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關于水污染調查報告范文1
一,問題的提出: 溫瑞塘河位于甌江以南、飛云江以北的溫瑞平原,是我市境內十分重要的河道水系。水源主要來自瞿溪、雄溪、郭溪以及大羅山和集云山的山澗溪流,自東晉時期由人工開鑿,經唐大和、會昌年間大規模疏浚,后在南宋淳熙14年由知州沈樞組織修筑,形成“八十里荷塘”,是溫州山水城市特征的重要標志。溫瑞塘河縱橫交錯的水系河道,對我市的防洪、排澇、供水、航運、灌溉、景觀及生態環境保護,特別是溫瑞平原的經濟和社會發展起著十分重要的作用,被溫州人民稱為“母親河”?!?聽大人們說,在他們小的時候,家鄉的河水很清澈,河里有青青的水草,頑皮的游魚,像一幅透明的畫??墒?0多年過后,在家鄉再也找不到風景如畫的小河了,我們也不能享受在河里玩耍的樂趣了。到底是什么原因使溫瑞塘河的河水受到了如此嚴重的污染?對此,家鄉的人們是如何看待的呢?我們能夠想出什么辦法讓河水重新變得清澈起來呢?這些都引起了我們極大的研究興趣?!?二,調查的途徑: 2007年暑假,我們在老師的幫助下組建成立了“水污染調查小組”,決定對溫瑞塘河中下游水污染情況進行科技調查活動。制定了實施計劃以后,開始了資料查閱、調查訪問、民意測驗、上網查詢、實地考察、實驗檢驗等各種方式的研究活動。這段期間,同學們協同努力,獲取了大量的信息,并進行了篩選、整理,對溫瑞塘河中下游的水污染現狀、水污染原因及人們對水污染的認識程度進行一系列的廣泛深入的調查研究?!?1.訪談 整整一個暑假,我們調查小組成員分別走訪了河邊的一些居民和廠家,了解他們對溫瑞塘河水污染現狀的認識和態度,聽取他們對水污染的原因分析,以及提出的整改建議??萍夹〗M還先后到環保部門聽取了有關的情況介紹。 2.實地考察 我們小組沿著溫瑞塘河的入??谕献撸瑢嵉亓私鉁厝鹛梁拥乃廴緺顩r,進行了認真的調查和記錄?!?3.資料查閱 我們通過學校電腦室上網查找了水污染的定義、原因和環境保護的有關資料。大家認真查閱了有關文章,下載了很多文件。還在縣圖書館、閱覽室重點查閱了關于水污染的書籍、雜志和文獻資料,并做了詳細的記錄?!?4.實驗檢驗 我們溫瑞塘河中下游地區有幾百家工廠企業,工業用水不可避免地對河水造成污染。我們從附近河道取了一些水樣,在老師的指導和幫助下,選擇了細菌數量的測定和水樣過濾實驗,并對實驗的結果進行了分析記錄?!?三,調查的過程: 我們從六月初開始調查溫瑞塘河污染情況?!?1、河道擁堵。我們發現溫瑞塘河的幾條支流河里有的長滿雜草,有的堆滿生活垃圾和工業廢渣,還有的被養殖戶的網樁攔腰截斷,河道看上去擁擠不堪,嚴重影響了河水的流動,有些河道已經不再有水的流動。
2、水發黑發臭。由于富含氮、磷等植物營養物的廢水及有關的生活污水的排入引起水體中藻類的大量繁殖。河水流通不順,污染生物沉積并腐爛,致使河水烏黑、臭氣熏天。
3、生態失調。江南的河流湖泊里很適合各類魚蝦的生長繁殖,然而,我們科技小組在考察的過程中并沒有發現魚蝦的蹤跡。
據環保局的叔叔介紹:溫瑞塘河主要超標污染物是高錳鹽,酸鹽指數和大腸菌群其超標率為5%、64%,水質綜合污染指數為0.58,屬輕污染級。當然,這是指溫瑞塘河的主要河道,至于堵塞的河道,污染肯定更嚴重?!?在調查過程中,我們還發現了許多問題:一是工業污水排放嚴重,工廠負責人對環保不夠重視,工作中急功過利,片面追求經濟效益,忽略了對環境的保護;二是生活污水對水環境的污染日趨嚴重,缺少污染處理場;三是是公眾的環保參與意識不強,積極性不高,公眾的健康權、知情權、參與權和監督權沒得到保障。
環保問題問卷調查 態度 無所謂 只顧發展不顧污染 環保意識強 誰污染誰治理 數量 7 4 1 4 百分比 43.75% 25% 6.25% 25%
