[发明专利]一种基于水质模型的区域环境风险评估方法

说明书

技术领域

本发明属于一种基于水质模型的区域环境风险评估方法，是一种根据水质模型模拟结果获取区域环境风险曲线定量表征与评估区域环境风险的方法。适用于流域或某个区域的水环境风险的综合评估。

背景技术

点源，面源，流动源是区域环境健康威胁的主要来源。人类活动排放的污染物直接影响水生生态安全，并最终影响人类健康和社会经济发展。风险评估采用定量分析方法系统探索潜在的环境问题，是一种常用且有效的环境管理技术。纵观目前已有的区域尺度的水环境风险评估方法，一般仅仅采用风险评估指标体系评估区域的风险水平，其指标筛选和指标权重的确定过程的主观性和随意性很难避免，导致风险评估结论也带有很大的主观性和随意性。因此，构建较为合理的、实用的区域环境评估方法，具有重要的理论意义和现实意义。

传统的风险概念由两个变量进行描述：潜在危险事件发生的概率、事件可能产生的不良后果。风险水平高低常常表征为由事件概率和可能的损失两个量构成的风险曲线，或者表示为所有可能事件情景中可能的损失的期望值。区域环境风险评估是分析多个环境风险源对多个环境风险受体带来的可能危害。区域环境风险与污染物在区域环境介质中的迁移和扩散特性密切相关。水质模型是用数学语言解释和预测污染物的混合，运输和转化过程的有效工具，是描述污染物在水环境介质中迁移和转化过程的重要手段。它可以高效地对所有可能的污染物源强情景进行污染物浓度预测，从而将环境风险源，环境介质以及环境风险受体联系起来，定量解释三者之间的关系，分析风险因子沿着“风险源-环境介质-风险受体”的转移过程，进而分析多个环境风险源对多个环境风险受体可能带来的危害，定量表征和评估区域环境风险。

发明内容

本发明的目的是，提供一种基于水质模型的区域环境风险评估方法，用于评估区域环境风险，从而揭示区域环境风险水平的空间异质性，比较各风险源对区域环境风险的贡献。

本发明的技术方案如下：

一种基于水质模型的区域环境风险评估方法，其特征在于步骤如下：

(1)建立区域环境风险源信息数据库，数据库数据包括区域点源、面源、风险源信息，运用蒙特卡洛算法模拟风险源污染物的排放，随机模拟出所有的污染物源强排放情景，获取风险源的概率-源强关系

点源，面源，流动源是区域环境健康威胁的主要来源。区域环境风险点源包括区域的直排工业源和污水处理厂；点源信息包括点源名称，所在乡镇，所在经度、纬度，废水排放量，主要污染物年排放量(COD，TP，TN，氨氮)，排放去向类型，收纳水体名称，排污口位置(经纬度)；点源资料来源于最新的污染源普查结果。面源包括区域内的未接管的生活污水，种植业带来的污染，畜禽养殖污水和水产养殖污水；面源负荷采用经验系数法进行估算，面源负荷细化至乡镇；面源计算资料来源于各县(市)统计年鉴。流动源主要指区域通航河道中船舶运输对水体带来的污染负荷；根据通航量统计资料进行流动源负荷估算。收集区域点源、面源、流动源数据，建立区域环境风险源信息数据库。

运用蒙特卡洛算法模拟风险源污染物的排放。随机模拟出所有的污染物源强排放情景，获取风险源的概率-源强关系。三类风险源分别进行模拟，各类污染物也分别进行模拟，所有源强单位均表述为千克／天。蒙特卡洛算法通过随机模拟和统计检验的手段来解决随机问题，实现采样，统计模拟，最终输出风险源的所有可能排放量及其对应的可能性(概率)。

点源风险源的分析以点源排污口为源强单位，一个排污口及相关点源组合称为一个点源排污单元，缩写为RSU。忽略污染物在排污管道内的降解过程，RSU的污染物源强可近似表述为所有相关点源排放量的总和：

SEi=Σj=1nPSEij]]>

式中SEi指区域内第i个点源排放单元的源强，单位为kg/d，PSE_ij指第i个RSU中的第j个点源的污染物的排放量，单位为kg/d，n表示第i个RSU中包含的相关点源的个数。