程翔

摘要：水利工程建設(shè)對社會經(jīng)濟的發(fā)展、改善民生非常重要。我國現(xiàn)有的環(huán)境評價標準、技術(shù)手段和評價體系開始難以滿足公眾的需求。引入大數(shù)據(jù)手段，對豐富現(xiàn)有評價體系，提高評價的時效性、準確性具有一定的作用。

Abstract： The construction of water conservancy projects is very important for the development of social economy and improvement of people's livelihood. China's existing environmental assessment standards， technical means and evaluation systems are beginning to be difficult to meet the needs of the public. The introduction of big data means has a certain effect on enriching the existing evaluation system and improving the timeliness and accuracy of evaluation.

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);水利工程;環(huán)境影響評價模式

Key words： big data;hydraulic engineering;environmental impact assessment model

中圖分類號：P337 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）20-0203-03

1 ?概述

水利工程建設(shè)對社會經(jīng)濟的發(fā)展、民生的改善提供了非常重要的支撐和保障。廣東省一直以來都是全國水利大省，建國以來建設(shè)了多宗大中型水利工程，對廣東省的供水、防洪、農(nóng)業(yè)灌溉、提供能源等方面起到了重要的作用。不過，隨時社會發(fā)展的進步，各類水利工程對水環(huán)境的影響也越來越受到重視。為踐行習總書記“綠水青山，就是金山銀山”的綠色生態(tài)理念，本文通過大數(shù)據(jù)作為技術(shù)支撐，以飛來峽水利樞紐為例，探究水利工程對水環(huán)境的影響，研究提出一套可行的影響評價體系，從而為保護水環(huán)境提供各項指標依據(jù)。

2 ?水環(huán)境影響評價

水利工程對環(huán)境的影響，主要體現(xiàn)在：對氣候和局部大氣的影響;對土壤的影響;對水環(huán)境的影響;對水生態(tài)的影響等。為了減輕水利工程在建設(shè)和運營過程中對水環(huán)境造成的各類負面影響，我國從二十世紀九十年代開始探索研究，國內(nèi)部分學者將水利工程作為對象來評價其隊水環(huán)境的影響方面做了一定的研究，從水工程與環(huán)境的相互關(guān)系入手，分析各類水環(huán)境效益因子、環(huán)境影響因子等，提出各類量化指標，建立了多個水利工程水環(huán)境評價模型，并得到了進一步的驗證和完善[1]。

隨著人民對美好生活向往的要求越來越高，我國現(xiàn)有的環(huán)境評價標準、技術(shù)手段和評價體系開始難以滿足公眾的需求。而且，時效性和準確性也有待提高。

3 ?大數(shù)據(jù)技術(shù)

大數(shù)據(jù)的概率首次被提及是2008年在英國《Science》雜志在上發(fā)表的一篇名為《Big Data：Science in the Petabyte Era》的文章里[2]。大數(shù)據(jù)本書并沒有具體的定義，維基百科將其概括為短時間內(nèi)很難通過常規(guī)的軟硬件設(shè)備獲取、管理、處理和數(shù)據(jù)集合。對大數(shù)據(jù)的處理和應用是通過對數(shù)據(jù)里相關(guān)性的分析，總結(jié)歸納出規(guī)律性，從而為社會現(xiàn)象和國民生計等作出預測。曾有學者提出，深入大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)極大程度上提升水利信息化管理水平，也會對未來的科技與經(jīng)濟發(fā)展帶來深遠的影響[3、4、5]。

本文在目前大數(shù)據(jù)蓬勃發(fā)展的基礎(chǔ)上，從構(gòu)建廣東水利工程樞紐建設(shè)與水環(huán)境大數(shù)據(jù)入手，研究探尋大數(shù)據(jù)在水環(huán)境的影響評價相關(guān)工作的一種應用模式和方向，建立一個基于大數(shù)據(jù)的廣東省水利樞紐工程水環(huán)境影響評價系統(tǒng)，為水利大數(shù)據(jù)獲取及針對性的應用服務(wù)積累相關(guān)經(jīng)驗，提供部分參考。

4 ?基于大數(shù)據(jù)的水利工程建設(shè)水環(huán)境影響評價模型

本文結(jié)合目前較為常用的工程建設(shè)水環(huán)境評價對水環(huán)境影響評價方法與模型，針對廣東省水利樞紐工程，建立一套水利工程建設(shè)對水環(huán)境的影響評價模型。并通過對指標評價的逐一分析，再利用大數(shù)據(jù)的技術(shù)獲取指標計算方法，從而對指標權(quán)重及準則層權(quán)重進行調(diào)整，逐步優(yōu)化，得到水利工程建設(shè)對水環(huán)境影響評價模型。在此基礎(chǔ)上，本文對飛來峽水利樞紐工程對水環(huán)境影響進行評價，給出評價結(jié)論。

4.1 模型指標體系設(shè)計

目前，我國水利部門及環(huán)保部門都發(fā)布了相應的指導性文件，給出了評價河流健康、水工程生態(tài)等的指標、標準和方法，很多學者也有對廣東地區(qū)水環(huán)境的評價模型有相應的研究成果。

