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隧道工程水環(huán)境效應(yīng)可持續(xù)評價分析論文
摘要:根據(jù)隧道工程水環(huán)境效應(yīng)評價指標(biāo)體系設(shè)計原則以及隧道工程對水環(huán)境系統(tǒng)的影響特點(diǎn),設(shè)計了一套通用型隧道工程水環(huán)境效應(yīng)評價指標(biāo)體系,并分析論證了該指標(biāo)的正確性。最后,給出了幾點(diǎn)減少隧道工程負(fù)面水環(huán)境效應(yīng)的措施。
關(guān)鍵詞:隧道工程;水環(huán)境效應(yīng);評價指標(biāo)體系;可持續(xù)評價
縱觀國內(nèi)外交通隧道的發(fā)展,凸顯出一個重要的特征:隧道越建越長,貫穿的水域面積越來越寬。這是經(jīng)濟(jì)發(fā)展對交通運(yùn)輸提出的必然要求。然而,隧道工程的實(shí)施與運(yùn)營會改變其周圍水環(huán)境狀況,可能會破壞水環(huán)境系統(tǒng),使水環(huán)境向著不利于人類的方向發(fā)展。因此,需定量地評價隧道工程對其周圍水環(huán)境的影響,以指導(dǎo)隧道工程建設(shè)和保護(hù)措施的采用,維持隧道區(qū)域水環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展[1]。一套合理的評價指標(biāo)體系是獲得正確評價結(jié)果的必然前提。因此,筆者對隧道工程水環(huán)境效應(yīng)評價指標(biāo)體系進(jìn)行了相關(guān)研究。
1隧道工程對水環(huán)境的影響機(jī)理
水環(huán)境是指自然界中水形成、分布和轉(zhuǎn)化所處的空間。工程項目的實(shí)施會對水環(huán)境造成破壞和污染,從而導(dǎo)致系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化,其稱為項目水效應(yīng)。隧道工程的建設(shè)實(shí)施必然也會對水環(huán)境產(chǎn)生一定影響。其影響機(jī)理如圖1所示。隧道開鑿會完全封堵地下水帶來巨大壓力引發(fā)水流通道的轉(zhuǎn)移與變化,打破了地下水滲流場原有的平衡,致使出現(xiàn)斷流、涌水等現(xiàn)象。而隧道的不斷涌水、斷流會使地下水逐漸疏干,水位下降,疏干漏斗擴(kuò)大,惡化水文地質(zhì)條件,最終導(dǎo)致洞頂?shù)乇砗雍萁,水環(huán)境失去平衡,生態(tài)環(huán)境破壞。運(yùn)行期中,隧道的滲漏水流失與車輛排放的危害氣體、噪聲等污染物質(zhì)間接地對地下水影響,也會致使水環(huán)境的破壞。當(dāng)水環(huán)境受到破壞時,滲漏水將使隧道承受一定的水壓力,對隧道產(chǎn)生軟化、分割、崩解的作用,引發(fā)巖溶地面塌陷等嚴(yán)重影響人類生活、生產(chǎn)的災(zāi)害[2]。
2隧道工程水環(huán)境效應(yīng)評價指標(biāo)體系建立原則
隧道工程水環(huán)境效應(yīng)評價指標(biāo)是度量隧道工程對水環(huán)境系統(tǒng)影響的特征參數(shù),是評價該影響的基本尺度和衡量基準(zhǔn)。由于水環(huán)境系統(tǒng)的復(fù)雜性,單一的評價指標(biāo)往往很難全面地評價隧道工程對水環(huán)境系統(tǒng)的影響,因而,需采用一套指標(biāo)體系從多個角度分析考察隧道工程對水環(huán)境系統(tǒng)的影響。而這套評價指標(biāo)體系構(gòu)建的恰當(dāng)與否將直接決定評價效果的真實(shí)性。因此,隧道工程水環(huán)境效應(yīng)的評價指標(biāo)構(gòu)建時應(yīng)遵循以下原則[2,3,4]。
。玻笨茖W(xué)性與客觀性
指標(biāo)選擇時應(yīng)結(jié)合實(shí)際的客觀情況,在科學(xué)的理論基礎(chǔ)上,盡可能全面、完整、準(zhǔn)確地反映水環(huán)境屬性。
。玻蚕到y(tǒng)性與層次性
評價指標(biāo)應(yīng)按系統(tǒng)論的觀點(diǎn)進(jìn)行考慮,盡可能確保完整、全面而系統(tǒng)地反映隧道工程水環(huán)境效應(yīng)的整體狀況。同時,應(yīng)以主要和關(guān)鍵因素為重點(diǎn)選擇評價指標(biāo),并將其關(guān)系用簡潔明朗的體系表達(dá)出來,確保一定層次性,防止指標(biāo)的遺漏與重復(fù)而產(chǎn)生誤差。
2.3綜合性與具體性
