鳳大高速公路營運期環境影響評價模型研究

朱俊澍，陳赟

（1.長沙理工大學交通運輸工程學院，湖南　長沙　410004；2.湖南省交通科學研究院，湖南　長沙　410015）

鳳大高速公路營運期環境影響評價模型研究

朱俊澍1，2，陳赟1

（1.長沙理工大學交通運輸工程學院，湖南長沙410004；2.湖南省交通科學研究院，湖南長沙410015）

結合鳳大（鳳凰—大興）高速公路的實際特點，從水環境影響、空氣環境影響、社會環境影響、生態環境影響和其他影響等方面建立鳳大高速公路營運期環境影響評價指標體系及評價模型并進行評價分析，根據評價結果，提出了加強鳳大公路營運期環境保護的建議與措施。

工程經濟；高速公路；環境影響；營運期

高速公路在帶來巨大經濟效益和社會效益的同時，也帶來了日益嚴重的環境問題，如交通噪聲、汽車廢氣、水質污染等。雖然國內外很多學者和專家在高速公路環境保護領域作了大量、詳細、深刻的探討，但因為公路環境影響評價的復雜性、系統性及工作量龐大等特點，要想對高速公路環境影響作出全面、徹底的分析評價仍然存在很大困難。隨著經濟的快速發展，道路建設規模、通車里程的不斷擴大，交通量的不斷增加，公路對沿線自然環境的負面影響范疇和程度也逐漸增大。因此，研究公路對沿線自然環境的影響已成為當今社會非常重要的課題。當前中國高速公路環境影響評價研究還處于起步階段，相應的理論還比較生疏，更談不上應用，主要表現在：1）評價因子選擇及權重的確定主要依靠相關人員的經驗，具有很大的主觀性、波動性，不具有很強的說服力；2）對于各單因子的定性、定量評價方法都具有一定的局限性，導致評價結果產生較大的主觀性和很大的波動性；3）對地質災害危險性評估及動植物生態系統的服務功能價值損失還欠考慮，也難以計算；4）高速公路環境影響評價應用本來就較少，更不要說經歷了長期現實檢驗的工程項目了，所以當前各評價指標、方法等的有效性仍有待進一步檢驗和認可。

1　工程概況

鳳大（鳳凰—大興）高速公路屬于杭州—瑞麗高速公路中的一段，已于2013年10月31日建成通車。該高速公路的建成通車，對于促進沿線經濟水平提升、銅仁市與湘西州跨區域的旅游業開發合作及銅仁鳳凰機場的發展都有重大意義。

鳳大高速公路經過鳳凰縣5個鄉鎮、27個村，沿線串起了沱江、南長城遺跡、黃絲橋古城、阿拉營鎮、牛堰水庫。主線全長約31 km，按雙向四車道標準建設，標準路基寬度為24.5 m，設計速度為80 km/h。項目總投資近20億元，建設工期為3年。

2　高速公路營運期環境影響評價指標體系和評價模型的構建

2.1評價指標體系

鳳大高速公路營運期環境影響因素包括水環境影響、空氣環境影響、社會環境影響、生態環境影響和其他影響等5個方面，以此為基礎構建的鳳大高速公路營運期環境影響評價指標體系見圖1。

圖1　鳳大高速公路營運期環境影響評價指標體系

2.2 評價模型

2.2.1建立層次模型

利用層次分析法對項目效益進行分解，同層次的元素間是并列關系，相鄰上下層元素間是隸屬關系（見圖2）。

圖2　層次分析結構模型

2.2.2構造判斷矩陣

建立層次結構后，對同一層次的各指標分別進行兩兩比較，采用1～9比例標度法（見表1）判斷每一層次各指標的相對重要性，構造判斷矩陣：

式中：aij>0；aij=1/aji；aii=1；n為判斷矩陣階數。

表1　1～9標度的含義

面對多位專家提出的不盡相同的權值，采取以下原則進行取舍或平均：專家原則，充分考慮專家意見；當意見分歧較大時，采取眾數原則；當某一種意見占主要地位時，采取中數原則。

2.2.3判斷矩陣一致性檢驗

判斷矩陣一致性程度指標CI=（λmax-n）/（n -1），當CI=0時，λmax=n，認為判斷矩陣具有完全的一致性；CI數值越大，即λmax-n值越大，判斷矩陣的一致性越差。

用隨機一致性比率CR代替CI作為判斷矩陣一致性的檢驗指標，CR=CI/RI，其中平均隨機一致性指標RI的取值見表2。當CR≤0.10時，認為判斷矩陣通過一致性檢驗，否則必須調整和修正判斷矩陣。

