楊耀紅，馮春濤

（中國國土資源經(jīng)濟(jì)研究院，北京 101149）

0 引言

近年來，礦產(chǎn)資源開發(fā)的負(fù)面影響已引起越來越多的重視。犧牲長遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，忽視環(huán)境保護(hù)的發(fā)展方式，開始受到社會各界的質(zhì)疑，如何保持經(jīng)濟(jì)發(fā)展、資源利用和環(huán)境保護(hù)三者之間的平衡，成為了經(jīng)濟(jì)學(xué)家和環(huán)境學(xué)者關(guān)注的重點(diǎn)，礦產(chǎn)資源開發(fā)環(huán)境代價(jià)核算理論，依據(jù)該理論制定了礦產(chǎn)資源開發(fā)環(huán)境代價(jià)核算與補(bǔ)償、賠償?shù)亩攘繕?biāo)準(zhǔn)體系[1]，為礦產(chǎn)資源的開發(fā)設(shè)置科學(xué)的、便于操作實(shí)施的環(huán)境準(zhǔn)入門檻。能夠在降低礦產(chǎn)資源開發(fā)環(huán)境代價(jià)的同時(shí)，可以有力促進(jìn)礦產(chǎn)資源開發(fā)的技術(shù)進(jìn)步，增強(qiáng)礦產(chǎn)資源開發(fā)的經(jīng)濟(jì)社會效益。

1 礦產(chǎn)資源開發(fā)環(huán)境代價(jià)核算評估模型

1.1 環(huán)境影響分類

礦產(chǎn)資源開發(fā)環(huán)境代價(jià)核算理論依據(jù)礦產(chǎn)資源開發(fā)對環(huán)境破壞的類型，將其分為三類：

第一類為礦山地質(zhì)環(huán)境損失，其中包括主要是指在礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)利用過程中，由于采礦活動影響而產(chǎn)生的地質(zhì)環(huán)境變異或破壞的事件，主要包括礦區(qū)地面塌陷、地裂縫、崩塌、滑坡，水土流失等。

第二類為礦山環(huán)境污染損失，主要是指在礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中，所產(chǎn)生的廢水、廢氣、廢渣對環(huán)境造成損害。而由此帶來的經(jīng)濟(jì)損失。

第三類為資源損毀損失，在礦產(chǎn)資源開發(fā)利用過程中，因施工或者開礦所產(chǎn)生的廢石和礦渣而引起土壤壓占與破壞、植被破壞，水資源破壞、地形地貌景觀破壞等，而由此帶來的經(jīng)濟(jì)損失。

1.2 環(huán)境代價(jià)計(jì)算模型

礦產(chǎn)資源開發(fā)環(huán)境代價(jià)核算理論采用直接市場法的估算方法，將三種類型的環(huán)境損失的各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)分別計(jì)算出具體的指標(biāo)損失，再求和，然后三種類型的環(huán)境損失數(shù)據(jù)累加在一起，然后得出礦產(chǎn)資源開發(fā)環(huán)境的總代價(jià)。

礦產(chǎn)資源開發(fā)環(huán)境代價(jià)核算評估模型如下：

Aij—第i類礦產(chǎn)資源開發(fā)造成的礦山地質(zhì)環(huán)境損失中的第j項(xiàng)損失；

Bij—第i類礦產(chǎn)資源開發(fā)造成的環(huán)境要素污染損失中的第j項(xiàng)損失；

Cij—第i類礦產(chǎn)資源開發(fā)造成的資源損毀損失中的第j項(xiàng)損失；

m1—礦山地質(zhì)環(huán)境損失補(bǔ)償?shù)念愋蛿?shù)；

n1—礦山地質(zhì)環(huán)境損失補(bǔ)償?shù)捻?xiàng)數(shù)，共有m1個(gè)值；

m2—礦山環(huán)境要素污染損失的類型數(shù)；

n2—礦山環(huán)境要素污染的項(xiàng)數(shù)，共有m2個(gè)值；

m3—資源損毀損失的類型數(shù)；

n3—資源損毀損失的項(xiàng)數(shù)，共有m3個(gè)值。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)開發(fā)的目標(biāo)

（1）將礦山地質(zhì)環(huán)境相關(guān)的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入，檢索，查詢和更新，并利用成熟的礦產(chǎn)資源環(huán)境代價(jià)核算理論，實(shí)現(xiàn)礦山地質(zhì)環(huán)境損失核算，礦山環(huán)境污染損失核算，資源損毀損失核算功能模塊統(tǒng)計(jì)分析計(jì)算。