通過查閱資料,我們了解到: 水污源的來源主要是未加工的處理的工業廢水,生活廢水。未經處理的城市生活污水、造紙污水、農業污水及都市垃圾。死亡有機質能消耗水中溶解的氧氣,危及魚類的生存;還能導致水中缺氧,致使需要氧氣的微生物死亡。而正是這些需要氧氣的微生物能夠分解有機質,維持著河流、小溪的自我凈化能力。它們死亡的后果是:河流和溪流發黑、變臭,毒素積累,傷害人畜?!?水質檢測: A:細菌數量的測定實驗
實驗步驟: (1)取四支試管,分別標上標號。取一號試管,在其中加入5ml的1號水樣并滴加5滴亞甲基藍溶液,搖勻后靜置,并開始記錄靜置的時間?!?(2)以同樣的方法分別得到另外的2、3號試液。 (3)4號試管用蒸餾水代替水樣,作為對比實驗?!?(4)仔細觀察實驗,當某一個樣品開始褪色的時候,記錄下時間。 實驗現象及分析 水樣標號 實 驗 結 果 1 經過25分鐘以后,水樣的顏色有明顯的褪色。40分鐘后,水樣的的顏色基本褪去 2 經過30分鐘以后,亞甲基蘭的藍色基本褪去 3 經過15分鐘,亞甲基蘭的藍色基本褪去 4 40分鐘以后,顏色沒有太大的變化。 說明:亞甲基蘭的快速褪色是因為水中細菌存在的原因,褪色越快,表明細菌越多。從上表可以看出,褪色最快的是3號水樣,其次是1號水樣,因為該二種水樣中含有大量的腐殖質,導致水樣中細菌數量大增。在實驗過程中,發現2號、3號水樣臭氣還逐漸增強,這說明河水中含有豐富的有機物質。 B:水質過濾實驗 水樣地點 水質情況 工廠附近河道 水中雜質也較多,水呈黃褐色,有的混濁,魚腥味有點略帶金屬礦物氣味,臭味也較濃,留在紙上也有較微小顆粒?!?實驗分析: 從上述實驗可以看出,水樣細菌數量測定和水質過濾出的雜質與當地的環境有一定的關系。由于當地各企業領導只顧生產效益,卻忽視自身給當地河道造成的嚴重污染,這是人為污染的最大原因。
水污染的危害: 水污染對人類健康危害極大。污水中的致病微生物,病毒可引起傳染病的蔓延。水水中的一些巨毒物質可在幾分鐘使人畜死亡。最危險的是鎘,鉛等金屬物質,進入人體后造成慢性中毒,一旦發現就無法遏止。我們知道,世界上80%的疾病與水有關。傷寒、霍亂、胃腸炎、痢疾、傳染性肝類是人類五大疾病,均由水的不潔引起?!?四,建議 1、要進一步加大宣傳教育力度,提高環保法律意識,樹立環保與經濟、社會統一協調發展的新觀念,努力推進《水污染防治法》的實施?!?2、工業結構的選擇與合理布局要放在首位,在工業發展的初始階段進行有效的宏觀調控,對所產生的污染物質進行分散加集中的控制。減少生活垃圾在河道中的排放,在河道附近,尤其在居民密集區,應多設幾個“垃圾箱”?!?3、環保主管部門應該加大檢查監督力度,杜絕各類水污染的現象發生,對違反規定的企業或個人,加大處罰力度,把水污染防治工作落到實處, 4、調動各方面積極性,共同搞好水污染防治工作,保障公眾的健康權、知情權、參與權和監督權,對破壞水環境的行為進行監督。
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中國輕紡城小學五(6)班魏藝丹
2012年4月30日星期一
一。問題的提出
水是人類一天都離不開的資源,但是人們不知道有很多喝不到干凈水的地區,可是我們都沒有好好保護水資源,而是在破壞水資源,于是我對瓜渚湖湖水做了一次調查。
二。調查方法
1.實地查看
2.上網查找資料
3.采訪爸爸媽媽和奶奶,了解以前的水是怎么樣的
三。調查情況
從遠處看,湖面上很干凈,可走近一看,湖面上漂浮著很多垃圾,奶奶告訴我以前的湖水是清澈見底的,可以喝,也可以打上來洗蔬菜和衣服等東西,而現在的水卻是混混沌沌的,很臟。小蝦小魚這些小動物根本存活不下去,水草旁邊浮著腐爛的魚。
關于水污染調查報告范文3
