环境影响评价方法与技术(教案).ppt
环 境 影 响 评 价,主讲教师：陈孟林,第 3 章 环境影响评价方法,环境影响识别环境质量综合评价的一般方法环境质量综合评价的模糊数学法灰色系统理论在环境质量综合评价中的应用环境质量综合评价的层次分析法环境影响评价的GIS技术,环境影响评价方法具有多样性和交叉性，从其功能上可分为：环境影响识别方法、环境影响预测方法、环境影响评估方法。地理信息系统技术的应用，使环境影响评价体系得以进一步发展。,3.1 环境影响识别,环境影响识别的含义 找出所有受影响（特别是不利影响）的环境因素，定性地说明环境影响的性质、程度、可能的范围。环境影响识别目的 使环境影响预测减少盲目性，环境影响综合分析增加可靠性，污染预防对策具有针对性。,环境影响识别的基本内容环境影响因子识别 在弄清活动（工程）影响地区的自然环境和社会环境状况的基础上，根据活动（工程）的组成、特性及其功能，结合活动（工程）影响地区的特点，从自然环境和社会环境方面，选择需要进行影响评价的环境因子。环境影响程度识别不利影响：按环境敏感度划分，可划分为5级：（1）极端不利：外界压力引起某个环境因子无法替代、恢复与重建的损失，这种损失是永远的、不可逆的；（2）非常不利：外界压力引起某个环境因子严重而长期的损害或损失，其代替、恢复和重建非常困难和昂贵，并需很长时间；,（3）中度不利：外界压力引起某个环境因子的损害或损失，其代替、恢复和重建是可能的，但相当困难且可能要较高的代价，并需比较长的时间；（4）轻度不利：外界压力引起某个环境因子的轻微损失或暂时性破坏，其再生、恢复和重建可以实现，但需要一定的时间；（5）微弱不利：外界压力引起某个环境因子暂时性破坏或受干扰，其能较快地自动恢复或再生，或其代替与重建比较容易实现。有利影响：按对环境与生态产生的良性循环、提高的环境质量，产生的社会经济效益程度而定等级，也可分为5级：微弱有利、轻度有利、中等有利、大有利、特有利。环境影响识别方法：核查表法（列表清单法）矩阵法、图形叠置法、网络法等。,3.2 环境质量综合评价的一般方法,指数法普通指数法（等标型指数）单因子指数单因子指数PiCi/Csi（溶解氧和pH值除外）式中：Ci第 i 种污染物的浓度预测值或实测值 C0i第 i 种污染物的评价标准值 Pi值越小越好，Pi 1 则超标。,单因子指数 对溶解氧：,式中：CDOs溶解氧的饱和浓度 CDO0s溶解氧的评价标准值,对pH：,式中：pHsd 评价标准中规定的pH下限 pHsu 评价标准中规定的pH上限,综合指数 简单叠加法,算术平均值法,加权平均值,Wi第i种污染物的权值，,综合指数 平方和的平方根法,均方根法,兼顾极值法,函数型指数 采用函数曲线作图的方法，把环境参数转换成某种指数或评价值来表示开发行为对环境的影响，并同时进行多方案的比较。巴特尔（Battele）指数法（1）建立质量指数函数图：一个给定的因素，其估计值一般有一定的范围，把环境质量值与之相对应的范围转换成由好至差用10表示的质量等级指数（指标），以给定因素的变化范围为横坐标、环境质量指数为纵坐标作图而得到。,插入图,巴特尔（Battele）指数法（2）计算无拟意行动时环境质量的综合评价指数值：将参数值转换为环境质量指数值计算综合评价指数值；（3）预测方案的环境因子参数变化值，转换成环境质量指数，计算综合评价值；（4）进行方案比较，选出最佳方案，做出决策。,3.2.2 列表清单法（核查表法）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，通过核查在一张表上一一列出的识别方法。具有代表性的有巴特利清单法，其由17个组分的62个不同的环境因素（参数）组成。简单型清单：仅是一个可能受影响的环境因子表，不做其他说明；描述型清单：增加环境因子如何度量的准则。“例子”分级型清单：增加对环境影响程度进行分级。“例子”,3.2.3 矩阵法 由清单法发展而来。