林燕紫

(福建省建筑設(shè)計研究院有限公司，福建 福州 350000)

0 引言

城市化進程的加速衍生出多層次化[1]與多中心結(jié)構(gòu)式[2]的發(fā)展模式。隨著城市規(guī)模擴大、人員流動需求增多，市政工程在城市建設(shè)與運維中的占比逐漸加大，城市經(jīng)濟發(fā)展與市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)運維的雙向互饋及空間交互作用日漸緊密[3]。

市政項目大多位于城市中心或鄰近城市的區(qū)域，具有建設(shè)投資規(guī)模大、施工周期長、建設(shè)影響范圍大、環(huán)境問題突出等特點[4]。尤其在施工階段，極易對周邊環(huán)境產(chǎn)生影響，進而誘發(fā)環(huán)境污染或社會問題。因此，急需建立一套科學合理的市政項目施工階段環(huán)境影響評價體系。

西方發(fā)達國家城市現(xiàn)代化進程較快，相應(yīng)研究開展較早，已建立起相對成熟的城市環(huán)境評價體系與城市環(huán)境保護制度體系。1964年，“環(huán)境影響評價”的概念首次被提出。20世紀70年代，美國制定了《國家環(huán)境政策法》，建立了環(huán)境影響評價制度(Environmental Impact Assessment，EIA)[5]，并針對施工問題進行了詳細的環(huán)境影響限定。隨后，法國、瑞典、加拿大等國也基于各自國情制定了相關(guān)法律和法規(guī)[6]。

目前，針對工程項目環(huán)境影響評價的研究主要分為兩大類：①建立以評價因素為核心的主觀性評價模型，以層次分析法、模糊層次分析法及模糊綜合評價法為主[7-12]，這類方法因其權(quán)重因子獲取方便，能夠直觀反映工程項目實際情況；②收集大量數(shù)據(jù)整合成數(shù)據(jù)集，建立機器學習模型計算工程項目的損耗、環(huán)境影響并進行適當預(yù)測[13-14]，這類方法往往受限于數(shù)據(jù)的量級與維度，在實際應(yīng)用中具有一定的局限性[15]。

鑒于此，本文構(gòu)建了基于FAHP-FCE的市政項目施工階段環(huán)境影響評價體系模型。該模型融合了模糊層次分析法(FAHP)與模糊綜合評價法(FCE)，在保留主觀性評價的基礎(chǔ)上，有效解決了傳統(tǒng)層次分析法中一致性判斷過于冗雜和一致性判斷方法缺乏科學依據(jù)的問題。通過建立市政項目施工階段環(huán)境影響評價指標體系，將模型應(yīng)用于工程實例，為市政項目施工階段環(huán)境影響評價提供新思路。

1 市政項目施工階段環(huán)境影響評價體系構(gòu)建

層次分析法是指在分析相關(guān)因素的基礎(chǔ)上，將問題分解為目標層、準則層與指標層，利用層級結(jié)構(gòu)模型對復(fù)雜問題的相互影響與內(nèi)在關(guān)系進行深入闡述，將決策思維轉(zhuǎn)換成數(shù)學化結(jié)構(gòu)求解[16]。

將市政項目施工階段環(huán)境影響的全要素指標進行拆解，利用模糊層次分析法進行分析，按照各要素的不同屬性進行分解[17]，建立市政項目施工階段環(huán)境影響評價指標體系，見表1。

表1 市政項目施工階段環(huán)境影響評價指標體系

2 FAHP-FCE模型原理

2.1 模糊層次分析法概述

模糊層次分析法是一種主觀定性與客觀定量相結(jié)合的方法，將一個復(fù)雜問題看作一個由下而上的層次遞推系統(tǒng)，并賦予模型模糊數(shù)學特性，使分析結(jié)果更加科學合理[18]。

2.1.1 建立模糊互補判斷矩陣

基于評價指標體系中各指標的重要程度構(gòu)建模糊互補判斷矩陣，記為A，公式為

A=(aij)n×n(i，j=1，2，…，n)