（2）利用云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建高度靈活可擴(kuò)展，標(biāo)準(zhǔn)化，自動化的基礎(chǔ)架構(gòu)平臺，實(shí)現(xiàn)資源共享，提高資源利用率，確保礦山地質(zhì)環(huán)境代價(jià)核算業(yè)務(wù)系統(tǒng)的“零”中斷。

（3）探索礦山地質(zhì)信息技術(shù)與云平臺融合方案，為將來解決礦山地質(zhì)信息技術(shù)“孤島”問題，積累更多經(jīng)驗(yàn)。

2.2 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.2.1 系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)設(shè)計(jì)

礦山地質(zhì)環(huán)境代價(jià)核算系統(tǒng)是以融合基礎(chǔ)架構(gòu)作為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)，從邏輯上劃分為三層，從頂往下依次為請求層，資源交付層，資源提供層[2]，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)體系架構(gòu)

普通用戶通過資源請求層獲取資源，包括創(chuàng)建或者訪問業(yè)務(wù)系統(tǒng)，用戶通過云控制器提供的服務(wù)目錄進(jìn)行資源的創(chuàng)建，當(dāng)確定服務(wù)目錄的資源進(jìn)行提交時(shí)，云控制器會調(diào)用工作流引擎進(jìn)行資源的有效性檢查，如果資源滿足需求會進(jìn)行資源的預(yù)留，資源交付層將會通過工作流引擎，通知資源供應(yīng)層進(jìn)行資源的供應(yīng)；否則返回錯(cuò)誤，提示資源不足。管理員用戶通過資源請求層實(shí)現(xiàn)對礦產(chǎn)資源開發(fā)環(huán)境代價(jià)核算系統(tǒng)實(shí)例的生命周期管理，包括增加CPU，內(nèi)存，硬盤空間，啟動關(guān)閉實(shí)例等。資源供應(yīng)層會根據(jù)資源交付層的要求分配計(jì)算資源（CPU，內(nèi)存），網(wǎng)絡(luò)資源以及存儲資源[3]，同時(shí)會調(diào)用相應(yīng)的安裝源自動完成系統(tǒng)的安裝與部署。整個(gè)自動化的過程是通過工作流引擎控制。底層的資源管理器利用虛擬化資源層將具體的硬件資源（服務(wù)器，存儲，網(wǎng)絡(luò)）進(jìn)行池化，形成服務(wù)器資源池[4]，存儲資源池和網(wǎng)絡(luò)資源池供上層使用。因而本設(shè)計(jì)方案支持客戶多種虛擬化選擇。

2.2.2 系統(tǒng)邏輯業(yè)務(wù)架構(gòu)設(shè)計(jì)

礦產(chǎn)資源開發(fā)環(huán)境業(yè)務(wù)層采用兩層模塊化設(shè)計(jì)，頂層為系統(tǒng)管理模塊和礦產(chǎn)資源開發(fā)環(huán)境代價(jià)核算模型運(yùn)算模塊。其中系統(tǒng)管理模塊細(xì)分為用戶管理，系統(tǒng)設(shè)置，礦種維護(hù)，人均GDP信息維護(hù)，工業(yè)產(chǎn)值信息維護(hù)和礦山信息維護(hù)等子模塊，主要完成用戶權(quán)限管理，礦山信息以及人均GDP等信息的查詢、插入、刪除、修改等操作。具體系統(tǒng)邏輯業(yè)務(wù)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 邏輯業(yè)務(wù)架構(gòu)

2.2.3 系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)庫架構(gòu)設(shè)計(jì)

