策優(yōu)化方法的一個重要特征。(3)簡便性由于世界的千變?nèi)f化,社會的迅速發(fā)展,這使得從事實際工作的決策者們對決策方法的簡便性有很高要求。因為世界對決策反應的速度要求越來越快,而一些繁復的決策方法耗時、耗力、耗資金,在很多場合又不具有令人滿意的實用價值。而AHP方法對事物的評判決策過程十分簡便,易于掌握和運用,一個只要具有高中文化程度的人就不難掌握其運算方法,輔之于普通計算器便能完成全部的決策分析過程。若有計算機及有關程序,則整個計算就更方便、更迅速了。(4)準確性在我們的研究對象中,無論決策者所追求的是“滿意的決策”,或是“最優(yōu)的決策”,AHP方法都可以提供具有準確性的結果,這是因為它有豐富的數(shù)學原理為準確性提供了可信的基礎。同時,AHP方法還能吸取決策者個人或集團的閱歷、經(jīng)驗、智慧、判斷能力,從而使得決策建立在更扎實的基礎上。從以上的特點來看,層次分析法在本質(zhì)上是一種決策思維方式,它具有人的思維分析、判斷和綜合的特征。作為一個決策工具,層次分析法具有簡單、易用、有效、適應性強、應用范圍廣等優(yōu)點,因而受到人們廣泛的重視[40-42]。遞階層次結構模型在AHP方法中首先要建立決策問題的遞階層次結構的模型。通過調(diào)查研究和分析,準確確定決策問題的范圍和目標,問題包含的因素及各因素間的相互關系。然后建立起一個以目標層、若干準則層和方案層所組成的遞階層次結構。圖3表示了一個典型的遞階層次結構?!瓫Q策目標準則2準則1準則3子準則1子準則1方案2方案1方案3………………目標層準則層子準則層方案層子準則1圖3典型遞階層次結構[40]在層次模型中,用作用線表明上一層次因素同下一層次因素之間的關系。如某個因素與下一層次中所有因素均有聯(lián)系,則稱其與下一層次有完全層次關系。如這個因素僅與下一層次中的部分因素有聯(lián)系,則稱其與下一層次存在著不完全的層次關系。構造系統(tǒng)的層次結構的過程是從最高層(目標)開始,通過中間層(準則),到最低層(方案)為止。相對重要性的比例標度和判斷矩陣工程技術領域,有些問題是可以量化的,而有些問題與社會經(jīng)濟系統(tǒng)的某些決策問題一樣,是難于對系統(tǒng)進行量化的。但這些被測量對象的屬性大多數(shù)具有相對性質(zhì),系統(tǒng)中各因素相關度的測量可通過人的判斷和經(jīng)驗來完成。AHP方法就是根據(jù)這些系統(tǒng)中元素測度的特點提出了相對重要性的比例標度。兩個元素相對重要性的比較可變換為一個數(shù)。表1說明了相對重要性的比例標度。表1相對重要性的比例標度相對重要性的權數(shù)定義解釋1同等重要對于目標,兩個因素貢獻是等同的3一個因素比另一個因素稍微重要經(jīng)驗和判斷稍微偏向一個因素5一個因素比另一個因素明顯重要經(jīng)驗和判斷明顯偏向一個因素7一個因素比另一個因素非常重要一個因素非常的受到偏愛9一個因素比另一個因素極端重要對另一個因素偏愛的程度是極端的2,4,6,8上述兩相鄰項判斷的中值上述非0數(shù)的倒數(shù)如果一個因素相對于第二個因素有上述的數(shù)目(如5),那么二個因素相對于第一個因素就有倒數(shù)值(如1/5)比例標度確定后,即可建立判斷矩陣,其通用公式為:顯然,,,i,j=1,2,,n。再用方根法計算判斷矩陣的特征向量。由矩陣理論,用某一重量向量右乘A矩陣得:向量W稱為判斷矩陣A的特征向量。層次分析法的計算問題是判斷矩陣的最大特征根和特征向量W。特征向量通用算法是冪乘法和方根法(也稱幾何平均法),此外還有規(guī)范列平均法(又稱為和積法)。一般來說,計算矩陣的最大特征根及其相應的特征向量,并不需要追求很高的精度,因為判斷矩陣自身已帶有不少誤差。方根法和規(guī)范例平均法與冪乘法相比,雖然粗糙,但只需手算或小型計算機即可,十分方便。步驟概括如下:(1)計算判斷矩陣行元素的成績Mi;(2)計算的n次方根;(3)對向量歸一化。判斷矩陣的一致性檢驗在層次分析法中,為了構造判斷矩陣引入了1~9的比例標度法,這就使得決策者判斷思維數(shù)字化。這種將判斷思維數(shù)字化的方法大大簡化了問題的分析,是復雜的社會、經(jīng)濟及科學管理領域的問題定量分析成為可能。為此,這種數(shù)字化方法還有助于決策者檢查并保持判斷思維的一致性。在應用層次分析法時,保持思維一致性是非常重要的。所謂判斷一致性,即判斷矩陣A有以下關系:由矩陣理論,判斷矩陣在滿足上述完全一致條件下,具有唯一的非零解,也是最大的特征根=n,且除,其余的特征根均為零。前面已經(jīng)提到過,在通過二二比較構成判斷矩陣A時,存在判斷中的非一致性問題。這種非一致性,大多是思維的非一致性,也有筆誤造成的。只有判斷矩陣滿足判斷一致性時,所求得的重要性矢量W的估計才能作為可靠的重要性比例標度,即權重。