(1)

相對重要性標度法取值見表2。

表2 相對重要性標度法取值

采用專家評審方法對同層次因素進行兩兩比較，得到模糊互補判斷矩陣，即

2.1.2 計算因素相對重要性

對模糊互補判斷矩陣的行元素進行行求和計算，得到對應(yīng)的行和ai。即

從而計算得到模糊一致矩陣B[19]，即

(4)

2.1.3 計算權(quán)重向量

為了降低外界因素的影響，按照不同層級對指標進行權(quán)重歸一化計算，得到各層級排序向量Wi，即

(5)

2.2 模糊綜合評價法

2.2.1 構(gòu)建評價指標與評語集

模糊綜合評價法的首要環(huán)節(jié)是構(gòu)建評價指標與評語集。假設(shè)有m個評價指標，則評價指標論域記為U={u1，u2，…，um}。假設(shè)有n個評語，則評語集論域記為V={v1，v2，…，vn}。由此得到市政項目施工階段環(huán)境影響程度評語集，見表3。采用區(qū)間中位數(shù)作為反映評語等級的系數(shù)，即本研究的評語集論域為V=(95，85，75，65，30)T。

表3 市政施工階段環(huán)境影響程度評語集

2.2.2 構(gòu)建模糊綜合評判矩陣

對表1中的 5個一級指標Bi(i=1，2，3，4，5)和14個二級指標Cij(i=1，2，3，4，5；j=1，2，…，m)采用專家打分法，計算各層級權(quán)重值，得到指標層與目標層的模糊指標集W={w1，w2，…，wi，…，wn}。其中，wi為對應(yīng)層級的權(quán)重值，以此求得模糊一致關(guān)系矩陣R，即

(6)

式中，Ri=(ri1，ri2，…，rin)表示第i個準則的單因素評價；rij表示第i個準則的第j個因素的評價。

利用權(quán)向量矩陣W與模糊一致關(guān)系矩陣R構(gòu)建模糊綜合評判矩陣Q；由模糊綜合評判矩陣Q和評語集向量V相乘得到市政施工階段環(huán)境影響的FAHP-FCE模型定量綜合評價結(jié)果Z，公式如下

Q=W×R

(7)

Z=Q×V

(8)

3 實例分析

3.1 項目概況

某市政項目位于我國南部沿海地區(qū)某城市的主城區(qū)核心區(qū)域。擬建道路周邊有文物建筑、歷史建筑等，所在區(qū)域規(guī)劃的建設(shè)用地主要為居住用地、道路與交通設(shè)施用地，部分道路兩側(cè)有擬建安置房、景觀公園、小學、幼兒園等，項目施工環(huán)境復(fù)雜，對施工階段的環(huán)境影響要求相對較高，適用于本文所建立的市政項目施工階段環(huán)境影響評價體系。

3.2 模型應(yīng)用

3.2.1 確定指標權(quán)重與結(jié)果分析

按照評價指標體系(表1)，采取專家打分的方式得到二級指標權(quán)重分值。邀請16名相關(guān)人員進行問卷調(diào)查和打分，其中，項目負責人1人，施工負責人1人，設(shè)計負責人1人，施工技術(shù)負責人1人，其他項目管理人員8人，受項目直接影響的居民4人。共收集有效問卷16份。采取加權(quán)平均的方法求得準則層與指標層權(quán)重，見表4。各準則層對應(yīng)的模糊一致判斷矩陣見表5。

表4 準則層與指標層權(quán)重

表5 各準則層對應(yīng)的模糊一致判斷矩陣

分析表4可知：空氣污染(0.209 0)、噪聲污染(0.234 8)和社會影響(0.220 3)的權(quán)重值明顯大于水環(huán)境污染(0.168 8)與廢棄物污染(0.167 2)，與工程實際環(huán)境影響情況相符。主要原因在于，以噪聲污染為主的這三類環(huán)境因素直接影響項目周邊人員的日常生活，對項目周邊人員的身心狀態(tài)造成直接影響。