基于云平臺的礦產(chǎn)資源開發(fā)環(huán)境代價(jià)核算系統(tǒng)必須結(jié)合礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù)的特點(diǎn)、能較為廣泛地應(yīng)用于當(dāng)前及今后各個(gè)地區(qū)地質(zhì)科研、找礦勘探、生產(chǎn)勘探、礦產(chǎn)資源開發(fā)利用以及礦產(chǎn)資源開發(fā)環(huán)境代價(jià)核算評價(jià)、制定區(qū)域規(guī)劃等。作為一個(gè)完整的礦產(chǎn)地質(zhì)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，從業(yè)務(wù)的角度應(yīng)該包含地質(zhì)損害數(shù)據(jù)，未用礦產(chǎn)資源破壞數(shù)據(jù)，土地資源損失數(shù)據(jù)，森林生態(tài)系統(tǒng)破壞數(shù)據(jù)等，涵蓋幾乎全部進(jìn)行地質(zhì)環(huán)境代價(jià)核算業(yè)務(wù)技術(shù)工作數(shù)據(jù)。同時(shí)考慮到數(shù)據(jù)的易維護(hù)性和性能，將每個(gè)專題分別建庫[5]。另外，針對云平臺的系統(tǒng)維護(hù)數(shù)據(jù)，譬如主機(jī)信息，系統(tǒng)資源池分配與回收信息等專門引入了一個(gè)云平臺數(shù)據(jù)庫進(jìn)行保存。通過對系統(tǒng)的總體分析，劃分?jǐn)?shù)據(jù)層次為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層、專題代價(jià)核算數(shù)據(jù)層、專題空間數(shù)據(jù)層，如圖3所示。

圖3 空間數(shù)據(jù)庫架構(gòu)設(shè)計(jì)圖

礦山地質(zhì)環(huán)境代價(jià)核算系統(tǒng)的核心是數(shù)據(jù)庫，依據(jù)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)將數(shù)據(jù)庫分為空間數(shù)據(jù)庫、屬性數(shù)據(jù)庫、成果數(shù)據(jù)庫[6]三個(gè)部分：

（1）空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)：空間數(shù)據(jù)庫存儲圖形數(shù)據(jù)，圖形數(shù)據(jù)分為平面圖形數(shù)據(jù)和遙感數(shù)據(jù)。

（2）屬性數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)：屬性數(shù)據(jù)庫主要是存儲礦產(chǎn)資源開發(fā)環(huán)境代價(jià)核算邏輯運(yùn)算相關(guān)的數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)庫中的圖形與地物對應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)。

（3）成果數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)：成果數(shù)據(jù)庫存儲成果數(shù)據(jù)，分為核算成果數(shù)據(jù)和各分項(xiàng)核算數(shù)據(jù)。通過成果數(shù)據(jù)庫的建設(shè)可以系統(tǒng)地檢查前期礦產(chǎn)資源開發(fā)環(huán)境影響評價(jià)工作過程中資料收集的完備性，提高下一步綜合研究工作目標(biāo)的清晰度，從而可以對該地區(qū)礦產(chǎn)資源開發(fā)整體情況進(jìn)行代價(jià)核算，為將來進(jìn)一步的礦產(chǎn)礦產(chǎn)資源開發(fā)和礦山環(huán)境的恢復(fù)治理工作提供科學(xué)的決策依據(jù)。

2.3 系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主要存在以下幾個(gè)方面的風(fēng)險(xiǎn)：數(shù)據(jù)異地訪問風(fēng)險(xiǎn)、數(shù)據(jù)存放地風(fēng)險(xiǎn)、信息管理風(fēng)險(xiǎn)、數(shù)據(jù)隔離風(fēng)險(xiǎn)、法律調(diào)查支持風(fēng)險(xiǎn)、持續(xù)發(fā)展和遷移風(fēng)險(xiǎn)等。本系統(tǒng)的安全控制方案采用多級保護(hù)分層隔離原則，具體為：

（1）硬件層次上，將服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)，存儲采用冗余技術(shù)，來保證運(yùn)算平臺的高可靠性，同時(shí)利用HPVC虛擬化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)整個(gè)刀片的“熱插拔”提高系統(tǒng)的可用性。

（2）在軟件層次上，由于礦業(yè)數(shù)據(jù)安全級別要求較高，因此，將不同運(yùn)行模塊的數(shù)據(jù)分別建立子數(shù)據(jù)庫，既確保數(shù)據(jù)的安全，同時(shí)又有利于數(shù)據(jù)的備份和維護(hù)。引入設(shè)置權(quán)限域和角色的方式，有效管控權(quán)限域內(nèi)的數(shù)據(jù)源，做到根據(jù)權(quán)限隔離數(shù)據(jù)，防止誤操作和越級行為。還可以采用數(shù)據(jù)加密和身份認(rèn)證作為進(jìn)一步的安全管控措施。