根據(jù)上面的分析,我們可通過求解下屬系統(tǒng)得到相對重要性程度矢量W的估計:A=式中:——矩陣A的最大特征根。根據(jù)Perron定理,正矩陣有一個最大的實特征值,相應地存在為惟一規(guī)范的非負特征向量,矩陣A存在最大特征根,且≥n,當A滿足完全一致性時,=n;當A不滿足完全一致性時﹥n。具體的方法如下:①用方根法計算判斷矩陣的最大特征根==+++++則:②判斷矩陣的一次性檢驗判斷矩陣若具有完全的一致性,=n,其余特征根均為零。當矩陣A不具備完全一致性時,>n,與其余的特征根具有如下關系:由上式知,若判斷矩陣具有較滿意的一致性時,稍大于n,其余特征根均接近于零。所以,上式計算值的大小就反映判斷與完全一致性的偏離程度。即可以用判斷矩陣最大特征根以外的其余特征根的負平均值的絕對值作為度量判斷矩陣偏離一致性的指標。即用檢驗專家判斷思維的一致性。為了度量不同階段矩陣是否具有滿意的一致性,我們還需引入判斷矩陣的平均隨機一致性指標RI值。對于1~9階段矩陣,RI值見表2。表2平均隨機一致性指標RI值n123456789RI0.000.000.580.901.211.241.321.411.45因為1,2階判斷矩陣總具有完全一致性,所以,1、2階判斷矩陣的RI只是形式上的。當階數(shù)大于2時,判斷矩陣的一致性指標CI與同階平均隨機一致性指標RI之比稱為隨機一致性比率,記為CR。當CR=CI/RI<0.10時,即認為判斷矩陣具有滿足的一致性,否則就需要舍去或調(diào)整判斷矩陣,并使之具有滿意的一致性。層次分析法評價的基本步驟概括起來,層次分析法的基本步驟如下:(1)要完成的評估目標;(2)從最高層(管理目標),通過中間層(判斷準則)到最低層構成一個層次結構模型;(3)構造一系列下層各因素對上一層某準則的二二比較判斷矩陣;(4)在第3步里建立判斷矩陣所需要的n(n-1)/2個判斷;(5)完成所有的二二比較,輸人數(shù)據(jù),計算判斷矩陣的最大正特征值和計算一致性指標CR;(6)對各層次完成第(3)、(4)、(5)步的計算;(7)層次合成計算;(8)如整個層次綜合一致性不通過,要對某些判斷作適當?shù)恼{(diào)整,例如修改建立判斷矩陣時對比較判斷所提的問題。如一定要修改問題的結構,則就要回到第2步,不過只要對層次結構中有問題的部分作相應修改即可[40]。2.3.2模糊綜合評判概述人們通常追求精確,而避免模糊,認為數(shù)學似乎是更是精確地學科,是與模糊無緣的,對立的,到現(xiàn)代電子計算機時代,似乎一切學科都可以納入到精確地數(shù)學模式中,更與模糊無緣和對立。但是實際上并非如此,模糊的現(xiàn)象、事物、概念在現(xiàn)代科學技術、人們?nèi)粘I钪惺谴罅康拇嬖诘?,需要用?shù)學去研究和處理[40]。所謂模糊(Fuzzy),是指邊界不清楚,即在質(zhì)上沒有確切的含義,在量上沒有明確的邊界。這種邊界不清的模糊概念,不是由于人們的主觀認識達不到客觀實際所造成的,而是事物中的一種客觀屬性,是事物的差異之間存在著中間過渡過程的結果。模糊論方法之所以受到普遍重視和廣泛應用,是因為它比普通的分析設計方法具有兩大優(yōu)點。(1)能定量的處理影響分析和設計的種種模糊因素,使分析的結果和設計的方案更符合客觀實際,更為優(yōu)化合理;(2)能充分考慮事物的中間過渡性質(zhì),浮動地選取閾值,從而能夠給出一系列不同水平下的分析結果和設計方案,為人們提供廣泛的選擇余地。由于同一事物具有多種屬性或受到多種因素的影響,因此,評價事物時應該兼顧各個方面。所謂綜合評價,是指綜合考慮在多種因素影響下,對事物或現(xiàn)象進行全面的評價。若這種評價過程涉及模糊因素,便是模糊綜合評價。模糊數(shù)學的應用十分廣泛,它研究和應用的領域主要有:語言、系統(tǒng)工程、信息處理及自動控制、模式(圖像)識別、故障診斷、邏輯、決策、人工智能、以及生物、工程、醫(yī)學、社會、心理、網(wǎng)絡、計算機等領域。模糊數(shù)學在生態(tài)環(huán)境上的應用,可歸納為如下幾點:①可用優(yōu)先比法對監(jiān)測樣品、采樣斷面等進行樣品識別;②可用聚類分析法對污染源、江河監(jiān)測斷面、生態(tài)區(qū)等進行分類;③可用Fuzzy綜合評價法對污染治理、生產(chǎn)管理、江河污染程度等做多問題進行綜合評價、區(qū)劃及決策等。模糊綜合評判的特點(1)事物概念的不確定性它是指事物概念的含義不明確,表現(xiàn)出一種“亦此亦彼”的模糊性,這與確立性數(shù)學的“非此即彼”不同。例如“中年人”這個概念,到底是指從多少歲到多少歲,不好明確;“健康”與“不健康”之間找不到明確的分界。在結構工程中,“穩(wěn)定”這個概念,含義也不明確。不但不同的結構工程“穩(wěn)定”的含義不同;就是同一結構工程,“穩(wěn)定”的含義也含糊。這種事物概念的不確定性,又可稱為事物概念的模糊性。