從指標層相關(guān)數(shù)據(jù)可知，同層級中多個指標的權(quán)重分級明顯。在空氣污染指標層中，土體材料儲存區(qū)域揚塵、土體材料運輸過程揚塵與混凝土攪拌混合產(chǎn)生揚塵污染對環(huán)境影響作用更加明顯。其余兩種指標權(quán)重值較小的原因是這兩種因素影響作用效果周期較短，同時針對這兩種影響因素采取了有效的預(yù)防措施；在社會影響指標層中，施工區(qū)域生態(tài)環(huán)境影響權(quán)重占比較低，原因在于該項目在施工過程中盡可能地避免了對生態(tài)環(huán)境的影響。

3.2.2 模糊綜合評價

下面以B1為例闡述單層級模糊綜合評價運算步驟。首先，按照表3與式(6)構(gòu)建模糊綜合評價矩陣R1。其中，列向量從左至右分別表示認為評價指標對市政施工階段環(huán)境影響程度極小、較小、小、較大、極大的專家所占比例。公式如下

(1)

由表4可知，B1的權(quán)重向量為W1=(0.212 0，0.219 7，0.236 9，0.172 1，0.159 2)，利用式(7)得到評價結(jié)果Q1，即

Q1=W1×R1=(0.102 7，0.233 8，0.443 9，0.192 1，0.027 5)

同理，計算得到Bi(i=2，3，4，5)的單層次模糊綜合評價結(jié)果為

Q2=(0，0.084 4，0.334 4，0.498 4，0.082 8)

Q3=(0.621 3，0.187 5，0.125 0，0.066 4，0)

Q4=(0.611 8，0.238 7，0.149 6，0，0)

Q5=(0.085 1，0.256 3，0.309 5，0.260 8，0.098 3)

按照式(7)計算得到該市政項目施工階段環(huán)境影響模糊綜合評價結(jié)果Q，即

Q=W×R=(0.247 8，0.196 7，0.285 6，0.225 8，0.046 8)

為了得到精準的評價結(jié)果，采取式(8)進行定量綜合評價，結(jié)果為

Z=Q×V=(0.247 8，0.196 7，0.285 6，0.225 8，0.046 8)×(95，85，75，65，30)T=77.733

由于該結(jié)果位于[70，90)的區(qū)間內(nèi)，可知該項目的綜合評價結(jié)果為“影響小”。但是，數(shù)值更趨向于影響較大，因此需要采取有針對性的專項整治行動措施。建議從噪聲污染、社會影響與空氣污染三個層面進行優(yōu)化整治。

3.3 評價結(jié)果分析與優(yōu)化建議

3.3.1 噪聲污染

工程施工過程中使用的機械設(shè)備(如大型挖掘機、起重機、拌和機等)會產(chǎn)生大量噪聲，在一定程度上造成周圍環(huán)境的噪聲值增高。此外，運輸工具會產(chǎn)生車輛行駛噪聲，對環(huán)境的影響不可忽視。

從表4可知，施工設(shè)備噪聲污染的權(quán)重值(0.662 5)明顯高于車輛運輸過程中產(chǎn)生的噪聲污染(0.337 5)，因此，提出以下優(yōu)化建議：

(1)應(yīng)注意選用效率高、噪聲低的機械設(shè)備，做到正確操作，并注意加強對機械設(shè)備的維護保養(yǎng)，以減少設(shè)備運行噪聲。

(2)在施工時，應(yīng)盡量采用低噪聲的機械設(shè)備。在選取高噪聲設(shè)備時，應(yīng)避免靠近和直對鄰近居民點。

(3)合理選擇施工方法和施工時間，避免午間/夜間施工，防止施工擾民。

3.3.2 社會影響

該項目位于主城區(qū)人員密集區(qū)域，社會影響不容忽視。從權(quán)重值比例可知，施工期間對已建成功能區(qū)域的權(quán)屬功能影響(0.408 3)與施工期間造成的人員通勤問題(0.347 4)明顯高于施工區(qū)域生態(tài)環(huán)境影響(0.244 3)。因此，提出以下優(yōu)化建議：

