低碳理念下復(fù)雜地質(zhì)公路選線生態(tài)評(píng)價(jià)方法研究

華開成 王趙明

關(guān)鍵詞：低碳；地質(zhì)公路；復(fù)雜地質(zhì)；公路選線；生態(tài)評(píng)價(jià)

前言

公路的建設(shè)和選線是一個(gè)復(fù)雜的過程，涉及到不同專業(yè)領(lǐng)域，具有投資和建設(shè)規(guī)模大、制約的因子多、技術(shù)難題多的特點(diǎn)，屬于較為復(fù)雜的系統(tǒng)性的工程。在運(yùn)營(yíng)的過程中，公路上汽車的噪聲污染、汽車尾氣對(duì)大氣環(huán)境的污染、對(duì)動(dòng)物的生存環(huán)境和遷徙路線造成了影響。經(jīng)過礦山采礦區(qū)復(fù)雜地質(zhì)公路的線路的選擇就顯得尤為重要。如何實(shí)現(xiàn)高速公路建設(shè)和路線選擇與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、環(huán)境的和諧統(tǒng)一，越來越受到社會(huì)以及大眾的關(guān)注。

目前公路環(huán)境評(píng)價(jià)常見方法有德菲法、數(shù)理數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)法、綜合模糊評(píng)判法、灰色關(guān)聯(lián)法等。隨著測(cè)控技術(shù)和遙感技術(shù)的不斷發(fā)展，涌現(xiàn)了一些新的方法，例如DAFF、AHP-FEE、AHP-綜合模糊等新的評(píng)價(jià)方法。

針對(duì)研究高速地質(zhì)公路沿線的地質(zhì)脆弱區(qū)作為研究對(duì)象，分析該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境及公路生態(tài)環(huán)境，從不同的層次建立生態(tài)評(píng)價(jià)方法和評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，按照AHP和FEE的方法建立對(duì)應(yīng)的模型，探討利用該模型和評(píng)價(jià)指標(biāo)體系對(duì)于復(fù)雜地質(zhì)公路選線評(píng)價(jià)的適用性，并對(duì)該高速公路進(jìn)行詳細(xì)的生態(tài)評(píng)價(jià)，獲得最全面的生態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果。為復(fù)雜地質(zhì)公路選線的生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)和環(huán)境保護(hù)等提供決策依據(jù)和生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)和保護(hù)方法。

1評(píng)價(jià)體系

1.1生態(tài)評(píng)價(jià)體系構(gòu)建

公路選線及建設(shè)評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建是由不同的指標(biāo)構(gòu)成的。不同的指標(biāo)之間互相之間有聯(lián)系，有不同的層次感和結(jié)構(gòu)體系。不同的指標(biāo)之間互相補(bǔ)充和互相作為基礎(chǔ)，構(gòu)成了公路的生態(tài)評(píng)價(jià)體系。不同的原始數(shù)據(jù)構(gòu)成了不同的指標(biāo)，可以反應(yīng)系統(tǒng)不同部分的特征，可以反應(yīng)系統(tǒng)間的不同特征以及相互的聯(lián)系。對(duì)于具有顯著性的指標(biāo)選擇時(shí)候應(yīng)該特別注意。除此以外，還需要充分考慮指標(biāo)體系的可操作性和數(shù)據(jù)的獲取便捷性。綜合指標(biāo)本身的可行性、評(píng)價(jià)過程中可能會(huì)產(chǎn)生的影響因子以及在已有的理論基礎(chǔ)上，建立適合研究所用的評(píng)價(jià)體系。圖1是公路生態(tài)評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系框架。根據(jù)構(gòu)建框架的原則，可以把公路生態(tài)評(píng)價(jià)體系分為三個(gè)層次，分別是目標(biāo)層、原則準(zhǔn)則層和指標(biāo)層。目標(biāo)層指標(biāo)1個(gè)，是公路選線生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)的總體目標(biāo)。原則層是為了實(shí)現(xiàn)目標(biāo)而涉及的不同因素，包括社會(huì)面、生態(tài)面、地表水面、地下水面、聲環(huán)境、環(huán)境空氣等6個(gè)主要因素，指標(biāo)層是評(píng)價(jià)不同因素的數(shù)據(jù)層，是框架的最底層，是對(duì)指標(biāo)進(jìn)行描述和解釋的數(shù)據(jù)，具備一定的代表性和共性。（見圖1）