(2)測量不精確引起的不確定性由于主觀或客觀原因而測得不精確引起的不確定性。例如,巖土結構工程中的地應力,在客觀上很難精確測量,故測量的數(shù)據(jù)往往不精確,因而計算的結果必然也是不精確,不確定。這就需要采用模糊的處理手法來估計由于原始資料的不精確引起結果的不精確程度。(3)復雜系統(tǒng)數(shù)學模型的不精確性引起的不確定性對于復雜事物系統(tǒng),無法用精確的數(shù)學模型去描述,或者對數(shù)學模型要求過分精確反倒不精確。對這類復雜事物,可以用模糊的手法去描繪它。也就是說人們往往要用簡單的數(shù)學模型去描述復雜的事物現(xiàn)象,這必然引起不精確性的問題,因而產(chǎn)生不確定性[40,42-48]。模糊綜合評判的步驟(1)確定評價因素集及因素子集因素集是影響評價對象的各種因素為元素所組成的一個普通集合??捎帽硎?式中:各元素代表各影響因素。這些因素通常都具有不同程度的模糊性,但也可以是非模糊的。在評價工程老化程度(可靠性)時,為了通過綜合評價得出合理的結論,則影響工程老化程度的因素,如工程安全性、耐久性和適用性就構成了影響因素集。有時因素集中的因素還受到因素集以外的其他元素的影響,這些元素則稱為影響因素的子因素。某一影響因素的子因素的集合稱為子因素集,也可稱為因素子集,可用表示:式中:為影響因素的各影響子因素。當然,若問題比較復雜,有必要時,子因素還可構造次子因素集,影響因素受多級子因素集影響。(2)確定評價集評價集是評價者對評價對象可能做出的各種評價結果所組成的集合。若用表示:式中:各元素代表各種可能的總評論結果。模糊綜合評價的目的,就是在綜合考慮所有影響因素的基礎上,從評價集中得出最佳的評價結果。(3)建立權重集在進行模糊評價時,必須確定各個因素在評價中所占的權重。因各因素的重要程度不同,各因素所賦的權重也就不同。由各權重所組成的集合稱為因素權重集,簡稱權重集,也稱一級權重集。各權數(shù)QUOTE,應滿足歸一性和非負性條件,即它們可視為各因素對“重要”的隸屬度,因此權重集可視為因素集上的模糊子集。同樣,若影響因素有因素子集,也必須確定各子因素對上一級因素的重要性隸屬度,即權重。這些權重構成的集合稱為子權重集,也稱二級權重集。同樣,其各子權重數(shù)也應滿足歸一性和非負性。因為同一因素的權數(shù)不同,評價的結果也不同。所以,權重集的準確與否是至關重要的。雖然,權重集的制定有相當?shù)闹饔^性,但應盡量使其符合實際,以提高評判的可靠性。權重集確定的主要方法有:①通過模糊統(tǒng)計實驗確定;②吸收概率統(tǒng)計的處理結果,如用概率作為隸屬度;③由若干專家根據(jù)經(jīng)驗設定權數(shù),取權數(shù)均值作為最終的隸屬度,即專家評定法;④以往的處理結果作為依據(jù),逐步修改完善,取符合程度最高的值作為隸屬度;⑤通過層次分析法中對相關因素進行重要性的比較,經(jīng)過加工計算,得出隸屬度。在層次分析法中提到的,在影響因素復雜、且無法量化時,由專家群對各影響因素的相對重要性作二二比較、并經(jīng)一致性檢驗的方法,更適合于權重集的確定。建議作為權重集確定的首選方法。(4)單因素模糊評價單獨從一個因素出發(fā)進行評價,以確定評價對象對評價集元素的隸屬程度,稱為單因素模糊評價。設評價對象按因素集中第個因素進行評價,對評價集中第個元素的隸屬程度為QUOTErij,則可得按第個因素評價的單因素評價集為:同理,可得相應于每個因素得單因素評價集如下:QUOTE將各單因素評價集所得隸屬度為行組成的矩陣:稱為單因素評價矩陣。顯然,為一模糊矩陣。單因素評價集,實際上可視為因素集和評價集之間的一種模糊關系,即影響因素和評價對象之間的“合理”關系。表示和之間隸屬“合理”關系的程度,即按評價時,評價對象取的合理程度。因此,單因素評價矩陣,又可視為從到的模糊關系矩陣。(5)模糊綜合評判單因素模糊評價,僅反映了一個因素對評價對象的影響,顯然這是不全面的。只有綜合考慮所有因素的影響和各因素的重要程度,才能得出正確合理的評價結果,也就是用模糊綜合評價法。模糊綜合評價可表示為:QUOTE式中為模糊綜合評價集;為權重集(權重向量),可視為一個行模糊矩陣。上式可按模糊矩陣乘法進行運算,即其中:式中為綜合考慮所有因素的影響時,評價對象對評價集中第個元素的隸屬度;∨、∧為取大、取小符號[40]。2.4計算機輔助工具本次研究數(shù)據(jù)處理的工作量較大,特別是二維矩陣的分析和計算;同時,所得結果需要可視化的表達和顯示,因而都需要借助于一些計算機輔助工具。MATLAB和GIS分別是計算分析和圖形處理的良好工具。2.4.1MATLABMATLAB是英文MATrixLABoratory(矩陣實驗室)的縮寫。自1984年由美國MathWorks公司推向市場以來,得到了廣泛的應用和發(fā)展。