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库区水环境污染事故预警指标体系研究
西南大学 硕士学位论文 重庆三峡库区水环境污染事故预警指标体系研究 姓名：黄晓容 申请学位级别：硕士 专业：环境科学 指导教师：钟成华;邓春光
两南大学硕十学伊论文捅婪?重庆三峡库区水环境污染事故 预警指标体系研究环境科学专业硕士研究生黄晓容 指导教师 钟成华教授 邓春光教授级高工摘要在经济日益加速发展，人们不断开发利用水资源的今天，水环境面临巨大压力，水环境问题已经成为困扰人类生存和全球各国环境可持续发展的焦点和难点。近几年来，我国接连发生多起重大水污染事故，不仅造成了巨大的经济损失，而且造成了社会的不安定和生态环 境的严重破坏。水污染事故己经成为我国用水安全和水环境质鼍的一个潜在威胁。在科学发 展观的指导下改善水环境，减小水污染事故对人类和生态系统造成的影响是新时期我国环境保护面临的重大课题。加上三峡库区的特殊地理位置和重要性，建立水环境污染事故预警指标体系是十分必要的。 很多学者对环境指标体系进行了研究，其中有不少人尝试建立水环境安全指标体系。但大部分关于指标体系的研究都只考虑现时水环境状况的指标，不能反映水体长期变化趋势， 且没有对指标进行量化，不能准确评价水环境安全程度。目前还没有关丁突发性水环境污染 事故预警指标体系的研究。预警系统在水环境方面还没有得到真正的运用，也没有实现其预警功能。三峡水库蓄水后，水体安全问题受到社会各界人士的关注。为此，必须建立一个较完备的预警系统，及时反映库区水环境污染状态，防止重大水污染事故的发生。本文总结了 国内外最近几年在水环境指标体系研究方面取得的新进展和三峡库区的污染现状，并在此基 础上建立起渐变性水污染事故预警指标体系和突发性水污染事故预警指标体系。本文重点研究了以下几个方面的内容：（１）详细总结了水环境污染事故的危害、分类等，指出水污染事故不仅具有时空、污染范围和对象的不确定性，处理的艰巨性和危害的长期性，还具有流域性以及应急主体不明确等特 点。 （２）在查阅国内外环境指标体系资料的基础上，对构建预警指标体系的指导思想、设计思路和设计原则进行了论述。然后根据水环境污染事故的特点和三峡库区的具体情况，设计了突发性水环境污染事故预警指标体系框架和包含目标层、准则层、指标层３个层次的渐变性水环境污染事故预警指标体系框架。确定好指标体系框架后，运用层次分析法确定指标权重，给出了综合评价计算方法，并对水环境污染事故进行等级划分和实例分析。 （３）根据突发性水环境污染事故预警指标体系的需要，在室内模拟研究了苯胺、二甲苯、硝 基苯和乙酸乙酯对草鱼的急性毒性作用。Ｉ两南大学硕十学何论文摘要（４）借鉴相关领域的应急处理机制，对水环境污染事故的管理措施进行了粗略探讨，提出了不同预警等级状态下的应对措施。 实例分析表明，通过水环境污染事故预警指标体系的建立和预警等级的划分，可以判定 水体污染的程度并掌握其变化趋势；确定导致水环境污染的因素，在预警系统中实现状态报警功能；对预警预报采取相应的应急措施，避免或减小水污染事故对人类和生态系统造成的影响。 最后，通过对全文的总结，指出水环境污染事故预警指标体系在选择指标、进行预警等级划分方面需要进一步完善的地方。关键词：三峡库区水污染事故预警指标体系两南大学硕十学伊论文ＡＢＳＴＲＡＣＴＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅ ｅａｒｌｙ ｗａｒｎｉｎｇ ｉｎｄｅｘ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ａｃｃｉｄｅｎｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｉｎ ＣｈｏｎｇＱｉｎｇＰｏｓｔｇｒａｄｕａｔｅ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ：Ｈｕａｎｇ Ｘｉａｏｒｏｎｇ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｚｈｏｎｇ Ｃｈｅｎｇｈｕａ Ｄｅｎｇ ＣｈｕｎｇｕａｎｇＡＢＳＴＲＡＣＴＮｏｗａｄａｙｓ ｗｉｍ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｅｃｏｎｏｍｙ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｕｔｉｌｉｚｅｄ，ｗａｔｅｒ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｆａｃｅｓ ｔｈｅｒｅｓｏｕｒｃｅｓｂｅｉｎｇ ｅｘｐｌｏｉｔｅｄｅｎｏｒｍｏｕｓｐｒｅｓｓｕｒｅ．Ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｗａｔｅｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｃａｕｓｅｔｈａｔ ｔｒｏｕｂｌｅｓ ｈｕｍａｎ ｓｕｒｖｉｖａｌ ａｎｄ ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｃｏｕｎｔｒｉｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｗｏｒｄ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ｔｈｅｆｏｃｕｓａｎｄ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙ．Ｍａｎｙ ｍａｊｏｒｗａｔｅｒ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ａｃｃｉｄｅｎｔｓ ｏｃｃｕｒｒｅｄ ｉｎｃａｕｓｅｏｕｒｃｏｕｎｔｒｙ，ｎｏｔ ｏｎｌｙｅｎｏｒｍｏｕｓ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｌｏｓｓｅｓ，ｂｕｔ ａｌｓｏｓｏｃｉａｌ ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙａａｎｄｓｅｒｉｏｕｓ ｄａｍａｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｗａｔｅｒ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎａｎｄ 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谢。学位论文作者：蕉陂穷签字日期：乞阳歹年６７月Ｊ日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解西南大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南大学研究生院（筹）可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：口不保密， 口保密期限至 年月止）。学位论文作者签名：苦眈器签字日期：导师签名：１即７年易月Ｊ日签字日期：聊７年多月『日两南大学硕十学位论文第一章文献综述弟一早 义陬琢尬 第一章文献综述１．１水环境污染事故概述水环境污染事故是指社会生产和生活中使用的危险品，在其生产、运输、使用和处置的 整个过程中，由于人为疏忽或错误操作造成泄漏，引起水环境污染，从而对人体健康和生物 造成危害的事故［Ｉ，２ｌ。许多重大的水污染事故给生态环境及人类的生存带来了极大的灾难【３】。 如１９６９年６月发生在欧洲莱茵河上的夏船泄漏剧毒农药事故，造成了４００万条鱼死亡；１９７８ 年３月１６日，美国艾莫科?凯迪斯号油轮船舵失去控制，在法国布列诺比海岸搁浅，溢出的 原油形成了一条宽３２．３ｋｍ，长１４０ｋｍ的海上油带，污染了２４０ｋｍ海岸；１９８６年１月１日， 瑞士巴富尔市桑多斯化学公司仓库起火，装有１２５０ｔ剧毒农药的钢罐爆炸，硫、磷、汞等毒物 随着灭火剂进入下水道，排入莱茵河。剧毒物质形成７０ｋｍ长的微红色飘带，以４ｋｍ角速度 向下游流去，流经地区鱼类死亡，警报传向下游的瑞士、德国、法国、荷兰四国８３５ｋｍ沿岸 城市，沿河自来水厂全部关闭。翌日，化工厂有毒物质继续流入莱茵河，后来用塑料塞堵下 水道。８天后，塞子在水的压力下脱落，几十吨含有汞的物质流入莱茵河再次污染。这次污染 造成直接经济损失６００多万美元，使莱茵河的生态受到了严重破坏。 在我国，每年发生的水污染事故次数过千，根据国家环保总局发布的信息表明，２００１年 到２００４年就发生水污染事故３９８８件，每年污染事故都造成数以千万计的经济损失。因企业 违法排污和生产事故而引发的重大水污染事件也是接连发生。２００５年底至２００６年初不足３个 月的时间，就发生了３起。２００５年１１月，吉林石化公司双苯厂发生爆炸，造成松花江部分江 段污染，导致沿江居民用水发生困难。