環(huán)境質(zhì)量評價與系統(tǒng)分析

〔六〕主講：馮流環(huán)境質(zhì)量評價方法一、指數(shù)評價法二、專家判別法三、經(jīng)濟評價法四、不確定性評價方法2023/12/152一、指數(shù)評價法1、環(huán)境質(zhì)量指數(shù)的根本方式環(huán)境質(zhì)量指數(shù)有多種方式，如單因子指數(shù)、多因子指數(shù)、綜合指數(shù)等1.1單因子評價指數(shù)假設環(huán)境中污染物單一或某一種污染物占明顯優(yōu)勢時，單因子指數(shù)即可大體反映出環(huán)境質(zhì)量情況，詳細方式為：2023/12/1531.2多因子評價指數(shù)環(huán)境中有多種污染物，且污染物之間沒有明顯的協(xié)同或拮抗作用，那么可以近似地以為它們各自獨立發(fā)揚作用，即可采用多因子指數(shù)。常見多因子評價指數(shù)如下。代數(shù)疊加型：式中I為環(huán)境質(zhì)量指數(shù)；為污染物在環(huán)境中的濃度；S為該污染物對人類或環(huán)境影響程度的某一數(shù)值或規(guī)范2023/12/154均值型：計權型：加權均值型：幾何均值型：冪指數(shù)型：向量模型：均方根型：極值型：2023/12/1551.3環(huán)境質(zhì)量綜合評價指數(shù)當涉及到多種環(huán)境要素時，需采用綜合評價指數(shù)均權平均綜合指數(shù)：加權綜合指數(shù)：2023/12/1562、環(huán)境質(zhì)量評價指數(shù)的作用環(huán)境質(zhì)量指數(shù)的功能對區(qū)域環(huán)境質(zhì)量進行分級為專家評價法提供比較客觀的量化依據(jù)作為評價標準的替代形式進行信息交流提高環(huán)境質(zhì)量評價方法的可比性2023/12/1573、環(huán)境質(zhì)量指數(shù)評價法的主要環(huán)節(jié)2023/12/158環(huán)境質(zhì)量指數(shù)評價法的主要環(huán)節(jié)明確評價目的和制定評價計劃調(diào)查環(huán)境質(zhì)量背景、確定評價要素和評價因子、獲取環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)評價標準和評價指數(shù)的選用環(huán)境質(zhì)量分級評價結果檢驗與評價成果總結二、專家判別法1、特點利用專家的知識和閱歷對環(huán)境質(zhì)量及其變異作出價值判別既可以定性評價，也可以對難以用數(shù)學模型定量化的要素進展定量、半定量評價可以充分發(fā)揚不同領域專家的集體智慧2023/12/159個別咨詢與構造化或組織健全的專家咨詢相結合2、德爾斐法〔Delphi〕淵源：美國蘭德公司于20世紀50年代初發(fā)明，用于估計那些很難用數(shù)學模型描畫和計算的問題根本原理：使一組專家，按照一些明確的要求〔或假設〕來思索一個構造化〔即系統(tǒng)的、組織好的〕問題，經(jīng)過集體智慧，辨識出或明確提出處理問題的新方案〔有別于一開場提出問題時的一套想法或方案〕2023/12/15102.1根本原那么匿名性：參與者之間相互匿名輪回反響咨詢意見：普通至少經(jīng)過四輪對咨詢意見結果作統(tǒng)計處置，集中專家集體意見2.2專家的選擇應根據(jù)評價目的、對象和要求選擇專家專家人數(shù)視評價內(nèi)容和評價規(guī)模確定專家應在評價領域任務多年：至少10年以上專家知識和才干構造要合理2023/12/15112.3任務程序2023/12/1512德爾斐法工作程序問題的設計選擇評價組成員分多輪進行征詢統(tǒng)計反饋意見集中一致，終止反饋2023/12/1513影響面重要性評分合計權值小大12345公園需要量

22/43學生數(shù)

33/43交通量

22/43治安

44/43消防

44/43公共服務費用

55/43總稅收

55/43就業(yè)

