山西省公路交通运输环境监测网需求分析研究

李沛沛，贾春峰

（山西省交通科学研究院，山西 太原 030006）

0 引言

多年来交通基础设施大规模的建设、运营及运输活动不可避免对周围环境和重要环境敏感区产生影响，由此产生的环境污染和生态保护问题日益严重，迫切需要加强行业污染防治和生态环境保护工作。交通运输环境监测是行业履行交通环境保护职能、开展交通环保管理工作的重要支撑。《交通运输“十二五”发展规划》中提出：“十二五”末，初步形成布局科学、层次合理的行业节能环保监测网络，全面开展交通运输节能和环保监测工作。2015年，交通运输部印发了《全国公路水路交通运输环境监测网总体规划》[1]，明确了全国交通运输环境监测网络布局方案和规划目标，并提出由省级交通运输管理部门尽快编制省级交通运输环境监测网总体规划，做好与全国规划的衔接，山西省作为首批“十二五”交通运输环境监测网络建设的试点省份，以山西省地形和区域特征为依据，构建了以山西省交通环境监测中心-运城分站-大同分站为骨架、8处噪声在线监测点和4处环境空气在线监测点的建设方案[2]，2014年12月，山西省交通运输环境监测网络建成投入试运行，然而本方案的制定主要以山西省地形特征和高速公路发展规划为依据，制定了监测站和在线监测站布局，未进行需求和布局方面系统预测分析，站点的选择缺乏代表性和科学性[3]。

本论文通过交通运输环境监测网需求分析研究，采用“区域重要度”评价方法确定了监测分站的总体需求；采用“环境监测对象重要度”评价方法确定了在线监测站总体需求。

1 监测分站需求分析研究

1.1 研究方法

交通运输环境监测分站是否设立的影响因素主要包括公路因素和环境因素，因此，基于以上两个影响因素，建立了“区域重要度”评价指标体系[4]，包括3个指标分别为区域内公路里程、区域生态敏感性和区域水环境敏感性。定义区域重要度如式（1）：

式中：Zi为第i区域的重要度；Ri为第i区域的公路通车里程；Gi为第i区域生态敏感性；Pi为第i区域水环境敏感性；Rα为各区域公路通车里程平均值；Gα为各区域生态敏感性指数平均值；Pα为各区域水环境敏感性指数平均值；α1、α2、α3为公路通车里程、生态敏感性和水环境敏感性3项指标的权重，采用层次分析法获得。

采用建立的“区域重要度”指标体系和评价方法对山西省的11个地市进行重要度分析，并且在山西省已建成的交通运输环境监测站（监测中心、大同分站、运城分站）的基础上，确定监测站的总体需求。

1.2 研究结果

通过监测分站需求分析确定监测站的总体需求，目标是使监测分站监测范围实现“全覆盖”，但是“全覆盖”并不代表全省11个地市均设置环境监测站，而是按照需求设置分站，因此，相邻区域选定一个合理的偏差控制指标，分析各区域重要度偏差，得出偏差不超过预设值的相邻区域，这些临近区域可合并设置一处监测站，避免不必要的重复设点。本论文以“15%”作为偏差控制指标，相邻区域偏差大于15%的地区单独设站，按照2015年度山西省11个地市的区域重要度数据和相邻区域偏差数据，最终得出山西省共需8个交通运输环境监测站（包括监测中心）可满足山西省交通运输环境监测需求（见表1）。

表1 山西省11个地市区域重要度分析

2 在线监测站需求研究

2.1 研究方法

在线监测站按环境要素划分包括环境空气在线监测站、水环境在线监测站、声环境在线监测站以及生态环境监测站。在线监测站需求预测以现有公路涉及的敏感目标作为基础，采用空间分析法（叠置图法）统计敏感目标名称和数量，按照山西省公路网发展规划，结合未来建设的公路对环境的影响，预测其需求和规划目标。

论文采用叠置图法筛选出可能穿越或毗邻自然保护区、风景名胜区、森林公园、地质公园、水库、集中式地表水水源地等环境敏感区的交通基础设施，然后通过建立的“环境监测对象重要度”评价体系，对各监测对象进行重要度评价。

环境监测对象重要度是判断交通运输环境监测对象代表性和典型性的指标，可选取交通运输活动水平与环境敏感目标两大类参数进行定量化分析。其中交通运输活动水平类指标包括公路（隧道、服务区、收费站）交通流量、枢纽客运（货运）量等；环境敏感目标类指标包括自然保护区、重要湿地、风景名胜区、世界自然与文化遗产地、重要水库及水产种质资源保护区等。评价体系见图1，具体计算模型如式（2）：

式中：Z为环境监测对象的重要度；ai为第i项指标的权重，可通过专家法或主成分分析法确定；Ai为本监测对象的第i项指标值；n为选取的指标数。

图1 环境监测对象重要度评价体系

2.2 研究结果

式中：bi，αi，rij分别为隶属于第 j等级的隶属度、第 i个评价指标的权重和第i个评价指标隶属于第j等级的隶属度。

所制定的环境监测对象重要度评价指标体系共由两个一级指标与6个二级指标构成，利用语义学标度分为5个重要度评价等级：非常重要、比较重要、一般重要、不重要、很不重要。为了便于计算，将主观评价的语义学标度进行量化，并依次赋值为5、4、3、2、1。主观测量是用五级语义学标度，所设计的评价量和隶属度标准见表2。

表2 评价定量分级标准

确定了重要度大于0.233 3的监测对象列入山西省交通运输环境监测总体布局，其中包括12处自然保护区、23处风景名胜区、22处森林公园、10处地质公园、40处集中式饮用水水源地、19处水库。针对长大隧道、公路运输枢纽、服务区和收费站的需求分析，论文依据山西省国省道交通量统计资料和山西省统计年鉴相关数据，筛选出39处收费站、10处服务区、28处长大隧道（所属高速车流量均大于15 000 pcu/d）、7个公路运输枢纽作为山西省交通环境监测网规划的监测对象（具体结果见表3）。

表3 山西省公路交通环境监测网需求分析结果

3 结论

论文建立了“区域重要度”评价体系，对全省11个地市进行重要度评价，最终确定8个交通运输环境监测分站（包括监测中心、运城分站和大同分站）可满足山西省交通运输环境监测需求，实现全省交通运输环境监测全覆盖。论文采用叠置图法筛选出可能穿越或毗邻自然保护区、风景名胜区等环境敏感区的交通基础设施，然后建立了“环境监测对象重要度”评价体系，对各监测对象进行重要度评价，最终确定了山西省交通运输环境监测网在线监测站的监测需求。通过山西省交通运输环境监测网需求分析，可使监测网络中交通基础设施监测对象布局更加科学合理，最终形成覆盖广泛、布局科学、层次合理、衔接顺畅的山西省交通环境监测网。