１２月，广东一企业超标排放含镉废水，导致下游ｌＯ万 人无法饮用北江水。２００６年１月，湖南省株洲市霞港湾囚水利工程施工不当，导致含镉废水 流入湘江。１．１．１造成水环境污染事故的原因和主要危险源水环境污染主要是由于工农业不合理开发，废污水不经处理直接排入江湖，船舶污染和 生活垃圾、固体废弃物的污染。其中，船舶污染所导致的水污染事故越来越多。近年来，有 毒化学品运输量呈上升趋势，由于船舶装卸作业失误或发生海损事故，常常造成毒化物水污染事故【４’５】。据不完全统计，１９９０～２００１年长江干线共发生有毒有害物质水污染人事故２７起，如：１９９０年６月２７日湖南桃源的钢甲驳在并０江口沉船，５０ｔ苯酚落江；１９９０年１１月８日“长 江０８０２”油驳与“花溪１０３”轮在重庆江段相撞，致使１３７ｔ浓硫酸落江，水域严重污染；１９９６ 年１２月１９日“渝乐２０１”拖轮在长江云阳触礁翻沉，６５０ｔ硫酸、三氯甲烷等落江；１９９７年７月６日忠县“川粮２０４”、“川粮２０５”两批罐装硫酸３３０ｔ掉入江中；１９９７年１０月８日，赣抚“油０００５号”油轮在云阳下游不幸触礁，１４９ｔ工业纯苯泄入江中，这是国内罕见的剧毒污染；１９９８年６月２日江阴两船相撞，１０８ｔ硫酸沉入江中；２０００年６月１８日“衡山机１８”在长江 七弓岭翻船，４９ｔ农药（甲胺磷）倾入江中；２００１年９月４日“池州货１７８”和“枞阳化０１７”两船在武穴港沉没，２０３ｔ桶装浓硫酸沉入江中等。两南大学硕十学伊论文第一章文献综述造成水污染事故的污染源，按照属性可分为物理污染源、化学污染源和生物污染源ｌｏＪ，其 中化学污染源是最主要的污染源，也是危害最大的一类污染源。化学物质进入水体后，导致 水体的化学性质或化学物质浓度异常，造成水污染事故，根据《重人危险源辨识ＧＢｌ ８ １２―２０００））， 危险物质定义为“一种物质或若干种物质的混合物，由于它的化学、物理或毒性特性，使其 具有易导致火灾、爆炸或中毒的危险”，重大危险源是指“长期地或临时地生产、加工、搬运、使用或贮存危险物质，且危险物质的数量等于或超过临界量的单元”。因此，可把突发性水污染事故危险源定义为“可能由于泄漏、爆炸、火灾等原冈导致危险物质破坏水环境质量的生 产装置、设施、运输工具或场所”。目前绝大部分水污染事故发生在河流、湖泊和海洋，因而 可以从这些水域被污染的途径外推进行危险源辨识，一般采用列表法分析，列出评价水域所 有可能造成水污染的危险因素。可能造成突发性水污染事故的主要危险源见表１．１。表１．１突发性水污染事故主要危险源Ｔａｂｌｅ．１．１Ｍａｊｏｒｄａｎｇｅｒｏｕｓｓｏｕｒｃｅｏｆ ｗａｔｅｒ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎｃａｓｅｓｏｃｃｕｒｒｉｎｇ ｓｕｄｄｅｎｌｙ１．１．２水污染事故分类 水量短缺、水质污染等问题造成了水环境的不安全。工业废水、废渣和有毒有害化学品的排放、城市下水管网老化、库区危险化学品、废放射源、医药垃圾、沉船或漏油事件等不但威胁水质安全，而且还容易引发水污染事故，对生物、人身安全与财产构成威胁。水污染 事故按照污染物的性质可以分为：①剧毒农药和有毒有害化学物质泄漏事故，如ＤＤＴ、乐果、 氰化钾等。②溢油事故，如油罐车泄漏、油船触礁等。③非正常大量排放废水事故，如化工 厂废水、矿业废水等。④放射性污染事故，如放射性废料渗出。按照事故发生的水域可分为河流污染、湖泊污染、水库污染、河口污染、海洋污染等事故。按发生的范嗣可分为整个水域（如整个水库）和局部水域（如河道岸边）污染事故。按照事故发生的状态可以分为渐变性事 故和突发性事故。渐变性事故是经过较长时间的潜伏和演化，经过时空积累效应才体现出来，如农田施撒的农药经过长时间的聚集后引发污染事故。在水体中，典型的渐变性水污染事故２两南大学硕十学位论文笫一章文献综述是“水华”。突发性事故是没有任何先兆的情况下发生的污染事故，如运输有毒有害化学品 的车辆翻到水体中并产生泄漏。船溢油事故就是典型的突发性水污染事故。１．１．３水污染事故的特点水污染事故的特点表现在水污染事故发生、发展、危害的不确定性、流域性、影响的长期 性和应急主体不明确【７】。 （１）发生时间和地点的不确定性。引发突发性水污染事故的直接原因可能是水上交通事 故、企业违规或事故排污、公路交通事故、管道破裂等，相当部分属于运动源，这些事件发生的时间和地点具有不确定性，决定了水污染事故的不确定性。渐变性水污染事故是污染物从量变转向质变的一个过程，外界影响因素占据着重要作用，这也决定了事故发生时间和地 点的不确定性。 （２）事故水域型态的不确定性。水域可以分为河流、水库、湖泊、河口、海洋和地下水 等类型，而水域的水流状态直接影响污染物的扩散方式和扩散速度。在同一种水域类型中， 又有不同的子类型对水流性质影响很大，如河流中的顺直河道和弯道、山区河道和平原河道 的水流特性差异相当大。另外还有洪水、潮汐、风浪等瞬时水文变化。 （３）污染源的不确定性。水污染事故发生的形式具有不确定性，导致引起事故的污染物 类型、数量、危害方式和环境破坏能力的不确定性。而污染源的这些数据对于应急救援而言 是极为重要的，也是事故数学模拟的基本参数。 （４）危害的不确定性。危害的不确定性源于水域功能和事故受害对象的不确定性。水资 源按功能可分为生活用水、灌溉用水、渔业用水和工业用水等。同等规模和程度的水污染事 故，对不同功能区造成的污染危害是千差万别的。如污染事故发生在饮用水源地，则会造成 供水中断甚至是人员伤亡；若污染事故发生在灌溉用水区域，则事故造成的影响是人面积的， 但采取一定的措施后可避免对人身安全的影响。１．１．４水污染事故的危害水污染事故的危害相当大，主要体现在以下几个方面：（１）威胁生命与健康。水污染事故的重要危害之一是威胁人们的生命和身体健康，特别是有毒有害物质污染事故，不仅直接造成事故现场的人员受伤害，而且还可能对未直接暴露在 事故现场的人们造成严重影响，如饮用污染水源而受伤害。污水中的致病微生物、病毒可引 起传染病的蔓延，水中的一些剧毒物质可在几分钟使人畜死亡。最危险的是镉，铅等金属物 质，进入人体后会造成慢性中毒，一旦发现就无法遏止【９】。据统计，陕西省全省每年废污水排 放总量是７．５１５亿吨，水质微生物普遍严重超标，导致饮用后痢疾、眼结膜炎等传染病流行。长期饮用有机物和重金属含量超标的水，会造成体内重金属离子增加，引发各种疑难病症， 全省饮用污水人口达３４１万人，占农村人口的１２．２％。（２）造成重大经济损失。水污染事故所造成的经济和财产损失是显而易见的【８】。如１９８６年的莱茵河农药污染事故造成６０００多万美元损失；２０００年“德航２９８”被撞沉导致２３０ｎ３３重油泄漏，仅清污费用高达６４９万元；２００４年２月底３月初，由于川化股份公司第二化肥厂将大量 高浓度工业废水排进沱江，两岸的居民发现江水变黄变臭许多地方泛着白色泡沫，江面上还３两南大学硕＋学付论文第一章文献综述漂浮着大量死鱼。紧接着，居民又发现自来水也变成了褐色并带有氨水的味道。这次事故导 致沿江简阳、资中、内江三地百万群众饮水被迫中断，直接经济损失在３亿元左右【ｌ们。另据２００３年的中国近岸海域环境质公报透露，当年共发生海洋渔业污染事故８０次，污染面积约９ 万ｈｍ２，造成直接经济损失５．８亿元，其中特大渔业污染事故（经济损失在１０００万元以上）４ 次，重大渔业污染事故（经济损失在１００万元以上）１ １次。巢湖每年７＂－－＇９月出现“水华”，湖 中藻类大量繁殖，从水面下０．５ｍ发展到１．５ｍ深处，腥臭难闻，１９８９年，刚建成不久的合肥 市四水厂因“水华”被迫停产２３ｄ，损失超亿元。据２００１年统计，长江干流沿岸共有自河取水 口５００多个，都已不同程度地受到岸边污染带的影响，沿江城市已难以找到符合饮用水卫生 标准的水源地，普遍呈现污染型缺水危机，不少城市被迫采用江心取水办法以改善饮用水质 量，但需比原投资增加数十亿元。由此可见，水环境污染不仅造成巨大的直接经济损失，而 且还要花费相当可观的投资来整治和恢复生态环境。 （３）造成社会不稳定。水污染事故影响社会安定主要表现在：污染事故发生后，对污染影 响区的居民造成巨大的心理压力，影响正常生活和生产；事故造成的经济损失与人员伤亡， 可能引起污染纠纷，造成各种混乱；水污染事故还会危害社会治安，引起大量人被迫迁移， 会带来相关的社会问题，某些水污染事故会引发地区间，甚至国际间的污染纠纷。前文提及 的沱江污染事故便是典型案例。 （４）严重破坏生态环境。重大的水污染事故，对生态环境的破坏强度很大，往往造成一定 区域的生态失衡，有的甚至造成长期的危害，致使生态环境难以恢复。一次污染事故可以让整条河流的鱼类绝迹，如１９８７年茂名市接连发生的两起氰化物泄漏事故，使小东江茂名至吴川段近４０ｋｍ江水中所有鱼虾、贝壳动物全部死亡；２００４年，中国沱江水污染事故导致５０万 公斤网箱鱼死亡，被破坏的生态需要５年时间来恢复。一次污染事故可以让一个海湾失去生机，如１９８９年阿拉斯加威廉王子海湾发生的油泄漏事故，导致超过１０万只海鸟死亡，仅大 约８００只能够洗去油污重返大自然，约有４０００只海獭死亡，仅有不到２００只获得新生，据分析，如要使大多数生物群落与生态系统恢复到漏油前的状态和结构特征，至少需要５～２５年的 时间。 