論文摘要:英國在工業化的進程中,發生了較為嚴重的城市河流污染,主要因為工業化時期的城市化水平和社會認識尚不能承載工業化帶來的全面影響,加之國家治污力度多受掣肘及科技水平的制約,河流污染的狀況在19世紀沒能得到顯著改善,引發生態環境惡化及流行病侵害等不良后果。后發國家應以英國工業化的得失為鏡,實現工業化的科學發展。
英國是世界上第一個實現工業化和城市化的國家。以蒸汽動力為標志的工業革命,為不列顛最早叩開了現代化的大門。然而,在工業化的進程中,與經濟:榮和城市發展相伴的還有遭受污染的生態環境,其中,城I IJ河流污染尤為嚴重。英國,在摘取了一個工業化先行者J PG該摘取的最優惠成果的同時,也嘗到了工業化及城了化造成的水污染苦果。對尚未實現工業化及正處在現代化進程中的后發國家規避和整治“邁達斯的災禍”有所裨益2 =16促進人與自然和諧發展。故本文不揣淺陋,愿就工業化時期英國城市河流污染的成因、防治及其特點等問題予以探討,以就教于方家。
一、英國城市河流污染的狀況
城市水污染自古有之。人類早期活動產生的廢棄物大都被排人大氣或棄置于水中,古時的城市居民已有用法令和規章控制污染的嘗試。在古希臘,只有獲得特殊允許才能設立制革廠;古羅馬也有規章規定,制革、榨油和洗衣作坊只能設立在沒有居民點的臺伯河對岸。但是,早期的污染僅限于十分狹窄的范圍。
上百年來,英國的毛紡業等傳統工業無疑也降低了河流水質,但是,嚴重的水污染直到19世紀工業化時期才真正發生。工業革命以來,隨著工業的發展和城市人口的劇增,不斷排放的工業廢水和生活污水使英國的許多河流受到了污染,在19世紀,城市河流污染成為十分普遍的現象。
恩格斯對當時河流污染的描述頗為詳盡。例如,流經利茲的艾爾河,“這條河像一切流經工業城市的河流一樣,流人城市的時候是清澈見底的,而在城市另一端流出的時候卻又黑又臭,被各色各樣的臟東西弄得污濁不堪了”;流經曼徹斯特的兩條小河—艾爾克河與梅德洛克河的污染狀況亦十分嚴重,“停滯的艾爾克河,這是一條狹窄的、黝黑的、發臭的小河”,梅德洛克河的“河水也是漆黑的,停滯的,而且發出臭味。
此外,流經西賴丁約克的卡爾德河,在1852年以前始終是魚類喜愛的棲息地,至1867年,皇家委員會已不得不沮喪地承認:“流經西賴丁約克的,與其說是河水,不如說是墨汁。艾爾克河的支流布拉德福河,曾是男孩們捕魚的樂園,也被工業化的浪潮熏染得通體黝黑,以致“只需一根火柴,就可以將它點燃”,儼然是一條隨時噴發的黑龍。
泰晤士河曾是一條美麗的河流,英國人習慣地稱之為“老父親泰晤士”。19世紀以前,泰晤士河河水碧波蕩漾,魚蝦成群,是舉世聞名的魷魚產地,詩人蒲柏在1728年將其描繪為“銀色的洪流”。工業革命以來,隨著沿途城市居民的劇增以及大量工廠的建立,各種污染物源源不斷地進人泰晤士河,牛津以下河段的水質急劇惡化,泰晤士河成為一條污濁不堪的“臭河”。1855年,化學家法拉第致信《泰晤士報》:“整條河變成了一種晦暗不明的淡褐色液體……氣味很臭……整條河實際上就是一道陰溝??梢?,英國城市的水污染在19世紀中期已經相當嚴重。
二、英國城市河流污染的成因
那么,究竟為何諸多河流在一個世紀里都變了色、變了味,這么嚴重的污染是怎樣產生的呢?無疑,工業廢水和公共廢水是城市水污染的主要來源,其中,英國工業革命時期的工廠布局和工業類型又是產生大量工業污水的直接原因。
工業化初期,主要的機械動力是水力,“由于使用水力機,工廠不得不設在大流量的急流旁邊”。因此,英國的第一批近代工廠自然傍河而建,在英國工業的發源地和中心—曼徹斯特,“幾乎所有的廠房都是沿著貫穿全城的三條河流和各種運河建立起來的。這既解決了動力問題,又方便了廢水處理,河流也成了廢水排放的理想場所。蒸汽機發明后,以前依靠水力機械、依河而建的工廠逐漸轉移到城市中,但工廠對那些流經城市的河流的依賴并沒有減輕。因為蒸汽機的第一需要和大多數工業生產部門的主要需求,都是比較潔凈的水。水作為冷卻劑是蒸汽機不可或缺的,一些工業部門如毛紡業、印染業、造紙業的生產過程也離不開水,還有釀酒、洗煤,沒有水更寸步難行。同時,水路為工業主提供了廉價的運輸途徑。因此,一條河流附近往往分布多家工廠,例如艾爾克河,“橋以上是制革廠;再上去是染坊、骨粉廠和瓦斯廠,這些工廠的臟水和廢棄物統統匯集在艾爾克河里”。這些廢水中往往含有鉛、堿、硫等污染物,而且大多是未經處理就直接排放,使水質大大降低,造成嚴重的河流污染。