隧道工程對水環(huán)境產(chǎn)生多方面影響,在評價時應(yīng)盡可能綜合考慮這些方面選則綜合性指標(biāo)。并針對每個綜合指標(biāo)選擇有代表性評價指標(biāo)作為其下屬指標(biāo),以達(dá)到綜合分析與評價的目的。
2.4動態(tài)性與靜態(tài)性
隧道工程因施工條件及行車運(yùn)行等不確定因素而處于一個動態(tài)環(huán)境中,其對水環(huán)境的影響也必將隨著動態(tài)環(huán)境的不同而變化。因此,在選取指標(biāo)時,既要選擇反映隧道工程水環(huán)境效應(yīng)現(xiàn)狀的指標(biāo),也要選擇能反映隧道工程水環(huán)境效應(yīng)發(fā)展趨勢的指標(biāo),做到動與靜結(jié)合,以全面反映隧道區(qū)域水效應(yīng)的整體狀況。
。玻捣(wěn)定性與獨(dú)立性
隧道工程隨其所處地區(qū)的地質(zhì)、水文、氣象等因素的不同對水環(huán)境產(chǎn)生不一樣影響,在選擇評價指標(biāo)時,應(yīng)能體現(xiàn)不同的客觀條件,以提高評價指標(biāo)的適用性。另外,隧道工程對水環(huán)境系統(tǒng)影響呈現(xiàn)鏈?zhǔn)椒磻?yīng),指標(biāo)間通常存在重疊信息,所以在選擇指標(biāo)時應(yīng)保持各指標(biāo)間的獨(dú)立性,避免指標(biāo)包含重復(fù)信息而產(chǎn)生評價誤差。
。玻犊刹僮餍耘c實(shí)用性
在實(shí)際中,影響隧道工程水環(huán)境效應(yīng)的有些指標(biāo)數(shù)據(jù)難以獲得或者只能做定性分析,將其作為評價指標(biāo)會影響隧道水環(huán)境效應(yīng)評價結(jié)果的可靠性。因此,在選擇時應(yīng)盡量避免這類指標(biāo),選取可通過統(tǒng)計資料整理、抽樣調(diào)查、典型調(diào)查或直接可從有關(guān)部門獲得數(shù)據(jù)等具有可操作性與實(shí)用性的影響效應(yīng)作為評價指標(biāo)。同時,應(yīng)選取合理數(shù)量的評價指標(biāo),以使得評價過程簡單易行。
3隧道區(qū)域水環(huán)境效應(yīng)評價指標(biāo)體系
。常痹u價指標(biāo)體系框架設(shè)計
由隧道工程對水環(huán)境系統(tǒng)的影響機(jī)理分析可知,隧道工程會給隧道區(qū)域的水環(huán)境系統(tǒng)帶來以下影響:①出現(xiàn)嚴(yán)重的涌排水、滲漏水現(xiàn)象,使得其附近的水體大量流失;②導(dǎo)致水流通道的轉(zhuǎn)移,引起地下水運(yùn)動方向發(fā)生顯著變化,從而導(dǎo)致水體的外流與二次污染;③地表巖溶泉出水量減少甚至巖溶泉消失;④水體水質(zhì)惡化;⑤地下水位下降等。綜合來看,隧道工程對水環(huán)境的影響主要表現(xiàn)在兩方面:對水質(zhì)的影響和對水量的影響。根據(jù)前文所述隧道工程水環(huán)境效應(yīng)評價指標(biāo)的設(shè)計原則,將隧道工程環(huán)境效應(yīng)評價分解為兩個子準(zhǔn)則:水質(zhì)影響和水量影響。加之,在社會的發(fā)展過程中由于水環(huán)境的破壞與影響會對經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生制約因素。因此,將經(jīng)濟(jì)影響作為其第三個準(zhǔn)則。根據(jù)具體性原則,又根據(jù)其作用機(jī)理并借鑒他人的研究成果選擇13個影響因素作為其子目標(biāo)衡量準(zhǔn)則。最終,建立了一套由一個總目標(biāo),3個準(zhǔn)則和13個影響因素構(gòu)成的隧道工程水環(huán)境效應(yīng)評價指標(biāo)體系,如圖2所示。
3.2評價體系框架論證
根據(jù)研究表明,隧道施工過程中水質(zhì)影響主要為pH、SS、COD、油類等[5]。因此,將水質(zhì)綜合污染指數(shù)、地下水礦化度、水體富營養(yǎng)指數(shù)作為水質(zhì)影響準(zhǔn)則的3個下屬指標(biāo)。又因不同地區(qū)的水環(huán)境系統(tǒng)有不同程度的自凈功能,為了能消除其差異性,得到普遍適用的結(jié)果,也將水環(huán)境容量作為水質(zhì)評價準(zhǔn)則的1個下屬指標(biāo)。在水量準(zhǔn)則中,單位面積地下水資源量能直觀表征系統(tǒng)中現(xiàn)存水量情況。居民生活水源損失率能表明地表水的現(xiàn)存情況,地下水和地表水兩者共同構(gòu)成地區(qū)儲水情況。