复杂艰险山区弃渣场生态环境综合风险评价及预警研究

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为了推进西部大开发形成新格局,我国将发展西部交通、补齐基础设施短板作为工作着力点。西部地区地理特质复杂多变、生态环境敏感脆弱,重大交通基础设施工程多需要穿越复杂艰险山区,势必需要建设数量众多的弃渣场。弃渣场数目多、散布广泛,面临的风险因素复杂,在极端气候、复杂地貌、地质灾害等风险因素的交互作用下,易导致潜在水土流失与表土植被破坏的生态环境综合风险。现实管理中,弃渣场生态环境综合风险评估机制尚未建立,运营监测费用高,制约人工管理能力发挥;学术研究中,与弃渣场风险相关的研究绝大多数以单个弃渣场为主,较少考虑资源有限下的群体弃渣场的管理。考虑到建设与维护资源约束,开展线性工程群体弃渣场生态环境综合风险的分级分类管理研究具有一定的理论意义和实际价值。本文通过梳理弃渣场风险研究范式、评价方法、预警监测相关文献,把握风险识别、风险评估、风险预警及响应的逻辑环节,从自然环境、渣场系统、人类活动三个维度构建弃渣场生态环境综合风险评价指标体系,获取50座铁路弃渣场样本数据开展实证研究。首先,基于重大工程建设的复杂艰险环境特征,本文通过逻辑推理分析弃渣场结构系统组成和环境风险因素,参数化刻画不同的环境条件;其次,作为决定弃渣场风险评价结果的关键参数,本文归纳了窗宽半径R的四种取值方案,根据中间适度值方法建立经典投影寻踪聚类(PPC)模型,评估弃渣场的生态环境综合风险,采用基于实数编码的加速遗传算法(RAGA)提高模型优化求解的效率。进一步地,本文通过对指标值连续变量的隶属度划分,得到各指标风险等级边界值投影到一维投影空间下的风险等级隶属度,以表示风险等级。本文对复杂艰险山区50座铁路弃渣场的生态环境综合风险水平进行实证研究。研究结果表明:3座弃渣场处于高风险及中高风险水平;表土厚度、弃渣量、路网距离和河网密度对降维聚类结果敏感;将投影寻踪评价结果与可拓物元评价法和TOPSIS方法进行对比分析,验证了本文所构建模型的有效性。综上所述,本文所构建的弃渣场生态环境综合风险评价框架集成模型可行,能够克服采用过往评价方法产生的经验主义,更加迅速、准确地评估群体性弃渣场的生态环境综合风险,为重大线性工程弃渣场风险管理工作提供参考。针对环境的动态演化,本文还借助敏感指标的技术监测手段,从动态视角探索了风险分级评价模型的预警应用。
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