由此可见，重大水污染事故的后果是灾难性的，影响是深远的。预防水污染事故的发生 和对已发生的污染事故迅速监测，进行及时、快速、准确和有效的处理处置，最大限度地减 小污染程度和范围，建立起水环境污染事故预警应急系统是相当必要的。１．１．５水污染事故的应对方法根据水污染事故的特点，其应对措施主要有以下几个方面： （１）建立预警系统。按照事故严重性、紧急程度和可能波及的范围，对水环境污染事故的 预警进行分级。根据事态的发展情况和采取措施的效果，预警可以升级、降级或解除。根据有关信息证明水环境污染事故即将发生或者发生的可能性增大时，应按照相关应急预案执行。（２）应急决策。进入预警状态后，应当采取的措施是立即启动相关应急预案，发布预警公 告，转移、撤离或者疏散可能受到危害的人员，并进行妥善安置。指令各环境应急救援队伍 进入应急状态，环境监测部门立即开展应急监测，随时掌握并报告事态进展情况。针对事故可能造成的危害，封闭、隔离或者限制使用有关场所，中止可能导致危害扩大的行为和活动。４两南大学硕十学位论文 调集环境应急所需物资和设备，确保应急保障工作。第一章文献综述（３）应急监测。应急监测的研究主要集中在监测布点、监测方法和监测保障方面。监测布 点方法除了国家监测规范规定以外，有些学者提出用投影寻踪分类模型优化监测点布置和基 于ＧＩＳ技术的监测点布置方法。由于水质应急监测的需要，快速简易的监测方法和自动便携 监测分析仪器得到快速发展，如铜、硫化物、氰化物、水质毒性等项目的快速测定。“九五” 期间，中国环境监测总站编制了《全国突发性环境污染事故应急监测“九五”规划》，加强 对应急监测仪器设备配置方案、应急监测采样、分析方法、技术规范等问题的研究。近几年， 我国对自动水质监测系统加大了投入，国家环保总局在全国重点江河湖库建设了８２个自动监 测站，各地方也在重点水域和大型排污企业排污口安装了自动监测系统，李国刚¨¨总结了我 国目前的应急监测技术和设备现状，并比较了化学分析法、便携式仪器分析法和免疫分析法 在应急监测中的优缺点。根据监测结果，综合分析突发性环境污染事故污染变化趋势，并通 过专家咨询和讨论的方式，预测并报告突发性环境污染事故的发展情况和污染物的变化情况， 以此作为水环境污染事故应急决策的依据。，（４）应急处置。应急状态时，专家组组织有关专家迅速对事件信息进行分析、评估，提出 应急处置方案和建议，供指挥部领导决策参考。根据事件进展情况和形势动态，提出相应的 对策和意见；对环境污染事故的危害范围、发展趋势作出科学预测，为环境应急领导机构的 决策和指挥提供科学依据；参与污染程度、危害范丽、事件等级的判定，对污染区域的隔离 与解禁、人员撤离与返回等重大防护措施的决策提供技术支持：指导各席急分队进行鹿急处 理与处置；指导环境应急工作的评价，进行事件的中长期环境影响评估。１．２三峡库区水环境污染概述长江水资源量占全国的３５％，三峡水库控制着长江上游近１００万ｋｍ流域面积的水量， 上游两岸化工厂林立，大中型工矿企业３０００多家，船舶流量平均每年１０万余艘，易燃、易 爆、有毒化学危险品的生产、贮存、运输日益增加，加大了库区突发性水污染事故的风险。 而且，三峡库区蓄水后流速减缓，污染物在水体中的稀释、扩散、降解和转化等净化能力降 低，水体自净能力大为减弱，在排污量不变的情况下，江中污染带将加宽Ｏ．８５倍，污染度将 升高３４．５％～１４６％。１９９７．２００３年对重庆、涪陵、万州、忠县、奉节、巫山、巴东等城区长 江岸边水质监测结果表明，上述城市岸边均存在较为明显的超背景污染带。重庆主城区城市 污水形成的超背景污染带长占库区污染带总长的６５％～７７％，万州、涪陵污染带占１３％～２ｌ ％［１２，１３］；同时，库区污染物混合区掺混强度减弱，复氧能力降低，减少了生化需氧量的降解， 在库湾和静水区造成氮磷的局部富集，给藻类的过度生长提供了营养条件，加大了库区水质 富营养化的可能性，库区事故污染的后果更加严重。 当前，库区面临严峻的污染问题：一是废水达标率低，污水处理设施严重不足，水体污 染趋势加重；二是库区生活垃圾、工业固体废物岸边随意堆放，处理率低；三是三峡库区汇 集了岷江、沱江、嘉陵江、乌江、金沙江、赤水河六大支流的来水以及若干小支流的来水， 目前各个支流沿江城镇的生活污水和垃圾基本未处理，沿岸堆放垃圾和污水直接排放现象普 遍存在，水污染问题日趋严重。库区水污染状况调查结果表明［１４－１７】，长江干流水环境不容乐 观，劣于ⅡＩ类水标准的河长占总评价河长的比例上升态势明显，流域水污染造成的危害日益５两南人学硕十学位论文第一章文献综述明显，垃圾污染、农业面源污染和船舶污染问题日益突出，流域污水排放量逐年增加，河流 水质呈下滑趋势，长江流域的大量湖泊富营养化，使长江水质向恶化的方向发展。长江三峡库区城市江段丰、平、枯三个水期总体水质尚好，主要污染物是总磷、石油类和非离子氨。三峡库区水土流失现象得到遏制，并出现良好转机，但总体流失量大，影响重大。 长期监测结果表明，库区江段水环境质量基本稳定，总体水质保持在ⅡＩ类水质标准，部分主要城市江段岸边出现污染带，支流部分水域出现“水华”现象【埽】。值得指出的是，三峡库区水域，特别是重庆段水域中汞的污染已经较为严重【１９．２¨。据长江三峡工程生态与环境监测公报【２２】以及重庆市环境科学研究院历年监测数据吲显示，三峡水域水质基本为ＩＩＩ类水状态， 重庆江段污染比较严重，部分江段处于Ⅳ类水，个别断面超标因子就是汞。长江水干流中溶解态的汞平均含量为０．０１８＂～０．１００ ｇ／Ｌ，悬移质中汞含量高达０．２１－－－０．７８ ｍｇ／ｋｇ，三峡水域重庆 主城区段江岸边土壤汞污染严重（Ｏ．０８，－－０．２０ ｍｇ／ｋｇ），是土壤汞背景值（０．０５ ｍｇ／ｋｇ）的１．６＂－－４０倍。近年来，三峡库区工业和城镇生活污水及污染物排放量居高不下［２４－２７】。２００７年环境统计结果显示，三峡库区工业污染源废水排放量为４．７４亿吨，其中重庆库区４．５８亿吨，湖北库区 ０．１７亿吨，分别占９６．５％和３．５％。在排放的工业废水中，化学需氧量和氨氮排放量分别为７．４８ 万吨和０．６７万吨。同期，库区城镇生活污水排放量为４．７８亿吨，其中重庆库区４．６３亿吨，湖 北库区０．１５亿吨，分别占９６．９％和３．１％。在排放的城镇生活污水中，化学需氧量和氨氮排放 量分别为９．２６万吨和０．９３万吨。可见，重庆向三峡库区排放的污水总量总共达９．２ｌ亿吨，占 库区总排放量的９６．７％。 三峡库区的水环境污染原因是多方面的，主要有：历史欠帐多、投入少、非点源污染严重、水土流失严重、管理观念落后等。但近年新增污染的根本原因是城市工业污水、固体废物污染尤其是城市生活垃圾污染加剧，而城市水污染处理设施和垃圾处置设施严重滞后，不能满足城市经济社会发展以及水环境保护要求【２８，２９１。１．３国内外环境指标体系研究１．３．１环境指标体系现状环境指标被定义为反映人类赖以生存的环境压力变化或状态变化的数量描述器［３们。伴随着上世纪五六十年代环境问题的日益突出和公众对环境恶化的日益关注，各国政府重新审视其要评估的监测环境状况和发展变化趋势方面的能力。因此，环境指标正日益成为指示未来 可持续发展的重要工具，环境指标体系的研究也日益成为人们关注的热点领域。经过几十年的发展，环境指标已从早起的格林大气污染综合指数、内梅罗水污染指数和水质指数（ＷＱＩ）等单一层次、单要素向多层次、综合性的方向发展。从目前的研究来看，环境指标体系分为三类：①综合性的可持续发展指标体系，如１９９３年欧洲委员会同城市环境国际研究所制定的城市指标体系【３１１、联合国可持续发展委员会（ＵＮＣＳＤ）可持续发展指标体系【３２，３３］、联合国经济合作与发展组织（ＯＥＣＤ）可持续发展指标体系【３４１、环境问题科学委员会（ＳＣＯＰＥ）可持续发展指标体系与环境可持续指数等，国内的中国科学院可持续发展组的中国可持续发展指标体系、国家统计局和中国２１世纪议程管理中心联合的可持续发展指标体系【３５１、国家发展计划委员会国土开发与地区经济研究所的可持续发展指标体系等；②区域环境规划与管理指标体系，如国外的美国西雅图可持续发展指标６两南大学硕十学位论文第一章文献综述体系、新西兰玛努卡市可持续发展指标体系【３６１，国内的国家环境保护部的城市环境综合整治 定量考核指标体系和环境保护模范城市考核指标体系、中国环境监测总站的城市环境质量综合评价指标体系等；③面向某一领域或专题研究的指标体系，如海洋生态环境监测的指标体系、城乡结合部士地可持续利用预警指标体系、城市节水指标体系、高速公路大气环境影响 后评价指标体系、辐射环境质量评价指标体系、地下水环境风险评价指标体系、矿区生态环 境评价和预警指标体系、绿洲规模扩张的阀限与预警指标体系、煤炭矿区生态环境评价指标 体系、棉铃虫灾变监测预警指标体系、节水生态农业预警指标体系、水环境安全指标体系、 水资源可持续利用预警指标体系和区域能源与大气环境污染宏观控制预警指标体系等。三峡 库区水环境污染预警指标体系就属于第三类环境指标体系。１．３．２水环境预警指标体系研究现状预警系统应用于水环境安全领域，起源于对自然灾害的研究。