隧道工程水環(huán)境效應(yīng)評價(jià)指標(biāo)

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摘要：根據(jù)隧道工程水環(huán)境效應(yīng)評價(jià)指標(biāo)體系設(shè)計(jì)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(jì)了一套通用型隧道工程水環(huán)境效應(yīng)評價(jià)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(jià)指標(biāo)體系；可持續(xù)評價(jià)

縱觀國內(nèi)外交通隧道的發(fā)展，凸顯出一個(gè)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(jià)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(jià)指標(biāo)體系是獲得正確評價(jià)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(jià)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(xiàng)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(xiàng)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萁撸h(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(shí)，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(jià)指標(biāo)體系建立原則

隧道工程水環(huán)境效應(yīng)評價(jià)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(jià)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(jià)指標(biāo)往往很難全面地評價(jià)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(gè)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(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建的恰當(dāng)與否將直接決定評價(jià)效果的真實(shí)性。因此，隧道工程水環(huán)境效應(yīng)的評價(jià)指標(biāo)構(gòu)建時(shí)應(yīng)遵循以下原則［2，3，4］。

2．1科學(xué)性與客觀性

指標(biāo)選擇時(shí)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。

2．2系統(tǒng)性與層次性

評價(jià)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(shí)，應(yīng)以主要和關(guān)鍵因素為重點(diǎn)選擇評價(jià)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(jià)時(shí)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(gè)綜合指標(biāo)選擇有代表性評價(jià)指標(biāo)作為其下屬指標(biāo)，以達(dá)到綜合分析與評價(jià)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(gè)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(shí)，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。

2．5穩(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(jià)指標(biāo)時(shí)，應(yīng)能體現(xiàn)不同的客觀條件，以提高評價(jià)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(shí)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(jià)誤差。

2．6可操作性與實(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(jià)指標(biāo)會影響隧道水環(huán)境效應(yīng)評價(jià)結(jié)果的可靠性。因此，在選擇時(shí)應(yīng)盡量避免這類指標(biāo)，選取可通過統(tǒng)計(jì)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(jià)指標(biāo)。同時(shí)，應(yīng)選取合理數(shù)量的評價(jià)指標(biāo)，以使得評價(jià)過程簡單易行。

3隧道區(qū)域水環(huán)境效應(yīng)評價(jià)指標(biāo)體系

3．1評價(jià)指標(biāo)體系框架設(shè)計(jì)

圖2隧道區(qū)域水環(huán)境效應(yīng)評價(jià)指標(biāo)體系由隧道工程對水環(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(jià)指標(biāo)的設(shè)計(jì)原則，將隧道工程環(huán)境效應(yīng)評價(jià)分解為兩個(gè)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(gè)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(gè)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(gè)總目標(biāo)，3個(gè)準(zhǔn)則和13個(gè)影響因素構(gòu)成的隧道工程水環(huán)境效應(yīng)評價(jià)指標(biāo)體系，如圖2所示。

3．2評價(jià)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(gè)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(jià)準(zhǔn)則的1個(gè)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(gè)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(jià)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(shí)為了能夠清晰地看出該系統(tǒng)的一個(gè)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(gè)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(gè)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(jià)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(jiān)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(shí)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(jiān)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(jiān)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(jià)指標(biāo)體系設(shè)計(jì)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(jià)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(jià)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(jià)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(jì)的隧道水環(huán)境效應(yīng)評價(jià)體系進(jìn)行實(shí)例驗(yàn)證，也未對其評價(jià)方法進(jìn)行研究，這將都是筆者以后的研究工作。

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作者：張國珍 孫加輝 武福平 尚興寶 曹楓 單位：蘭州交通大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院