Экспертные оценки в природопользовании
Для определения очередности природоохранных мероприятий применяется экспертный метод оценок. При составлении плана природоохранных мероприятий необходимо представлять себе сложные взаимосвязи планово-экономических показателей с динамическими характеристиками ресурсов (водных, почвенных, энергетических, трудовых и др.), возможные климатические изменения в результате воздействия на окружающую среду, на людей, животных и растительность. Такие задачи можно решать только с привлечением широкого круга специалистов: медиков, биологов, химиков, экономистов, представителей технических специальностей, экологов и др. Для исследования сложных многофакторных процессов, одним из которых является процесс взаимодействия промышленных объектов с окружающей средой, можно использовать метод экспертных оценок.
При установлении очередности реализации мероприятий необходимо:
► составить перечень природоохранных мероприятий и рабочую анкету;
► выбрать достаточно представительную группу экспертов, компетентных в решении поставленных задач;
►распространить рабочую анкету среди экспертов, обработать полученные результаты;
►обобщить полученные оценки, определить степень согласованности мнений экспертов;
► произвести ранжирование мероприятий по доле вклада в решение проблемы.
После того как установлена совокупность мероприятий, необходимо отредактировать формулировку каждого из них. Эти формулировки должны быть краткими, изложены в доступной форме и иметь однозначное толкование. Следует учесть, что составитель перечня мероприятий как специалист уже располагает их по мере убывания влияния. Такое предварительное упорядочение может повлиять на мнение экспертов. Поэтому перечень мероприятий заносят в анкету в произвольной последовательности. Одним из наиболее распространенных методов экспертных оценок является метод ранговой корреляции. Эксперт, получив рабочую анкету, распределяет мероприятия по местам в соответствии со степенью важности. Он ставит на первое место то мероприятие, которое должно быть осуществлено в первую очередь, присвоив ему самый высокий ранг – 1. Другим присваиваются ранги 1,2,3,4 и т.д. – по степени важности. Ранг, равный n, где n – число мероприятий в анкете, присваивается мероприятию, обладающему наименьшей природоохранной активностью. Если эксперт считает, что несколько мероприятий одинаково важны, то он может присваивать им одинаковые ранги. В этом случае обработка результатов несколько усложняется.
Как уже указывалось, необходимым условием экспертного анализа, является определение согласованности мнений экспертов. Такой оценкой согласованности служит коэффициент конкордации W, который может изменяться от 0 до 1. W=1, означает стопроцентную согласованность мнений экспертов, W=0 – согласованности мнений не существует.
Коэффициент конкордации вычисляется по сумме рангов по столбцам матрицы:
где Ri1 - ранг, присвоенный первым экспертом i-му мероприятию;
Rim - ранг, присвоенный последним m-м экспертом этому же мероприятию.
Средняя сумма рангов по всем мероприятиям:
= m(n+1)/2,
где n - число экспертов;
m - число мероприятий.
Отклонение суммы рангов каждого столбца от средней суммы:
Сумма квадратов отклонений:
Коэффициент конкордации:
/
Находят статистический критерий χ2 с (n-1) степенями свободы:
χ2 = m(n-1)W
Составляют план природоохранных мероприятий.
Заданы мероприятия по улучшению окружающей природной среды и очередности их выполнения по оценкам десяти экспертов.
Требуется распределить их по степени очередности реализации, степени согласованности экспертов и достаточности их количества.
Исходные данные.
В соответствии с данными таблицы 7.1 экспертами определена очередность выполнения природоохранных мероприятий.
Решение
1. Принять: число экспертов m=10; число мероприятий n=11.
2. Определить:
а) сумму рангов по столбцам матрицы ;
б) среднюю сумму рангов ;
в) отклонение суммы рангов от средней суммы , квадрат отклонения
и
г) коэффициент конкордации W;
д) статистический критерий χ2 (расчетный и табличный).
Если вычисленный χ2 превышает (или равен ему) табличное значение , то коэффициент конкордации W существенно отличается от нуля и согласованность мнений экспертов является достаточной. Итоговая ранжировка фактов может быть использована для определения очередности реализации мероприятий.
3. Построить диаграмму рангов.
4. Составить перечень природоохранных мероприятий в порядке, рекомендуемом экспертами очередности.
5. Если вычисленная величина χ2 меньше табличной , то коэффициент W несущественно отличается от нуля. Это означает, что нет согласованности мнений экспертов. Результатами итоговой ранжировки в этом случае пользоваться нельзя.
6. Построив диаграмму рангов, сделать вывод о необходимости проведения дополнительной экспертизы с привлечением большего числа экспертов и о расширении их специализации.
Для разработки плана мероприятий по охране природы в масштабах региона (район, поселок, город, бассейн реки, станция) составляют перечень мероприятий и сводят их в рабочую анкету. Форма рабочей анкеты и десять предложенных мероприятий представлены в таблице 7.1. Чем больше экспертов включены в работу, тем более достоверны результаты. Опыт показывает, что необходимо участие не менее десяти экспертов. Результаты оценки экспертами пунктов рабочей анкеты сведены в матрицу рангов и представлены в таблице 7.2 в качестве условного примера.
Число экспертов m=10; число ранжируемых мероприятий n=11.