44/43電力消耗

33/43天然氣消耗

33/43固體廢物量

22/43污水排放

33/43用水量

33/43431.0建立一個住宅區(qū)的影響面的權重2.3.1調(diào)查主題2023/12/1514德爾斐法涉及的主題范圍開發(fā)行動環(huán)境影響重大性的確定影響發(fā)生的時間估計、影響范圍和程度的預測識別環(huán)境影響，確定影響的性質(zhì)和大小歸一化處理不同性質(zhì)、大小、尺度和量剛的環(huán)境影響綜合比較各種備選方案并擇優(yōu)決策估計各種影響或評價因子的相對重要性2.3.2調(diào)查表格類型與設計2023/12/1515調(diào)查表類型定量估計用表事件發(fā)生時間預測表價值關系調(diào)查表評分和排序表多方案擇優(yōu)調(diào)查表權值調(diào)查表事件發(fā)生概率調(diào)查表多級估量調(diào)查表推斷式問答表肯定式判斷表2023/12/1516方案編號123……n名稱ABC……M排序多方案擇優(yōu)調(diào)查專家號：措施名稱為提高某評價區(qū)域內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量的總體水平，請對下列措施排序發(fā)展經(jīng)濟提高民眾的環(huán)境意識加強環(huán)境管理推斷式調(diào)查表專家號：措施名稱為了改善大氣環(huán)境質(zhì)量，請對下述各種措施的有效性排序評價小組的意見您的意見改進燃燒方式2改變煤的成分1減少火力發(fā)電3一定式調(diào)查表專家號：2.3.3信息處置和表達方案排序按優(yōu)先順序排序和按得分排序2023/12/1517方案IIIIIIIVVVIVII分值601002070904080等級5174263方案IIIIIIIVVVIVIIVIII分值809010080806010050自然數(shù)列43156728等級531.55571.58專家意見集中程度評價目的：方案的算術平均值、方案的總分值頻率2023/12/1518IIIIIIIVV15010030209023060901004031003090705047040508010051008090605069080100406074030806010068.66075.761.470Kj28.6%14.3%14.3%14.3%28.5%專家意見協(xié)調(diào)程度任一方案評價結果的變異系數(shù)〔越小協(xié)調(diào)程度越高〕專家意見協(xié)調(diào)系數(shù)〔越大越好〕協(xié)調(diào)程度的統(tǒng)計檢驗按2法進展2023/12/1519Cij為i專家對j方案的評分值；mj為參與j方案評價的專家數(shù)；rij為i專家對j方案的評價等級；m和n分別為專家和方案總數(shù)；L為i專家評價值中有一樣評價值的組數(shù)；tl為L組中的一樣等級數(shù)專家積極程度積極性系數(shù)專家權威程度熟習程度系數(shù)〔Cs〕判別系數(shù)〔Ci)2023/12/1520三、經(jīng)濟評價法環(huán)境影響的經(jīng)濟評價技術〔或貨幣化技術、環(huán)境經(jīng)濟評價技術〕：對環(huán)境損害〔費用〕與效益進展價值評價的方法利用一定的手段，對環(huán)境資產(chǎn)〔包括組成環(huán)境的要素、環(huán)境質(zhì)量〕所提供的物品或效力進展定量的貨幣化評價基于人們對環(huán)境改善的支付志愿和忍受環(huán)境損失的接受補償志愿進展：直接市場價值法、替代市場價錢評價法〔提示偏好法〕、志愿調(diào)查評價法〔陳說偏好法〕2023/12/15211根本原理1.1價值的經(jīng)濟含義2023/12/1522環(huán)境價值使用價值直接使用價值間接使用價值選擇價值非使用價值遺贈價值存在價值在市場經(jīng)濟下，稀缺性賦予物品或效力以價值，并經(jīng)過物品或效力的市場價錢來