在歐美各高等院校MATLAB已經(jīng)成為線性代數(shù)、自動控制理論、數(shù)字信號處理、時間列序分析、動態(tài)系統(tǒng)仿真、圖像處理等諸多課程的基本教學工具,成為本科生,碩士生及博士生必須掌握的基本技能,在設計研究單位和工業(yè)部門,MATLAB已被廣泛的應用與研究和解決各種工具的工程問題。近幾年來,MATLAB在我國也開始流行,應用MATLAB的單位和個人急劇增加[49]。概括來講,其主要的功能包含如下[49]:(1)數(shù)值計算和符號計算功能MATLAB以矩陣作為數(shù)據(jù)操作的基本單位,這使得矩陣運算變得非常簡捷、方便、高效。MATLAB還提供了十分豐富的數(shù)值計算函數(shù),而且所采用的數(shù)值計算算法都是國際公認的最先進、可靠的算法,其程序由世界一流專家編制和高度優(yōu)化。高質(zhì)量的數(shù)值計算功能為MATLAB贏得了聲譽。在實際應用中,除了數(shù)值計算外,往往要得到問題的解析解,這居于符號計算的領域。MATLAB和著名的符號計算語言Maple相結合,使得MATLAB具有了符號計算功能。(2)繪圖功能利用MATLAB繪圖十分方便,它既可以繪制各種圖形,包括二維圖形和三維圖形,還可以對圖形進行修飾和控制,以增強圖形的表現(xiàn)效果。MATLAB提供了兩個層次的繪圖操作:一種是對圖形句柄進行的低層繪圖操作,另一種是建立在低層繪圖操作之上的高層繪圖操作。利用MATLAB的高層繪圖操作,用戶不需過多地考慮繪圖細節(jié),只需給出一些基本參數(shù)就能繪制所需圖形。利用MATLAB圖形句柄操作,用戶可以更靈活地對圖形進行各種操作,為用戶在圖形表現(xiàn)方面開拓了一個沒有束縛的廣闊空間。(3)語言體系MATLAB具有程序結構控制、函數(shù)調(diào)用、數(shù)據(jù)結構、輸入/輸出、面向對象等程序語言特征,所以使用MATLAB也可以像使用BASIC、FORTRAN、C等傳統(tǒng)編程語言一樣,進行程序設計、而且簡單易學、編程效率高。因此,對于從事數(shù)值計算、計算機輔助設計和系統(tǒng)仿真等領域的人員來說,用MATLAB編程的確是一個理想選擇。MATLAB是解釋性語言,程序執(zhí)行速度較慢,而且不能脫離MATLAB環(huán)境而獨立運行。MathWorks公司有心讓MATLAB成為新一代的通用軟件開發(fā)工具,并為此提供了將MATLAB源程序編譯為獨立于MATLAB集成環(huán)境運行的EXE文件以及將MATLAB程序轉化為C語言程序的編譯器。(4)MATLAB常見工具箱MATLAB包含兩部分內(nèi)容:基本部分和各種可選的工具箱。基本部分構成了MATLAB的核心內(nèi)容,也是使用和構造工具箱的基礎。MATLAB工具箱分為兩大類:功能性工具箱和學科性工具箱。功能件工具箱主要用來擴充其符號計算功能、可視建模仿真功能及文字處理功能等;學科性工具箱專業(yè)性比較強,如控制系統(tǒng)工具箱(ControlSystemToolbox)、信號處理工具箱(SignalProcessingToolbox)、神經(jīng)網(wǎng)絡工具箱(NeuralNetworkToolbox)、最優(yōu)化工具箱(OptimizationToolbox)、金融工具箱(FinancialToolbox)、統(tǒng)計學工具箱(StatisticsToolbox)等,這些工具箱都是由該領域內(nèi)學術水平很高的專家編寫的,用戶可以直接利用這些工具箱進行相關領域的科學研究。2.4.2GIS工具GIS全稱為GeographicInformationSystem,中文名為地理信息系統(tǒng),是近年來迅速發(fā)展起來的、一門介于地球科學與信息科學之間的交叉學科,它亦是一門地學空間數(shù)據(jù)與計算機技術相結合的新型空間信息技術。它是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎,在計算機硬件的支持下,對空間數(shù)據(jù)進行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示,并采用地理模型分析方法,適時提供多種空間和動態(tài)地理信息的計算機系統(tǒng)技術。目前,對于地理信息系統(tǒng)的定義由于多種觀點,但有一個共同點,即它們都強調(diào)地理信息系統(tǒng)對空間數(shù)據(jù)的處理。所謂空間數(shù)據(jù),是指對出現(xiàn)在地球表面及其附近的地理現(xiàn)象的記錄,都與地形有關,都具有地理位置特征,均可以用地圖予以表示。GIS有別于其它傳統(tǒng)意義上的信息系統(tǒng),它把現(xiàn)實世界中對象的空間位置和相關屬性有機的結合起來,滿足用戶對空間信息的管理,并借助其特有的空間分析功能和可視化表達,進行各種輔助決策。