基于模糊數學的公路綜合環境影響評價方法

摘 要：文章主要基于公路建設項目對其環境影響綜合評價指標體系做深入、重點的研究，分析這一指標體系中各個因子的層次結構。具體而言，主要內容包括：分析我國公路建設項目篩選相關環境影響評價因子的方法，再基于模糊數學理論把定量指標、定性指標結合起來，建立起相關的數學模型；再與某工程實踐相結合，對其實際應用予以舉例說明。

關鍵詞：公路建設項目；模糊數學；綜合環境影響評價方法

1 模糊數學綜合評價方法的相關概念

所謂模糊綜合評價法，顧名思義，即是以模糊數學理論為基礎的評價方法，該方法的理論基礎包括模糊評判法、灰色理論、組合數據包絡分析法等相關方法，其最大優勢就是實現了定性評價和定量評價的有機結合，不僅可以保證評價結果的合理性與可行性，而且大大提高了評價的綜合性。

2 基于公路建設項目的環境影響綜合評價指標體系

基于公路建設項目的環境影響綜合評價體系要包括評價標準、評價指標及評價方法等三個方面。如果可以確定評價標準，則要進一步對評價環境因子所包含的內容范圍予以明確，即建立評價指標體系。在實際建設過程中，地區不同，其環境狀況及建設技術就會存在明顯差異，相應的其所建立的指標體系也會有所不同，因此要結合工程所在地區的實際情況進行建設。當然，在實際評價工作過程中，建立環境指標體系后還要篩選相關評價因子，因為實際公路建設項目中有些環境因子對工程的影響可以忽略不計，所以這些環境因子也就不予評價。并且不同工程地區其環境質量也有所不同，即使同一個環境因子可能對不同地區的環境影響程度也是有差異的，因此要對整個評價體系中各項評價因子在其中所占的權重進行確定。比如某地區工程建設過程中，生態環境質量的影響比較突出，那么在評價過程中要將該因素的權重提高。

3 公路建設環境影響綜合評價指標體系的建設

對公路建設項目環境相關影響因素進行綜合評價，首先要建立相關評價指標體系，該評價因子體系必須具備可供篩選的功能。公路建設的最終產品即一條帶狀的地面建筑物，其會從多個方面對沿線周圍的環境產生直接影響。從環境影響綜合評價體系的主要作用來看，評價過程中，要按照公路沿線地區不同的環境特征，將其劃分為不同的區域，每個區域對應的環境功能各不相同，評價過程中只需對這些每個區域的環境功能進行分析即可，研究其主要影響指標，然后將這些環境功能評價結果綜合起來，最終即可選擇最能反映環境質量的、最具代表性的環境因子。從某種程度而言，公路沿線地區的環境體系非常復雜，其體現出多因素耦合的、動態的特點，其所涉及到的社會環境、聲環境、大氣環境及水環境、生態環境等多個環境體系，均無時無刻不發生變化，相應的，公路環境影響綜合評價體系中，就要將這些動態變化的、復雜的、多因素耦合的環境因素作為一級指標體系的主要內容。

具體而言，公路建設工程對社會環境的影響：首先，公路建設勢必會牽扯到當地的地區規劃，從而影響其經濟發展規劃；其次，在公路建設施工過程中，居民的生活會受到影響，降低其出行的便利性，并且公路工程的修建還要占用大量土地，必然涉及到房到拆遷；最后，拆遷過程中的一些基礎設施、資源、沿線景觀等也會受到影響。由此可見，公路工程對社會環境的影響是十分顯著的。

其對生態環境的影響表現在四個方面：首先，影響到沿線野生動、植物的正常棲息；其次，公路建設過程中，沿線天然植被地可能會影響到正常施工，必須進行清除才能正常施工，因此可能要砍伐森林、人工林，還有可能會造成草原的損壞等；再次，施工過程將地表植被清除后，不利于水土保持，導致公路沿線的水土流失；最后，施工過程中所用的混凝土、瀝青等建筑垃圾會對當地土壤的質量產生不利影響，從而影響到正常的農業生產，可能還會影響到農作物中的含鉛量。

公路工程建設過程中產生施工廢水在所難免，這些已經被污染的水從邊溝排出后，會慢慢滲入地下，從而對地表水、地下水造成污染，進而對公路沿線的水環境產生影響。

其對聲環境的影響主要體現在兩個方面：一方面公路建設施工過程中，會產生大量的機械噪聲，從而影響到沿線居民的正常工作與生活；另一方面，公路營運過程中，公路交通噪聲同樣會對沿線居民的正常工作與生活產生不良影響等。