造成城市水污染的另一主要來源是公共廢水。公共廢水主要包括人畜的排泄物、生活垃圾和洗滌劑。公共廢水的存在本不可避免,但在英國工業化時期,因城市化和城市人口增長過速,加上市政建設滯后,遂使水污染加劇。
一方面,與工業化相伴的是,英國城市化發展迅速,城鎮人口增長急劇。勢如潮涌的人口,被壓縮到很小的擁擠不堪的中心點上。從增長數量上看,大約在1800年,英國只有一個大城市—倫敦,人口約100萬,遠遠超過其他城市如利物浦、曼徹斯特、伯明翰和布里斯托爾等(這些城市的人口大多只在5到10萬之間)。1850年倫敦人口增至2 ,360 ,000人,另有9個城市在10萬人以上,18個城市在5萬到10萬之間。1910年英國有46個城市超過10萬,倫敦人口更是猛增至450萬。從增長率看,蘭開夏在1700年至1801年間人口差不多增加兩倍,曼徹斯特的人口在1773年至1801年間也增加了兩倍。到1851年,英國的城市人口已首次超過農村。城市的擴展和人口的集中大大增加了水資源的消耗,也使城市的公共衛生日益惡化,垃圾成堆、污水橫流構成了那時英國許多城市的基本外貌。
另一方面,英國城市化雖快,但城市化水平較低,市政建設滯后?!八械氖墟?,不論是新的還是老的,都面臨著公共衛生的嚴峻問題,工業化早期,英國的城市尚未建立清掃垃圾的制度,垃圾糞便隨意堆放,人們甚至因廁所太少不得不隨地大小便。特別是貧民窟,成了疾病流行的孽生地,被人們稱為“霍亂國王的巢穴”。在利茲,最不衛生的地區是工人住的狹窄的房屋區,這類建筑物里不具備任何一種排水設施,廁所少且前后無遮無蓋。到1831年,即使是已擁有14萬以上居民的曼徹斯特市區仍沒有鋪砌街道和修建下水道的條例。非但如此在曼徹斯特新城(又叫愛爾蘭城,the Irish town) ,“街道沒有鋪砌,也沒有污水溝,可是這里卻有無數的豬群”。大量垃圾、糞便、洗滌用水還有從街道屠宰場排出的水染上深紅色的獸血,經過公用陰溝和露天排水溝通往小河、水塢,加重了城市河流的污染。
綜上所述,工業化和城市化的“副產品”是造成城市河流污染的主要原因。除此之外,工業化時期英國的社會思想是污染得以加劇的促因。
首先,英國人將“自由放任”思想奉為圭泉,對工業革命造成的工業中心人口膨脹、城市污染和公共衛生等問題盡量不干預;其次,社會以追逐財富為價值取向,對“污染”則漠不關心。英國貴族通過經營追求財富早已成為慣例,社會中下層又有著一股“向上看”的風氣,于是上行下效,社會形成了以謀求利潤為榮的風氣。
難怪連外國觀光者都不禁要驚呼:“英國的城市純粹是工作和掙錢的地方,而絕非休息和享受的樂園,那種具有更高尚品格的人還沒有出現。
三、英國城市河流污染的防治及其特點
隨著河流污染狀況的不斷加劇,以及由此引發的各種危害,人們開始意識到有必要采取措施對污染予以遏制,但長期似來,社會的反應并不積極。直到19世紀中期,隨著流行病的多發,城市才開始實行系統的衛生改革,如下水管道、清水供應和道路清潔等。同時,社會對城市河流污染的防治也愈加重視,各項治理措施逐漸建立,整治渠道逐步完善。下面將結合英國在這一時期的防治措施,對城市河流污染的治理特點進行探討。
(一)各群體和多渠道的廣泛參與。生態學家和衛生學家最先向社會發出正視污染的呼聲,他們是治污的先行者。部分生產者組成志愿協會,呼吁減少廢物排放、倡議革新生產技術,為政府的積極治理建言獻策。議會和政府通過立法和行政手段,全面領導水污染的治理。這樣,河流污染的防治得到了議會、政府、社會組織和個人等各群體的參與和支持。