表2　平均隨機一致性指標RI的取值

2.2.4隸屬度矩陣的確定

模糊綜合評價法是一種以模糊數學為基礎的綜合評價方法，它根據模糊數學的隸屬度理論把定性評價轉化為定量評價，具有結果明確、系統性強的特點，能比較好地解決模糊、難以量化的問題，適合各種非確定性問題。

（1）確定評價等級。首先建立評價集，它是評判者對評判對象可能作出的各種總的評價結果組成的集合，一般根據評價對象而定。對于高速公路營運期環境影響評價，可建立四個等級，即：

（2）確定評價指標樣本矩陣。對于n個評價指標，假設有r位專家參與評價，選項為高、較高、中、低4個。統計各評價指標相對應的評價等級的評價總數dij（i=1，2，…，12；j=1，2，3，4），得矩陣如下：

按下式計算綜合評價結果：

綜合評價結果B是一個向量，描述的是受評者綜合狀況分類程度。根據B所提供的信息，可按照最大隸屬度原則確定受評者所屬評價等級。

3　鳳大高速公路營運期環境影響綜合評價

3.1數據收集與處理

設計調查問卷，對鳳大高速公路營運期環境影響評價指標進行調查，收集原始數據。共發放25份調查問卷，得到有效問卷20份，問卷回收率和有效率均為80％。

對調查數據進行計算，取平均數，四舍五入后保留整數得到判斷矩陣。表3為目標層的判斷矩陣。

3.2指標權重的確定

經過計算，得目標層判斷矩陣的最大特征值λmax=5.021 3，特征向量（即權重向量）W=［0.370 5， 0.370 5，0.077，0.143 9，0.047 1]，CI=0.005 3， CR=0.004 8<0.1，判斷矩陣通過一致性檢驗。

表3　目標層的判斷矩陣

準則層水環境的影響：λ1max=3.003 7，W1= （0.581 5 0.309 0 0.109 5）T，CI=0.001 8，CR =0.003 2<0.1，其判斷矩陣通過一致性檢驗。

準則層空氣環境的影響：λ2max=3.038 5，W2= （0.648 3 0.122 0 0.229 7）T，CI=0.019 3，CR =0.033 9<0.1，其判斷矩陣通過一致性檢驗。

準則層社會環境的影響：λ3max=3，W3=（0.222 2 0.666 7 0.111 1）T，CI=0，CR=0<0.1，其判斷矩陣通過一致性檢驗。

準則層生態環境的影響：λ4max=3.018，W4= （0.163 3 0.297 4 0.540 3）T，CI=0.009，CR= 0.002<0.1，其判斷矩陣通過一致性檢驗。

準則層其他影響：λ5max=3.019，W5=（0.122 4 0.320 4 0.558 2）T，CI=0.01，CR=0.02<0.1，其判斷矩陣通過一致性檢驗。

3.3層次總排序（見表4）

表4　單項指標權重最終排序

單項指標權重計算結果如下：

3.4隸屬度矩陣的確定

通過對鳳大高速公路的實地調查，采用統計分析法計算確定隸屬度矩陣。針對鳳大高速公路營運期環境影響評價的15個單項指標，結合評價集設計問卷，由公路部門管理者、公路使用者、沿線社區居民、同行專家打分確定隸屬度矩陣。共發放調查表400份，有效答卷382份。根據調查統計結果，得到隸屬度矩陣：

3.5模糊綜合評價

3.5.1對準則層進行模糊判斷

水環境影響的模糊判斷結果如下：

空氣環境影響的模糊判斷結果如下：

社會環境影響的模糊判斷結果如下：

生態環境影響的模糊判斷結果如下：

其他影響的模糊判斷結果如下：

3.5.2對目標進行模糊判斷

根據單項指標權重與隸屬度矩陣，通過模型計算，得：

3.6評價結果分析

（1）鳳大高速公路營運期環境影響中，對水環境的影響、對空氣環境的影響所占比例較大，其次為對生態環境的影響，遠遠超過對社會環境的影響和其他影響，與實際調查情況基本一致。

（2）鳳大高速公路營運期環境影響中，對社區發展的影響、對農業生產的影響、聲環境污染、固體廢棄物污染、對景觀的影響等較小，這是鳳大高速公路采取了相應措施的結果。

（3）水環境影響的模糊判斷結果為（0.051 5， 0.491 5，0.360 6，0.096 3），根據最大隸屬度原則，其評價結果為“較高”；根據水環境的權重向量，其主要影響因素為沿線交通工程設施污水對水體的污染?？諝猸h境影響的模糊判斷結果為（0.084 6， 0.371 9，0.370 3，0.173 3），評價等級介于“較高”與“中”之間；根據空氣環境的權重向量，汽車尾氣污染物對大氣環境的污染為主要影響因素。社會環境影響的模糊判斷結果為（0.341 5，0.463 1，0.159 1， 0.036 4），評價結果為“較高”；根據社會環境的權重向量，對沿線基礎設施的干擾為主要影響因素。生態環境影響的模糊判斷結果為（0.054 6，0.466 5， 0.356 0，0.123 9），評價結果為“較高”；根據生態環境的權重向量，對沿線陸生動植物的危害為主要影響因素。其他影響的模糊判斷結果為（0.162 3， 0.433 4，0.306 8，0.098 5），評價結果為“較高”；根據其他影響的權重向量，聲環境污染為主要影響因素。

