隧道工程水環境效應評價指標論文

　　縱觀國內外交通隧道的發展，凸顯出一個重要的特征：隧道越建越長，貫穿的水域面積越來越寬。這是經濟發展對交通運輸提出的必然要求。然而，隧道工程的實施與運營會改變其周圍水環境狀況，可能會破壞水環境系統，使水環境向著不利于人類的方向發展。因此，需定量地評價隧道工程對其周圍水環境的影響，以指導隧道工程建設和保護措施的采用，維持隧道區域水環境的可持續發展［１］。一套合理的評價指標體系是獲得正確評價結果的必然前提。因此，筆者對隧道工程水環境效應評價指標體系進行了相關研究。

　　１隧道工程對水環境的影響機理

　　水環境是指自然界中水形成、分布和轉化所處的空間。工程項目的實施會對水環境造成破壞和污染，從而導致系統的結構和功能發生變化，其稱為項目水效應。隧道工程的建設實施必然也會對水環境產生一定影響。其影響機理如圖１所示。隧道開鑿會完全封堵地下水帶來巨大壓力引發水流通道的轉移與變化，打破了地下水滲流場原有的平衡，致使出現斷流、涌水等現象。而隧道的不斷涌水、斷流會使地下水逐漸疏干，水位下降，疏干漏斗擴大，惡化水文地質條件，最終導致洞頂地表河湖泉井枯竭，水環境失去平衡，生態環境破壞。運行期中，隧道的滲漏水流失與車輛排放的危害氣體、噪聲等污染物質間接地對地下水影響，也會致使水環境的破壞。當水環境受到破壞時，滲漏水將使隧道承受一定的水壓力，對隧道產生軟化、分割、崩解的作用，引發巖溶地面塌陷等嚴重影響人類生活、生產的災害［２］。

　　２隧道工程水環境效應評價指標體系建立原則

　　隧道工程水環境效應評價指標是度量隧道工程對水環境系統影響的特征參數，是評價該影響的基本尺度和衡量基準。由于水環境系統的復雜性，單一的評價指標往往很難全面地評價隧道工程對水環境系統的影響，因而，需采用一套指標體系從多個角度分析考察隧道工程對水環境系統的影響。而這套評價指標體系構建的恰當與否將直接決定評價效果的真實性。因此，隧道工程水環境效應的評價指標構建時應遵循以下原則［２，３，４］。

　　２．１科學性與客觀性

　　指標選擇時應結合實際的客觀情況，在科學的理論基礎上，盡可能全面、完整、準確地反映水環境屬性。

　　２．２系統性與層次性

　　評價指標應按系統論的觀點進行考慮，盡可能確保完整、全面而系統地反映隧道工程水環境效應的整體狀況。同時，應以主要和關鍵因素為重點選擇評價指標，并將其關系用簡潔明朗的體系表達出來，確保一定層次性，防止指標的遺漏與重復而產生誤差。

　　２．３綜合性與具體性

　　隧道工程對水環境產生多方面影響，在評價時應盡可能綜合考慮這些方面選則綜合性指標。并針對每個綜合指標選擇有代表性評價指標作為其下屬指標，以達到綜合分析與評價的目的。

　　２．４動態性與靜態性

　　隧道工程因施工條件及行車運行等不確定因素而處于一個動態環境中，其對水環境的影響也必將隨著動態環境的不同而變化。因此，在選取指標時，既要選擇反映隧道工程水環境效應現狀的指標，也要選擇能反映隧道工程水環境效應發展趨勢的指標，做到動與靜結合，以全面反映隧道區域水效應的整體狀況。

　　２．５穩定性與獨立性

　　隧道工程隨其所處地區的地質、水文、氣象等因素的不同對水環境產生不一樣影響，在選擇評價指標時，應能體現不同的客觀條件，以提高評價指標的適用性。另外，隧道工程對水環境系統影響呈現鏈式反應，指標間通常存在重疊信息，所以在選擇指標時應保持各指標間的獨立性，避免指標包含重復信息而產生評價誤差。

　　２．６可操作性與實用性

　　在實際中，影響隧道工程水環境效應的有些指標數據難以獲得或者只能做定性分析，將其作為評價指標會影響隧道水環境效應評價結果的可靠性。因此，在選擇時應盡量避免這類指標，選取可通過統計資料整理、抽樣調查、典型調查或直接可從有關部門獲得數據等具有可操作性與實用性的影響效應作為評價指標。同時，應選取合理數量的評價指標，以使得評價過程簡單易行。

　　３隧道區域水環境效應評價指標體系

　　３．１評價指標體系框架設計

　　圖２隧道區域水環境效應評價指標體系由隧道工程對水環境系統的影響機理分析可知，隧道工程會給隧道區域的水環境系統帶來以下影響：①出現嚴重的涌排水、滲漏水現象，使得其附近的水體大量流失；②導致水流通道的轉移，引起地下水運動方向發生顯著變化，從而導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水體水質惡化；⑤地下水位下降等。綜合來看，隧道工程對水環境的影響主要表現在兩方面：對水質的影響和對水量的影響。根據前文所述隧道工程水環境效應評價指標的設計原則，將隧道工程環境效應評價分解為兩個子準則：水質影響和水量影響。加之，在社會的發展過程中由于水環境的破壞與影響會對經濟的發展產生制約因素。因此，將經濟影響作為其第三個準則。根據具體性原則，又根據其作用機理并借鑒他人的研究成果選擇１３個影響因素作為其子目標衡量準則。最終，建立了一套由一個總目標，３個準則和１３個影響因素構成的隧道工程水環境效應評價指標體系，如圖２所示。

