第5章环境影响评价方法

第五章环境影响评价方法第一节环境影响评价识别方法第二节环境影响预测方法第三节环境影响综合评价方法第一节环境影响评价识别方法

环境影响识别基本内容

识别方法第一节环境影响评价识别

环境影响概述

“环境影响”可以定义为“因人类活动引起的物理、化学、生物、文化、社会、经济系统的变化”，环境影响识别就是要保证所有必须考虑的环境因素全部包括在内。

定性分析方法定量分析方法

第一节环境影响评价识别

环境影响识别基本内容

如何识别这些影响大致可从以下三方面分析：

环境影响因子识别

环境影响类别识别

有利影响和不利影响可逆影响与不可逆影响短期影响和长期影响直接影响和间接影响环境影响程度识别

第一节环境影响评价识别识别方法

Little、Walton和Lewis等人在1971年提出了将可能受开发方案影响的环境因子和可能产生的影响性质，在一张表上一一列出的识别方法，故也称“列表清单法”、或“一览表法”。

简单型清单

描述型清单：比简单型清单多环境因子如何度量的准则。分级型清单：在描述型清单基础上又加上对环境影响程度进行分级（如表5-3所示）第一节环境影响评价识别识别方法

矩阵法叠图法网络法

第二节环境影响预测方法主观预测方法统计预测方法数值模拟预测方法数学分析预测方法物理模拟预测方法第二节环境影响预测方法主观预测方法

主观预测方法

对比法与类比法

对比法：此法通过对工程兴建前后，对某些环境因子影响机制及变化过程进行对比分析。

类比法：一个未来工程（或拟建工程）对环境的影响，可以通过一个以知的相似工程兴建前后对环境的影响订正得到。专家咨询法

第二节环境影响预测方法统计预测方法

时间外推预测法

此类方法常用于自身随时间变化具有一定规律，不需考虑其它因素对其影响的事物的预测；或由于影响因素太多，无法确定主要影响因素的事物的预测，如：某城市的人口、能耗的长期预测。具体方法根据预测对象与时间变化的关系，又可分为：

单一关系的线形外推法：Y(t)=a+bt

可线形化的非线形外推法：Y(t)=a+bf(t)f(t)=sint,lnt

复杂关系的外推法：Y(t)=a+bt+cf(t)

有上下限的生长曲线外推法：Y(t)=L/(1+a)

谐波分析与周期分析法：Y(t)=

自回归预测方法：

(拟合方程)(预测方程)

第二节环境影响预测方法统计预测方法

多元相关分析预测法

此类方法常用于那些自身变化无明显规律，主要受其它因素影响的事物的预测。例如：城市空气质量的预测，由于目前还无法建立理论分析模式，只能在相关分析基础上，选择出对预测对象而言信息量最大的预测因子，建立起经验预测模式，一般了用多元回归方程把预测对象与预测因子联系起来：

y=a+

式中的为各个预测因子，若是Y的前一时段的因子，则是完全预测模式；若是与Y同时段的因子，它们本身需用其它预测方法（如数值天气预报）预测出来，则是MOS（模式输出系统）预测方法。为模式参数，同样可用收集来的历史和现时数据资料通过拟合剩余方差分析，最小二乘法计算确定。第二节环境影响预测方法统计预测方法

聚类分析预测法

此类方法建立在样本的相似分析基础上。各样本可以视为多维空间内的一个点或一个向量，相似程度可用二样本点见的距离、二样本向量之间的交角表达，根据各个样本两两间的相似分析，在一定的相似水平上分出类来，聚类好的那些类别对应一定的环境影响，需作预测的样本最相似于哪一类样本即可作出预测。第二节环境影响预测方法统计预测方法

模糊预测方法

以上方法预测得到的预测对象Y是确定的。但现实世界中许多问题存在不确定性。为了解决此类问题，可引入隶属度，便可得到模糊集预测方法（如模糊聚类分析）。总结：统计分析方法的核心是数据拟合处理。此类方法应用好坏的关键在于：

收集的原始数据的数量和质量

拟合函数的选用预测公式的参数确定与信度检验

第二节环境影响预测方法

数值模拟预测方法

白箱模型又称机理模型，即人们对于预测对象的内部结构、特性参数、运动变化机制已经了解得十分清楚的模型。例如人们对污染物的浓度预测，可通过质量（能量）平衡研究建立相应微分方程，再求其解来完成预测。根据物质质量守衡原理和梯度输送理论，污染物在液体介质中的运动规律可以写成如下形式：

