基于PSR 模型對伊犁河流域水環境風險單元區劃的探討

李華東

（伊犁哈薩克自治州環境應急與事故調查中心，新疆伊寧 835000）

1 引言

河流突發性水質污染事故具有發生突然、污染集中、瞬時污染強度大等特點［1］。近年來，流域風險突發環境事件頻發多發，鑒于企業沿河布局的特征，流域環境風險源數量多、密度大，流域內集中式飲用水水源地保護區眾多、水生態環境受體脆弱性高，部分地區布局性環境風險突出等特點，對流域的環境質量和生態環境安全構成了嚴重威脅，如何開展流域環境風險管控也是當前嚴防水環境污染的難題。不僅如此，流域水環境具有長度大、面積廣，不同經過區域特征差異性大，風險要素紛繁復雜等特點，而開展流域風險區劃是將要素特征、風險水平相近的地區劃分為同一亞區或區［2］，為流域開展風險差別化、專業化管控提供依據的重要保障。目前，風險分區一般遵循的原則主要包括系統性、主導性、可操作性和動態性等［3］，結合水功能區控制單元，根據環境風險區劃理論［4］，國內開展了部分研究，如唐行鵬等對松花江流域水污染事故進行風險分區方法研究［5］；靳春玲等對黃河蘭州段突發水污染風險進行評價［6］；呂向前對博斯騰湖流域環境風險源進行識別與評價［7］；肖瑤等對灤河流域進行風險評價區劃［8］。我國水環境風險評估及風險區劃尚屬起步階段，不同地區研究成果差異性較大，因此開展伊犁河流域風險源識別及區域風險區劃勢在必行。

2 研究方法

針對流域突發性水污染事故風險分區體系的構建原則和風險源特征分析，對伊犁河流域突發性環境風險源的各種指標進行篩選、重要性分級和量化，采用AHP 多層分析法“壓力—狀態—響應（PSR）”模型，從風險源特性（壓力）、受體易損性（狀態）、控制機制有效性（響應）3 個方面進行分析，從而構建伊犁河流域突發性水污染事故風險性分區指標體系的框架。其中指標層量化因子參考《行政區域突發環境事件風險評估推薦方法》《伊犁河流域水環境風險評估報告》《伊犁河流域突發環境事件應急預案》，同時借鑒參考國內其他河流指標選取標準建立。

2.1 風險評估與風險分區指標體系構建

2.1.1 風險源特性指標（S1）

按照屬地管理的方式，根據2018 年中央生態環保督察確定的伊犁河流域32 家重點風險源企業對其進行風險單元的劃分。針對風險源對風險受體影響程度的大小，本研究篩選出風險源離河距離（I1）、涉及環境風險物質和數量（I2）、生產工藝水平（I3）、風險路段長度（I4）、單位面積環境風險企業數量（I5）5項權重指標開展定量化表征。

2.1.2 控制機制有效性指標（S2）

該指標主要選取風險防控與應急措施（I6）、現有應急資源統計（I7）、安全生產管理制度（I8），對突發水環境的預防、應對處置能力進行量化評定，該指標能夠直接體現處置突發水環境事件的防范、應對能力。

2.1.3 受體易損性指標（S3）

該指標主要選取敏感保護目標（I9）、水生生態風險（I10）、人口居住密度（I11），通過以上3 項指標用來表征影響環境敏感保護目標級別的高低、影響人群的大小以及生態風險的強弱。

2.2 分析方法

本研究采用AHP 法來確定指標的權重。在確定權重時基于Saaty1-9 刻度法［9］來構造判斷（成對比較）矩陣，建立層次結模型；通過SPASS 分析軟件開展層次單排序、層次總排序及其一致性檢驗，當CR＜0.1 時，表明構造的判斷矩陣較為合理［10］，通過計算判斷矩陣的最大特征值及對應的正交化特征向量得出所對應的權重。T-S 判斷矩陣見表1。

表1 T-S 判斷矩陣

S1-I 判斷矩陣見表2。

表2 S1-I 判斷矩陣

S2-I 判斷矩陣見表3。

表3 S2-I 判斷矩陣

S3-I 判斷矩陣見表4。

表4 S3-I 判斷矩陣

伊犁河流域水環境風險性指標權重見表5。

表5 伊犁河流域水環境風險性指標權重

3 研究區概況與數據來源

3.1 研究區概況

伊犁河是我國重要的國際河流，是我國西北五省最大的跨境國際河流。作為亞洲中部的內陸河，伊犁河跨越中國和哈薩克斯坦，中國境內河長442 km，流域面積5.6 km2，其水質安全對維護國家利益、中哈兩國關系和邊境地區經濟發展具有重要戰略意義。伊犁河流域沿線內城鎮建設、道路建設、企業布局基本是沿河流走向規劃布局，風險源與風險受體交叉分布，危險化學品運輸穿越水源地保護區，這些都為伊犁河流域風險事故的發生提供了現實條件。因此研究和了解流域內突發水環境事件潛在風險及其特征，并進行流域風險區劃，對加強伊犁河流域風險管控具有重要的理論指導意義。

3.2 數據來源

該研究數據主要為2018 年中央生態環保督察針對伊犁河固定風險源防控篩選出的32 家重點風險企業，由于該32 家風險源企業分屬伊犁州9 個縣市，因此此次風險單元劃分以縣級行政區為基本單位進行，通過PSR 模型對上述篩選的11 項指標層進行量化分析，將各指標分別賦值，獲取各行政區域內風險源企業的量化指標風險值，從而確定風險單元級別。