1.2AHP-FEE評(píng)價(jià)方法確定權(quán)重

首先確定傳統(tǒng)法的群組AHP法，優(yōu)化后得到了AHP-FEE評(píng)價(jià)方法。對(duì)不同的轉(zhuǎn)機(jī)的聚類權(quán)重進(jìn)行分析，原則層的指標(biāo)進(jìn)行專家分析，然后根據(jù)矩陣判斷，專家聚類的權(quán)重，計(jì)算分析中不同專家一致性的權(quán)重因子，通過計(jì)算得出兩者結(jié)合的綜合專家權(quán)重。通過加權(quán)平均計(jì)算出各向量的排序，從而得出權(quán)重的指標(biāo)值。過程可以描述為：建立具有階梯式的層次結(jié)構(gòu)模型，根據(jù)要求構(gòu)造計(jì)算判斷矩陣，計(jì)算矩陣得出結(jié)果并進(jìn)行檢驗(yàn)，列表判斷出權(quán)重系數(shù)和一致性檢測(cè)結(jié)果。提出不合理的指標(biāo)，判斷單一指標(biāo)對(duì)矩陣特征值的影響大小信息，可以反應(yīng)出不同的專家順序?qū)τ诰仃嚨挠绊懗潭茸兓２⒂?jì)算新的權(quán)重。

2結(jié)果與討論

2.1研究區(qū)域概述

某地質(zhì)公路，路線整體走向自南向北，線路全長(zhǎng)600公里，全線設(shè)置橋梁8座，特大橋共計(jì)5座，共計(jì)11140m；大橋共計(jì)2座，共計(jì)11230m、中橋1座，共計(jì)135.6m。互通式立交3座，隧道5座。線路經(jīng)過地區(qū)為山地和平原地質(zhì)結(jié)構(gòu)區(qū)，其中有礦山區(qū)3座，地質(zhì)公園區(qū)3座。線路周邊有復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)礦山公園，具有獨(dú)特的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和斷層礦山地貌。由于存在特殊的地質(zhì)構(gòu)造和地形地貌形態(tài)，經(jīng)過調(diào)查，存在泥石流、滑坡和崩塌的地質(zhì)現(xiàn)象。

2.2指標(biāo)權(quán)重確定

采用YAAHP軟件構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)模型，計(jì)算出權(quán)重系數(shù)和檢驗(yàn)一致性。當(dāng)ER值小于1的時(shí)候，一致性檢驗(yàn)合格，反之不合格。然后根據(jù)18位專家對(duì)一級(jí)指標(biāo)給出的權(quán)重系數(shù)及一致性檢驗(yàn)，有6位專家的一致性檢驗(yàn)指標(biāo)ER>0.1，判定為不合格無法使用，另外2位專家的判斷矩陣不能用于分析，從而得到一致性檢驗(yàn)合格的專家的一一級(jí)指標(biāo)權(quán)重。根據(jù)計(jì)算出的10位專家的傳統(tǒng)的指標(biāo)權(quán)重，然后用SPSS軟件進(jìn)行聚類分析，聚類的距離為16的時(shí)候，排序?yàn)榈谝坏挠?位專家，編號(hào)為3，8，2，5，第二類有2位專家，編號(hào)分別為7，9；第三類有3位專家，編號(hào)為7，1，4；第4類有1位專家，編號(hào)為6。進(jìn)一步改進(jìn)優(yōu)化，進(jìn)行權(quán)重的優(yōu)化計(jì)算，見表1優(yōu)化后的權(quán)重。