(二)議會立法和政府作為是治理污染的主導力量。一方面,從議會來說。1848年霍亂發生后,議會通過了第一部“公共衛生法”,并成立衛生部,雖不是專為治理水污染而設,但它規定在傳染流行區域設立地方性衛生委員會,負責處理當地污水問題。由于習慣法提供的防御河流污染的措施起不到明顯效果,1855年,議會頒布了《有害物質去除法》,試圖對那些以工業廢水污染河道的制造商處以罰款1865年和1868年,議會又先后兩次委任皇家委員會,負責調查河流污染的狀況并尋求行之有效的治理途徑叫即。在第一屆委員會提交初次報告后十年,議會通過了《1876年河流污染防治法》,這是英國歷史上第一部防治河流污染的國家立法,也是世界歷史上第一部水環境防治法規。法案不僅對禁止排放的各類污水和違法行為進行了詳細規定(包括工業廢液、顆狀和懸浮狀污染物、下水道污水排放等),還任命專家擔任審查官,向工作部門提供實施建議,并通過監督技術改進以控制河流污染。這是一部具有“框架性”意義的法案,它關于防治河流污染的基本原則一直沿用至1951年。
另一方面,從政府作為來看,主要是加強市政的排污系統建設。例如,1858年倫敦市政當局修建的“倫敦下水干道”,以及1863年秋動工的泰晤士河河堤,就是政府治污的工程舉措,通過建立下水道網絡將工業污水和生活垃圾轉移到下游地區,為減少倫敦水生疾病的發病率方面起到了重要作用。應該說,在19世紀,尤其是下半葉,英國議會和政府在治理河流污染方面確實做出了一定的努力,也取得了一些積極的效果。
(三)專家治理充當重要角色,發揮積極作用。1842年查德威克的《英國勞動人口衛生狀況的調查報告》發表,揭示出糟糕的公共衛生狀況,尤其是“飄著惡臭的廁所、污水溝和被污染的飲用水”是引發霍亂的根源。麻醉醫師約翰·斯諾也提出同樣的觀點,1849年,他發表《論霍亂的傳染方式》一文,指出被病菌污染的水源是霍亂傳播的主要渠道”。他的這些結論有力地說明了治理水污染的必要性,也堅定了全社會的治水決心。1848年,約翰·西蒙醫生被任命為倫敦城區的保健醫官,“這一職務不僅在爭取城市制定供水、排水、貧民窟的清潔規劃方面起了重要作用,而且對確保有關建筑和人口過分擁擠的規章的執行具有重要意義”。
議會在第一部河流污染防治法制定之前委任了兩屆皇家委員會,委員會全都由相關領域的專家組成。如第二屆皇家委員會的主要成員:皇家工程院德尼森爵士、化學家弗蘭克蘭德和農學專家默頓等人。他們通過調查取證,親自實驗,向議會遞交調查報告,同時,專家們還對肆意向河流排放廢水的行業進行嚴厲譴責,同時建議政府設立限制廢水排放的詳細標準,為國家制定水污染防治法案提供了理論依據。
礙于諸多阻撓因素,《1876年河流污染防治法》的實施效果并不理想,19世紀末,英國主要河流受污染的糟糕狀況沒有顯著改善。1898年,英國又一次委任多名專家組成皇家委員會,調查污染來源和督查河流防治的進度。與德尼森爵士等前輩不同的是,此次委員會的專家們更加務實。他們注意綜合考慮多方利益,設法調動工廠主的治污積極性,待之以寬,不求速變,先制定適度可行的治污標準,再隨污染狀況的改善而逐年將標準提高。在這種務實精神的倡導和促進下,產生了一系列減輕水污染的新方法。首先,也是最簡捷的方法—一些濱海城市(如利物浦、霍恩、布里斯托爾等)將部分污水注入大海,通過污水轉移以緩解河流的吸納壓力。其次,建立“污水農場”,將污水引到離城鎮不遠的農場用以灌溉作物,既廉價、無害,又不影響豐產,到19世紀末,像倫敦、曼徹斯特和諾丁漢等地附近已有不少這類農場。此外,多種凈化劑得以應用,如動物骨灰、焦炭和頁巖等,都能起到過濾和凈化污水的效果??梢哉f,這些成效凝聚著諸多專家的汗水和智慧。
