基于模糊数学的公路综合环境影响评价方法

摘 要：文章主要基于公路建设项目对其环境影响综合评价指标体系做深入、重点的研究，分析这一指标体系中各个因子的层次结构。具体而言，主要内容包括：分析我国公路建设项目筛选相关环境影响评价因子的方法，再基于模糊数学理论把定量指标、定性指标结合起来，建立起相关的数学模型；再与某工程实践相结合，对其实际应用予以举例说明。

关键词：公路建设项目；模糊数学；综合环境影响评价方法

1 模糊数学综合评价方法的相关概念

所谓模糊综合评价法，顾名思义，即是以模糊数学理论为基础的评价方法，该方法的理论基础包括模糊评判法、灰色理论、组合数据包络分析法等相关方法，其最大优势就是实现了定性评价和定量评价的有机结合，不仅可以保证评价结果的合理性与可行性，而且大大提高了评价的综合性。

2 基于公路建设项目的环境影响综合评价指标体系

基于公路建设项目的环境影响综合评价体系要包括评价标准、评价指标及评价方法等三个方面。如果可以确定评价标准，则要进一步对评价环境因子所包含的内容范围予以明确，即建立评价指标体系。在实际建设过程中，地区不同，其环境状况及建设技术就会存在明显差异，相应的其所建立的指标体系也会有所不同，因此要结合工程所在地区的实际情况进行建设。当然，在实际评价工作过程中，建立环境指标体系后还要筛选相关评价因子，因为实际公路建设项目中有些环境因子对工程的影响可以忽略不计，所以这些环境因子也就不予评价。并且不同工程地区其环境质量也有所不同，即使同一个环境因子可能对不同地区的环境影响程度也是有差异的，因此要对整个评价体系中各项评价因子在其中所占的权重进行确定。比如某地区工程建设过程中，生态环境质量的影响比较突出，那么在评价过程中要将该因素的权重提高。

3 公路建设环境影响综合评价指标体系的建设

对公路建设项目环境相关影响因素进行综合评价，首先要建立相关评价指标体系，该评价因子体系必须具备可供筛选的功能。公路建设的最终产品即一条带状的地面建筑物，其会从多个方面对沿线周围的环境产生直接影响。从环境影响综合评价体系的主要作用来看，评价过程中，要按照公路沿线地区不同的环境特征，将其划分为不同的区域，每个区域对应的环境功能各不相同，评价过程中只需对这些每个区域的环境功能进行分析即可，研究其主要影响指标，然后将这些环境功能评价结果综合起来，最终即可选择最能反映环境质量的、最具代表性的环境因子。从某种程度而言，公路沿线地区的环境体系非常复杂，其体现出多因素耦合的、动态的特点，其所涉及到的社会环境、声环境、大气环境及水环境、生态环境等多个环境体系，均无时无刻不发生变化，相应的，公路环境影响综合评价体系中，就要将这些动态变化的、复杂的、多因素耦合的环境因素作为一级指标体系的主要内容。

具体而言，公路建设工程对社会环境的影响：首先，公路建设势必会牵扯到当地的地区规划，从而影响其经济发展规划；其次，在公路建设施工过程中，居民的生活会受到影响，降低其出行的便利性，并且公路工程的修建还要占用大量土地，必然涉及到房到拆迁；最后，拆迁过程中的一些基础设施、资源、沿线景观等也会受到影响。由此可见，公路工程对社会环境的影响是十分显著的。

其对生态环境的影响表现在四个方面：首先，影响到沿线野生动、植物的正常栖息；其次，公路建设过程中，沿线天然植被地可能会影响到正常施工，必须进行清除才能正常施工，因此可能要砍伐森林、人工林，还有可能会造成草原的损坏等；再次，施工过程将地表植被清除后，不利于水土保持，导致公路沿线的水土流失；最后，施工过程中所用的混凝土、沥青等建筑垃圾会对当地土壤的质量产生不利影响，从而影响到正常的农业生产，可能还会影响到农作物中的含铅量。

