【導讀】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，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)內不同區(qū)。了理論依據(jù)和技術支持。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。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，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。提供依據(jù)，進而改善生態(tài)環(huán)境的質量。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]。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，便產生了風險管理這一全新的環(huán)境政策。紀90年代大發(fā)展階段，

　　

【正文】 、統(tǒng)計學工具箱 (Statistics Toolbox)等 ，這些工具箱都是由該領域內 22 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。 GIS 工具 GIS 全稱為 Geographic Information System，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業(yè)化道路，成為國民經濟建設普遍使用的工具，并在各行各業(yè)發(fā)揮重大作用 [5052]。 雅安水環(huán)境生態(tài)風險評價 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 四川農業(yè)大學 倪 福全 的四川西緣山地農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 23 降水量指從天空降落到地面上的液態(tài)和固態(tài) (經融化后 )降水 ， 沒有經過蒸發(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 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，水分經蒸發(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 農業(yè)生產 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 ， 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)內的 生產用水 、 廢污水年排放量 、 城市居民人均生活用水 、 24 農村居民人均生活用水 等。 (1) 生產用水 簡而言之， 生產用水 (Process Water)即 生產過程所需用的水 ，通常包括工業(yè)生產用水和農業(yè)生產用水。 工業(yè)生產的用水量，包括 主要生產用水 、 輔助生產用水 和 附屬生產用水 ； 農業(yè)用水（ Agricultural Water）指用于灌溉和農村牲畜的用水 ， 農業(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。 生產用水總量 ，其表示方法為一年中工業(yè)用水和農業(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、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，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)廢水是在工礦生產活動中產生的廢水。工業(yè)廢水可分為生產污水與生產廢水。生產污水是指在生產過程中形成、并被生產原料、半成品或成品等原料所污染，也包括 熱污染（指生產過程中產生的、水溫超過 60 攝氏度的水）；生產廢水是指在生產過程中形成，但未直接參與生產工藝、未被生產原料、半成品或成品等原料所污染或只是溫度 稍有上升的水。生產污水需要進行凈化處理；生產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、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) 農村居民人均生活用水 農村居民人均生活用水 ，直接反應了農村居民的生活質量。我國是一個農業(yè)大國，農村居民生活質量的好壞直接關系到社會經濟的全面發(fā)展，因此在 農村居民人均生活用水不滿足要求時，對水環(huán)境也會產生一定的負面影響。 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。經分析可知， 生產用水、 廢污水年排放量、城市居民人均生活用水、農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。 25 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 1573 1008 漢源縣 737 寶興縣 953 1073 蘆山縣 1144 天全縣 1660 1612 滎經縣 1702 雨城區(qū) 1732 1462 名山縣 982 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） 農村居民人均生活用水（ m3） 生產用水 （億 m3） 廢污水年排放量（萬噸） 石棉縣 漢源縣 寶興縣 70 蘆山縣 33 天全縣 119 滎經縣 雨城區(qū) 94 名山縣 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 農村人均生活用水 生態(tài)環(huán)境用水量 26 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 SPSS for Windows 統(tǒng)計軟件環(huán)境下，通過制作 PP 圖和 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 表 6 社會因子數(shù)據(jù)統(tǒng)計 N Minimum Maximum Mean Std. Deviation 城市居民人均生活用水 8 農村居民人均生活用水 8 生產用水 8 廢污水年排放量 8 Valid N (listwise) 8 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） 1 1/3 社會因子（ W2） 3 1 ② 建立判斷矩陣 A N Minimum Maximum Mean Std. Deviation 多年平均降水量 8 1240 多年平均蒸發(fā)量 8 839 1573 多年平均徑流深 8 737 1702 水資源總量 8 供水總量 8 生態(tài)環(huán)境用水 8 Valid N (listwise) 8 27 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） 1 1/3 1/3 1/3 1/5 1/5 多年平均蒸發(fā)量（ M2） 3 1 1/3 1/3 1/5 1/5 多年平均徑流深（ M3） 3 3 1 1 1/3 1/5 多年平均降水量（ M4） 3 3 1 1 1 1/3 水資源總量（ M5） 5 5 3 1 1 1/3 生態(tài)環(huán)境用水（ M6） 5 5 5 3 3 1 表 9 二級判斷評分（社會因子類） 城市居民人均生活用水（ M7） 農村居民人均生活用水（ M8） 生產 用水（ M9） 廢污水年排放量（ M10） 城市居民人均生活用水（ M7） 1 1/3 1/3 1/5 農村居民人均生活用水（ M8） 3 1 1/3 1/5 生產用水（ M9） 3 3 1 1/3 廢污水年排放量（ M10） 5 5 3 1 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