式中：c为污染物质的平均浓度，x，y，z为三个方向上的坐标，u，v，w为三个方向上的速度分量，为三个方向上的扩散系数，t为时间，为污染物源、汇强度（+为源，-为汇）。

第二节环境影响预测方法数学分析预测方法

用于环境预测的解析模式，与数值模式一样，可分为0维、一维、二维、三维，以及稳态、非稳态。应用时必须注意模式推导过程中所用的假设条件以及尺度分析，这些条件也是模式使用的限制条件。但现实世界的环境影响问题总与以上条件有所差异，即原型与模式在以上因素存在差异，这是模式质量（误差）的主要决定因素（来源）。模式参数（如扩散参数）的确定可以采用类比的方法、数值实验逐步逼近的方法、现场测定的方法和物理实验的方法。前二个方法属统计方法；后二个方法属物理模拟方法，常用的有示踪剂测定法、照相测定法、平衡球测定法与风洞、水渠实验方法。但所得模式参数，与原型中的实际参数是有差别的，此差别是模式质量问题的又一重要因素。与预测质量最直接相关的影响因素是输入数据的质量，包括源、汇项数据（如源、汇强度）、环境数据（如风速、水速、气温、水温）以及用于模式参数确定的原始测量数据（如监测数据）的质量，这些数据必须经过严格的质量把关检查。以上三项误差的存在，决定了环境预测结果的误差或不确定性。一般严格的环境影响预测，要求有这方面的讨论，以让决策者对预测结果有一个比较全面的认识。此讨论有时可用模式验证形式进行。第二节环境影响预测方法物理模拟预测方法

几何相似运动相似热力相似动力相似这类方法的最大特点是采用实物模型（非抽象模型）来进行预测。方法的关键在于原型与模型的相似。相似通常要考虑：

物理模拟的主要测试技术有：示踪物浓度测量法光学轮廓法

第三节环境影响综合评价方法指数法

矩阵法

图形叠置法

网络法

第三节环境影响综合评价方法指数法

普通指数法

一般的指数分析评价。先引入环境质量标准，然后对评价对象进行处理，通常就以实测（或预测值）C与标准值CS的比值作为其数值:Pi＝C/Cs

单因子指数法的评价可分析该环境因子的达标（Pi<1）或超标（Pi>1）及其程度。显然，Pi值越小越好，越大越坏。在各单因子的影响的评价已经完成的基础上，为求所有因子的综合评价，可引入综合指数，所用方法便谓：“综合指数法”，综合过程可以分层次进行，如：先综合得出大气环境影响分指数，水体环境影响分指数，土壤环境影响分指数，然后再综合得出总的环境影响综合指数：式中，i为分指数，用以表示环境要素；n为分综合指数；J为因子数，im为第i个分指数所含的因子总数，以上综合方法是等权综合，即各影响因子的权重完全相等。第三节环境影响综合评价方法

指数法

或在此基础上再作函数运算（为了便于评分）。

式中Wij为权重因子，根据有关专门研究或专家咨询确定。

P值求得后，又可根据其数值与健康，生态影响的综合评价，例如格林空气污染指数。橡桥空气质量指数，英哈巴尔水质指数均有此功能。指数评价方法可以评价环境质量的好坏与影响大小的相对程度。采用同一指数，还可以作为不同地区不同方案间的相互比较。一般的各影响因子权重不同的综合方法可采用如下公式：第三节环境影响综合评价方法

指数法

巴特尔指数法

巴特尔指数不是引入环境质量标准，而是引入评价对象的变化范围，把此变化范围定为横坐标，把环境质量指数定为纵坐标，且把纵坐标标准化为0~1，以“0”表示质量最差，“1”表示质量最好。每个评价因子，均有其质量指数函数图，各评价因子若已得出预测值，便可根据此图得出该因子的质量影响评价值。第三节环境影响综合评价方法矩阵法