如国外怀特鲫（Ｗｈｉｔｅ）在２０世纪７０年代建立的洪水泛滥预警体系，在洪水泛滥的风险决策中发展了单项预警体系，取得 了显著的经济效益和生态效益。随着随机性和事故性污染事件控制重要性的增加，水体预警 系统得到了广泛重视，其中莱茵河流域水污染预警系统以及多瑙河流域水污染预警系统在区 域污染的控制中都发挥了重要作用［３８，３９］。 国内对水环境安全预警系统的研究，也以流域范围的宏观尺度为主，如苏维词【４０】就乌江流域生态环境预警的方法和技术进行的探讨；仇蕾等【４１】对流域生态系统预警管理框架建立的尝试。此外，部分学者对区域水质状况进行了预警研究，如董志颖等［４２】应用水质预警理论建立起在ＧＩＳ技术支持下的吉林西部水质预警系统。在应用方面，我国己经在广西桂江、汉江、黄河等建成了水质预警系统，在天津经济技术开发区建成了环境预警系统。１．３．３指标体系权重的确定指标权重确定的合理与否直接影响到水环境安全预警的正确性和科学性，目前，确定指 标权重的方法有：层次分析法（ＡＨＰ）、德尔菲法、模糊聚类法、灰色关联法、专家赋值等。 在水环境预警系统中，一般采用层次分析法（ＡＨＰ）来确定指标的权重，从众多引起水 环境污染的指标中选出具有代表性，能及时预警渐变性和突发性水污染事故的指标。层次分 析法ｐｌＪ是２０世纪７０年代由美国运筹学家沙坦（Ｔ．Ｌ．ＳＡＴＹ）提出的，本身是一种有效的定量与定性相结合的多目标规划方法，它充分运用人的经验和判断，对决策方案优劣进行排序， 近年来在许多领域发展迅速。虽然建立一套完整而合理的预警系统指标体系是学者们的普遍 追求，但是指标体系牵涉到的因素过多，必然会带来计算和分析上的困难，从而限制指标体系的广泛应用。因此。按照体系的复杂程度在国内己建立的单项指标、复合指标以及系统指标体系中，复合指标得到了在规模较大的区域和流域等系统中最广泛的应用。刘树枫【５２１将复合指标分为环境污染、环境治理、环境保护和环境经济相关指标四个方面，并利用定性描述 的层次分析法分析各个影响因素的权重，努力消除预警系统建立时的模糊性和不确定性，从 而得出环境污染对环境预警的警情预报起关键性作用的结论。常建娥【５３１通过应用实例，证明 了层次分析法确定权重可以在企业中得到很好的应用，并编写了相关程序。季根蔡【５４１用层次 分析法确定水库大坝安全指标权重，并对其安全性进行综合评价，证明层次分析法除了能够７两南人学硕十学仲论文第一章文献综述得出量化的指标结论，使评价结论更具有可比性外，还能够通过权重考虑各专项指标在上程 总体上的地位和作用。蔡幸福【５５】运用层次分析法研究辐射环境评价的指标体系，分析了三种 不同环境介质中各指标的重要性排序，确定了它们的权重，取得了满意的结果。 基于层次分析法发展起来的灰色层次分析法、带专家可信度的非线性优化层次分析法等 在确定指标权重中也逐渐得到应用。王成【５６】在传统的ＡＨＰ法基础上进行改进，提出一种带有 专家可信度的非线性优化层次分析法来确定指标的权重，证明它比传统的层次分析法更具科 学性和有效性，值得借鉴和推广。具体方法是：首先根据专家的知名度、职称、学历、判断 依据、熟悉程度、自信度等方面来对参与专家进行综合评价。再采用专家问卷调查法来构造 判断矩阵，把判断矩阵的一致性问题归结为一非线性规划问题。然后利用加速遗传算法【５ ７】来 求解该优化问题，得出每个专家对指标体系中各项指标赋予的权重，最后用含有专家可信度 的线性加权和法确定群体专家对体系中各项指标的综合权重。这种方法减少了由于人为囚素 引起的误差，使结果更加客观，可信。 许明丽筘ｓＪ研究水库社会评价时将德尔菲法与层次分析法相结合，聘请一批专家来打分， 然后将专家的意见集中，作为确定权重的依据。对专家的意见进行统计、分析、总结，使意 见逐步集中，得出调查结果，然后用ＡＨＰ法对判断矩阵进行一致性校验。评价结果与水库实 际运行情况基本吻合。由于水环境安全预警指标多样化，复杂化，带有不确定性等因素，灰 色、模糊等理论与传统层次分析法相结合来确定指标的权重有较大的发展趋势。１．３．４水环境安全综合评价方法水环境安全综合评价就是综合各种水体因子及人为因素对水环境品质的优劣进行评判， 从而为水环境的科学管理和污染防治提供决策依据。目前国内外文献已提出多种水环境质量 综合评价的方法，主要有环境质量指数法、灰色系统分析法、模糊数学法及层次分析法等方法 ［４３朋】。模糊综合评价法［４５－．４８１是利用模糊数学的原理进行水环境质量综合评价的方法之一，它 是通过确定实测样本序列与各级标准序列间的隶属度来确定水质级别的方法。该方法考虑了 参加评价的各项因子在总体中的地位，为其配以适当的权重，确定隶属函数，再经过模糊矩 阵复合运算，求得综合隶属度，根据隶属度来划分水质类别，进而得到综合评价结果。模糊 贴近度评价方法依据贴近度最小的原则确定水质等级［４９，５０］。 水环境评价最常采取的方法是综合指数法，即首先确定评价指标，然后将评价指标的实 际值与指标值（或标准值、其一特征值）相比，进行数据归一化处理，得出一系列无量纲指数： 其次对评价指标赋权，将各单元参数的无量纲指数和指标权重进行加权平均，得出综合评价指数，再将综合指数按一定间隔划分为等级。该方法便于横向和纵向的对比分析，目前在很多评价研究中有着较为普遍的应用，同时选用了层次分析法（ＡＨＰ）赋权技术。１．３．５事故等级的划分对于一般事故，根据可能的事故后果影响范围、地点以及应急方式，我国应急救援体系一般分为５级【５９１。①企业级（Ｉ级）。事故的有害影响范围局限在一个单位（如某个工厂、仓库、车站、加油站等）的界区内，并且可被现场的人员遏制和控制在该区域内。这类事故的应急力量可能需要投入整个单位的人力物力，但是影响范围预期不会扩大到单位外公共区。②县、８两南大学硕十学付论文第一审文献综述区／社区级（ＩＩ级）。事故发生在公共区或在某一单位发生但是己经蔓延剑公共区，事故能够被当地县、区／社区的应急力量控制在本区范围内。③地区／市级（ＩＩＩ级）。事故发生在两个或以上县级管辖区边界上，或者事故影响范围大于一个县域，后果严重，需要动员地区一级的应急力量来控制事故蔓延。④省级Ｏｖ级）。事故发生在两个地市之间，或者是一场规模极大的灾难 性事故，或者是地市一级没有应急需要的急救援技术和设备，需要省级部门的协调参与才能 控制事故蔓延。⑤国家级（ｖ级）。事故后果超过省、直辖市、自治区边界，需要国家有关部门的协调参与，例如大规模的洪水灾害。 突发性水污染事故应急分级可综合事故地点、应急主体、事故性质分为预警级、现场级和流域级。①预警级。以下情形之一可定为预警级，应急重点以预防事故大范围扩展为主。污染事故发生地点与水体有一定的距离：污染事故发生在水库岸边，但污染物质尚未进入水体或仅小部分进入水体且危害程度不大：其它事故（事件）可能危及水体水质。②现场级。若污 染物质已经部分或整体进入水体，且危害程度较大，但下游无大的支流汇入或河流分叉，应急限于局部河段或者湖库的一部分，只有一个现场，该情形可定为现场级，应急救援以防止污染向下游扩展为主，同时需要采取措施降低污染物浓度。⑨流域级。以下情形之一可定为 流域级，应急救援以保证沿岸用水安全为主，同时采取一切可能措施降低污染物浓度。污染物质为极剧毒物质，数量较大且己经进入水体并扩散；污染物泄漏量巨大，下游有支流汇入 或河流分叉：污染河段超过ｌＯＯｋｍ，下游有重要水质敏感保护目标。 《国家突发公共事件总体应急预案》所称突发公共事件是指突然发生，造成或者可能造成重大人员伤亡、财产损失、生态环境破坏和严重社会危害，危及公共安全的紧急事件。各 类突发公共事件按照其性质、严重程度、可控性和影响范围等因素，一般分为四级：Ｉ级（特 别重大）、ＩＩ级（重大）、ＩＩＩ级（较大）和Ⅳ级（一般）。①特别重大环境事件（Ｉ级）。凡符合下列情形之一的，为特别重大环境事件：发生３０人以上死亡，或中毒（重伤）１００人以上；因环境事件需疏散、转移群众５万人以上，或直接经济损失１０００万元以上：区域生态功能严重丧失或濒危物种生存环境遭到严重污染；因环境污染使当地正常的经济、社会活动受到严重影响；利用放射性物质进行人为破坏事件，或１、２类放射源失控造成大范围严重辐射污染后果；因环境污染造成重要城市主要水源地取水中断的污染事故；因危险化学品（含剧毒品）生产和贮运中发生泄漏，严重影响人民群众生产、生活的污染事故。②重大环境事件（ＩＩ级）。凡符合下列情形之一的，为重大环境事件：发生１０人以上、３０人以下死亡，或中毒（重伤） ５０人以上、１００人以下；区域生态功能部分丧失或濒危物种生存环境受到污染；因环境污染 使当地经济、社会活动受到较大影响，疏散转移群众１万人以上、５万人以下的；ｌ、２类放 射源丢失、被盗或失控；因环境污染造成重要河流、湖泊、水库及沿海水域大面积污染，或县级以上城镇水源地取水中断的污染事件。③较大环境事件（ＩＩＩ级）。凡符合下列情形之一的， 为较大环境事件：发生３人以上、１０人以下死亡，或中毒（重伤）５０人以下；因环境污染造 成跨地级行政区域纠纷，使当地经济、社会活动受到影响；３类放射源丢失、被盗或失控。④ 一般环境事件（Ⅳ级）。凡符合下列情形之一的，为一般环境事件：发生３人以下死亡；因环 境污染造成跨县级行政区域纠纷，引起一般群体性影响的；４、５类放射源丢失、被盗或失控。