把开发行为和受影响的环境要素组成一个矩阵，在开发行为和受影响的环境要素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。其有相关矩阵法、迭代矩阵法、表格矩阵法。相关矩阵法（Leopold矩阵）在矩阵的横轴和纵轴上分别列出拟实施的开发行为和受开发行为影响的环境要素（因子），矩阵小网格中列出两项内容：开发行为对环境要素（因子）的影响大小、每种影响的重要性即权重。矩阵右侧纵行给出各环境要素（因子）受的总影响的大小，矩阵下方则给出各开发行为对环境的总影响的大小。例：各开发行为对环境要素的影响,3.2.4 网络法 采用原因结果的分析网络来阐明和推广矩阵法。其除了矩阵法的功能外，还可鉴别累积影响或间接影响。基本过程：首先弄清建设项目的原生影响面，然后说明在这些范围内的影响是什么？二级影响面是什么？二级影响面内有些什么影响？三级影响又是什么等。如要求得总的影响程度，则要估计影响事件分支中单个影响事件的发生概率与影响程度，求出各个影响分支上各影响事件的影响贡献总和，再求出总的影响程度（评分）。,3.2.4 网络法影响计算分支(i)上事件链发生的概率Pi是分支上每级概率之积,对分支1：,分支(i)上的环境影响Ii0是分支上环境影响程度m及其权值W之积的和，对分支1:,分支(i)上的加权环境影响Ii是分支上环境影响Ii0与概率概率Pi之积，对分支1:,总环境影响为各分支影响之和,3.2.5 图形叠置法 把两个或更多的环境特征重叠表示在同一张图上，构成复合图，用以在开发行为影响所及的范围内，指明被影响的环境特性及影响的相对大小。手工叠图的步骤：（1）用一张透明纸，画上项目的位置、要考虑影响评价的区域和轮廓等作为基图；（2）绘出每个影响因子影响程度的透明图，影响程度用一种专门的色码的阴影的深浅来表示；（3）将影响因子图和基图重叠，不同地区的综合影响差别由阴影的相对深度来表示。计算机制图的步骤：（1）图件录入；（2）图件编辑和配准；（3）图件提取；（4）空间分析；（5）图件输出。,3.2.6 专家评价法 依靠专家作为索取信息的对象，通过专家个人判断和专家会议进行评价，最有代表性的是特尔斐（Delphi）法工作程序 问题设计 选择专家 专家征询和轮间信息统计反馈 意见集中一致，终止反馈。,3.2.6 专家评价法结果统计处理专家意见集中程度（1）方案的算术平均值,（2）方案的满分频率,结果统计处理专家意见协调程度 变异系数越小，协调程度越高，变异系数Vj为：,协调程度统计显著性：按X2 法进行。专家积极性系数Caj,专家权威程度：取判断系数和熟悉程度系数的平均值作为专家权威程度系数。,3.3 环境质量综合评价的模糊数学法,模糊数学法原理模糊集合 表示界限或边界不分明的事物的集合。表达式AU 0,1表明A是论域U上的一个模糊集合。隶属度与隶属函数 隶属度表示元素属于模糊集的隶属程度，用01间的数表示。隶属函数是指在论域U 到0,1上的映射u:uU 0,1 u(U)越接近于1，u属于模糊集合的程度就越大。,隶属函数的确定对第1级标准（l=1）,对2L 1级标准,隶属函数的确定对第L级标准,特别指出：对DO而言，水质随溶解氧的减少而变差，因而需将条件中的标准和实测值转变符号。,3.4 灰色系统理论在环境质量综合评价中的应用,3.4.1 灰关联分析法建立样本矩阵与标准矩阵 n个环境因子与m个空间点的样本矩阵为：,其中：Xj(i)为第i个环境因子在第j个空间点的监测或预测值。,建立样本矩阵与标准矩阵 环境质量标准矩阵为：,其中：Sl(i)为第i个环境因子对应的第l级标准值。,样本矩阵的归一化 归一化后的样本矩阵为：,对DO:,对pH:,其中:,标准矩阵的归一化 归一化后的标准矩阵为：,对DO:,对pH:,其中:,计算关联离散函数 样本单个因子与质量标准间的关联程度可用下列关联离散函数表示：,jl(i)=1，关联性最大；jl(i)=0，关联性最小，得到矩阵：,计算关联离散函数 第j个断面（点）对于l 级标准的关联度为：,各断面的关联度矩阵为：,评价结果：取行向量中关联度最大者对应的质量级别作 为该断面（点）的质量级别。