4 結果與討論

4.1 風險源企業風險值計算

通過專家打分法對伊犁河流域32 家風險源企業11 項風險因子評價指標進行重要性分級和量化，分別計算出各縣市行政單元的風險值，企業風險源數值計算方法為：

FXn＝I1×R1＋I2×R2＋I3×R3＋I4×R4＋I5×R5＋I6×R6＋I7×R7＋I8×R8＋I9×R9

式中，FXn 表示企業風險值；n 表示第n 個企業，n＝1，2，3，…，32；I 表示風險指標權重值；R 表示風險指標所對應的專家打分值。

4.2 風險源企業風險評估與分析

參評指標權重的確定采用經驗估值和專家打分相結合的方法，對9 個縣市行政區32 家風險源企業進行風險值計算。數據顯示，風險值從高到低的依次順序為伊寧縣、伊寧市、可克達拉市、尼勒克縣、新源縣、昭蘇縣、霍城縣、特克斯縣、察布查爾縣。其中伊寧縣、伊寧市及可克達拉市風險值明顯高于其他地區，從企業分布特征及生產工藝來看，伊寧縣所在企業以化工企業為主，其中涉及煉金企業4 家，生產工藝均涉及危險化學品氰化物，此外，慶華集團作為大型化工企業，其涉及化工原料多，工藝復雜，風險單元較多。同時該地區企業主要分布在山區，危險化學品運輸距離長且運輸道路大部分沿河分布，均增加了風險系數。從伊寧市企業風險特征情況來看，該地5 家企業均位于市周邊或位于市中心，雖然企業工藝水平較高、風險路段長度較小，但周邊人員密度較大，尤其是企業風險源距離伊犁河較近，一旦發生風險事故，造成的風險壓力較大。從可克達拉市3 家企業風險性分析來看，其風險值最大的為南崗化工，該企業為化工類企業，以生產燒堿和濃硫酸等高危化學品為主。此外，企業離市中心較近，周邊人口密度大，風險單元、危化品運輸數量以及敏感目標均較多，是造成該地區風險區劃風險值較高的主要原因，同時近兩年伊力特、綠化糖廠產品生產銷量增加致使生產周期延長也是風險值增加的原因之一。而從尼勒克縣5 家企業風險值分析來看，其風險表征與上述企業不盡相同，該地區企業基本為礦產及煤炭加工企業，為高能耗、高污染類企業，但從企業規模分析，除瑞祥焦化外其他企業生產規模均不大。該地區遠離城市，重要生產原料依靠外運，公路沿河而建，風險路段增長，是該區風險區劃相對較高的主要原因。通過對昭蘇縣5 家風險企業風險值的分析來看，其風險值相對較小，究其原因為該地區5家風險企業除中森及錳業2 家企業夏季開展生產外，其他3 家均處于停產狀態，而敏感保護目標及風險路段長度是影響該地區風險值的主要原因。

各縣市風險值見圖1。從圖1 可以看出，在9 個縣市中，霍城縣、特克斯縣、察布查爾縣風險值較低，主要原因是這些地區企業數量少，霍城縣風險企業為2 家，雖地處保護區，但經過中央生態環保督察整改，目前這2 家企業處于停產中，除春季融雪性洪水引發山洪對尾礦庫具有一定風險外，其他風險系數均較低。特克斯縣1 家風險企業主要風險源為其尾礦庫，但該庫于2018 年已申請閉庫，目前正在開展生態修復。察布查爾縣風險企業靠近伊犁河水源地，以生產鉛鋅原料為主，但由于企業規模較小，生產周期短，致使其風險等級很小。

圖1 伊犁河流域各縣市風險綜合值

4.3 風險區劃結果

通過對32 家風險企業開展現場調研，同時參考新疆維吾爾自治區生態環境廳委托生態環境部華南環境科學研究所于2017 年編制的《伊犁河流域水環境風險評估報告》［11］對風險源企業的賦值，本研究對重大環境風險企業賦權重100，較大環境風險企業賦權重20，一般環境風險企業賦權重1，通過公式FX總＝100（FX1+FX2…+FXn）+20（FX1+FX2…+FXn）+1（FX1+FX2…+FXn），得出FX 的分值（FX總為各縣市風險單元的綜合值；n 表示第n 個企業，n＝1，2，3，…，32）。根據各縣市風險值之和將32 家風險企業按照行政區劃劃分為3 個風險等級，其中行政單元風險值＞500 的確定為高環境風險區，行政單元風險值為［500，100］的確定為中環境風險區，行政單元風險值＜100 的確定為低環境風險區，見表6。

表6 伊犁河流域風險區劃

5 結論

（1）通過采用AHP 多層分析法“壓力—狀態—響應（PSR）”模型，篩選風險企業11 項風險因子對伊犁河流域32 家重點風險企業進行權重分析，通過定性與定量相結合的方式，得出了伊犁河流域風險源風險因子權重，對指導伊犁河流域風險管控具有一定的理論指導意義。

（2）通過專家打分法與權重因子相結合的方式，計算出了風險企業的風險值，結合企業風險等級的賦值，定量化地計算出行政區風險單元風險值，并將風險單元劃分為3 個等級，完成了伊犁河流域風險單元的區劃。

此次開展伊犁河流域風險區劃，是結合現場走訪，實地查看，同時參考國內其他關于河流區劃的相關文獻開展研究，該研究只是對伊犁河流域區劃開展的初步探索，仍存在不足之處，今后將繼續深入研究，提出更加系統化的意見和建議。