表達稀缺性用于衡量環(huán)境價值時存在一定的局限：相當多的環(huán)境物品屬于共有態(tài)物品〔如“美麗的日落〞〕，沒有市場或缺乏市場價錢由于外部性的存在，環(huán)境資產(chǎn)市場上很多環(huán)境物品的價錢并不能反映其真實的稀缺性2023/12/15231.2成效、邊沿成效和邊沿成效遞減規(guī)律成效：一個人經(jīng)過消費商品或效力所得到的需求上的滿足邊沿成效：成效隨消費量而變化的速率，也可以表述為消費量添加一個單位時所增收的成效邊沿成效遞減規(guī)律：邊沿成效函數(shù)為遞減關系2023/12/1524成效單位時間消費量邊沿成效曲線1.3支付志愿、需求曲線和消費者剩余支付志愿：是用來衡量成效而建立的，以消費者對商品或效力情愿支付的貨幣數(shù)量即價錢來表示取決于商品的價錢和消費者本人對該商品的邊沿成效需求曲線：反映商品或效力價錢和消費者需求量之間變化規(guī)律的曲線，呈遞減關系消費者剩余：用來評價商品或效力經(jīng)濟效益的目的。對于詳細的商品或效力而言，等于消費者情愿為其支付的費用減去實踐支付的費用2023/12/15252023/12/1526需求曲線以下和價錢以上的面積衡量市場的消費者剩余。消費者剩余2環(huán)境費用和效益2.1環(huán)境費用環(huán)境費用〔美國環(huán)境質(zhì)量委員會分類〕損害費用：污染導致的直接費用支出防護費用：為防止污染危害而帶來的費用支出事務費用：搜集污染有關的信息〔如污染監(jiān)測〕、以及為防治污染而做的預備任務所支出的費用去除費用：為防止或消除污染而支出的費用，如污水處置廠的建造與運轉費用2023/12/1527環(huán)境費用〔經(jīng)濟學分類〕內(nèi)部費用：企業(yè)為了防止污染而安裝的防治設備的投資和運轉費用〔受市場經(jīng)濟規(guī)律制約〕外部費用：人類經(jīng)濟或社會活動呵斥的對資源及環(huán)境質(zhì)量的損害費用〔經(jīng)過納稅或其他方式支付〕社會方面，表達在污染導致的各種社會損失方面，如污染損害賠償、污染導致醫(yī)療支出添加等經(jīng)濟方面，表達在污染呵斥國民經(jīng)濟損失上自然方面，表達在污染導致環(huán)境質(zhì)量下降、生態(tài)破壞、物種多樣性減少、礦藏資源過量開發(fā)等方面2023/12/15282.2環(huán)境效益貨幣效益：可以用市場價錢直接估值的部分非貨幣效益：無法直接以貨幣表示的效益，例如自然風光、文娛游覽設備改善帶來的收益；生態(tài)環(huán)境的改善使益鳥、珍禽棲息地恢復的收益某些外部費用也可以了解為當環(huán)境得到改善后的收益2.3費用和效益現(xiàn)值費用和效益現(xiàn)值：思索了一定貼現(xiàn)率的費用和效益費用-效益比值E：效益現(xiàn)值和費用現(xiàn)值之比2023/12/15293、費用-效益分析方法3.1直接市場價錢評價方法〔直接市場價值法〕直接的費用效益分析法，主要用于開發(fā)工程環(huán)境影響的經(jīng)濟評價利用市場價錢賦予環(huán)境影響以價值〔環(huán)境本錢〕或評價環(huán)境改善所帶來的效益2023/12/1530環(huán)境質(zhì)量改變（如受到污染）生產(chǎn)力或生產(chǎn)成本改變價格和產(chǎn)量水平變化估算物品或服務的市場價值變化環(huán)境成本或環(huán)境改善帶來的效益劑量-反響法主要用于評價環(huán)境變化對市場產(chǎn)品或效力的影響，不能用于非運用價值的評價2023/12/1531建立環(huán)境損害（反應）和造成損害的原因（劑量）之間的關系評價一定污染水平下環(huán)境介質(zhì)中受體的變化估算損害的市場價值為其他直接市場價值法提供信息和數(shù)據(jù)根底，特別是可提供環(huán)境質(zhì)量的邊沿變化與受影響的產(chǎn)品或效力產(chǎn)出的邊沿變化之間的關系消費率變化法方法的根據(jù)：環(huán)境變化經(jīng)過消費過程影響消費者的產(chǎn)量、本錢和利潤；或經(jīng)過消費品的供應與價錢變化影響消費者福利2023/12/1532估計環(huán)境變化對受者（財產(chǎn)、機器設備或人等）造成的物理效果和范圍估計該影響對產(chǎn)出和成本造成的影響估計產(chǎn)出和成本變化的市場價值市場價錢的選用必需思索以下兩種情況：環(huán)境質(zhì)量變動對受影響商品的市場產(chǎn)出程度變化的影響很小，不至于引起該商品價錢的變化，可直接運用現(xiàn)有市場價錢進展測算假設消費量變動的幅度較大，導致產(chǎn)品價錢的變動〔如消費量下降過多導致該產(chǎn)品市場供應缺乏，引起價錢上漲〕，應先預測新的價錢程度后再用新的市場價錢進展測算2023/12/1533留意：大多數(shù)價值評價技術通常都假定受影響產(chǎn)品的市場價錢不會發(fā)生變化疾病本錢法和人力資本法估算環(huán)境變化呵斥安康損失本錢的兩種主要方法對人類安康方面呵斥的損失主要包括：過早死亡或病休呵斥的收入損失、醫(yī)療費開支的添加2023/12/1534識別環(huán)境中致病的特征因素確定致病誘因與疾病發(fā)生率和過早死亡率之間的關系估算總曝露人口和敏感人口規(guī)模估算由于疾病導致缺勤所引起的收入損失和醫(yī)療費用估算由于過早死亡所帶來的影響因疾病導致缺勤所引起的收入損失和醫(yī)療費用的估算方法過早死亡所帶來影響的估算方法Li為i類人由于生病不能任務所帶來的平均工資損失；Mi為i類人的醫(yī)療費用支出t+i：年齡為t的人活到t+i年的概率Et+i：在年齡為〔t+i〕時的預期收入r：貼現(xiàn)率T：退休年齡2023/12/1535時機本錢法運用一種資源的時機本錢，指在將資源投入某一特定用途后所放棄的、在其他用途中可以獲得的最大收益時機本錢與資源的稀缺性有關，只需稀缺的自然資源才能夠有非負的時機本錢特別適用于對自然維護區(qū)或具有獨一性特征的自然資源開發(fā)工程的評價；也可以用于計算環(huán)境污染引起的經(jīng)濟損失2023/12/1536工程背景：20世紀70年代，新西蘭方案提高某風景湖區(qū)的水位進展水電開發(fā)，但會因此破壞其景觀價值和野生生物棲息地價值維護該湖區(qū)的時機本錢：經(jīng)過費效分析，建立水電工程的凈效益現(xiàn)值最大為2000~2500萬新元〔1973年〕，工程計算期內(nèi)，新西蘭每年人均凈得益約0.62新元，此即維護該湖區(qū)的時機本錢問題與決策：該湖區(qū)的風景、生態(tài)及野生生物棲息地的價值，大到使國民年人均放棄0.62新元的程度嗎？2023/12/1537運用實例：能否該提高風景湖區(qū)水位進展水電開發(fā)？3.2替代市場價錢評價法〔提示偏好法〕利用某個實踐的市場價錢來評定某種未經(jīng)買賣的環(huán)境質(zhì)量、環(huán)境要素的價錢。有兩種實現(xiàn)途徑：調(diào)查總價錢中環(huán)境屬性的價值內(nèi)涵，基于根本假設：在除環(huán)境質(zhì)量以外的其它一切影響商品價錢的變量都一樣的情況下，所表現(xiàn)出的價錢差別就反映了購買者對于環(huán)境質(zhì)量的價值評價調(diào)查作為環(huán)境替代品的市場買賣物品的價錢完全替代品：如家庭供水非完全替代品：如生態(tài)效力功能或溫馨性2023/12/1538資產(chǎn)價值評價法假設：人們對資產(chǎn)的一系列特性〔構造的、環(huán)境的、美學的〕的偏好導致其在不同環(huán)境質(zhì)量情況下對資產(chǎn)的支付志愿不同運用：常用于空氣質(zhì)量的評價〔借助房地產(chǎn)市場〕局限性：需求很多假設和大量數(shù)據(jù)支持2023/12/1539建立資產(chǎn)價格與可能影響價格的諸多變量（包括環(huán)境質(zhì)量）間的關系控制其他變量，使得資產(chǎn)價格的差異僅受控于環(huán)境質(zhì