矩阵法由清单法发展而来，不仅具有影响识别功能，还有影响综合分析评价功能。它将清单中所列内容，按其因果关系，系统加以排列。并把开发行为和受影响的环境要素组成一个矩阵，在开发行为和环境影响之间建立起直接的因果关系，以定量或半定量地说明拟议的工程行动对环境的影响。这类方法主要有相关矩阵法、迭代矩阵法两种，下面仅介绍相关矩阵法。第三节环境影响综合评价方法图形叠置法这种能直观表示各种单个影响和复合影响的简单方法具有不少优点。叠图法易于理解，更重要的是能显示影响的空间分布，并且容易说明项目的单个的和整个复合影响与受影响地点居民分布的关系，也可决定有利和不利影响的分布。叠图法的经验表明，对各种线路（如管道、公路和高压线等）开发项目进行路线方案选择时，采用此方法是最有效。综合显示不但能评价线路的影响，而且还能指出产生影响最少的路线，因此叠图法是一种能为线路开发鉴定出最少破坏的非常有用的“搜索”方法。第三节环境影响综合评价方法网络法

网络法的原理是采用原因——结果的分析网络来阐明和推广矩阵法。

图5-3影响网络的基本框架

行动计划一级二级 三级行动各个组成部分（原发）影响第三节环境影响综合评价方法动态系统模拟法模糊数学评价法

模糊集合理论是1965年美国自动控制专家札德（L.A.Zadeh）教授首先提出来的。模糊数学是建立在集合论基础上的，对于一个普通的集合，若存在一个子集A，则空间中任一元素x，要么x属于A，要么x不属于A，二者必居其一，用函数表示为

A(x)=1x∈A0x∈A

A（x）称为集合A的特征函数（或隶属函数），只取0，1两值。第三节环境影响综合评价方法动态系统模拟法模糊集合概念

模糊将特征函数推广到模糊集中的[0，1]区间，即可对模糊集合作如下定义，用以说明模糊的概念。

定义：设给定论载U，U上的一个模糊子集A，对于任意元素x∈U，都能确定一个函数μA（x）∈[0，1]，用以表示x属于A的程度。μA（x）称为x对A的隶属度。

由于我们常用的模糊子集是离散形式，A可以表示为：

A={μA

（x1）/x1,μA(x2),……,μA(xn)/xn}x1,x2……,xn∈U

例如，论域X={0，1，2，3，4，5，6}，模糊子集为A={0/0，0.2/1,0.6/2,1/3,0.6/4,0.1/5,0/6}第三节环境影响综合评价方法动态系统模拟法模糊集合运算

与普通集合相似，模糊集合中也有几个基本运算，主要是“相等”、“余”、“并”、“交”、“代数积”、“代数和”相等余（即NOT）并（即OR）交（即AND）代数积代数和第三节环境影响综合评价方法动态系统模拟法模糊综合评价

模糊综合评价数学模型的建立，一般可归纳为四个步骤:建立评价对象的因素集U={u1,u2,…,un}。因素就是参与评价的个因子的数值指标。建立评价集V={v1,v2,….vn}。V是与U中相应评价标准分集的集合。找出因数论域U和评价论域V之间的模糊关系矩阵R:U，称为单因数评价矩阵。于是，（）构成一个综合评价模型，或称为综合评价空间。综合评价第三节环境影响综合评价方法动态系统模拟法[例2-3]以松花江水质为例说明最常用的线形函数为隶属函数所确定的模糊关系矩阵。松花水质分级标准见表5-7。表5-7松花水质分级标准表/（mg/l）项目Ⅰ级水标准Ⅱ级水标准Ⅲ级水标准Ⅳ级水标准Ⅴ级水标准DO7.05.03.02.01.0BOD1.52.03.05.08.0COD2.03.05.08.010.0酚0.0020.0050.010.020.03CN-0.0010.0020.0050.010.02根据DO的五级标准可做出其五个级别的隶属函数:0x≤5(x-5)/25<x<71x≥7

Ⅰ级水

y1={(x–3)/23<x<5(7–x)/25<x<70x≤3,x≥7Ⅱ级水

y2={x-22<x<3(5–x)/23<x<50x≤2,x≥5Ⅲ级水

y3={X-11<x<2(3–x)2<x<30x≤1,x≥31x≤1(2–x)1<x<20x≥2（5-37）Ⅳ级水

y4={Ⅴ级水

y4={第三节环境影响综合评价方法动态系统模拟法从表可知，一级水DO指标定为7.0mg/L,如果实际情况下DO是7.1mg/L，则划为一级水，如果DO为6.9ml/L，则划为非一级水，但7.1与6.9相差很小。如果用DO隶属函数来刻划这条界限，就可以明确的计算出DO=7.1mg/L隶属一级水的程度达到100%，而DO=6.9mg/L时，隶属一级水的程度大于95%，相应的，隶属二级水的程度则是5%。设实测的五项指标数值为{2.69/DO，2.50/BOD，7.73/COD，0.0076/酚，0.0040/CN-}，则由所对应的隶属函数可计算出一个55的模糊关系矩阵：

