区域地质-生态环境质量的参数特点及其评价方法研究

如题所述

一、环境质量评价常用的数学模型

一个学科的发展水平可用该学科研究的定量化程度予以评价。环境地质问题、生态环境问题一般都是具有高度复杂化的定性或半定量问题,几十年来,工程地质工作者一直致力于工程地质问题的定量化研究,并取得了显著的成绩,各种数量方法(回归分析、聚类分析、模式识别、概率统计、灰色系统、模糊数学等)都已引入了地学之中,并且解决了很多实际问题。随着地学研究的深入开展,一些数学方法也引进到地质-生态环境质量评价之中,其基本思路是:首先分析研究比较清楚的或已被验证过的对象的地质条件,然后,建立地质概念模型,把描述过程、评价过程以数学符号、数学公式的形式表达出来,按照某种原则(如最大隶属度原则)对被评对象质量等级给出一个综合性的判断。其主要评价方法有模糊综合评判法、灰色聚类法、逐步判别分析法、聚类分析法、模糊聚类、多目标加权法、模式识别法、层次分析法、信息量统计法、德尔菲法等等。

二、地质-生态环境指标参数的特点与评价方法的选择

1.地质生态环境质量评价的概念

环境质量评价是对环境素质优劣的定量描述。地质-生态环境质量评价主要是分析、确定地质-生态环境对工程建设的适宜性和适应性,也就是评价地质-生态环境质量的优劣程度。

地质-生态环境质量评价是环境管理工程的重要手段之一,通过地质-生态环境评价,弄清环境质量变化发展的规律,进行地质-生态环境系统分析,确定地质-生态环境系统预防与整治的方案。

地质-生态环境质量评价工作一般包括准备、系统分析、设计、综合评价和调控5个阶段。在准备阶段主要是收集相关资料;在系统分析阶段完成评价指标体系的确立和评价单元划分;设计阶段主要是进行评价方法和定权方法的设计;然后在综合评价阶段进行计算,得出评价结果;最后提出有关建议,以利于调控地质-生态环境开发与生态环境保护之间的矛盾。

地质-生态环境质量评价的主要步骤为:分析影响城市地质-生态环境的主要因素,确定地质-生态环境质量评价指标;确定评价模型与评价方法;研究区单元划分,确定每个单元的指标值;进行评价,完成地质-生态环境质量区划图。

2.地质-生态环境质量指标参数的特点

(1)层次性

城市地质-生态环境质量指标具有不同的层次组合,形成多层次的指标体系。这一特点要求其评价过程不可能一次完成,需多级计算,评价中应根据因素属性和影响程度,找出主要内容,分析因素之间相互消长的关系,按隶属关系构造成递阶层次结构,再按层次评价。

(2)多样性

由于影响地质-生态环境的因素十分复杂,其指标也十分繁多,是一个十分复杂的指标系统,这就要求在具体评价时,一方面为了便于应用,指标不应过于繁多,另一方面评价方法也具有多样性,应广泛吸收现代地质学、系统科学的新理论、新方法,如模糊数学、神经网络、灰色理论、地理信息系统等,采取定性与定量相结合、理论与实践相结合的原则,多种方法相互论证、互相补充。

(3)模糊性

地质-生态环境指标中的数据具有模糊性,一方面,各因素划分级别的指标界限是模糊的,有些指标界限是连续的,只是为了评价便人为地将之分割开来;另一方面,指标中的数据是模糊的,如地面变形分为轻度地面变形、一定程度的地面变形、严重程度的地面变形等。对这样复杂的大系统问题,用模糊数学可得到较好地解决。

(4)不确定性

地质-生态环境质量的某些指标不能定量,如人们在野外调查和分析中用语言表达的某些内容,另一些则是通过仪器测量、试验获得的。我们在野外观察、描述复杂的地质现象时,常用“中软场地土、有一定程度破坏、地下水的侵蚀性大致是多少”等方式来表达指标对环境质量的估计,由于描述方法不同,常出现单值、区间值,甚至语言赋值,因而具有不确定性。

3.地质-环境质量评价方法的选择

如上所述,评价地质-生态环境质量的方法很多,基于上述分析,我们认为采用多因素加权法、神经网络理论、模糊综合评判方法比较适宜,同时应注意不同方法的相互补充和验证。对于山东半岛城市群地区8个城市的地质-生态环境质量评价宜采用多因素加权法,这是因为评价单元少,以城市为计算单元,仅8个单元,用其他方法不便于城市之间的比较和对比。

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