特別是1996年以來,我國GIS技術在技術研究、成果應用、人才培養(yǎng)、軟件開發(fā)等方面進展迅速,并力圖將GIS從初步發(fā)展時期的研究實驗、局部應用推向實用化、集成化、工程化,為國民經(jīng)濟發(fā)展提供輔助分析和決策依據(jù)。GIS在研究和應用過程中走向產(chǎn)業(yè)化道路,成為國民經(jīng)濟建設普遍使用的工具,并在各行各業(yè)發(fā)揮重大作用[50-52]。2.5雅安水環(huán)境生態(tài)風險評價2.5.1問題分析與模型建立結合研究區(qū)域的實際情況,考慮各種自然因子和社會因子對水生態(tài)系統(tǒng)的影響范圍和程度、資料收集的難度和四川農(nóng)業(yè)大學倪福全的四川西緣山地農(nóng)村飲水安全的研究成果,在此,可按行政區(qū)進行劃分。具體包括雅安的七縣一區(qū),即:名山縣、寶興縣、天全縣、廬山縣、滎經(jīng)縣,石棉縣、漢源縣和雨城區(qū)。通過已收集的資料和分析,初步選定各種影響雅安水環(huán)境生態(tài)風險的各種風險源。在此,可參考中國科學院薛英的塔里木河干流生態(tài)風險評價為基礎,選定指標體系。因雅安處于長江上游,受水質(zhì)等因子影響較小,水量對其生態(tài)環(huán)境需水的影響比水質(zhì)要大得多,因而在進行水環(huán)境生態(tài)風險評價時,可考慮能否為生態(tài)環(huán)境提供足夠的水量。其影響因子分為自然因子和社會因子的兩大塊。自然因子自然因子包括研究區(qū)的多年平均降水量、多年平均蒸發(fā)量、多年平均徑流深、水資源總量、供水總量、生態(tài)環(huán)境用水等。(1)多年平均降水量降水量指從天空降落到地面上的液態(tài)和固態(tài)(經(jīng)融化后)降水,沒有經(jīng)過蒸發(fā)、滲透和流失而在單位面積水上積聚的深度,它的單位是毫米。通常是衡量一個地區(qū)在某段時間內(nèi)降水多少的數(shù)據(jù),并取其多年平均值,稱為多年平均降水量。(2)多年平均蒸發(fā)量水由液態(tài)或固態(tài)轉變成汽態(tài),逸入大氣中的過程稱為蒸發(fā)。而蒸發(fā)量是指在一定時段內(nèi),水分經(jīng)蒸發(fā)而散布到空氣中的量。通常用蒸發(fā)掉的水層厚度的毫米數(shù)表示,水面或土壤的水分蒸發(fā)量,分別用不同的蒸發(fā)器測定。一般溫度越高、濕度越小、風速越大、氣壓越低、則蒸發(fā)量就越大;反之蒸發(fā)量就越小。土壤蒸發(fā)量和和水面蒸發(fā)量的測定,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和水文工作上非常重要。雨量稀少、地下水源及流入徑流水量不多的地區(qū),如蒸發(fā)量很大,即易發(fā)生干旱。某地的蒸發(fā)量通常用其多年平均值表示,稱為多年平均蒸發(fā)量。(3)多年平均徑流深徑流深是在某一時段內(nèi),通過河流上指定斷面的徑流總量(W,以m3計)除以該斷面以上的流域面積(F,以km2計)所得的值。它相當于該時段內(nèi)平均分布于該面積上的水深(R,以mm計),用公式:R=W/1000F(mm)。當徑流深取多年平均值時,則為多年平均徑流深。(4)水資源總量水資源總量是指降水所形成的地表和地下的產(chǎn)水量,即河川徑流量和降水入滲補給量之和。通常包括:河川徑流量、潛水蒸發(fā)量、地下潛流量之和。(5)供水總量通常說的供水總量是指全年供水總量,指公用自來水廠和自備水源的社會單位全年的供水總量,包括有效供水量及損失水量。(6)生態(tài)環(huán)境用水從廣義上講,維持全球生物化學平衡(諸如水熱平衡、水沙平衡、水鹽平衡等)所消耗的水分都是生態(tài)環(huán)境需水(劉昌明等,1996)。具體來說,生態(tài)環(huán)境需水是指以水循環(huán)為紐帶,從維系生態(tài)系統(tǒng)自身生存和環(huán)境功能角度,相對一定生態(tài)環(huán)境質(zhì)量水平下客觀需求的水資源。進一步來說,維系生態(tài)系統(tǒng)最基本的生存條件及其最基本的環(huán)境服務功能所需求的水資源閾值,通常稱為最小生態(tài)環(huán)境需水。從以上可知,多年平均降水量、多年平均蒸發(fā)量、多年平均徑流深、水資源總量、供水總量、生態(tài)環(huán)境用水等自然因子對水環(huán)境的生態(tài)風險有直接明顯的影響。特別是當多年平均降水量、多年平均徑流深、水資源總量、供水總量、生態(tài)環(huán)境用水的值愈小時,生態(tài)風險等級就愈大,多年平均蒸發(fā)量的數(shù)值愈大時,生態(tài)風險等級也愈大。社會因子社會因子包括研究區(qū)內(nèi)的生產(chǎn)用水、廢污水年排放量、城市居民人均生活用水、農(nóng)村居民人均生活用水等。