)量恢復和防護費用法面對環(huán)境變化時人們能夠采取的防護行為：采取防護措施、購買環(huán)境替代品、搬遷、補償工程根本思緒：將恢復或防止一種資源不受污染所需的費用，作為環(huán)境資源破壞帶來的最低經(jīng)濟損失防護費用：人們?yōu)榉乐弓h(huán)境惡化所預備支出的費用，可用以推斷人們對環(huán)境價值的估價，曾經(jīng)廣泛用于噪聲污染評價恢復費用：環(huán)境破壞后將其恢復原狀所要支出的費用2023/12/1540恢復和防護費用法運用時應留意的問題：識別環(huán)境危害：應以針對主要環(huán)境問題的防護行為作為估算根據(jù)界定受影響人群：主要思索遭到重要影響的人群影子工程法屬于恢復費用法的特殊方式根本思緒：假設在環(huán)境被破壞后人工建造一個〔影子〕工程來替代原來的環(huán)境功能，用建造影子工程的費用來估計環(huán)境污染或破壞所呵斥的經(jīng)濟損失2023/12/1541游覽費用法常被用來評價那些沒有市場價錢的自然風景點或者環(huán)境資源的價值針對的是詳細場所的環(huán)境價值，而非文娛本身的收益經(jīng)過消費者對旅游場所的支付志愿來評價其環(huán)境價值2023/12/1542定義和劃分旅游者的出發(fā)地區(qū)在評價地點對旅游者進行抽樣調(diào)查計算每一區(qū)域內(nèi)到評價地旅游的人次（旅游率）求出旅行費用對旅游率的影響根據(jù)對該場所的實際需求曲線計算各個區(qū)域的消費者剩余各個區(qū)域的消費者剩余及旅行費用加總，即可得到評價景點的價值3.3志愿調(diào)查法〔陳說偏好法〕適用情形：環(huán)境物品或效力的市場不存在或不健全，而且也找不到替代市場根本思緒：對環(huán)境資源運用者或污染受害者進展調(diào)查獲得人們對環(huán)境的支付志愿基于調(diào)查者的客觀志愿，而非直接或間接的市場行為運用：最初于興隆國家提出，并用來評價某些共有態(tài)物品的價值，如公園的運用權、清潔的空氣和水、瀕危的物種、通暢的視野等常用方法：招標博弈法、比較博弈法、專家評價法等2023/12/1543四、不確定性評價法1、不確定性評價方法類別環(huán)境評價中涉及的不確定性：隨機性、模糊性、“灰性〞和“未確知性〞等隨機性指事件的發(fā)生與否而言，事件本身的含義是確定的，只是由于條件不充分，事件發(fā)生與否有多種能夠性模糊性指元素對集合的隸屬關系而言，事件本身的含義不確定，但事件的發(fā)生與否可以確定灰性指事件本身的信息不完全或不同事件間關系不明確的形狀2023/12/1544環(huán)境評價中常用的不確定性評價方法統(tǒng)計分析方法：如相關分析法、回歸分析法、馬爾可夫鏈分析法、空間信息統(tǒng)計學分析法等，主要針對環(huán)境評價中的隨機性問題模糊數(shù)學方法：針對環(huán)境評價中的模糊性問題，主要運用于環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價，如模糊聚類法、模糊綜合評判法等。方法的中心是利用隸屬度描寫環(huán)境評價中所遇到的具有模糊性界限的環(huán)境質(zhì)量特征灰色系統(tǒng)分析方法：針對環(huán)境評價中部分信息明確、部分信息不明的形狀，如灰色關聯(lián)分析、灰色聚類分析等2023/12/15452、模糊數(shù)學評價法2.1模糊集合實際簡介模糊集合的概念集合：具有某種性質(zhì)的、確定的、彼此可以區(qū)別的事物的匯總構成集合的事件稱作集合的元素或元元素與集合之間的關系用“屬于或不屬于〞表達模糊集合：界限或邊境不清楚的事物的集合元素與集合之間的關系不能簡單地用“屬于或不屬于〞來表達2023/12/1546隸屬度和隸屬函數(shù)隸屬度：表示元素u屬于模糊集合A的程度，也就是對模糊集合的判別是用元素對此集合的從屬程度大小來表達的。隸屬度是0~1之間的任何數(shù)隸屬函數(shù)：指在論域U到[0，1]上的映射，即

