淺析突變理論在環境影響評價中的應用

摘 要：突變理論在環境影響評價上有重要應用意義，能對多個環境影響因素進行合理排序，從而確定各評價指標的權重，可得到較為準確的環境評價結果。本文主要從突變理論下的評價方法、突變理論在環境影響評價中的應用分析等方面展開討論，詳細分析了突變理論具體內容，并結合具體案例，來探討突變評價法在環境評價中的應用，有利于實現對環境影響因素的充分掌握。

關鍵詞：突變理論；監測質量；環境影響評價

前言

對于多目標評價分析而言，通常采取效用函數、層次分析和模糊評價等方法。由于不同目標之間存在復雜聯系，在利用上述分析方法時，很難明確各指標因素的權重，容易造成評價指標選擇不合理，對評價結果準確性有不利影響。而利用突變理論下的評價方法能實現對上述矛盾的有效處理，在進行復雜系統的評價分析時，可對多個影響因素按照重要性排序，進而為評價過程的順利開展創造有利條件。

一、突變理論下的評價方法

（一）突變理論闡述

這一理論屬于數學學科范疇，在復雜系統的評價分析方面有重要作用。量變到質變屬于社會各領域常見的一種現象。突變理論就是闡述一系列量變如何轉變為質變的理論。突變理論與奇點理論、拓撲學等數學知識有關，其證明過程較復雜，但是實際應用時，使用模型較簡單，體現出較強的適應性[1]。因此，突變理論在社會科學以及自然科學等各個領域有廣泛應用。將這一理論應用到環境影響評價中，能對復雜的影響因素按照重要性進行排序，從而得到較為準確的評價結果。

（二）突變理論下的多準則評價方式

在突變理論基礎上的評價方法，結合考慮模糊函數、層次分析等多個評價方法的優勢，可利用歸一化處理原則，得到各影響因素對應的隸屬函數。利用這種評價方法，不需要對各因素間權重關系有明確掌握。常見的突變模型包括尖點突變、蝴蝶突變和燕尾突變等，為了簡化評價過程，需要對突變模型進行歸一化計算，得到相應的隸屬函數，并且通過歸一化處理后，控制因子的取值范圍在0-1之間，是突變評價法的核心。突變模糊隸屬函數與一般模糊隸屬函數處理方法類似，但是它們在實際運用上有明顯差異。突變模型中的控制因子對評價主體的影響主要由模型來決定，不是評價者主觀的判定權重。并且由于突變模型內部矛盾間有著對立統一關系，各變量對評價主體的作用有主次之分。

（三）突變評價法應用重點

在取值原則上，通常采取“越大越好”的隸屬函數分析原則，實際評價過程中，如果不同函數對應準則不同，則需要經過變換處理后得到隸屬函數。在綜合分析方面，當評價體系中影響因素較多時，則需要將多種因素劃分為不同層次的指標體系。其中底層指標應計算出其對應的隸屬函數。在評價準則上，根據具體問題的性質，應選擇適當的評價準則。一是非互補原則，指的是系統中各控制因子間的作用不可代替，當存在不足時，則按照大中取小的原則進行取值；二是互補原則，與非互補原則不同，當各控制變量間互相彌補不足時，則采取均值選用原則。

二、突變理論在環境影響評價中的應用分析

本文在對基于突變理論的環境影響評價法應用情況進行分析時，主要以湖北某些城市的環境空氣質量評價為例，在對這些城市某年空氣質量進行監測后，可得到下表數據。

按照污染物綜合指數法以及分指數法對各城市環境空氣的污染指數進行計算后，可得到相應的結算結果，其中赤壁綜合指數為0.78；丹江口綜合指數為1.30；咸寧綜合指數為1.39；黃石綜合指數為2.23。從上述數據可得出：赤壁環境空氣污染指數較小，說明城市環境空氣質量較高；而黃石污染指數相對較大，表明城市環境較差。