,3.4.2 灰色聚类法确定聚类样本和白化数 m个样本，每个样本各有n个指标，且每个指标有L个灰类（环境质量标准分级），则m个样本的n个指标构成一个mn阶的白化矩阵，L个灰类的n个指标可构成Ln阶的灰类矩阵。数据的标准化处理白化数的标准化处理,各断面的关联度矩阵为：,C0i第 i 个指标的参考标准。,确定白化函数,求聚类权 第i个污染指标对第l 个灰类的权值为：,求聚类系数 第j个点对第l 个灰类系数为：,聚类 根据聚类系数的大小来判断评价点所属类别，即最大聚类系数所对应的类别为该点所属类别。,3.5 环境质量综合评价的层次分析法,3.5.1 层次分析法原理及分析步骤层次分析法原理 把复杂的问题按照主次或支配关系分组形成有序的递阶层次结构，使之条理化，然后根据一定的判断准则就每一层的相对重要性给予定量表示，即利用数学方法确定表达每一层中所有元素的相对重要性，最后通过排序结果分析来解决问题。,层次分析法的基本步骤建立递阶层次结构 把复杂问题按特定的目标、准则和约束等分解被称为因素的各个组成部分，把这些因素按属性的不同分层排列。同一层次的因素对下一层次的某些因素起支配作用，同时它又受上一层次因素的支配，形成一个自上而下的递阶层次。最上面的层次是系统目标，称为目标层；中间的层次是准则层，排列了是否达到目标的各种准则；最底层是方案层，包括实现方案的各种决策措施。每一层次中各元素所支配的元素一般不超过9个，否则会给两两比较带来困难。,层次分析法的基本步骤构造判断矩阵 层次分析法所采用的导出权重的方法是两两比较法，n个被比较元素构成一个两两比较判断矩阵A：A=(aij)mn,层次分析法的基本步骤确定单一层次元素相对权重，进行层次单排序（1）方根法,（2）和积法,层次分析法的基本步骤判断矩阵的一致性检验（1）计算一致性指标CI,max=n、CI=0，完全一致；maxn、CI0，不一致。（2）查找平均随机一致性指标RI,（3）计算一致性比例CR,对一、二阶矩阵，CR=0;CR0.1，判断矩阵的一致性可以接受。,层次分析法的基本步骤计算各层元素对目标的合成权重，进行层次总排序 利用层次单排序的结果，综合得出各层次各元素对于总目标的相对权重，即层次总排序，并进行总排序一致性检验。设目标层为A，第二层为B，第三层为C，则,式中：Wi第二层（B层）对于目标层各元素的权重（CI）i第三层（C层）判断矩阵对于B层的一致 性指标（CI）i第三层（C层）判断矩阵对于B层的随机 一致性指标,3.6 环境影响评价的GIS技术,地理信息系统（GIS）的定义地理信息：与所研究对象的空间地理分布有关的信息，它表示地表物体及环境固有的数量、质量、分布特征、联系和规律。地理信息具有区域性、多维结构的特征、时序特征（动态变化的特征）。地理信息系统（GIS）：是一种特定而又十分重要的空间信息系统，以采集、贮存、分析和描述整个或部分地球表面（包括大气层）与空间和地理分布有关的数据的空间信息系统。,3.6.2 地理信息系统在环境影响评价中的 应用环境保护对GIS技术的需求进行环境空气质量、水环境质量和固体废物的监测、评价和污染趋势预报；支持自然生态环境监测、预报与评估；进行重大工程的环境生态监测和环境事故追踪调查；进行全球环境研究及维护国家权益的环境监测工作。环境影响评价中常用的GIS软件 ESRI系列软件、Mapinfo产品系列、MapGIS产品系列、SuperMap产品系列、GeoStar产品系列。,GIS在环境影响评价中的应用建立基础数据库 包括环境标准、环境法规、区域自然环境信息、社会经济信息、区域环境质量信息、污染源信息、工程项目信息等数据库；环境质量监测与现状评价集成预测模型选址、选线评价构建风险应急反应系统建设跟踪、管理系统数据、图形输出系统,第三 章 总 结,基本内容：环境影响识别；环境质量综合评价的一般方法（指数法、列表清单法、矩阵法、网络法、图形叠置法、专家评价法）、模糊数学法、灰关联分析法、灰色聚类法、层次分析法；环境影响评价的GIS技术。思考题环境影响识别的概念及方法。环境质量综合评价方法的原理及应用。,