2023/12/1547例1：設A是一切比1大得多的實數(shù)，那么A就是論域R上的一個模糊集，那么對于恣意一個屬于R的實數(shù)x來說，它屬于A的隸屬度可以表示為：2023/12/1548例2：“年輕〞和“年老〞是兩個模糊概念，取論域U=[0，100]，假設兩個模糊集分別為Y和O，那么恣意年齡u屬于兩個集合的隸屬度可定義為：2023/12/15492.2環(huán)境質(zhì)量模糊綜合評判方法2.2.1模糊綜合評價的過程2023/12/1550待評價環(huán)境質(zhì)量確定評價因子及其權重模糊變換擬合隸屬函數(shù)評價規(guī)范計算各因子對各級規(guī)范的隸屬度評價結論2.2.2模糊綜合評價的方法和步驟建立因子集、評價集和權重集因子集：參與評價的環(huán)境因子集合〔n維向量〕規(guī)范集：評價環(huán)境質(zhì)量規(guī)范集合〔mn矩陣〕2023/12/1551v1，v2，…，vm為與uj相應的評價規(guī)范集合u1，u2，…，un為參與評價的n個環(huán)境因子的數(shù)值權重集：參與評價因子的權重集合〔n維向量〕各因子的權重按下式計算計算DO權重時應取倒數(shù)，即2023/12/1552Ci為第i個因子的實測值；Si為第i個因子m級規(guī)范的算術平均值建立UV集合的模糊關系矩陣R綜合評判矩陣Y的計算合成算子有多種計算方法，常采用Zadeh算子類似于矩陣乘法運算，區(qū)別在于：兩元素相乘的步驟換成取小、相加的步驟換成取大。2023/12/1553ij表示第i種因子隸屬于第j種評價規(guī)范的程度，詳細的數(shù)值由隸屬函數(shù)給出式中“〞為模糊矩陣合成算子2.2.3隸屬函數(shù)確實定隸屬函數(shù)是評價因子實測濃度和環(huán)境質(zhì)量評價規(guī)范的函數(shù)，可采用降半梯形分布確定隸屬函數(shù)的建立假定隸屬函數(shù)為分段函數(shù)，并用e(j)，j=1,2,…,m代表各段函數(shù)的界限值；當評價因子的實測值xe(1)或xe(m)時，x對e(1)或e(m)的隸屬度為1，對剩余其他任何規(guī)范級的隸屬度為0；2023/12/1554當x從e(j)變化到e(j+1)時，x對e(j)的隸屬度逐漸減至0，而對e(j+1)的隸屬度逐漸增大至1，當x恰好變化到界限值e(j)，1<j<m時，其對e(j)的隸屬度為1；函數(shù)變化為線性隸屬函數(shù)的方式2023/12/1555實踐運用時，各級環(huán)境質(zhì)量規(guī)范值就是隸屬函數(shù)分段的界限值2.2.4方法的運用某河道經(jīng)過水質(zhì)監(jiān)測獲得如下表所示的水質(zhì)監(jiān)測資料，按模糊綜合評判方法評價水質(zhì)等級。評價規(guī)范采用<地表水環(huán)境質(zhì)量規(guī)范>〔GB3838-2002〕解：〔1〕確定評價對象的因子集2023/12/1556水質(zhì)因子DOCODBOD氨氮總