(1)生產(chǎn)用水簡而言之,生產(chǎn)用水(ProcessWater)即生產(chǎn)過程所需用的水,通常包括工業(yè)生產(chǎn)用水和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水。工業(yè)生產(chǎn)的用水量,包括主要生產(chǎn)用水、輔助生產(chǎn)用水和附屬生產(chǎn)用水;農(nóng)業(yè)用水(AgriculturalWater)指用于灌溉和農(nóng)村牲畜的用水,農(nóng)業(yè)灌溉用水量受用水水平、氣候、土壤、作物、耕作方法、灌溉技術以及渠系利用系數(shù)等因素的影響,存在明顯的地域差異,由于各地水源條件、作物品種、耕植面積不同,用水量也不盡相同。生產(chǎn)用水總量,其表示方法為一年中工業(yè)用水和農(nóng)業(yè)用水的總和。(2)廢污水年排放量廢污水包括生活污水和工業(yè)廢水。生活污水是人類在日常生活中使用過的,并被生活廢料所污染的水。其水質(zhì)、水量隨季節(jié)而變化,一般夏季用水相對較多,濃度低;冬季相應量少,濃度高。生活污水一般不含有毒物質(zhì),但是它有適合微生物繁殖的條件,含有大量的病原體,從衛(wèi)生角度來看有一定的危害性。工業(yè)廢水是在工礦生產(chǎn)活動中產(chǎn)生的廢水。工業(yè)廢水可分為生產(chǎn)污水與生產(chǎn)廢水。生產(chǎn)污水是指在生產(chǎn)過程中形成、并被生產(chǎn)原料、半成品或成品等原料所污染,也包括熱污染(指生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的、水溫超過60攝氏度的水);生產(chǎn)廢水是指在生產(chǎn)過程中形成,但未直接參與生產(chǎn)工藝、未被生產(chǎn)原料、半成品或成品等原料所污染或只是溫度稍有上升的水。生產(chǎn)污水需要進行凈化處理;生產(chǎn)廢水不需要凈化處理或僅需做簡單的處理,如冷卻處理。生活污水與生產(chǎn)污水的混合污水稱為城市污水,通常廢污水年排放量即由生活污水和工業(yè)廢水的和。(3)城市居民人均生活用水城市用水是城市生產(chǎn)、生活、消防和市政管理等活動所需用水的統(tǒng)稱。足量的城市生活用水,是城市正常運行的重要保證,特別對經(jīng)濟發(fā)展有著重要的意義。因此,通常用城市居民人均生活用水來衡量城市正常運行的標準之一。(4)農(nóng)村居民人均生活用水農(nóng)村居民人均生活用水,直接反應了農(nóng)村居民的生活質(zhì)量。我國是一個農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)村居民生活質(zhì)量的好壞直接關系到社會經(jīng)濟的全面發(fā)展,因此在農(nóng)村居民人均生活用水不滿足要求時,對水環(huán)境也會產(chǎn)生一定的負面影響。因此在進行生態(tài)風險評價時,也應該考慮以上的這些社會因子的效應和作用。經(jīng)分析可知,生產(chǎn)用水、廢污水年排放量、城市居民人均生活用水、農(nóng)村居民人均生活用水的數(shù)值愈大時,對水環(huán)境的生態(tài)風險影響也愈大。建立雅安水環(huán)境生態(tài)風險模型根據(jù)上述的分析,建立雅安水環(huán)境生態(tài)風險評價的模型,如圖4所示。多年平均降水量多年平均降水量多年平均蒸發(fā)量多年平均徑流深廢污水年排放量生產(chǎn)用水自然因子社會因子雅安水環(huán)境生態(tài)風險城市人均生活用水水資源總量供水總量農(nóng)村人均生活用水生態(tài)環(huán)境用水量圖4雅安水環(huán)境生態(tài)風險模型獲取基本數(shù)據(jù)通過資料的收集與校核,得到自然因子和社會因子的已知數(shù)據(jù),分別見表3和表4。表3雅安自然因子基礎數(shù)據(jù)多年平均降水量(mm)多年平均蒸發(fā)量(mm)多年平均徑流深(mm)水資源總量(億m3)供水總量(億m3)生態(tài)環(huán)境用水(億m3)石棉縣774.41573100834.20.3190.006漢源縣730.81499.173713.32.1050.005寶興縣9531271.4107339.40.1110.005蘆山縣1313.1950.911448.59.0820.005天全縣1660922.6161242.90.3430.005滎經(jīng)縣1256.61072.9170231.20.4810.006雨城區(qū)1732838.814629.30.7070.007名山縣1501.51017.59825.80.6230.006表4雅安社會因子基礎數(shù)據(jù)城市居民人均生活用水(m3)農(nóng)村居民人均生活用水(m3)生產(chǎn)用水(億m3)廢污水年排放量(萬噸)石棉縣175.718.80.252409.65漢源縣66.718.31.70397.85寶興縣706.50.1260.25蘆山縣89.3330.284206.1天全縣11921.80.305350.39滎經(jīng)縣89174.31雨城區(qū)9414.60.6352655.06名山縣46346.532.5.2數(shù)據(jù)檢驗為使評判結果更加可靠、準確,需對客觀事物中多個變量(或多個因素)之間的精度和相關度作出統(tǒng)計,結果見表5和表6。