何焰等人以上海市为例对水环境生态安全进行了预警评价与分析，将水环境生态安全等级分为五级即’６ｌ】：Ｉ级（重警、巨警级，水环境处于恶劣状态，生态系统服务功能几近崩溃，９两南大学硕＋学位论文第一章文献综述整个系统受到严重破坏，结构残缺不全，功能丧失，生态灾害常有发生）；ＩＩ级（中警级，水环境处于较差状态，生态系统服务功能严重退化，水体受到较严重的污染，恢复困难）；ＩＩＩ级 （预警级，水环境处于一般状态，生态系统服务功能已有退化，系统受到一定破坏，结构有变化，易导致生态灾害）：Ⅳ级（较安全级，水环境处于良好状态，生态系统较少受到破坏，结构尚完整，系统可恢复）；Ｖ级（安全级，水环境处于理想状态，生态系统服务功能基本完 整，系统基本未受到破坏，恢复能力强，生态灾害少）。１０两南大学硕十学位论文第＿．．章绪论第二章绪论２．１研究背景随着经济的跨越式发展，水环境面临巨大压力，水污染事件逐年增多。２００２年至２００５年， 我国就发生水污染事故４０００起，平均每年约１０００起，给人民群众的生命财产安全以及社会 安定和水环境安全带来严重的威胁和损害。２００５年中国环境绿皮书“中国环境危局与突围” 于２００６年２月２８日发布，认为我国环境生态进入高危状态和事故高发期。在经济增长和社 会转型期，由于多年的积累和欠债以及落后的环境治理和监督水平，我国环境污染积重难返， 事故进入高发期，呈一触即发的危险态势。 近几年来，我国加强水环境保护和加大对水污染防治的投入，约占ＧＤＰ的１．３％，实行工 业污染物排放总量控制，取得了一定的成绩，但现状仍然不容乐观。根据国家环保部２００８年 公布的最新数据，２００８年１２月，根据对长江、嘉陵江、乌江（以下简称“三江”）重庆段水质 ８个国控断面监测结果，选用《地表水环境质量标准》（ＧＢ３８３８．２００２）中ｐＨ值、溶解氧、高 锰酸盐指数、五日生化需氧量、氨氮、汞、铅、挥发酚和石油类等９项指标进行水质评价， “三江”水质良好。其中长江晒网坝和培石断面水质为Ｉ类，长江朱沱断面、嘉陵江大溪沟 和利泽断面水质为ＩＩＩ类，其余断面水质均为ＩＩ类。水质为Ｉ类、ＩＩ类和ＩＩＩ类的断面比例分别 为２５．０％、３７．５％和３７．５％。全市饮用水源地水质出现超标的项目有粪人肠菌群，其断面超标 率为１０．０％。 目前，“三江”水质总体属ＩＩ～ＩＩＩ类，但污染总量大、范围广，尤其是城市江段水质污染 仍然突出，个别断面污染加重，重庆三峡库区水环境安全现状不容乐观。重庆主城区在长江、 嘉陵江的取水口共有２８处，这２８处取自上游的水质总体上都在ＩＩＩ类标准，水质堪忧。而且， 目前的常规监测项目并没有完全包括对生物和人体有毒害作用的有机物等毒性物质。重庆境 内有三大化工园区，大多数化工企业都沿江分布，每天生产和使用的化学品不计其数，随时 都有可能发生泄漏、爆炸等污染事故，对三峡库区水环境安全构成严重威胁。随着重庆经济 的高速发展，城乡交通的发达，有毒有害物质在运输过程中时刻面临着翻车、泄漏等突发事 故，以及随之带来的用水量和废水量的增多，三峡库区的水环境安全存在严重的安全隐患， 迫切需要建立一个库区水环境安全预警系统，防患于未然。２．２研究的目的和意义随着计算机模拟技术、网络技术、通讯技术和ＧＩＳ技术的迅猛发展以及交通条件的改善， 预警应急系统在洪水、气象、地震、海啸、农业等方面广泛应用。近年来，随着水环境污染事故的频发，欧洲在莱茵河流域和多瑙河流域构建了水污染预警系统，对于区域内的水污染控制发挥了重要作用【６２１。我国从上世纪９０年代中期开始对环境污染预警系统进行研究，李俊 红尝试建立起环境预警指标体系，魏文达、董志颖等对水质预警理论和江河水质预警系统建 设模式进行了探讨，冉圣宏等人提出了多中心多指标的区域水环境污染预警系统，并进行了 系统的阐述，李玉轩等人建立起基于ＧＩＳ的城市空气污染预警管理系统，石明奎等人还尝试 在珠江上游农业区建立生态安全预警系统。上海、北京等地针对当地的地表水状况建立了地 表水环境安全指标体系，所选取的指标包括人均水资源、水资源利用率、污径比、河道污染、１ １两南大学硕十学何论文 恩格尔系数等１６引。第二章绪论重庆作为老工业城市，存在着工业废水、废渣和有毒有害化学品的排放、城市下水管网 老化、库区危险化学品、废放射源、医药垃圾、沉船或漏油事件等严重的环境污染隐患，并 且农业污染和生态破坏等问题日益突出。特别是三峡蓄水后，由于水面扩大、土地淹没、移 民搬迁、库区天然水文情势和水流形态变化，加上水深增加、流速减慢、水体自净能力下降，干流城市江段近岸水域纳污能力将减小，更易引发各类水污染事件。２００４年，钟成华∞刮类比国内外发生严重富营养化（即出现“水华”现象）的水体，结合三峡库区水体富营养化状态 预测，分析三峡库区的气象、水文、地理等条件，得出以下判断：三峡库区干支流具备了发生严重富营养化的水文、地理、气象和水质等基本条件，只要“时机成熟”――各种条件同时满足，发生水华是必然的。由于重庆市水环境安全信息化和水污染应急处置能力建设都还 处于起步阶段，三峡库区水环境安全监管能力亟待提高。因此，建立水环境污染事故预警系 统，可以减少重大水污染事故造成的危害，为应急决策提供依据，为应急响应提供技术支持。 水环境污染事件预警指标体系，就是由一系列相互联系的能敏感地反映环境系统与环境秩序状况的统计指标有机结合所构成的整体。但目前我国还没有建立起一套科学合理且适用性很强的水环境污染预警指标体系，这使得水环境预警系统不能得到真正的运用。因此，有 必要根据污染源、污染地点、污染造成的人员伤亡、经济损失及生态破坏等因素，结合我国 地表水环境质量标准、生活饮用水质量标准等有关水质标准，正确选择预警指标，建立水环 境污染事故预警指标体系，并确定预警等级。 根据三峡库区的特点和水环境污染事故的类型，分别建立针对渐变性水污染事故和突发性水污染事故的预警指标体系，对三峡库区的水污染事故进行及时、全面的预警，为相关部门采取应急措施提供技术支持。目的是减小水污染事故对生物、人体健康、社会活动、经济 等造成的影响，并为应急决策提供理论依据。２．３主要研究内容三峡库区水环境污染事故预警指标体系研究就是通过借鉴国际国内经验，参照国家水环境预警指标体系和有关部门预警指标体系，在基于指标选取原则和指标体系结构的基础上，结合重庆市市情和三峡库区水质现状，本着科学、合理、可操作的原则，选出一批预警指标， 通过采用聚类分析法、因子分析法等方法进行筛选，确定出有层次的三峡库区水环境污染事故预警指标体系。通过指标体系来进行预警评价，建立水环境污染预警指标体系，用一系列环境指标对水环境状况进行综合评价，并进行预警等级划分。按照事故发生的状态，水污染事故可以分为渐变性事故和突发性事故，本文构建的预警指标体系也分为渐变性和突发性水 环境污染事件预警指标体系。渐变性预警指标体系主要是反映二峡库区水环境安全变化，对 由长期积累引起的渐变性水污染事件进行预警；突发性预警指标体系主要是针对库区水环境 的突发污染，对由突然发生的化学品泄漏等事故引起的突发性水污染事件进行预警。本论文 重点研究以下几个方面的内容：①结合重庆污染源排放特点、水环境质量标准和专家意见，初步筛选出指标，分别建立渐变性水环境污染事故预警指标体系和突发性水环境污染事故预警指标体系。②用层次分析法给各指标赋予权重，并采用综合指数法对指标体系进行综合评价，划分１２两南大学硕十学何论文 预警等级。第二章绪论③运用渐变性预警指标体系，对重庆三峡库区水环境安全状况进行分析。 ④根据突发性预警指标体系的需要，用苯胺、二甲苯、硝基苯和乙酸乙酯对草鱼幼苗做急性毒性试验。⑤运用突发性预警指标体系，对模拟的一起长寿江段王家滩船舶农药乐果泄漏事件进行预警分析。⑥根据水环境污染事故的特点，分别提出应对渐变性和突发性水污染事故的管理措施。１３两南大学硕十学何论文第三章渐变件水环境污染事故预警指标体系第三章渐变性水环境污染事故预警指标体系３．１预警指标体系设计思路和原则预警，就是事先发出警告，提示我们注意某系统在运行中即将出现的不平衡状态。环境 预警，就是在科学理论指导下，采用一系列监测、预警的技术方法，对环境系统发展变化过程进行观察，将环境污染状况和环境问题事先向人们发出警报，以便政府和环保组织及时采 取必要的调控手段和措施将环境推到一个全新的、可持续发展的结构状态【６５１。由于环境问题不仅是影响环境现象及其可持续发展的主要原因，而且也是影响社会、经济与人口可持续发 展的重要因素。所以，从分析测定环境状况和环境问题入手，是设计建立水环境污染预警指 标体系的基本思路。 水环境安全预警可以根据研究对象的时空范围、预警方式、预警目的等分为不同的类型。在实际研究中一般根据警情的发生状态将其分为：渐变式预警和突发性预警两类。渐变式预警，即水环境出现危机或警情是经过较长时间的潜伏和演化，经过时空累积效应才体现出来；突发性预警，即水环境出现危机或警情事先没有任何征兆，是在某一时间突然出现的。渐变式预警注重对环境影响因子的变化趋势进行分析、预测，并考虑未来多种不确定因素影响； 突发性预警则要求系统能在规定的时间内提供及时预警信息，满足预警的时效性。 由于引起水环境污染的因素多样，复杂，在设计预警指标体系的时候，必须从多个方面 和多个角度选择引起水环境污染的指标，以满足评估和比较的系统性。