因此,將其作為水量準(zhǔn)則的下屬指標(biāo)。過境水資源量能補(bǔ)充水資源短缺地區(qū)水資源,對其的考慮能夠準(zhǔn)確體現(xiàn)出該區(qū)域的實(shí)際水量。由于植被在保持水土、調(diào)節(jié)氣候、凈化大氣、維持自然界的生態(tài)平衡上起著重要的作用,所以,植被覆蓋率能夠很好衡量一個區(qū)域水環(huán)境保護(hù)與利用的情況。生物完整性指數(shù)的分析可以確定水環(huán)境干擾與生物特性之間的關(guān)系,引導(dǎo)政府部門合理規(guī)劃水環(huán)境的利用與開采,為水環(huán)境的和諧發(fā)展提供參考性價值。它們能間接地反映區(qū)域水量狀況。因此,將植被覆蓋率與生物完整性指數(shù)也作為水量準(zhǔn)則的子指標(biāo)。在經(jīng)濟(jì)準(zhǔn)則中,將水利投資額、生態(tài)修復(fù)投資額和工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值作為其子目標(biāo),以全面體現(xiàn)隧道工程的經(jīng)濟(jì)收支狀況,以促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的積極發(fā)展。同時為了能夠清晰地看出該系統(tǒng)的一個系統(tǒng)變化過程,將水環(huán)境沉沒成本也作為經(jīng)濟(jì)準(zhǔn)則的一個子指標(biāo)。
4隧道工程負(fù)面水環(huán)境效應(yīng)相關(guān)對策
隧道工程的建設(shè)對水環(huán)境這個龐大系統(tǒng)帶來諸方面的負(fù)面效應(yīng)是不可避免的,為了水環(huán)境的持續(xù)發(fā)展,不僅在評價體系上要不斷的改革、創(chuàng)新,管理部門也應(yīng)提出一些措施和政策,為水環(huán)境的綠色和諧發(fā)展提供堅實(shí)的保障和嶄新的契機(jī)。在我國,水環(huán)境被定位為社會發(fā)展與進(jìn)步的基石,不僅影響民眾的生活和健康,而且還威脅著國民經(jīng)濟(jì)的順利發(fā)展。發(fā)達(dá)國家如日本、美國等,他們針對隧道工程負(fù)面水效應(yīng)從政府方面做出了3方面的努力:①制定相關(guān)的法律法規(guī);②協(xié)調(diào)政府部門間的合作;③建立合理的隧道建設(shè)管理模式。借鑒國外的經(jīng)驗(yàn),為從根本上改變我國水環(huán)境狀況,促使水環(huán)境走上持續(xù)、全面發(fā)展的軌道,楊國棟等[6]提出減緩和消除影響的措施主要有:①建設(shè)前詳細(xì)勘察,盡量避開環(huán)境敏感點(diǎn)及地質(zhì)特殊的地帶,加強(qiáng)施工滲水、涌水監(jiān)控;②加強(qiáng)施工機(jī)械的養(yǎng)護(hù)維修及時對隧道內(nèi)廢油、漏油收集;③盡可能在現(xiàn)場對施工廢水做預(yù)處理后再排放;④堅持和完善隧道區(qū)域水資源開發(fā)、環(huán)境綜合治理法規(guī)條例;⑤堅持環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會的三效原則,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展;⑥加強(qiáng)公眾環(huán)境教育,提高群眾的環(huán)保意識與公眾參與意識。
5結(jié)束語
本文首先分析了隧道工程的水環(huán)境的影響機(jī)理。緊接著介紹了隧道工程水環(huán)境效應(yīng)評價指標(biāo)體系設(shè)計原則。并根據(jù)該原則和隧道工程對水環(huán)境的影響機(jī)理,建立了一套通用型隧道工程水環(huán)境效應(yīng)評價指標(biāo)體系。經(jīng)分析論證得出本文中建立的隧道工程水環(huán)境效應(yīng)評價指標(biāo)體系能較為全面地反映隧道工程水環(huán)境效應(yīng),為今后的隧道工程水效應(yīng)評價建立了基礎(chǔ)。最后,依據(jù)隧道工程的水環(huán)境影響機(jī)理,為減少隧道工程的負(fù)面水環(huán)境效應(yīng)提出了幾點(diǎn)措施。在本文中,未對本文設(shè)計的隧道水環(huán)境效應(yīng)評價體系進(jìn)行實(shí)例驗(yàn)證,也未對其評價方法進(jìn)行研究,這將都是筆者以后的研究工作。
[參考文獻(xiàn)]
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