治污成效雖不顯著,但仍在困境中漸進19世紀特別是下半葉,英國人治理河流污染的努力有目共睹,可惜收效不能令人滿意,因為在河流污染的防治過程中尚存在諸多阻力。
其一,政府治污不堅決。一方面,英國在19世紀面臨國內政治經濟和對外關系等諸多緊迫問題,相形之下,河流的防治事宜尚不夠急切;另一方面,對工業與貿易利益的關切使行政當局不愿對工礦企業的污染行徑和搪塞應付過于苛責,這勢必影響政策法規的貫徹力度。其二,工廠主和礦主不誠心。革新生產技術、減少污水排放意味著投入的必然增加,顯而易見,這種增加成本和損耗利潤的要求是無法讓各行業的污染大戶欣然接受的。其三,民眾不覺悟?!耙粭l受污染的河流對健康的實際影響,在19世紀70年代還不為公眾所認識。168公眾對皇家委員會提出的防治措施或一無所知,或漠不關心,更有甚者對一些協會付出的反污染的努力嗤之以鼻,將其譏為理論家的空談。其四,科技不過關。19世紀中后期的科學對水污染特征、水污染對健康的影響以及水的凈化問題上缺乏明確認識,科學家不能準確找到河流中有毒物質的來源,而關于污染治理的技術開發又不夠成熟,要改善大規模的污染狀況自然是力不從心。因此,有人總結道:“河流污染的治理必定被看成是維多利亞時代公共衛生史中令人最不滿意的一章。盡管如此,英國人在防治河流污染過程中取得的積極成效還是不能抹煞的。
四、關于英國城市河流污染及治理的幾點啟示
作為第一個進入工業化社會的國家,英國城市河流污染的經歷和治理得失值得后發國家借鑒。
第一,正確認識河流污染的危害,重視水污染的防治。河流污染不僅破壞生態環境,而且直接威脅人們的正常生活和生命安全。魷魚是深受英國人喜愛的食物,可在1836年,泰晤士河的鯉魚已幾乎絕跡,而在塞文河、特倫特河與埃文河,也變得越來越稀少。在19世紀90年代,英國不得不向加拿大和挪威大量進口蛙魚,以穩定在比靈斯門魚市的價格1858年,奇臭的泰晤士河令在河畔開會的議員們不堪忍受,被迫將會議延后一周舉行19世紀霍亂頻發,僅1832年一次,就“大約使3100英國人喪生”。放眼全球,因河流污染而引發生態惡化和危害人們健康的事例不勝枚舉,有的觸目驚心,所以污染防治關系重大,不容輕視。
關于水污染調查報告范文4
[關鍵詞]水生態安全狀況;DPSIR;集對分析法;模糊評價方法
[DOI]1013939/jcnkizgsc201714033
近年來,隨著人們環保意識的不斷加強,越來越多的人意識到水生態安全的重要性。隨著三峽水電的落成,三峽庫區長江段儼然由天然河道變成了目前世界上最大的人工湖泊。從2001年至今,庫區蓄水越來越深,加上人們生產生活中的廢水、船泊污水的排放等因素,三峽庫區的生態環境態勢嚴峻,支流等地發生水體水質災害的頻率也越來越高。為了對三峽庫區的水生態安全現狀有一個較好的掌握,并希望服務于三峽庫區水資源、生態管理與保護,本文試圖通過建立一種評價模型來衡量三峽庫區的水生態安全狀況。
1文獻綜述
關于湖泊、河流的評價體系已經由許多學者進行了相關的研究,并且提出了很多相關的評價模型。蕭長來[1]采用均值化綜合污染指數法對前郭灌法的水質進行了綜合評價,獲得了符合水質實際情況的結果,為治理污水提供了科學依據,具有一定的推廣性。劉哲等[2]運用層次分析法對福州山仔水庫生態環境進行了評價,確定出湖泊中污染因子的權重關系,獲得了較為滿意的結果,說明了層次分析法在定量計算污染指標的權重方面具有一定的適用性。沈迅偉等[3]采用傳遞包法進行模糊聚類分析并通過模糊聚類動態圖對水域進行劃分,再利用隸屬函數對水質進行了模糊綜合評判,為水污染環境評價提出了一套科學的評價方法。王李管等[4]建立了環境質量評價人工神經網絡模型對大氣質量和水質進行了評價,并將結果與模糊數學法及灰色聚類法所得結果進行了對比,驗證了其模型的可靠性。謝先全等[5]采用灰色聚類和模糊聚類等方法對福建沿岸9個港灣的海水水質進行了定量分類評價,與1999年福建省海域環境的綜合調查報告的評價結果相當吻合,為水質的污染治理以及水資源的開發利用提供了一定的科學依據。