Таблица 7.1 – Рабочая анкета. (Распределить мероприятия по степени очередности их реализации. Решению, которое является наиболее эффективными в плане природоохранных мероприятий региона, присвоить первое место – ранг 1. Далее по мере снижения эффективности остальным факторам дать ранги 2,3,4,…,11, пока все они не займут места в предложенном перечне).
Номер мероприятия | Наименование мероприятия | Ранг |
1 | Рекультивация нарушенного землепользования | 4 |
2 | Оснащение двигателей устройствами для предотвращения выбросов вредных веществ | 1 |
3 | Внедрение оборудования по очистке отходящих газов промышленных предприятий | 2 |
4 | Восстановление продуктивности засоленных и загрязненных земель | 5 |
5 | Проведение исследований состояния ресурсов подземных вод и разработка предложений по защите их от загрязнений | 3 |
6 | Восстановление благоприятного экологического состояния рек и водохранилищ | 7 |
7 | Воспроизводство плодородия почвы | 10 |
8 | Реконструкции средств очистки и обеззараживания сточных вод | 11 |
9 | Реализация предложений по рациональному использованию и охране лесов, растительного и животного мира. | 8 |
10 | Внедрение водосберегающих технологий на промышленных предприятиях, в сельском и коммунальном хозяйстве. | 6 |
11 | Меры по охране земли в зоне промышленных и жилых зданий | 9 |
Должность
Стаж работы
Общий стаж работы
Рассчитаем сумму рангов для первого столбца:
6+10+3+2+6+3+3+5+3+6=47
Средняя сумма рангов:
= m(n+1)/2 = 10(11+1):2 = 60
Отклонение от суммы рангов для первого столбца таблицы 7.2 от средней суммы:
Коэффициент конкордации:
/ = 12*6812/[102(113-11)]= 0,61
Оценим значимость полученного коэффициента конкордации W по критерию χ2. Для данного случая χ2 – распределение с (n-1) степенями свободы:
χ2 = m(n-1)W = 10(11-1)0,61 = 61
При 11-1 = 10 степенях свободы (таблица 7.4) для 5%-ного уровня значимости = 18,3. Так как расчетная величина χ2 > , то согласованность мнений десяти экспертов при ранжировании одиннадцати причин, указанных в таблице 7.1 считается достаточной.
Таблица 7.2 – Матрица рангов очередности проведения природоохранных мероприятий
Эксперт | Номер мероприятия и присвоенных ему ранг | ||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | |
1 | 6 | 1 | 4 | 9 | 7 | 5 | 6 | 8 | 2 | 1 | 11 |
2 | 10 | 1 | 4 | 5 | 4 | 1 | 8 | 10 | 6 | 3 | 11 |
3 | 3 | 1 | 4 | 8 | 3 | 9 | 4 | 11 | 6 | 2 | 1 |
4 | 2 | 1 | 6 | 7 | 1 | 4 | 8 | 9 | 2 | 10 | 5 |
5 | 6 | 1 | 3 | 5 | 1 | 6 | 7 | 8 | 2 | 4 | 10 |
6 | 3 | 1 | 2 | 4 | 2 | 7 | 11 | 8 | 10 | 5 | 6 |
7 | 3 | 1 | 2 | 7 | 5 | 9 | 11 | 10 | 3 | 2 | 4 |
8 | 5 | 1 | 3 | 7 | 1 | 8 | 5 | 9 | 10 | 3 | 11 |
9 | 3 | 1 | 2 | 7 | 2 | 9 | 8 | 4 | 10 | 11 | 6 |
10 | 6 | 1 | 2 | 6 | 1 | 8 | 9 | 11 | 3 | 4 | 10 |
47 | 10 | 32 | 57 | 42 | 72 | 79 | 96 | 76 | 68 | 77 | |
13 | 50 | 28 | 3 | 18 | 12 | 19 | 36 | 16 | 8 | 17 | |
169 | 2500 | 784 | 9 | 324 | 144 | 361 | 1296 | 256 | 64 | 289 | |
6196 |
По данным значений (из таблицы 7.2) строится диаграмма рангов (рис.7.1). Как видно из диаграммы эксперты рекомендуют следующую очередность мероприятий:
1. Оснащение двигателей устройствами для предотвращения выбросов вредных веществ.
2. Внедрение оборудования по очистке отходящих газов промышленных предприятий.
3. Проведение исследований состояния ресурсов подземных вод и разработка предложений по защите их от загрязнений.
4. Рекультивация нарушенного землепользования.
5. Восстановление продуктивности засоленных и загрязненных земель.
6. Внедрение водосберегающих технологий на промышленных предприятиях, в сельском и коммунальном хозяйстве.
7. Восстановление благоприятного экологического состояния рек и водохранилищ.
8. Реализация предложений по рациональному использованию и охране лесов, растительного и животного мира.
9. Меры по охране земли в зоне промышленных и жилых зданий.
10. Воспроизводство плодородия почвы.
11. Реконструкции средств очистки и обеззараживания сточных вод.
Сумма рангов
Номер мероприятия
2 3 5 1 4 10 6 9 11 7 8
Рисунок 7.1 – Диаграмма рангов