R=第三节环境影响综合评价方法动态系统模拟法权重系数模糊子集A中表示单因数在所有因数中所起作用大小的度量。权重系数的确定在前面的有关章节已作过介绍，用各种方法确定权系数都有一定的优缺点。一般而言对具体的单因子支书到分指数的综合过程中，根据数据的统计性质或环境化学性质等定权较方便；而从环境要素分指数到环境质量综合评价指数的过程中，专家评分法及层次分析法等能在更高的层次上把握环境质量的优劣程度。在松花江水质评价中，水质环境要素评价确定权重系数时直接考虑其评价标准。由于单因子指数在水质评价分指数中的权重与某项因子分级标准无直接关联，因此，可以将五级标准的中间标准或其平均值定义划分“清洁”与“污染”之间的分界点。此时，权重系数由下式计算得到第三节环境影响综合评价方法动态系统模拟法

=（Si1+Si2+Si3+Si4+Si5）/5

式中=W+

WDO与其他几项Wi的定义不同，因为DO在水质特征上与其他几项指标不同，DO值越高，水质越好。Sij为第i个指标的第j个评价标准值。最终的权重系数计算过程见表5-8。第三节环境影响综合评价方法动态系统模拟法表5-8松花江水质评价权重系数的计算结果由此可得，A={0.30，0.14，0.31，0.13，0.12}

项目DOBODCOD酚CN-ΣWi=4.46Ci2.692.507.730.00760.0040Si3.603.905.600.01340.0076Wi1.340.641.380.570.53ai0.300.140.310.130.12第三节环境影响综合评价方法动态系统模拟法层次分析方法

近来，基于专家评分法的层次分析法（AnalyticHierarchyProcess）正得到人们的重视。与专家评分法直接确定权值系数相比，T.L.Saaty于1980年提出的层次分析法更具科学性、系统性、完整性和层次性。该方法所需数据量少、评分花费的时间短、计算工作量小、易于理解和掌握，现在已经成为系统科学中常用的决策分析工具。该方法在环境质量评价中的初步应用介绍如下：第三节环境影响综合评价方法动态系统模拟法（1）专家调查评分重要性标度

确定权值的专家调查评分法，其方法是对单个因子相对于分指数的重要性评估后，直接计算出相对重要性并经归一化后得到权值系数。层次分析法的基础也是专家调查评分，但对比评分和计算权什系数方法不同。

极为重要记为9

重要得多记为7

重要记为5

稍重要记为3i,j比较一样重要记为1

稍次要记为1/3

次要记为1/5

次要得多记为1/7

极为次要记为1/92,4,6,8用于重要性标度之间的中间值。

第三节环境影响综合评价方法动态系统模拟法（2）构造多因子比较矩阵

设有n个需要比较的因子x1、x2、……xn，和评分者（环境专家或公众代表）对话，进行两两因子之间重要程度的比较，可得到如下结果：

x1x2…xnx1a11a12…a1nx2a21a22…a2n……………

xn

an1an2…ann将结果写成矩阵得到比较矩阵AA=[aij]n×n

该矩阵是一个n阶互反性判断矩阵，矩阵元素有：aii=1,aij=1/aji，即进行两两比较的次数为n(n-1)/2。

第三节环境影响综合评价方法动态系统模拟法（3）因子权重系数的确定

对比较矩阵A先计算出特征值λmax

，然后求出其相应的规范化的特征向量W,即

AW=λmaxW

（5-51）

W的分量（w1,w2,…,wn

）就是对应于n个因子的权重系数。第三节环境影响综合评价方法动态系统模拟法（4）求解特征值和特征向量

和积法

步骤为：

n

对A按比例规范化aij=aij/∑aiji=1

n再按行相加求和数

Wi=∑aij

j=1

n再规范化，即得权重系数Wi:Wi

=

Wi/∑Wii=1

方根法步骤为：

nn

按行元素求几何均值，得Wi=∏aij

j=1n规范化，即得权重系数WI:Wi=Wi/∑Wi