（一）基于突變理論的評價法計算

利用突變評價法對湖北各城市環境空氣進行評價時，考慮到影響城市空氣質量的包括3種污染物，這時可選擇燕尾突變模型進行環境影響評價。其中黃石市的總污染物懸浮顆粒濃度為0.32mg/m3，超過國家控制質量二級標準。現假定總懸浮顆粒是環境空氣質量主要影響因素，將其看作控制因子a，而NOX和SO2則分別是控制因子b與c。實際計算時，首先應將城市總懸浮顆粒含量和各污染物含量等數據轉變為突變模糊隸屬函數[2]。為了確保城市環境空氣質量良好，需要盡可能降低各類污染物濃度，因此，在進行城市環境空氣質量評價時，可將各類污染物最小值作為評價基準，并將其對應的突變模糊隸屬函數值設置為1.0。這時隸屬函數值越大，則說明城市環境空氣質量較好。在利用歸一化算法計算湖北各城市污染物隸屬函數值后，可得到：黃石市總懸浮顆粒隸屬函數值為0.77；咸寧市懸浮顆粒隸屬函數值為0.90；赤壁市和丹江口市總懸浮物顆粒對應的隸屬函數值分別是1.00與0.85。

（二）改變污染因子重要性順序后的空氣質量評價結果

污染物因子重要性順序設置的不同，將產生不同的評價結果。如果將污染因子考察順序按照SO2-NOx-總懸浮顆粒的方式排序，則能得到表2 中結果。而將污染因子的重要性順序按照NOx-總懸浮顆粒-SO2的次序排列，將得到表3的計算結果。

（三）計算結果分析

從表格中數據可看出，采取多種不同的污染因子重要性排序方式后，環境空氣質量最佳及最差的城市沒有發生變化，其中環境空氣質量最佳的為赤壁市，其三種污染因子的空氣濃度較小，并且計算求得的污染因子隸屬函數相對要大。空氣質量最差的為黃石市，可看出該市三種污染物含量均較高。當利用互補原則對各污染因子對空氣的影響程度進行分析時，可得出在不同重要性排列順序下，計算結果與利用指數法得到的數值基本一致，并且評價結果相同。而利用非互補原則進行城市環境空氣質量評價時，當污染因子的優先考察順序改變時，環境污染總體評價結果將產生一定差異[3]。如在注重NOX這一污染物的作用時，則丹江口市的環境空氣質量相對較差，這一結果說明，丹江口市空氣污染主要受到空氣中NOX含量的影響。上述實例分析表明，將突變評價法運用到環境影響評價中，可在對多個環境影響因素重要性順序進行排列后，采取相關的計算方法，來得到各影響因數的隸屬函數值，通過比較函數值大小，能得到較為準確的評價結果。具體來說，突變評價法應用價值主要體現在對評價指標權重的客觀考慮上，能保證評價內容的全面性，避免評價結果受到人的主觀意識影響，進一步作出合理的分析決策。

結論：突變評價法是在結合模糊評價法以及層次分析法優勢的基礎上，對環境影響進行評價，能有效避免多目標情況下，評價指標選擇的主觀性。這種評價方法具有實用、操作簡單的特點，尤其在對復雜的環境保護方案進行評價時，具有明顯的應用優勢。本文主要借助具體案例，來說明突變評價法的應用重要性，可確保環境影響評價結果的準確性和有效性，進一步實現對環境的保護。

參考文獻

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[2]范留明，耿鵬超.突變理論在邊坡工程應用的研究進展[J].地球科學進展，2015，30（11）：1268-1277.

[3]徐巖，趙旭，楊永清.隨機突變理論的應用與研究評析[J].統計與決策，2012（22）：34-38.

作者簡介

農彩萍（1988—），女，壯族，籍貫：廣西天等，單位：廣西增源環保工程有限公司。

（作者單位：廣西增源環保工程有限公司）