基于大數(shù)據(jù)的工程水環(huán)境影響評價(jià)模式探究

程翔

摘要：水利工程建設(shè)對社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、改善民生非常重要。我國現(xiàn)有的環(huán)境評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)手段和評價(jià)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(jià)體系，提高評價(jià)的時(shí)效性、準(zhǔn)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(jià)模式

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

中圖分類號：P337 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)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(jì)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(shí)社會發(fā)展的進(jìn)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(xí)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(jià)體系，從而為保護(hù)水環(huán)境提供各項(xiàng)指標(biāo)依據(jù)。

2 ?水環(huán)境影響評價(jià)

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(yùn)營過程中對水環(huán)境造成的各類負(fù)面影響，我國從二十世紀(jì)九十年代開始探索研究，國內(nèi)部分學(xué)者將水利工程作為對象來評價(jià)其隊(duì)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(biāo)，建立了多個(gè)水利工程水環(huán)境評價(jià)模型，并得到了進(jìn)一步的驗(yàn)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(jià)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)手段和評價(jià)體系開始難以滿足公眾的需求。而且，時(shí)效性和準(zhǔn)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(shí)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(yīng)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(jì)等作出預(yù)測。曾有學(xué)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(jì)發(fā)展帶來深遠(yuǎn)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(jià)相關(guān)工作的一種應(yīng)用模式和方向，建立一個(gè)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(jià)系統(tǒng)，為水利大數(shù)據(jù)獲取及針對性的應(yīng)用服務(wù)積累相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，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(jià)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(jià)對水環(huán)境影響評價(jià)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(jià)模型。并通過對指標(biāo)評價(jià)的逐一分析，再利用大數(shù)據(jù)的技術(shù)獲取指標(biāo)計(jì)算方法，從而對指標(biāo)權(quán)重及準(zhǔn)則層權(quán)重進(jìn)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(jià)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(jìn)行評價(jià)，給出評價(jià)結(jié)論。

4.1 模型指標(biāo)體系設(shè)計(jì)

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

本文對水工程規(guī)劃設(shè)計(jì)生態(tài)指標(biāo)體系、河流健康評估指標(biāo)及已進(jìn)行分析驗(yàn)證的水環(huán)境影響評價(jià)模型及評價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)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(jià)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(zhǔn)則層和指標(biāo)層，集中評價(jià)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(jìn)行評價(jià)，評價(jià)模型分為1個(gè)目標(biāo)層、5個(gè)準(zhǔn)則層、17個(gè)評價(jià)指標(biāo)。其中目標(biāo)層：水利工程對水環(huán)境影響;準(zhǔn)則層：水文水資源、物理結(jié)構(gòu)、水質(zhì)、生物指標(biāo)、社會評價(jià);指標(biāo)層：流量過程變異程度、生態(tài)流量保障程度等。

4.2 評價(jià)方法

依據(jù)工程等級的不同賦予相應(yīng)的權(quán)重值，再應(yīng)用到各個(gè)指標(biāo)的賦值上，根據(jù)得分情況，得出相應(yīng)的評價(jià)，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(jià)范圍獲取

工程等級指標(biāo)根據(jù)其工程規(guī)模、效益及在國民經(jīng)濟(jì)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(diǎn)、監(jiān)測斷面進(jìn)行指標(biāo)賦分、評價(jià)。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(jì)社會發(fā)展特征的相同性和差異性將評價(jià)工程分為若干評價(jià)水體，水體可以是河段、水庫或湖泊。對每個(gè)評價(jià)水體選址檢測點(diǎn)、監(jiān)測斷面進(jìn)行評價(jià)。

4.4 評價(jià)分值計(jì)算方式

參照各評價(jià)指標(biāo)的賦分標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)評價(jià)水體代表值，計(jì)算評價(jià)水體各評價(jià)指標(biāo)賦分值;根據(jù)準(zhǔn)則層賦分體系規(guī)定的指標(biāo)賦分權(quán)重，計(jì)算評價(jià)水體準(zhǔn)則層賦分;根據(jù)目標(biāo)層賦分體系規(guī)定的準(zhǔn)則層賦分權(quán)重，計(jì)算評價(jià)水體目標(biāo)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(yīng)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(jìn)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(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)和水利項(xiàng)目及水資源歷史檔案數(shù)據(jù)等。

②制定數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)接口，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和接口進(jìn)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(fù)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(biāo)準(zhǔn)、HTML等等;獲取方法主要為爬蟲自動獲取。

6 ?應(yīng)用實(shí)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(shí)現(xiàn)水環(huán)境影響評價(jià)，應(yīng)用軟件構(gòu)架如圖2所示。

通過GIS配置平臺，展示評價(jià)過程及結(jié)果。

7 ?結(jié)語

通過大數(shù)據(jù)手段來進(jìn)行水環(huán)境影響評價(jià)尚在探究發(fā)展階段，本文著重體現(xiàn)的是一種實(shí)例的應(yīng)用探索，從非傳統(tǒng)數(shù)據(jù)獲取方式來評價(jià)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(jià)，尤其是社會評價(jià)方面的數(shù)據(jù)引入，從而豐富現(xiàn)有評價(jià)體系，加強(qiáng)評價(jià)可信度。

結(jié)合國家水利部《關(guān)于推進(jìn)水利大數(shù)據(jù)發(fā)展的指導(dǎo)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(dāng)前國家、省市水利工作的一項(xiàng)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(xiàn)：

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