预警指标体系的设计原则有以下几个方面：①全面性。全面客观地反映水环境污染状况。设计的指标体系必须能 从各个方面反映水环境污染程度，这直接关系到整个体系的好坏。②科学性。指标体系必须建立在科学的基础上，能充分反映水环境污染与各指标的内在联系。确定指标权重和预警分级的方法科学，保证体系的真实性和客观性。③可操作性。选用的指标要有可靠的来源，并确保数据的可获得性，建立的指标体系简明晰并易操作和理解，尽可能采用国际上通用的名称、概念和单位，有利于相关人员的实际操作。④超前性。所选的预警指标变动应超前于环境系统变动，并且能对环境系统的不平衡和微小变化作出反映，当环境系统的警兆出现时，这些指标能及时发出信号。⑤动态性原则。随着时间的推移和条件的变化，三峡库区水环境污染发生了变化，个别预警指标可能不再具有预测的作用。因此需要适时地用新的预警指标 进行替换和调整，使指标体系既要反映系统的发展状态，又要反映系统的发展过程，以保证 预警指标具有充分的代表性。３．２指标因子的确定水环境污染问题是随着人类对水资源的开发及利用，逐渐演变成的一个全球问题。从根本上说，就是人类的社会经济活动对水资源的开发和利用不当，造成了水环境对人类不利的变化，而这种变化并不是一开始就显示出它的危害性，而是一个长期的变化过程。因此，在 构建水环境污染预警指标体系时，即要考虑到反映现时水环境状况的指标，又要考虑到人类 的社会经济活动可能引起水环境恶化的一些相关指标ｍ】。所以，渐变性水环境污染事故预警指标划分为两个部分，一部分是警情指标，即现时的环境问题已经影响到人们的生产和生活 的指标；另一部分是警兆指标，即现时来看不会影响人们的生活，但若长此以往，超过环境１４两南人学硕十学位论文第＝三章渐变性水环境污染事故预警指标体系本身的自净能力，就会造成水环境污染，危害到人类及生物生存环境的指标。警情指标包括 水环境污染指标和水环境治理指标；警兆指标包括水环境保护指标和社会经济相关指标。渐变性水环境污染事故预警指标体系的构建如图３．１。目标层 准则层 指标层 单位 亿吨％撇蚴乃Ｉ废水排放总量Ｃｊｆ ｌｌ厂 水环境污染ＢｌＪ水域功能区水质达标率Ｃ２１水污染事故数Ｃ３Ｉ化学需氧量排放总量Ｃ４次／年 万吨％５抛ｍ啪％ｆｆ，工业废水达标排放率Ｃ５水环境治理Ｂ２Ｉｌ｛污水处理能力Ｃ６Ｌ城镇生活污水处理率Ｃ７万吨／天％、ｌ）ｒ工业用水循环利用率Ｃ８ｌ项目“三同时”执行合格率Ｃ９水环境保护Ｂ３％ ％ ％ ％加姗筋驺ｌ渐变性水污染事故预警指标体系Ａｌ ｌ弋ｌｌ环保投资占ＧＤＰ比重ｌｏ 环保投资占ＧＤＰ比重Ｃｌ。ＩＬ环保投资增长率Ｃ。。．１ｌ＼ｒ城镇化水平Ｃ１２％记社会经济指标Ｂ４≮万元ＧＤＰ水耗Ｃ１３ｍ３／万元’Ⅲ吣【常住人口增长率ｃ¨％图３．１渐变性水污染事故预警指标体系Ｆｉｇ．３．１ Ａｌａｒｍ ｉｎｄｅｘ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ａｃｃｉｄｅｎｔ ｏｃｃｕｒｒｉｎｇ ｇｒａｄｕａｌｌｙ３．３各指标因子标准值的量化构建水环境预警指标体系后，对指标体系中各指标因子标准值的量化是本文的难点。因为标准值的确定既不能远离实际又要高于当前值，某些指标可以直接使用规定的标准或者根据实际情况对标准值加以合理的外推进行评价。为了更有效合理对指标体系进行评价，在制定水环境预警指标体系的评价标准值时遵循了以下几个原则：①尽量采用已有国家或国际 标准的标准值：②参考国内外较安全水环境现状值，并进行外推，确定标准值。③标准值在定量化的同时要和当前的社会与经济的协调发展度相一致。３．４具体指标说明废水排放总量，是指在生产和生活过程中经过使用，已经丧失了原来的使用价值而被废 弃的水，包括生产废水、医疗废水和生活废水。废水排放量越大，环境的污染越严重。由于 采取了废水排放总量控制措施，库区废水排放总量没有较大的起伏。据环境统计结果显示， ２００５年三峡库区重庆段废水排放总量为９．４４亿吨，２００６年排放总量达ｌＯ．８６亿吨，２００７年废 水排放总量为９．２１亿吨。随着工业用水循环利用率的提高和政府相关部门的监管措施，库区１５两南大学硕十学何论文第三章渐变性水环境污染事故预警指标体系废水排放总量不会有明显的增加，以库区蓄水后排放总量最小的一年为参考值，本文选择评价标准值９．２１亿吨。水域功能区水质达标率，是指地表水认证断面监测结果按相应水体功能标准衡量，不同水环境功能水质达标率的平均值。水域功能区水质达标率是考核该地区地表水水质状况的重 要指标，是考核不同水域水质是否满足使用要求的重要指标。参照重庆市环保局规划，Ｎ２０ｌＯ年重庆水域功能区水质达标率要达到７５％，本文选择标准值７５％。 水污染事故数。在某地区发生的水污染事故越多，说明该地区的水环境存在很大的潜在 危险。三峡库区蓄水后，各界人士非常关注三峡工程是否给环境带来不利影响，对三峡库区展开的研究也不计其数。重庆工业企业大部分都是沿江分布，工业废水排放达标率未达到１００％，再加上沿江的生活污水也有未经处理直接排入江中的现象，因此三峡库区的“水华” 问题值得引起关注。三峡蓄水后，位于库区重庆段的３３条支流均不同程度地出现富营养状况，其中巫山大宁河、奉节梅溪河、云阳蓬溪河等河流的同水区部分河段曾多次发生“水华”现象。据重庆市环保局统计，重庆２００６年、２００７年￥ｎ２００８年发生水污染事故数分别为１０次、１１ 次和５次。水污染事故数发生次数越少，说明该地区的水环境相对安全。本文选择库区蓄水后 发生事故数最少的一年为参考，选择评价标准值５次／年。化学需氧量排放总量。化学需氧量是表征水体中有机物含量的特征值，排放量越人，水体中有机物含量越高，在一定程度上表明水体受污染的程度。据《三峡公报》显示，２００５年 三峡库区重庆段化学需氧量排放总量为２６．６７万吨，２００６年为２６．４万吨，２００７年为２５．１３万吨。 “十一五”规划中要求至－１］２０１０年化学需氧量在“十五”规划的基础上减排１０％。本文选择标准 值２３．９万吨。工业废水达标排放率，是指工业废水排放达标占工业废水排放总量的百分比。工业废水排放量大，约占城镇污水排放量的７０％，且工业企业生产过程中排出的废水常含有汞、镉、六 价铬、挥发酚等有毒有害物质，一般排放到河流中，如不达标将会严重污染下游居民的饮用 水源。工业废水排放达标率的国际标准为１００％。２００５年重庆工业废水达标排放率为９３．７％，还 低于国际标准。十一五规划提出：科学划定饮用水源保护区，强化对主要河流和湖泊排污的 管制，坚决取缔饮用水源地的直接排污口，严禁向江河湖海排放超标污水。工业废水达标排 放率的国际标准为１００％。本文选择评价标准值１００％。 污水处理能力（万吨／天）。污水处理能力是指全市工业废水、生活污水等的日处理量。污水处理能力越大，则排入江河中的水质状况越好，对库区的污染越小。“十一五”规划中规定，至Ｕ２０１０年，城市污水处理率不低于７０％，全国城市污水处理能力达到１亿吨／天。根据目前重庆废水排放总量、削减目标和污水处理率，本文选择评价标准值１５９万吨／天。城镇生活污水处理率，是指城镇经过污水处理厂处理且达到排放标准的污水量与城镇生 活污水排放总量的百分比。城镇生活污水产生量在城镇污水产生量中占有较大比重，而大量未经处理的污水排入江河湖泊是造成其严重污染的原因。城镇生活污水处理率越高，则说明进入水体的污染物质越少，水环境就越安全。 “十一五”规划提出到２０１０年城市污水处理率不低于７０％。参考重庆市环保局２００９年工作计划（达剑７６％），本文选择评价标准值７６％。 工业用水循环利用率，是指工业重复用水量占工业用水总量的百分比。重庆水资源丰富， 但工业发达，工业用水量在城镇市用水总量中占到６０％以上。工业用水重复利用率是衡量水资１６西南大学硕十学伊论文第二章渐变性水环境污染事故预警指标体系源利用是否合理的重要指标。２００５年重庆上业用水循环利用率为５６．１２％，当年国家工业用水 循环利用率达到７５％。参考发达国家工业用水循环利用率和重庆实际情况，本文选择评价标准 值７０％。 建设项目“三同时”执行合格率是指“三同时”合格项目占应执行“三同时”项目数的 百分比。建设项目“三同时”执行合格率是考察环境管理的重要指标之一，是控制新污染源 的有效预防措施。本文选择评价标准值１００％。 环保投资占ＧＤＰ的比重，指用于环境污染治理、环境保护的投资占当年国内生产总值的 比例。该指标可以反映某地区环境保护的投入程度，也在一定程度上反映政府和社会对环境 保护的重视程度。我国环境保护设施薄弱，１９９８年环境保护投入首次超过ＧＤＰ的１％，目前也仅为２％，而一般发达国家为２．５％。“十一五”环境保护目标规划全国环保投资占同期国内生产总值的１．３５％。参照发达国家标准，本文选择评价标准值２．５％。 环保投资增长率。在水处理领域，２００３年到２００５年３年间，废水治理投资年增长率达 到了２３％。德意志银行大中华区首席经济学家马骏表示，预计中国政府将采取更加强硬的措 施阻止环境污染的恶化。国家对重庆的环保投资力度大，在目前的基础上有增长的余地，但增幅控制在１％一２％之间。２００６年和２００７年重庆环保投资增长率分别为２５％平Ｕ ２７．