綜觀水生態安全評價的相關文獻,現有研究提出的評價模型大多是綜合污染指數法、層次分析法、灰色聚類法等,這些方法各有其優點,但在評價的客觀性和全面性方面還有待于進一步改進。由于水生態具有較為明顯的模糊性,而模糊評價方法能有效地解決不確定因素對于結果的影響。有鑒于此,本文嘗試對已有湖泊水生態評價模型的指標進行修正,并結合層次分析法和熵權法確定的綜合權重,建立綜合評判模型,進而實現對水環境的綜合評價。以期達到預期目標的前提下對三峽庫區水生態現狀進行評價。
2基于DPSIR框架的水資源安全評價指標體系構建DPSIR框架是聯合國(UN)在1993年為綜合分析和描述環境問題以及其和社會發展的關系提出的。DPSIR框架包含了社會、經濟、政治、環境等要素:一方面,它可以f明社會、經濟發展對環境造成了哪些影響;另一方面,它也說明了人類行為及其最終導致的環境狀態對社會的反饋。在參考相關生態安全評價指標體系及《全國水資源保護規劃技術大綱(2012年)》的基礎上,初步確立水資源安全評價指標體系如下。
驅動力(B1)主要指人類社會經濟活動,如人口增長、社會經濟發展的需求、環境變化等。本文選取的指標有庫區年平均降水量C1、人口總數C2、庫區總產值C3。
壓力(B2)主要反映水資源開發利用活動對生態環境造成的負荷,即自然條件和影響水資源安全的人類活動。本文選取的指標有工業污染源廢水排放量C4、城鎮生活污水排放量C5、船舶油污水年產生量C6。
狀態(B3)主要指在上述壓力下所處的狀態,主要涉及水環境質量狀況、生態系統所處狀況等。本文選取的指標有庫區耕地復種指數C7、庫區耕地面積C8以及油污水排放達標率C9。
影響(B4)是指上述狀態的改變對社會、經濟、水生態系統環境產生的影響。本文選取的指標有還林還草面積C10、第二產業實現增加值C11、漁業天然捕撈總產量C12。
響應(B5)是指人類在經濟社會活動中對水生態系統安全問題的能動反應,主要指采取維持水生態系統安全的響應措施。本文選取的指標有船舶油污水處理率C13、單位耕地面積化肥施用量C14、第二產業對GDP貢獻率C15。
3基于綜合權重的集對分析水生態安全評價模型
31集對分析法(SPA)
基于SPA的水生態安全評價的實質就是根據既定等級,依次計算測量值與不同等級的標準在指標所給的特性下的相似程度,如果兩者相似則可歸為一類,反之,則歸為另一類。
依據上文中的指標建立和指標等級的確立,將評價樣本的某指標值,即測量值xl,m為指標集合總數,看成一個集合Xl(l=1,2,…,m),把相應指標的評價標準等級值看成另一個集合Yk(k=1,2,…,n),則Xl與Yk可構成一個集對(Xl,Yk)。一元聯系度μl描述集對(Xl,Yk)的關系[6]
式(2)中ωl為第l指標的權重。在同一個評價系統中,有些指標的作用顯著一些,有的作用則相對來說弱一些,因此各指標對μ的貢獻度不同,可分別賦予不同的權重。在進行水資源系統評價時,關鍵在于確定上式中的μl。借助于模糊分析,給出聯系度的具體計算公式:本文中?、艏墳樵u價級別中的最高級指標。現在給出聯系度的計算公式:其中,s1、s2、s3分別為Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級標準的上限值,超過s3即為Ⅳ級,s4為指標值在大于s3時所取得的最優值。在大多數情況下s4的值,依據實際情形而定。x為各指標的實際測量值。
從而,測量值x關于Ⅰ級標準的聯系度計算表達式為:[7]
這里i=1-2x-s11s2-s1。類似的可以給出測量值x關于Ⅱ級、Ⅲ級、Ⅳ級標準的聯系度計算表達式,在此不作贅述。