其中:N代表樣本個數(shù),Minimum、Maximum、Mean、Std.Deviation分別代表樣本的最小值、最大值、平均值和方差。在SPSS13.0forWindows統(tǒng)計軟件環(huán)境下,通過制作P-P圖和Q-Q圖,可知其相關關系服從正態(tài)分布,可對此數(shù)據(jù)進行進一步的分析和計算。表5自然因子數(shù)據(jù)統(tǒng)計NMinimumMaximumMeanStd.Deviation多年平均降水量8730.81732.01240387.4647多年平均蒸發(fā)量883915731143.27274.350多年平均徑流深873717021215.00339.456水資源總量85.842.923.07515.3319供水總量80.1119.0821.721383.036910生態(tài)環(huán)境用水80.0050.0070.005620.000744ValidN(listwise)8表6社會因子數(shù)據(jù)統(tǒng)計NMinimumMaximumMeanStd.Deviation城市居民人均生活用水866.7175.799.98834.5592農(nóng)村居民人均生活用水83.533.015.03810.1816生產(chǎn)用水80.1201.7030.629250.557931廢污水年排放量860.252655.06537.52864.76077ValidN(listwise)82.5.3風險分析與評價層次分析法層次分析法的步驟如下:(1)生態(tài)風險程度及相應的比例標度①專家打分進行層次分析評價,要確定各個同層次的評價因子之間的相對比例標度,評價的區(qū)域不同,各種因子的選取也就不同。因而結合雅安的實際情況,必須要找同行的相關專家將自然因子和社會因子之間及它們內(nèi)部之間進行“二二”比較,確定相應的比例標度。根據(jù)相關專家意見,一級判斷和二級判斷中的自然因子和社會因子的結果分別見表7~9。表7一級判斷評分自然因子(W1)社會因子(W2)自然因子(W1)11/3社會因子(W2)31②建立判斷矩陣A根據(jù)專家打分的結果,分別建立一級判斷和二級判斷中的自然因子與社會因子的矩陣,如下:一級判斷:表8二級判斷評分(自然因子類)供水總量(M1)多年平均蒸發(fā)量(M2)多年平均徑流深(M3)多年平均降水量(M4)水資源總量(M5)生態(tài)環(huán)境用水(M6)供水總量(M1)11/31/31/31/51/5多年平均蒸發(fā)量(M2)311/31/31/51/5多年平均徑流深(M3)33111/31/5多年平均降水量(M4)331111/3水資源總量(M5)553111/3生態(tài)環(huán)境用水(M6)555331表9二級判斷評分(社會因子類)城市居民人均生活用水(M7)農(nóng)村居民人均生活用水(M8)生產(chǎn)用水(M9)廢污水年排放量(M10)城市居民人均生活用水(M7)11/31/31/5農(nóng)村居民人均生活用水(M8)311/31/5生產(chǎn)用水(M9)3311/3廢污水年排放量(M10)5531二級判斷:自然因子類:社會因子類:③用方根法計算判斷矩陣的特征向量依據(jù)前述方法,分別用方根法計算判斷矩陣的特征向量。結果如下:一級判斷:二級判斷:④判斷矩陣的一致性檢驗依據(jù)前述方法,檢驗一級判斷和二級判斷的特征向量,經(jīng)MATLAB編程檢驗,可知以上的結果滿足要求。(2)確定各影響因素的權重參照研究區(qū)內(nèi)各個區(qū)縣不同因子的具體數(shù)據(jù),將生態(tài)風險分為五級,確定比例標度。經(jīng)專家的綜合評價,最后取其平均值即可作為相應因子的權重。因各個區(qū)縣的生態(tài)風險情況不同,其影響因子的權重也就不一樣,自然因子和社會因子的權重如表10~11所示。