８％，按年增幅２％计算，本文选择评价标准值３３％。城镇化水平。是指城市城镇人口数占城市年末户籍人口总数的百分比。未来２０年时中国社会经济发展的战略机遇，大力推进城市化进程，尤其是寻求城市化战略的进一步 提升，缓解长期以来制约中国社会公平的二元结构矛盾，是有效解除中国经济社会约束 “瓶颈”，保障中国社会经济快速、持续和健康发展的重大战略举措。参照国家规划目 标，２０１０年城市化率将达到５２％，本文选择评价标准值５２％。 万元ＧＤＰ水耗，是指每万元ＧＤＰ的用水量。降低万元ＧＤＰ耗水量是水资源可持续利用的 关键。我国已经制定了未来节水型社会建设的目标：至Ｕ２０１０年，水资源利用效率和效益将明 显提高，万元ＧＤＰ用水量年均降低６％以上；全国农业灌溉水有效利用系数从０．４５提高Ｎｏ．５， 全国农业灌溉用水基本实现零增长；工业万元增加值用水量从１７３立方米降到１１５立方米以下。 本文选择评价标准值１１ ５ｍ３／万元。 城镇常住人口增Ｋ率。重庆市统计年鉴显示，重庆市２００６年和２００７年常住人口分别为 ２８０８万人和２８１６万人；常住人口增长率分别为０．３６％和０．２８％。参照宜居城市城市化率规划目标和目前重庆城镇人口数，本文选择评价标准值０．３％。３．５指标体系权重的确定由于各指标因子在指标体系中的作用不同，对水环境的影响程度有差异，为了区分 其差异性，要采用一定数学方法来确定各评价指标的权重值【６丌。指标权重确定的合理与否直接关系至０评价结果的止确性和科学性。目前，确定权重的方法有专家赋值、模糊评判和层次分析法（ＡＨＰ）等。层次分析法在实践中最为广泛应用。当面临各种各样的方案，要进行 比较、判断、评价，最后作出决策时，决策过程主观因素占有相当的比重，给用数学方法解 决问题带来不便。Ｔ．Ｌ．ｓａａｔｙ等人在２０世纪７０年代提出了一种能有效处理这类问题的实用方法――层次分析法。它是一种定性和定量相结合的、系统化的、层次化的分析方法。层次分析１ ７两南大学硕十学位论文第■章渐变性水环境污染事故预警指标体系法具有系统性、实用性、简洁性等优点，但也存在人主观因素对整个评价过程影响很大这个缺点。克服这个缺点的最好途径就是采取专家群体判断，同时对专家的可信度进行评价。王成在传统的ＡＨＰ法基础上进行改进，提出一种带有专家可信度的非线性优化层次分析法来确 定指标的权重，证明它比传统的层次分析法更具科学性和有效性，值得借鉴和推广。这种方 法减少了由于人为因素引起的误差，使结果更加客观，可信。层次分析法一般分为４个步骤：④建立层次结构模型。该结构图包括目标层、准则层和 方案层。②构造成对比较矩阵。从第二层开始用成对比较矩阵和１～９尺度。③计算单排序权 向量并做一致性检验。对每个成对比较矩阵计算最大特征值及其对应的特征向量，利用一致 性指标、随机一致性指标和一致性比率做一致性检验。若检验通过，特征向量（归一化后） 即为权向量：若不通过，需要重新构造成对比较矩阵。④计算总排序权向量。计算最下层对最上层总排序的权向量。３．５．１建立层次结构模型水环境作为一个复杂系统进行评价，首先要把复杂的问题分解为不同的层次。同一层次要素作为准则，对下一层的某些要素起支配作用，同时又受上一层要素的支配。处于最上面一层称为目标层，这个最高层次通常只有一个要素，是分析问题的目标；中间层次称为准则 层，准则层的下一层次是指标层，是解决问题的预选方案。渐变性水污染事故预警指标体系 的框图如图３．１所示。３．５．２构造两两比较判断矩阵在建立递阶层次结构后，上下层次之间的隶属关系就确定了。判断矩阵就是表示对于上 一层次的元素，该层次有关元素的相对重要性。采用Ｔ．Ｌ．ｓａａｔｙ提出的标度法，分别构造出指 标层对准则层、准则层对目标层的判断矩阵。方法如下：设某层有ｎ个因素，ｘ＝（Ｘ。，Ｘ２，…， Ｘｎ】，要比较它们对上一层某一准则（或目标）的影响程度，确定在该层中相对于某一准则所 占的比重（即把ｎ个因素对上层某一目标的影响程度排序）。上述比较是两两冈素之间进行的 比较，比较时取１＂－＇９尺度。用％表示第ｉ个因素相对于第ｊ个冈素的比较结果，则绚＝上ａ“Ａ：Ｇ扩，。×。：ｒ兰： 三二ａｎｌ ａ＾２：：：…三！二以月“根据层次分析法，建立水环境污染预警指标体系中目前考虑到的１４个因素的准则层对目标层、指标层对准则层的判断矩阵。如表３．１。两南大学硕十学位论文第三章渐变件水环境污染事故预警指标体系 表３．１准则层判断矩阵表Ｔａｂｌｅ３．１ Ｔｈｅ ｄｅｃｉｓｉｏｎ ｍａｔｒｉｘ ｏｆ ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ ｌａｙｅｒ表３．２ Ｓａａｔｙ标度法Ｔａｂｌｅ３．２ Ｄｅｍａｒｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓａａｔｙ尺度●含义 第ｉ个冈素与第ｊ个冈素的影响相同 第ｉ个因素比第ｉ个因素的影响稍强 第ｉ个因素比第ｊ个因素的影响强３ ５ ７ ９第ｉ个因素比第ｊ个因素的影响明显强 第ｉ个因素比第ｊ个因素的影响绝对的强６ ８２４，表示第ｉ个因素相对于莉个因素的影响介于上述两个相邻等级之间３．５．３计算单排序权向量并作一致性检验层次单排序是确定下层各因素对上层某因素影响程度的过程，用权值表示影响程度。计算判断矩阵Ａ对应的最大特征值ｋ。的特征向量Ｗ－，ｗ２…．，ｗ。，经归一化后即为同一层次相对应因素对于上一层次某个因素相对重要性的排序权值，且经归一化后≥：ｍ＝１，这样得到的特征向量即为权重。 由于九连续的依赖于ａｉｉ，则九比ｎ大的越多，矩阵的不一致性越严重。用最大特征 值对应的特征向量作为被比较因素对上层某冈素影响程度的权向量，其不一致程度越大，引起的判断误差越大。因而可以用ｋ厂ｎ数值的大小来衡量矩阵的不一致程度。一致性指ｃＩ：―２ｍａｘ―－－ｎｎ一１ 随机一致性指标的计算方法如下：随机构造５００个成对比较矩阵，一致性指标为ＣＩｌ，Ｃ１２，．．．，Ｃ１５００，则可得随机一致性指标ＲＩ。 Ｃ五＋Ｃｋ＋．．．＋Ｃ１５００Ｒ【＿５００１９两南大学硕十学何论文曼曼曼曼曼！曼曼曼曼曼量量曼曼曼曼寡曼詈曼曼曼曼曼曼皇笪曼曼蔓曼皇皇曼曼曼曼皇曼曼曼！！第■章渐变件水环境污染事故预警指标体系 ＩＩ曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼寰表３．３随机一致性指标ＲＩ的数值Ｔａｂｌｅ．３．３ Ｒａｎｄｏｍ ｃｏｉｎｃｉｄｅｎｃｅ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ一般，当一致性比率ｃＲ＝面ＣＩ＜ｏ．１时，认为矩阵的不一致程度在容许范围之内，可用其归一化特征向量作为权向量，否则要重新构造成对比较矩阵。根据表３．２，计算得出矩阵的最人特征值ｋ。：４．１８１２，相对应的归一化特征向量、Ⅳ：（０．３０３８，０．４５５９，０．１６８８，０．０７１５），ＣＩ＝Ｏ．０６０４，查表得ＲＩ＝０．９０，一致性比率ＣＲ＝０．０６７＜０．１， 所以判断矩阵具有满意的一致性。重复以上步骤，计算得出各层次一致性指标、一致性比率 和指标权重结果如表３．４、表３．５和表３．６。表３．４各矩阵一致性检验结果Ｔａｂｌｅ．３．４ Ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｍａｔｒｉｘｅｓ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ表３．５准则层权重表Ｔａｂｌｅ．３．５Ｗｅｉｇｈｔｓｏｆ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ｆｏｒ ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ ｌａｙｅｒ表３．６指标层指标权重表Ｔａｂｌｅ．３．６Ｗｅｉｇｈｔｓ ｏｆ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｆｏｒ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ｌａｙｅｒ两南大学硕十学何论文第■审渐变件水环境污染市故预警指标体系３．５．４计算总排序权向量所谓层次总排序就是针对目标层Ａ而言，指标层Ｃ的次序排列。总排序是在单排序基础 上从上到下逐层进行的。准则层各要素对于目标层Ａ的单排序与指标层各要素对准则层Ｂ的层次单排已经完成，其数值分别为对应ｋ。的特征向量Ｗ的分量。层次总排序为层次单排序的加权组合，计算结果见表３．７。表３．７水环境污染体系综合评价指标权重值与排序Ｔａｂｌｅ．３．７ Ｏｒｄｅｒｓ ａｎｄ ｗｅｉｇｈｔｓ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎｉｎｄｉｃａ―ｔｏ―ｒｓ从表３．７可看出，渐变性水污染事故预警指标体系中，权重最大的５个指标依次是工业废水 达标排放率、废水排放总量、城镇生活污水处理率、环保投资占ＧＤＰ匕Ｌ重、水域功能区水质达标率。３．６指标体系综合评价与预警等级的划分确定了各指标的权重后，就可以对指标体系进行综合评价。