32綜合權重的確定
為了計算聯系度,必須先確定指標權重。而確立權重的方法有很多種,大體上分為主觀賦權法和客觀賦權法兩類。在本文中,主要用到了層次分析法和熵權法,而兩類方法各有優劣。前者可體現決策者的經驗判斷,屬性間的相對關系一般不會違反人們認知的常識,缺點是隨意性較大、準確性可靠性較差;后者遵循客觀規律,但卻忽視了決策者的經驗等主觀偏好信息,有時會導致權重系數不合理,甚至于這項指標的權重本就毫無現實意義。為了解決兩種方法的不同缺陷,本文嘗試用綜合權重法,可建立層次分析法和熵權法的關系表達式,從而計算綜合權重:
式(4)中ω為綜合權重;α為經驗因子,反映決策者對于主觀客觀權重的偏好程度q為主觀權重;p為客觀權重。經驗因子α=06;計算得到各指標權重如表1所示。
33集對分析法聯系度的計算
為了計算集對分析法的聯系度,我們首先要得到不同指標的分級標準,結合模糊分析法,給出分級標準(見表2)。s1、s2、s3分別為Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級標準的上限值,超過s3即為Ⅳ級,s4為指標值在大于s3時所取得的最優值,在大多數情況下s4的值,依據實際情形而定。而這里,本文將s4取為標準值,以此來進行分級,見表2。
在分級標準確立之后,就進行數據集的選取。為了更好地反映三峽庫區的真實情況。本文的數據集是搜集1996年至2012年的統計數據,由于數據量較大,為了方便計算等間距地選取1998年、2002年、2006年和2010年的數據進行集對分析。
現在開始計算聯系度,由式(3)至式(4),將數據代入公式中,運用Matlab編程分別計算出表示15個與四個等級的指標標準值對應的聯系度。接著運用式(2),以及表3中的綜合權重,得到總聯系度μ。
由表中的數據,可得1998年水生態安全等級為1級,2002年的水生態安全等級為1級,2006年的水生態安全等級為4級,2010年水生態安全等級為4級??梢娝鷳B安全等級在逐年升高。從過程中可以看出集對分析法的便捷性和可行性,同時從結果看來,隨著人們的環保意識的不斷增強和環保知識與手段不斷改進,雖然三峽庫區水體災害仍有時發生,但是從模型所選取的指標角度上看,三峽庫區的水生態安全狀況卻在逐漸恢復。
4結論及政策建議
對于方法上,本文建立了依據集對分析法的評價方法,考慮到了水生態安全評價指標標準值的邊界值的模糊性,改進了集對分析法的計算方法,避免了集對分析法中關于差異系數、對立系數的計算。該方法概念清晰,易于操作,同時將其運用到三峽庫區的水生態安全評價中去,可以看出集對分析法處理模糊評價的能力與可行性。然而,由于數據的局限性和指標選取的不合理性的可能存在,本文結論仍有較大的改進空間。
對于結論的解釋上,從上述過程和結果數據顯示上看來,結論似乎與我們日常生活認知截然相反。對于這個結論,從本文所選取的15個指標,如庫區年平均降水量、人口總數、庫區總產值、工業污染源廢水排放量、城鎮生活污水排放量、船泊油污水年產生量等,這些指標都與人類生活意識和環保意識有關,因此,本文集對分析法,結果顯示的水生態安全等級不斷升高,其實是因為本文指標直接反映的是人們環保意識的不斷增強,故此有以上結果。
基于本文的評價,筆者提出了有利于三峽水生態安全發展的政策建議:首先,要加快三峽庫區城鎮污水、生活垃圾處理設施的建設,緊接著就是要集中全力進行三峽庫區各項污染治理,嚴格控制新型污染;其次,通過強化對經過三峽庫區船舶的船舶污染管控,從源頭上控制污染;最后,宣傳教育工作也是至關重要的,加強三峽庫區水生態保護的宣傳教育工作,讓更多的人了解環境現況和一些環保知識,實現綠色理念的可持續性。
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