（3）利用HP云平臺提供的安全監(jiān)控技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控平臺數(shù)據(jù)流向，記錄操作日志，并定期做數(shù)據(jù)異常分析，防止機(jī)密數(shù)據(jù)或信息被竊取或篡改，防止網(wǎng)絡(luò)被惡意滲透或監(jiān)聽，確保礦產(chǎn)資源開發(fā)環(huán)境代價(jià)核算系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)安全[7]。

綜上所述，從基礎(chǔ)軟硬件安全設(shè)計(jì)、MOE云操作系統(tǒng)架構(gòu)、策略、認(rèn)證、加密等多方面進(jìn)行綜合防控，這樣才能保證該系統(tǒng)的信息安全。

3 鎢礦資源開發(fā)的環(huán)境代價(jià)核算案例

某鎢業(yè)有限責(zé)任公司利用礦產(chǎn)資源代價(jià)核算系統(tǒng)進(jìn)行了鎢礦資源開發(fā)的環(huán)境代價(jià)核算。依據(jù)該鎢礦編制的礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理方案，其礦山地質(zhì)環(huán)境損失主要有塌陷、崩塌滑坡等地質(zhì)災(zāi)害[8]；資源損失主要有：地下水含水層的破壞、露天開采、尾礦庫等對地形地貌特征的改變，自然林地為主的土地資源破壞。

3.1 鎢礦開采礦山地質(zhì)環(huán)境損失代價(jià)核算

礦山地質(zhì)環(huán)境損失代價(jià)核算模塊如圖4。

圖4 某鎢礦礦山地質(zhì)環(huán)境損失代價(jià)核算

該礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害類型主要有塌陷和崩塌滑坡，環(huán)境治理恢復(fù)工程包括塌陷區(qū)的回填、攔擋工程和排水工程等，具體的工作量如下：滑坡崩塌治理混凝土護(hù)坡3600 m3，生態(tài)護(hù)坡1200 m2，削坡土石方100 m3，種草 1200 m2，塌陷區(qū)栽種植被 225700 m2，回填采空區(qū)土方413900 m3，泥石流攔淤混凝土工程33950 m3，砌體工程3190.08 m3。選擇礦產(chǎn)資源開發(fā)環(huán)境代價(jià)核算系統(tǒng)對應(yīng)的核算模塊，地質(zhì)災(zāi)害經(jīng)濟(jì)損失選擇防護(hù)工程法，計(jì)算出礦山地質(zhì)環(huán)境損失代價(jià)為990.4429萬元。

3.2 鎢礦開采資源損失代價(jià)核算

該礦區(qū)鎢礦開采造成的資源損失主要有：地下水含水層的破壞、露天開采、尾礦庫等對地形地貌特征的改變，自然林地為主的土地資源被大面積破壞[9]。

3.2.1 含水層破壞損失

含水層破壞損失代價(jià)采用地下水位下降造成的經(jīng)濟(jì)損失核算方法，由于礦區(qū)采礦活動破壞了基巖裂隙含水層，水位年下降速度為0.01 m，年開采地下水量76650 m3。估算出地下水資源的經(jīng)濟(jì)損失為76.65元。

3.2.2 地形地貌破壞

地形地貌破壞損失代價(jià)核算模塊選擇景觀恢復(fù)工程法，該礦開采產(chǎn)生的環(huán)境破壞主要有露采坑、尾礦庫和廢石場等。治理工程主要是場地平整和植被種植，具體工作量如下：場地平整土方量5.075萬方，攔阻工程土方量1.4903萬m3，削坡工程開挖土方 5238 m3，清運(yùn)土方 3345 m3，種草 154100 m2，植樹3100株。估算出地形地貌破壞損失為3.2023萬元。

3.2.3 土地資源破壞

土地資源破壞損失核算模塊選擇基于地價(jià)的土地資源破壞損失估算法。該礦開采對土地資源的破壞主要有被尾礦庫、廢石場等壓占土地和沉陷（塌陷）破壞土地，土地利用類型均為草地，面積約2066600 m2。估算土地資源破壞損失為1033.3萬元。

3.3 鎢礦開采資源損失代價(jià)核算結(jié)果分析

礦山地質(zhì)災(zāi)害損失主要為治理礦產(chǎn)資源開發(fā)造成的礦山地質(zhì)災(zāi)害，而實(shí)施的恢復(fù)治理工程的所需的資金。