　　３．２評價體系框架論證

　　根據研究表明，隧道施工過程中水質影響主要為ｐＨ、ＳＳ、ＣＯＤ、油類等［５］。因此，將水質綜合污染指數、地下水礦化度、水體富營養指數作為水質影響準則的３個下屬指標。又因不同地區的水環境系統有不同程度的自凈功能，為了能消除其差異性，得到普遍適用的結果，也將水環境容量作為水質評價準則的１個下屬指標。在水量準則中，單位面積地下水資源量能直觀表征系統中現存水量情況。居民生活水源損失率能表明地表水的現存情況，地下水和地表水兩者共同構成地區儲水情況。因此，將其作為水量準則的下屬指標。過境水資源量能補充水資源短缺地區水資源，對其的考慮能夠準確體現出該區域的實際水量。由于植被在保持水土、調節氣候、凈化大氣、維持自然界的生態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區域水環境保護與利用的情況。生物完整性指數的分析可以確定水環境干擾與生物特性之間的關系，引導政府部門合理規劃水環境的利用與開采，為水環境的和諧發展提供參考性價值。它們能間接地反映區域水量狀況。因此，將植被覆蓋率與生物完整性指數也作為水量準則的`子指標。在經濟準則中，將水利投資額、生態修復投資額和工農業產值作為其子目標，以全面體現隧道工程的經濟收支狀況，以促進區域經濟的積極發展。同時為了能夠清晰地看出該系統的一個系統變化過程，將水環境沉沒成本也作為經濟準則的一個子指標。

　　４隧道工程負面水環境效應相關對策

　　隧道工程的建設對水環境這個龐大系統帶來諸方面的負面效應是不可避免的，為了水環境的持續發展，不僅在評價體系上要不斷的改革、創新，管理部門也應提出一些措施和政策，為水環境的綠色和諧發展提供堅實的保障和嶄新的契機。在我國，水環境被定位為社會發展與進步的基石，不僅影響民眾的生活和健康，而且還威脅著國民經濟的順利發展。發達國家如日本、美國等，他們針對隧道工程負面水效應從政府方面做出了３方面的努力：

　　①制定相關的法律法規；

　　②協調政府部門間的合作；

　　③建立合理的隧道建設管理模式。

　　借鑒國外的經驗，為從根本上改變我國水環境狀況，促使水環境走上持續、全面發展的軌道，楊國棟等［６］提出減緩和消除影響的措施主要有：

　　①建設前詳細勘察，盡量避開環境敏感點及地質特殊的地帶，加強施工滲水、涌水監控；

　　②加強施工機械的養護維修及時對隧道內廢油、漏油收集；

　　③盡可能在現場對施工廢水做預處理后再排放；

　　④堅持和完善隧道區域水資源開發、環境綜合治理法規條例；

　　⑤堅持環境、經濟和社會的三效原則，實現可持續發展；

　　⑥加強公眾環境教育，提高群眾的環保意識與公眾參與意識。

　　５結束語

　　本文首先分析了隧道工程的水環境的影響機理。緊接著介紹了隧道工程水環境效應評價指標體系設計原則。并根據該原則和隧道工程對水環境的影響機理，建立了一套通用型隧道工程水環境效應評價指標體系。經分析論證得出本文中建立的隧道工程水環境效應評價指標體系能較為全面地反映隧道工程水環境效應，為今后的隧道工程水效應評價建立了基礎。最后，依據隧道工程的水環境影響機理，為減少隧道工程的負面水環境效應提出了幾點措施。在本文中，未對本文設計的隧道水環境效應評價體系進行實例驗證，也未對其評價方法進行研究，這將都是筆者以后的研究工作。

　　［參考文獻］

　　［１］趙慶建．河北省水環境安全評價體系及水資源可持續利用技術研究［Ｄ］．哈爾濱：哈爾濱工業大學，２００７．

　　［２］史景革，史彥民．隧道施工對周圍水環境影響研究［Ｊ］．鐵道建筑，２０１３，（５）．

　　［３］李國，杜欣，曾亞武．隧道與地下水環境相互影響分析［Ｊ］．中國水運（下半月），２００８，（９）．

　　［４］師彥武，康紹忠，簡艷紅．干旱區內陸河流域水資源開發對水土環境效應的評價指標體系設計［Ｊ］．水土保持通報，２００３，（３）．

　　［５］蔣紅梅，張蘭軍，丁浩．隧道建設對水環境的影響及其對策［Ｊ］．公路交通技術，２０１０，（５）．

　　［６］楊國棟，孟慶珍，孫立宏．汾河流域水環境狀況及流域可持續發展對策研究［Ｊ］．中國人口資源與環境，２００１，（Ｓ１）．

　　作者：張國珍 孫加輝 武福平 尚興寶 曹楓 單位：蘭州交通大學環境與市政工程學院

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