(1)在施工前，應(yīng)向工程所在區(qū)域發(fā)布公告，減少施工干擾造成的不利社會影響。

(2)應(yīng)與相關(guān)方緊密聯(lián)系，提前設(shè)計并告知施工路線，便于進行交通轉(zhuǎn)換。

(3)在施工期間，應(yīng)根據(jù)規(guī)劃的施工段落路網(wǎng)狀況合理安排交通轉(zhuǎn)換，增設(shè)醒目、清晰的臨時指向牌和標識牌。

(4)盡可能縮短施工工期和封閉寬度。如果無法設(shè)置臨時通行道路時，應(yīng)提前向目標區(qū)域告知，避免對居民通行及功能區(qū)域的正常運行造成負面影響。

3.3.3 空氣污染

在項目施工期間，取土填方、挖掘、棄土等施工行為，以及混凝土配料揚塵和運輸車輛的揚塵均會不同程度地使空氣中總懸浮顆粒物濃度增高。除此之外，施工機械外排尾氣也會污染大氣環(huán)境。通過分析表4中空氣污染指標層權(quán)重比例可知，應(yīng)從混凝土攪拌混合產(chǎn)生揚塵污染(0.236 9)、土體材料運輸過程揚塵(0.219 7)與土體材料儲存區(qū)域揚塵(0.212 0)三個角度進行優(yōu)化調(diào)整，具體建議如下：

(1)施工場地應(yīng)盡量不靠近居民點，水泥料場、混凝土攪拌機材料庫不應(yīng)設(shè)在人流量較大的區(qū)域，建議采取成品攪拌搬運到工地的方法。

(2)運輸?shù)缆芳笆┕龅匾龊脼⑺ぷ鳎詼p少場地和運輸過程中揚塵對居民的影響。

(3)針對土體材料儲存區(qū)域揚塵問題，應(yīng)重視施工場地圍擋設(shè)置、物料堆放合理覆蓋、土方開挖濕法作業(yè)、渣土車輛密閉運輸?shù)取?/p>

4 結(jié)語

綜上所述，本文構(gòu)建了以空氣污染、噪聲污染、水環(huán)境污染、廢棄物污染與社會影響為一級指標層的市政項目施工階段環(huán)境影響評價指標體系，建立了一種基于FAHP-FCE的市政項目施工階段環(huán)境影響評價方法。通過對實際項目進行分析，得出以下結(jié)論：

(1)建立了相對完善的市政項目施工階段環(huán)境影響評價指標體系，將空氣污染、噪聲污染、水環(huán)境污染、廢棄物污染、社會影響作為一級指標層，并在此基礎(chǔ)上對一級指標進行針對性劃分。

(2)構(gòu)建了一種基于FAHP-FCE的主觀性評價方法，在各專家意見打分評價的基礎(chǔ)上對目標層進行系統(tǒng)性評價，極大地減少了專家主觀性對評價模型的影響，能夠為項目管理人員提供科學、直觀的判斷依據(jù)。

(3)以某市政項目為例，選取16名相關(guān)專家驗證該方法的實用性。結(jié)果顯示，該項目在施工階段對環(huán)境的影響程度為“影響小”。但是，從數(shù)值的傾向性可知，該項目有擴大其環(huán)境影響程度的趨勢。

(4)基于指標層權(quán)重分析，選取噪聲污染、社會影響和空氣污染三個主要影響因素進行評價與優(yōu)化改進。研究可知，基于 FAHP-FCE的評價算法能夠在耗費較小人力、物力的基礎(chǔ)上降低市政項目在施工過程中的環(huán)境影響，具有較強的科學性和實用性。