公路工程建设过程中产生施工废水在所难免，这些已经被污染的水从边沟排出后，会慢慢渗入地下，从而对地表水、地下水造成污染，进而对公路沿线的水环境产生影响。

其对声环境的影响主要体现在两个方面：一方面公路建设施工过程中，会产生大量的机械噪声，从而影响到沿线居民的正常工作与生活；另一方面，公路营运过程中，公路交通噪声同样会对沿线居民的正常工作与生活产生不良影响等。

公路建设工程主要通过三个途径污染大气环境：一是施工过程中无法控制的建筑扬尘，这些小颗粒悬浮在空气中，污染当地的空气环境；二是搅拌沥青时，会有大量的沥青烟尘弥散在空气中，这些有毒气体会对大气造成污染；另外，公路运营过程中行驶的各类机动车辆所排放的尾气是污染大气环境的重要因素。

4 建立基于模糊数学综合评价的数学模型

在公路建设项目环境影响综合评价体系建立过程中，结果的量化问题是现阶段的难点，如果对评价结果进行量化，可以实现公路建设项目的横向比较。基于这一要求，本研究就在通过模糊数学理论实现评价体系中定量指标与定性指标的有机结合，计算出一个综合性的、可以量化的结果。该评价体系的主要目的是基于公路建设项目，对其对周边环境造成的影响进行计算。

4.1 综合评价指标集和评价结果标准集

设公路建设项目环境影响综合评价指标集为：

A=[A1，A2，A3，A4]

其中A1指社会环境；A2表示生态环境；A3代表大气环境，A4则为声环境，A5代表水环境，每个元素中又包含了几个子元素：

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分别代表社区发展、居民生活质量与房屋拆迁、基础设施、资源利用、景观环境。

A21表示野生动植物及栖息地，A22代表水土流失，A23代表土壤及其含铅量；A24则为水环境。

A31表示一氧化碳，A32为二氧化硫，A33则是指氮氧化物，A34表示总悬浮颗料物，A35则为总烃。

A41代表交通噪声。

A51，A52，A53，A54，A55分别代表PH值、COD、BOD、油类、悬浮物。

设评价标准值集为R=[R1，R2，R3，R4]，一般情况下，对评价结果量化的过程就是以评价标准值集作为参照标准的，用评价标准值集对比经过量化的综合评价的结果，即基于环境分析的角度评价项目的实际意义是积极的还是消极的。

其中代表有R1积极影响、R2代表良好影响、R3代表合格、R4代表负面影响。标准集可以赋值为（100，80，60，40）。

4.2 各项评价因子权重的确定

所谓权重，其实就是采用数量化的表示方法反映各评价因子对环境所产生影响的程度。由于各因子对环境的影响程度有大有小，相应的，各项因子权重的大小也存在差异。

4.3 综合评价的计算

设评价因子赋值集为：

XT=[X1，X2，X3，....Xn]，评价标准值集R=[R1，R2，R3，R4]，则矩阵：称为XTOR上的隶属关系矩阵。

其中n是指评价指标中的项目数，例如对于一级指标而言，有四个因子，所以n=4，对于其中社会环境而言，又有五个项目，故n=5。R中的元素rij表示XT中第i个元素相对第j个评价的隶属函数，对于公路环境影响评价，可以采用降半梯形法来确定隶属函数，设Rj和Rj+1是相邻的两级的分级标准，如100分与80分，定义Rj>Rj+1，则x相对于Rj的隶属函数为：

x相对于Rj+1的隶属函数为：

设A=[a1，a2，a3，.....an]为XT上的权分配模糊向量，即ai表示XT中xi的权重，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*]

通过上文分析可知，可以把公路环境影响综合评价指标体系分为两级，下面对其第二级进行计算，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

分别对Bk作归一化处理得到Bk*，然后可以进行总的一级评价：令：B=A[B1*，B2*，B3*，B4*，B5*]T则最终的综合评价得分为：

P=RBT

本研究所提出的基于模糊数学的公路综合环境影响评价方法，体现出了操作简单、科学性强、更加合理的优势，计算过程中可以发现，该数学模型具备较高的实用价值，尤其是有些公路设计方案包含了多个主要影响因素，那么针对这类方案则更为适用；在不同的设计方案中，这些主要因素的影响程度又有所不同，当人工难以取舍时即可利用该模型进行辅助决策，且所有计算均通过计算机完成，大大降低了工作人员的劳动强度，提高了计算的准确性。

参考文献

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