公路建設工程主要通過三個途徑污染大氣環境：一是施工過程中無法控制的建筑揚塵，這些小顆粒懸浮在空氣中，污染當地的空氣環境；二是攪拌瀝青時，會有大量的瀝青煙塵彌散在空氣中，這些有毒氣體會對大氣造成污染；另外，公路運營過程中行駛的各類機動車輛所排放的尾氣是污染大氣環境的重要因素。

4 建立基于模糊數學綜合評價的數學模型

在公路建設項目環境影響綜合評價體系建立過程中，結果的量化問題是現階段的難點，如果對評價結果進行量化，可以實現公路建設項目的橫向比較。基于這一要求，本研究就在通過模糊數學理論實現評價體系中定量指標與定性指標的有機結合，計算出一個綜合性的、可以量化的結果。該評價體系的主要目的是基于公路建設項目，對其對周邊環境造成的影響進行計算。

4.1 綜合評價指標集和評價結果標準集

設公路建設項目環境影響綜合評價指標集為：

A=[A1，A2，A3，A4]

其中A1指社會環境；A2表示生態環境；A3代表大氣環境，A4則為聲環境，A5代表水環境，每個元素中又包含了幾個子元素：

A1=[A11，A12，A13，A14，A15]

A2=[A21，A22，A23，A24]

A3=[A31，A32，A33，A34，A35]

A4=[A41]

A5=[A51，A52，A53，A54，A55]

其中A11，A12，A13，A14，A15分別代表社區發展、居民生活質量與房屋拆遷、基礎設施、資源利用、景觀環境。

A21表示野生動植物及棲息地，A22代表水土流失，A23代表土壤及其含鉛量；A24則為水環境。

A31表示一氧化碳，A32為二氧化硫，A33則是指氮氧化物，A34表示總懸浮顆料物，A35則為總烴。

A41代表交通噪聲。

A51，A52，A53，A54，A55分別代表PH值、COD、BOD、油類、懸浮物。

設評價標準值集為R=[R1，R2，R3，R4]，一般情況下，對評價結果量化的過程就是以評價標準值集作為參照標準的，用評價標準值集對比經過量化的綜合評價的結果，即基于環境分析的角度評價項目的實際意義是積極的還是消極的。

其中代表有R1積極影響、R2代表良好影響、R3代表合格、R4代表負面影響。標準集可以賦值為（100，80，60，40）。

4.2 各項評價因子權重的確定

所謂權重，其實就是采用數量化的表示方法反映各評價因子對環境所產生影響的程度。由于各因子對環境的影響程度有大有小，相應的，各項因子權重的大小也存在差異。

4.3 綜合評價的計算

設評價因子賦值集為：

XT=[X1，X2，X3，....Xn]，評價標準值集R=[R1，R2，R3，R4]，則矩陣：稱為XTOR上的隸屬關系矩陣。

其中n是指評價指標中的項目數，例如對于一級指標而言，有四個因子，所以n=4，對于其中社會環境而言，又有五個項目，故n=5。R中的元素rij表示XT中第i個元素相對第j個評價的隸屬函數，對于公路環境影響評價，可以采用降半梯形法來確定隸屬函數，設Rj和Rj+1是相鄰的兩級的分級標準，如100分與80分，定義Rj>Rj+1，則x相對于Rj的隸屬函數為：

x相對于Rj+1的隸屬函數為：

設A=[a1，a2，a3，.....an]為XT上的權分配模糊向量，即ai表示XT中xi的權重，且Σai=1。令：

=[b1，b2，b3，b4]

再令b*=b1+b2+b3+b4，作：

B*=[b1/b*，b2/b*，b3/b*，b4/b*]

通過上文分析可知，可以把公路環境影響綜合評價指標體系分為兩級，下面對其第二級進行計算，如下：

Bk=AkVk（k=1，2，3，4，5）

其中：

A1=[a11，a12，a13，a14，a15]

A2=[a21，a22，a23，a24]

A3=[a31，a32，a33，a34，a35]

A4=[a41]

A5=[a51，a52，a53，a54，a55]

其中

Σaik=ai

分別對Bk作歸一化處理得到Bk*，然后可以進行總的一級評價：令：B=A[B1*，B2*，B3*，B4*，B5*]T則最終的綜合評價得分為：

P=RBT

本研究所提出的基于模糊數學的公路綜合環境影響評價方法，體現出了操作簡單、科學性強、更加合理的優勢，計算過程中可以發現，該數學模型具備較高的實用價值，尤其是有些公路設計方案包含了多個主要影響因素，那么針對這類方案則更為適用；在不同的設計方案中，這些主要因素的影響程度又有所不同，當人工難以取舍時即可利用該模型進行輔助決策，且所有計算均通過計算機完成，大大降低了工作人員的勞動強度，提高了計算的準確性。

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