土地資源是人類經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和生活所需的基本場所及環(huán)境，并且為人類提供了必要的物質(zhì)資源基礎(chǔ)，是最重要的自然環(huán)境資源之一。土地資源損毀損失主要為礦產(chǎn)資源開發(fā)過程占用、破壞、污染損毀的土地資源所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失[10]。

土地資源損失的計(jì)算方法有兩種：一為土地破壞恢復(fù)治理工程費(fèi)用測算法；二為基于地價(jià)的土地資源破壞損失估算法。

土地破壞恢復(fù)治理工程費(fèi)用測算法：土地破壞恢復(fù)治理費(fèi)用包括工程復(fù)墾發(fā)生的費(fèi)用和生物工程復(fù)墾發(fā)生的費(fèi)用。

基于地價(jià)的土地資源破壞損失估算法：依據(jù)當(dāng)?shù)馗鞣N類型土地資源的基礎(chǔ)價(jià)格，再結(jié)合資源開發(fā)造成的土地資源損毀程度估量，進(jìn)行土地資源損失計(jì)算，系統(tǒng)進(jìn)行該鎢礦環(huán)境代價(jià)核算采用了此方法，該鎢礦損毀土地類型主要為草地，破壞類型為礦區(qū)土地被尾礦庫、廢石場等壓占土地，這些破壞在開發(fā)活動結(jié)束后，可以通過整理，修復(fù)土地資源的功能，因此，在計(jì)算時(shí)，只能按土地基價(jià)的10%進(jìn)行核算損失，計(jì)算公式如下：

式中：A草地—土地面積；P草地—草地單位價(jià)格。

從核算結(jié)果可以看出，該礦區(qū)進(jìn)行鎢資源開發(fā)時(shí)，造成礦山環(huán)境損失主要為兩個(gè)部分；一為礦山地質(zhì)災(zāi)害損失，占48.86%；二為土地資源損毀損失，占50.98%。圖5為礦山環(huán)境損失總代價(jià)核算圖。

圖5 某鎢礦礦山環(huán)境損失總代價(jià)核算圖

礦產(chǎn)資源開發(fā)環(huán)境代價(jià)核算系統(tǒng)為礦產(chǎn)資源開發(fā)環(huán)境代價(jià)核算建立了一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一數(shù)據(jù)處理技術(shù)、易于掌握和操作的系統(tǒng)，真正實(shí)現(xiàn)代價(jià)核算的自動化運(yùn)行，為政府將礦產(chǎn)資源開發(fā)環(huán)境代價(jià)內(nèi)化到礦山企業(yè)中提供一些可行的、科學(xué)的方式、額度標(biāo)準(zhǔn)，為切實(shí)避免、控制與降低礦產(chǎn)資源開發(fā)環(huán)境代價(jià)，補(bǔ)償相關(guān)權(quán)益人的環(huán)境權(quán)益損失提供決策依據(jù)。

4 結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，礦山環(huán)境問題也越來越受到社會公眾的廣泛關(guān)注和重視。近期，中國稀土、鎢、鉬案在WTO的遭遇，也充分說明這種片面追求GDP業(yè)績，忽視環(huán)境保護(hù)的發(fā)展模式，不可能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和諧發(fā)展的局面。中國需要學(xué)習(xí)其他發(fā)達(dá)礦業(yè)國家的礦山環(huán)境管理制度，實(shí)施資源稅和環(huán)境稅征收制度[11]，制定更嚴(yán)格的礦山環(huán)境保護(hù)政策，改變目前地方政府追求GDP業(yè)績，不考慮環(huán)境污染成本和治理成本的發(fā)展方式。

將礦產(chǎn)資源開發(fā)與環(huán)境保護(hù)一體化已成為當(dāng)前國際礦業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢，本文研究的礦產(chǎn)資源開發(fā)環(huán)境代價(jià)核算系統(tǒng)能夠利用計(jì)算機(jī)快速的核算出礦產(chǎn)資源開發(fā)環(huán)境損失數(shù)據(jù)，充分利用基于信息技術(shù)的現(xiàn)代化管理手段，提高管理效率，從而可以為礦產(chǎn)資源的開發(fā)設(shè)置科學(xué)的、便于操作實(shí)施的環(huán)境準(zhǔn)入門檻，逐步消除礦管工作中的過分依靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行管理的現(xiàn)象，為國土資源管理部門進(jìn)行礦政管理決策提供科學(xué)的、合理的、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。

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