综合评价方法有很多，本文采用线性加权和法。ｍ综合指数Ｉ＝式中：卜综合评价指数： ｘ广第ｉ指标的实测值；Ｍ∑硝Ｍ厂，●＝ｌ 旦融、，●●●●●一、ｗｉ－一指标总排序中第ｉ指标的权重；ｘｓ广第ｉ指标的标准值；当指标取值越大越好时，为正向指标，ｍ＝ｌ；当指标取值越小越好时为负向指标，ｍ＝．１。 将导致水环境遭到严重破坏的指标定义为０，对水环境影响最小的定义为１。将预警分为重警、中警、低警、较安全、安全五个等级，并根据事态的发展情况和采取措施的效果，对预警结果进行动态调整，预警可以升级、降级或解除。本指标体系的分级情况如表３．８。表３．８综合评价指数与预警等级Ｔａｂｌｅ．３．８ Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｌ ｅｘｐｏｎｅｎｔ ｖａｌｕｅ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｌａｒｍ ｇｒａｄｅ评价指标 综合指数值水环境 污染等级？窭墨 预警状态“””。“ 水体特征Ｉ郢．６Ｉ级。恶霎蓑态，奢篡跺堂蠡鍪藿秉嘉蓁耋复缀重污染２１０．７ＳＩ＜Ｏ．８ⅡＩ级低警 （一般状态） 较安全 （较好状态）水体的服务功能已有退化，水体受到轻微破坏 和污染，易恢复，渐变性水污染事故发生的可 能性不大。 水体服务功能基本完整，基本未受污染破坏， 恢复能力强，基本小会发生渐变性水污染事 故。ｏ．８ＳＩ＜Ｏ．９ＩＶ级ｏ．９ＳＩ＜ｌＶ级ｃ理蠢袁态，凳爹篆毳囊纂篥妻；淼兹澄３．７重庆三峡库区水环境安全评价本次对三峡库区重庆段水体安全状况的评价主要是以２００６年和２００７年的数据资料为依 据，判断目前重庆水环境安全情况，目的是为重庆环保部ｌ＇－Ｊ提供详实科学的依据，为控制水体污染事故采取相应措施提供理论依据，同时也验证指标体系的合理性和可操作性。表３．９是 重庆渐变性预警指标体系中各指标的统计值。表３．９重庆渐变性预警指标体系中各指标的统计值Ｔａｂｌｅ．３．９ Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ ｆｏｒ ｅａｒｌｙ ｗａｒｎｉｎｇ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｗａｔｅｒｐｏ―ｌ ｕｔｉｏｎ ａ―ｃｃｉｄｅｎｔｓ汪■面Ⅱ孺西甄硒霸啄叠ｉ；莱百重庆市藐―讦军鉴，重庆市环境质量状况公报及长江ｉ峡Ｔ程生态与环境监测公报。指标层采用目标值指数法无量纲化后，与其总排序权重乘积的结果见表３．１０。两南大学硕十学何论文第三章渐变１峰水环境污染事故预警指标体系 表３．１０指标层计算结果Ｔａｂｌｅ．３．１０ Ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆｉｎｄｉｃａｔｏｒ ｌａｙｅｒ根据综合评价法，计算出指标体系综合指数见表３．１ｌ。表３．１１重庆水环境综合指数Ｔａｂｌｅ．３．１１ Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｉｎｄｅｘ ｏｆｗａｔｅｒ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ从表３．１１可以看出，２００６年重庆水环境处于低警状态，２００７年处于较安全状态。《２００７年长江三峡工程生态与环境监测公报》显示，２００６年库区６个干流断面中，朱沱和寸滩断面 年度水质为Ⅳ类，断面达标率为６６．７％，多数断面６月、９月水质为Ｖ类，９月为劣Ｖ类，与 ２００５年相比，干流水质总体上有所下降。２００６年库区支流水质也较差，７个断面中，５个断面年度水质均为Ⅳ类。２００６年，库区１５条长江一级支流出现“水华”现象。公报结果还显示，２００７年库区干流水质好于２００６年，除了个别断面在第三季度水质为Ⅳ 类、Ｖ类外，其余断面水质良好。虽然２００７年库区支流水质较差，但略好于２００６年。２００７ 年，库区７条长江一级支流出现水华现象。本文预警结果与重庆三峡库区水环境质量状况基本符合。库区水环境质量状况由２００６年的低警转变为２００７年的较安全状态，说明重庆水环境质量旱现好转趋势。这得益于国家“十一五”规划的有力执行和重庆当地对环保事业的重视。２３两南大学硕十学位论文第■幸渐变性水环境污染事故预警指标体系３．８小结从渐变性水污染事故预警指标体系的建立过程可看出，用层次分析法对指标进行赋权具 有科学性、合理性，在一定程度上减小了主观因素对权重值的影响。对各项指标进行总排序 后，得出了对水环境安全影响较大的５个指标，依次是工业废水达标排放率、废水排放总量、 城镇生活污水处理率、环保投资占ＧＤＰ比重、水域功能区水质达标率。给出了指标体系的综合评价方法后，根据三峡库区的水环境特点，对２００６年和２００７年 重庆水环境安全状态进行了评价，评价结果显示２００６年重庆水环境处于不安全状态，但２００７ 年处于较安全状态，与重庆当年监测结果相符合。正确的预警可以为政府提供改善库区水环境质量的综合对策措施以及实施可持续发展战略提供科学依据，进而保障库区沿岸人民的生 命财产安全，促进经济、社会可持续发展。重庆市不但环境本底状况较差，而且城市处于快 速发展期，各项经济发展战略都在不断实施，致使未来的环境保护工作将受到经济发展的巨 大压力。因此，重庆市今后的发展应根据指标体系各领域的发展情况，加快发展薄弱环节， 控制严重威胁三峡库区水环境安全的指标，使重庆市境内水环境质量得到不断的提高，逐步使水环境都处于安全状态，实现人与水的和谐统一。两南大学硕十学位论文第四章突发性水环境污染市故预警指标体系第四章突发性水环境污染事故预警指标体系重庆境内江河纵横，长江干流自西向东横贯全境，流程长达６６５ｋｍ，嘉陵江自西北而来，三折入长江。长江干流重庆段，汇集了嘉陵江、渠江、涪江、乌江、大宁河等五大支流及上 百条小河流，加上长寿湖、小南海、青龙湖等湖泊，年平均水资源总量在５，０００亿“左右。有了天然的航运渠道，重庆的航运业得到了充分发展，建立了重点港区集装箱、汽车滚装、化危品、大宗散货、旅游客运等专业化运输系统。但化学品特别是危险化学品，作为一种特殊 产品类型，在运输方面具有很大的危险性。水上交通事故则是发生突发性污染事故的主要源头。重庆的三大支柱工业是汽摩产业、冶金和化工医药，这些产业都对水环境存在着潜在的 危险。据了解，目前重庆有１６万余家工业企业，全市６０％以上经济开发区和特色工业园区都是沿江布局。以化工产业为例，长寿化工园区位于重庆市长寿区，每年生产大量的化学产品， 其中包括二氧化氯、二硫化碳、氯酸盐等，一旦这些化工厂发生泄漏，造成的危害是无法估 量的。据调查，化工园区内某企业每年消耗的原材料和辅材料、中间产品、最终产品及其数 量如表４．１。在三峡库区，存在着不计其数类似的企业，随时都有可能引起突发性水污染事故。表４．１某化工企业材料及产品数量Ｔａｂｌｅ．４．１ Ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｏｆａｃｈｅｍｉｃａｌ ｉｎｄｕｓｔｒｙ４．１指标因子的确定突发性水污染事故主要包括以下几种情形：’①危险化学品及其它有毒有害物品在生产、 经营、贮存、运输、使用和处置过程中发生的爆炸、燃烧、大面积泄漏等事故。②工业企业生产过程中因生产装置、污染防治设施、设备等因素发生意外事故造成的突发性水污染事故。③因自然灾害而造成的水污染事故。突发性污染事故在事前无法预知，只有在事故发生后，根据事故发生的时间、地点、污 染物质种类和数量等因素对污染事件进行等级划分，对有可能产生影响的地区起到预警作用， 使其免受事故的危害。按照三峡库区水环境安全预警指标体系构建的基本原则，并借鉴已有河库水环境安全预警指标体系的研究成果，将三峡库区水环境安全预警指标体系建立为一套二级叠加，相对完备的综合评价指标体系。指标体系中人员伤亡和经济损失等是国家突发事故中规定的指标，本文将事故在环境方面的影响也列入其中，包括排毒指数、污染事件影响 地区类别、污染事件对水质影响程度、污染事件影响时间、污染事件影响范围和污染事件对生态环境破坏程度六个指标。指标体系如图４．１。两南大学硕十学位论文第四章突发性水环境污染事故预警指标体系突发 性水 污染 事故 预警 指标 体系 事事事 故故故 造造造 成成成 的的的 伤社经 亡会济 人经损 数济失或影 中响数别懒／Ｆ１１７厂● ｊ、● Ｌ事 故对水 环 境方面 的影 响１＇７类响 别程 度ｆ１７姒黼ｒＩ≮ｌＬ１１７排污污污污污 ：７端料料料料料 数件件件件件 影对影影对 响水响响生 地质时范态 区影问围环 境 破 坏 程 度图４．１突发性水污染事故预警指标体系图Ｆｉｇ．４．１ Ａｌａｒｍ ｉｎｄｅｘ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ａｃｃｉｄｅｎｔ ｏｃｃｕｒｒｉｎｇ ｓｕｄｄｅｎｌｙ４．２指标体系权重的确定运用层次分析法，指标体系中二级指标权重如下表所示：表４．２指标权重表Ｔａｂｌｅ．４．２Ｗｅｉｇｈｔｓｏｆ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ４．}