如圖2一圖4所示不同一級(jí)指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果等級(jí)分布圖。從以上各圖可以看出，公路選線和建設(shè)過程中不同的因素影響的程度各不相同。在整個(gè)定量分析的過程中，對(duì)公路選線的過程中不同的影響因子及生態(tài)影響因子評(píng)價(jià)值進(jìn)行計(jì)算，能夠看出不同影響因子對(duì)生態(tài)環(huán)境影響的大小影響現(xiàn)狀。根據(jù)評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)，有利于對(duì)影響較大的因素采取相應(yīng)的措施進(jìn)行應(yīng)對(duì)。圖2一圖4明顯的展示了不同的影響因子的影響程度。圖2是水環(huán)境和社會(huì)層面的影響大小，影響范圍在極小和較小的范疇內(nèi)，在極小范圍內(nèi)，排序?yàn)樯鐣?huì)環(huán)境>地下水>地表水，在較小范圍內(nèi)，排序?yàn)榈叵滤?社會(huì)環(huán)境>地表水。在一般范疇內(nèi)，排序?yàn)榈乇硭?地下水>社會(huì)環(huán)境。總的來看，水環(huán)境和社會(huì)環(huán)境對(duì)生態(tài)環(huán)境影響較小。圖3是聲環(huán)境對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響程度。從圖中可以看出，環(huán)境空氣對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響較大，較大影響因子評(píng)價(jià)結(jié)果為0.4，極大影響因子評(píng)價(jià)結(jié)果為0.2。圖4是對(duì)生態(tài)環(huán)境和聲環(huán)境的影響大小。對(duì)聲環(huán)境的影響極小，極小值的評(píng)價(jià)指標(biāo)為0.6，較小值的評(píng)價(jià)指標(biāo)為0.15。對(duì)生態(tài)環(huán)境的評(píng)價(jià)結(jié)果的較大影響為0.32，極大值的評(píng)價(jià)結(jié)果為0.1，綜合來看，表明了社會(huì)環(huán)境和噪聲污染對(duì)地址公路選線的影響較小，但對(duì)環(huán)境空氣及生態(tài)環(huán)境的影響較大。必須針對(duì)影響較大的因素進(jìn)行環(huán)境及生態(tài)保護(hù)和控制，減少選線過程中經(jīng)過生態(tài)區(qū)和動(dòng)物保護(hù)區(qū)。減少或者減緩對(duì)生態(tài)的影響和動(dòng)物繁衍及遷徙的影響。

2.4復(fù)雜地質(zhì)公路選線對(duì)環(huán)境影響的模糊評(píng)價(jià)

研究根據(jù)復(fù)雜地質(zhì)公路選線對(duì)環(huán)境的生態(tài)及環(huán)境多變的特征，采用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)復(fù)雜地質(zhì)公路選線對(duì)環(huán)境的生態(tài)和環(huán)境進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。第一步建立因素集。然后把地址公路選線對(duì)生態(tài)的影響分為5個(gè)等級(jí)，設(shè)定為L(zhǎng)=（L1，L2，L3，L4，L5），對(duì)應(yīng)每一個(gè)級(jí)別都有一個(gè)數(shù)值，從而達(dá)到定性向定量的轉(zhuǎn)變。即L1=0.2，L2=0.4，L3=0.6，L4=0.8，L5=1。其中L1表示極小影響，L2代表較小影響，L3代表一般影響，L4代表較大影響，L5代表極大影響。最后按照指標(biāo)的無單位的數(shù)值和計(jì)算函數(shù)公式獲得模糊矩陣。

通過改進(jìn)的AHP方法計(jì)算得到的權(quán)重集合和模糊矩陣按照公式（L=M．R）進(jìn)行計(jì)算，得到結(jié)果L=（0.1903，0.2325，0.3485，0.1816，0.0238）。按照最大隸屬度原則，計(jì)算結(jié)果選取最大值0.3485。該數(shù)值屬于[0.2，0.4]區(qū)間，根據(jù)對(duì)應(yīng)級(jí)別，二級(jí)評(píng)估的記為較小影響，這和公路選線對(duì)生態(tài)影響的實(shí)際情況是相符合的。表明運(yùn)用改進(jìn)的群組AHP-FCE法對(duì)復(fù)雜地質(zhì)公路選線生態(tài)評(píng)估方法是可行的。

3結(jié)束語

環(huán)境空氣對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響較大，較大影響因子評(píng)價(jià)結(jié)果為0.4，極大影響因子評(píng)價(jià)結(jié)果為0.2。對(duì)聲環(huán)境的影響極小，極小值的評(píng)價(jià)指標(biāo)為0.6，較小值的評(píng)價(jià)指標(biāo)為0.15。對(duì)生態(tài)環(huán)境的評(píng)價(jià)結(jié)果的較大影響為0.32，極大值的評(píng)價(jià)結(jié)果為0.1，綜合來看，表明了社會(huì)環(huán)境和噪聲污染對(duì)地址公路選線的影響較小，但對(duì)環(huán)境空氣及生態(tài)環(huán)境的影響較大。根據(jù)生態(tài)評(píng)價(jià)的結(jié)果，需要從社會(huì)環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、空氣、聲環(huán)境等方面進(jìn)行保護(hù)，建立一套完整的生態(tài)恢復(fù)和保護(hù)措施。這些措施適合于復(fù)雜地質(zhì)公路選線生態(tài)環(huán)境保護(hù)措施。對(duì)地質(zhì)公路選線生態(tài)環(huán)境保護(hù)具有重要作用，可以促進(jìn)地質(zhì)公路周邊與環(huán)境、生境的協(xié)調(diào)可持續(xù)綠色發(fā)展。