（4）鳳大高速公路營運期環境影響的模糊判斷結果為（0.093 2，0.455 6，0.356 2，0.126 1），評價結果為“較高”；15個評價指標對環境影響的重要性存在很大差異，其中沿線交通工程設施污水對水體的污染、橋面徑流對周圍水體水質的污染和汽車尾氣污染物對大氣環境的污染等方面的影響較大，與實際情況相吻合。

4　加強營運期環境保護的建議和措施

（1）鳳大高速公路建設期間不僅臨時用地（36.69 hm2）占用了林地和旱地，對公路沿線農業和林業生產造成一定的不利影響，而且沿線存在7處高填深挖路段，雖然施工后通過合理的恢復措施減小了其影響，但運營期間還需做好公路沿線的綠化及植被的恢復。另外，沿線的部分鄉鎮如廖家橋鎮、沱江鎮及都里鄉的水土流失現象較嚴重，需對周邊環境加強監管和治理，尤其是對高挖深填的路段需加強邊坡防護，針對環境相對脆弱的區域定期進行檢查及修復，防止大面積水土流失現象的發生。

（2）加強營運期管理，確保工程設施完整、生產環境安全。建議加強環保教育培訓，提高整體的環保管理能力，使安全事故的發生率降到最低。

（3）對公路的排水設施加強管理，并做好經常性的巡查及養護。

（4）加強對環境的保護力度，公路管理部門設置相關環境管理機構，并委托環保部門對評價當中所規定的監測點定期進行空氣環境監測。

（5）對收費人員進行技能培訓，提高員工的工作能力，減少車輛滯留現象，進而減少汽車尾氣排放對沿線空氣環境的影響。對收費站員工和相關司乘人員進行必要的環保教育，防止固體廢棄物對環境的污染。對沿線的固體廢棄物按路段分批承包，及時進行收集處理，并加強對固體廢棄物污染治理情況的監督。

（6）對服務區內的油煙排放設施定期進行檢查、維修，減少服務區油煙對環境的影響。

（7）對車輛的超速及超載等情況進行強制處理，并在居民區設置隔音屏及禁鳴標志，把噪音降到最低，防止擾民。

（8）對路堤邊坡、排水溝邊及立交路段等的綠化進行統一規劃，保證其協調性。在可能的情況下，在村莊路段兩側構建多層次的綠化林帶，形成一道立體屏障，并在村鎮與公路之間的空地建立四旁林，加強對交通噪聲的阻隔、吸收作用。

5　結語

環境影響評價是一個較為復雜的問題，單純的文字性敘述不能進行深入、全面的分析。該文利用層次分析法和模糊綜合評價法構建高速公路營運期環境影響評價模型，用層次分析法計算權重，用模糊綜合評價法計算評價結果。通過數值計算對高速公路營運期環境影響進行評價，更加直觀、形象，評價結果更具說服力。高速公路營運期環境影響評價不僅是可持續發展思想在高速公路項目環境后評價中的具體應用，也是實現可持續發展的手段，符合新時期綠色環境的要求。

［1］Li Li-ping，Xu Guang-li，Lu Xiao-li.A novel fuzzy route selection method based on multi-norm decision making［A].2010 2nd International Conference on Computer Engineering and Technology［C].2010.

［2］Nozawa H，Endo s，Mifune N.Analysis of environment impact estimation methods for railway environment managcment system［R].Railway Technical Research Institute，2004.

［3］周正祥，魏紅倩，張海科，等.高速公路大氣環境影響后評價指標體系及量化模型［J].公路與汽運，2007（5）.

［4］Sherwood B，Burton J，Cutler D.Wildlife and roads：the ecological impact［M].Imperial College Press，2002.

［5］徐明.高速公路運營對區域可持續發展影響評價［D].長沙：長沙理工大學，2012.

［6］蔡月.HR公路項目環境影響評價研究［D].哈爾濱：哈爾濱工程大學，2013.

［7］牛方方.高速公路營運期節能措施及效果研究［D].西安：長安大學，2013.

［8］王曉寧，李換平，付亞君.基于初步設計方案的高速公路環境影響評價研究［J].公路與汽運，2015（5）.

［9］趙勇，孫中黨，吳明作.高速公路建設項目對生態環境影響綜合評價研究［J].安全與環境工程，2003（3）.

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2015-12-04