表10自然因子權重供水總量(M1)多年平均蒸發(fā)量(M2)多年平均徑流深(M3)多年平均降水量(M4)水資源總量(M5)生態(tài)環(huán)境用水(M6)石棉縣533511漢源縣335531寶興縣533511蘆山縣113351天全縣511311滎經(jīng)縣531311雨城區(qū)511151名山縣535351表11社會因子權重城市居民人均生活用水(M7)農(nóng)村居民人均生活用水(M8)生產(chǎn)用水(M9)廢污水年排放量(M10)石棉縣5315漢源縣1351寶興縣1111蘆山縣3513天全縣5515滎經(jīng)縣3113雨城區(qū)3339名山縣3155(3)計算評估分值綜上可知,層次分析法評價雅安水環(huán)境生態(tài)風險的指標體系及各因素兩兩之間的權重值已得出,見表12所示。表12層次分析法評價雅安水環(huán)境生態(tài)風險的指標體系及各因素對目標層的權重值準則層準則層權重指標層指標層權重對目標層的總權重供水總量(M1)0.0430.01075多年平均蒸發(fā)量(M2)0.0620.0155自然因子(W1)0.250多年平均徑流深(M3)0.1170.02925多年平均降水量(M4)0.1520.038水資源總量(M5)0.2170.05425生態(tài)環(huán)境用水(M6)0.4090.10225城市居民人均生活用水(M7)0.0730.05475社會因子(W2)0.750農(nóng)村居民人均生活用水(M8)0.1260.0945生產(chǎn)用水(M9)0.2480.186廢污水年排放量(M10)0.5530.4155設各因子對目標層的總權重為(其中i取1~8,分別表示名山縣、寶興縣、天全縣、廬山縣、滎經(jīng)縣,石棉縣、漢源縣和雨城區(qū);j取1~2,分別表示自然因子和社會因子;對自然因子k取1~6,分別表示自然因子和社會因子中相應的供水總量、多年平均蒸發(fā)量、多年平均徑流深、多年平均降水量、水資源總量、生態(tài)環(huán)境用水;對社會因子k取1~4分別表示城市居民人均生活用水、農(nóng)村居民人均生活用水、生產(chǎn)用水、廢污水年排放量)。各因子的相對權重值設為,則各個區(qū)縣的評估分值為:(其中:i取1~8)則可得出各個區(qū)縣的評過分值。模糊綜合評判模糊綜合評價方法步驟如下:(1)建立影響因素集建立因素子集——自然因子的因素子集:其中,蒸發(fā)量、徑流深、降水量均指多年平均值,與已收集資料對應。建立因素子集——社會因子的因素子集:其中,城市居民用水、農(nóng)村居民用水均指人均生活用水,與已收集資料對應。(2)建立評價集(3)建立權重集確定的權重集和層次分析法相對比例標度的確定方法相類似,但各權數(shù)QUOTE,應滿足歸一性和非負性條件,即所以,也可類似得到權重的結果:一級權重集:二級權重集——自然因子:二級權重集——社會因子:(4)子因素集對評價集的隸屬度與層次分析法不同的是,模糊綜合評判需要確定子因素集對評價集的隸屬度。隸屬度的確定,需要專家通過經(jīng)驗確定。具體確定方法可參考有關文獻[44-48],最終確定出雅安各個區(qū)縣的自然因子和社會對評價集的隸屬度,分別見表13和14所示。(5)評價矩陣建立在建立了各級因素集、各級權重集之后,又有了針對各種不同風險等級的隸屬度,就可構建相應的評價矩陣。各個區(qū)縣的結果如下:表13各個區(qū)縣自然因子對評價集的隸屬度M1M2M3石棉縣漢源縣寶興縣蘆山縣天全縣滎經(jīng)縣雨城區(qū)名山縣M4M5M6石棉縣漢源縣寶興縣蘆山縣天全縣滎經(jīng)縣雨城區(qū)名山縣表14各個區(qū)縣自然因子對評價集的隸屬度M7M8M9M10石棉縣漢源縣寶興縣蘆山縣天全縣滎經(jīng)縣雨城區(qū)名山縣石棉縣:漢源縣:寶興縣:蘆山縣:天全縣:滎經(jīng)縣:雨城區(qū):名山縣:(6)模糊綜合評判依據(jù)前述方法,對雅安各個區(qū)縣水環(huán)境生態(tài)風險進行模糊綜合評判。2.5.4MATLAB工具編程依據(jù)層次分析和模糊綜合評判評價雅安水環(huán)境生態(tài)風險的步驟,為避免復雜的人工評價方法,在此可運用MATLAB編程,以快速、準確的得到各個區(qū)縣的風險等級。層次分析法的MATLAB程序其源代碼如下:disp('請輸入判斷矩陣A1(一級判斷)');A1=input('A1=');%判斷矩陣定義[n,n]=size(A1);switchncase2disp('A1矩陣輸入正確,可繼續(xù)進行下一步');%層次分析法一級分析otherwisedisp('A1矩陣輸入錯誤,請重新輸入A1矩陣!');return;%A1矩陣輸入錯誤!endM1=A1(:,1);W1=A1(:,1);WT1=A1(:,1);WP1=0;S=0;fori=1:2M1(i)=A1(i)*A1(i+2);endW1=M1.^(1/n);fori=1:nWP1=WP1+W1(i);endWT1=W1/WP1;AW1=A1*WT1;fori=1:nS=S+AW1(i)./(n*WT1(i));enddisp('AW1=');disp(S);d

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