本文對水工程規(guī)劃設(shè)計生態(tài)指標體系、河流健康評估指標及已進行分析驗證的水環(huán)境影響評價模型及評價指標體系進行對比分析，利用主成分分析法從中選取水利工程建設(shè)對水環(huán)境影響評價因子，結(jié)合水利工程建設(shè)與水環(huán)境大數(shù)據(jù)選定準則層和指標層，集中評價工程建設(shè)對水環(huán)境的水文資源、水文、水質(zhì)、生態(tài)及社會效益等方面的主要因子進行評價，評價模型分為1個目標層、5個準則層、17個評價指標。其中目標層：水利工程對水環(huán)境影響;準則層：水文水資源、物理結(jié)構(gòu)、水質(zhì)、生物指標、社會評價;指標層：流量過程變異程度、生態(tài)流量保障程度等。

4.2 評價方法

依據(jù)工程等級的不同賦予相應的權(quán)重值，再應用到各個指標的賦值上，根據(jù)得分情況，得出相應的評價，分為“理想狀態(tài)、健康、亞健康、不健康、病態(tài)”5種類型。

4.3 評價范圍獲取

工程等級指標根據(jù)其工程規(guī)模、效益及在國民經(jīng)濟中的重要性來確定。再依據(jù)工程等級及相關(guān)聯(lián)河流及水庫面積選址相關(guān)聯(lián)河流及水庫的水文水質(zhì)監(jiān)測點、監(jiān)測斷面進行指標賦分、評價。根據(jù)河流水文特征、水質(zhì)狀況、水生生物特征以及流域經(jīng)濟社會發(fā)展特征的相同性和差異性將評價工程分為若干評價水體，水體可以是河段、水庫或湖泊。對每個評價水體選址檢測點、監(jiān)測斷面進行評價。

4.4 評價分值計算方式

參照各評價指標的賦分標準，根據(jù)評價水體代表值，計算評價水體各評價指標賦分值;根據(jù)準則層賦分體系規(guī)定的指標賦分權(quán)重，計算評價水體準則層賦分;根據(jù)目標層賦分體系規(guī)定的準則層賦分權(quán)重，計算評價水體目標層賦分。

5 ?大數(shù)據(jù)平臺搭建

5.1 整體架構(gòu)分4層，分別是硬件層、云管理層、云虛擬層和應用層。（圖1）

5.2 數(shù)據(jù)平臺構(gòu)建步驟：

①對工程建設(shè)與水環(huán)境數(shù)據(jù)進行分類整理，包括廣東省范圍內(nèi)特別是北江流域的主要河流湖泊和水庫的水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)、廣東省北江流域重點水利工程建設(shè)數(shù)據(jù)、水利工程及水環(huán)境相關(guān)政策法規(guī)、技術(shù)標準和水利項目及水資源歷史檔案數(shù)據(jù)等。

②制定數(shù)據(jù)標準接口，依據(jù)標準和接口進行整合，形成數(shù)據(jù)整合方案。

5.3 工程建設(shè)水環(huán)境大數(shù)據(jù)獲?。?/p>

工程建設(shè)環(huán)境相關(guān)數(shù)據(jù)來源廣、種類復雜。相關(guān)獲取方法繁多，有官方公布的網(wǎng)絡(luò)媒體數(shù)據(jù)、各地各部門監(jiān)測數(shù)據(jù)、論文期刊等等;數(shù)據(jù)格式也有超文本、公文、技術(shù)標準、HTML等等;獲取方法主要為爬蟲自動獲取。

6 ?應用實例

本文通過搭建大數(shù)據(jù)存儲于管理平臺、構(gòu)建基礎(chǔ)大數(shù)據(jù)算法庫來實現(xiàn)水環(huán)境影響評價，應用軟件構(gòu)架如圖2所示。

通過GIS配置平臺，展示評價過程及結(jié)果。

7 ?結(jié)語

通過大數(shù)據(jù)手段來進行水環(huán)境影響評價尚在探究發(fā)展階段，本文著重體現(xiàn)的是一種實例的應用探索，從非傳統(tǒng)數(shù)據(jù)獲取方式來評價水利樞紐工程的建設(shè)對工程影響范圍內(nèi)水環(huán)境的影響評價，尤其是社會評價方面的數(shù)據(jù)引入，從而豐富現(xiàn)有評價體系，加強評價可信度。

結(jié)合國家水利部《關(guān)于推進水利大數(shù)據(jù)發(fā)展的指導意見》及大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展，將大數(shù)據(jù)技術(shù)引入水利工程、水資源管理、流域水環(huán)境管理等工作是當前國家、省市水利工作的一項重要組成。建議相關(guān)部門就水利大數(shù)據(jù)開展基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取、水利大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)、數(shù)據(jù)共享體制建設(shè)和水利大數(shù)據(jù)開發(fā)利用等方面工作。

參考文獻：

[1]陽大兵.水利工程建設(shè)對生態(tài)環(huán)境影響后評價研究[D].西北農(nóng)林大學，2012，5.

[2]Nature. Big data：Science in the petabyte era[J]. Nature， 2008， 455： 1-136.

[3]錢正英，張光斗.中國可持續(xù)發(fā)展水資源戰(zhàn)略研究綜合報告及各專題報告[J].中國水利水電出版社，2001.

[4]武建，高峰，朱慶利.大數(shù)據(jù)技術(shù)在我國水利信息化中的應用及前景展望[J].中國水利，2015，09.

[5]馮鈞，許瀟，唐志賢，徐黎明.水利大數(shù)據(jù)及其資源化關(guān)鍵技術(shù)研究[J].水利信息化，2013，08.