王卓卓
摘 要:為了保障地?zé)豳Y源的合理可持續(xù)利用,需要開(kāi)展地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評(píng)價(jià),達(dá)到不超量開(kāi)采,不超標(biāo)排放。在綜合分析的基礎(chǔ)上,建立了地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)系統(tǒng)和地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。提出在地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)中,地?zé)豳Y源條件是決定性因素,環(huán)境影響作用是制約因素,社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件是調(diào)節(jié)作用。將地?zé)豳Y源環(huán)境承載力梳理為3大類指標(biāo),其中包括7小類,12種地質(zhì)要素,26項(xiàng)指標(biāo)。按照科學(xué)性、差異性、動(dòng)態(tài)性和可行性的原則,制定分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。最終提出地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),承載力低,需控制性開(kāi)發(fā)地?zé)?承載力中等,可適度開(kāi)發(fā)地?zé)豳Y源;承載力高,可鼓勵(lì)開(kāi)發(fā)地?zé)豳Y源。
關(guān)鍵詞:地?zé)豳Y源;資源環(huán)境承載力;制約因素;評(píng)價(jià)系統(tǒng)
Evaluation system and establishment method of geothermal resources and environmental carrying capacity in medium-deep layers
WANG Zhuozhuo
(Beijing Institute of Geological & Prospecting Engineering, Beijing 100048, China)
Abstract: In order to ensure the rational and sustainable utilization of geothermal resources, it is necessary to carry out evaluation of the environmental carrying capacity of geothermal resources, so as to avoid excessively over-standard exploitation and discharge. An evaluation system and an evaluation index system of geothermal resources environmental carrying capacity are established based on comprehensive analysis. In the evaluation, the condition of geothermal resources is the decisive factor, the influence of the environment is the restrictive factor, and the economic and technological conditions are the regulating factors. The environmental carrying capacity of geothermal resources is classified into three categories, 7 sub-classes, 12 geological elements and 26 indexes. Based on scientific, differential, dynamic and feasible principles, the classification standard is formulated and put forward. With low bearing capacity, geothermal development should be controlled; with medium bearing capacity, moderate development can be carried out and with high bearing capacity, the exploitation of geothermal resources should be encouraged.
Keywords: geothermal resources; resource environmental capacity; restrictive factor; evaluation system
地?zé)豳Y源是指貯存在地球內(nèi)部的可再生熱能,被人們廣泛利用。地?zé)豳Y源的合理有效可持續(xù)利用,離不開(kāi)資源環(huán)境承載力的評(píng)價(jià)。
地?zé)豳Y源環(huán)境承載力是指,在一定空間區(qū)域內(nèi),一定的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、資源、生態(tài)、環(huán)境條件約束下,區(qū)域地?zé)豳Y源所能支撐的最大開(kāi)發(fā)規(guī)模和強(qiáng)度(鄭桂森等,2018a)。地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)最終達(dá)到的目標(biāo)是,不超量開(kāi)采,不超標(biāo)排放。地?zé)豳Y源承載力研究需要的3方面內(nèi)容為:評(píng)價(jià)原則、要素和權(quán)重。
關(guān)于資源環(huán)境承載力,前人在不同的領(lǐng)域進(jìn)行過(guò)探索,并取得一定的成果。多位學(xué)者對(duì)地質(zhì)資源評(píng)價(jià)體系進(jìn)行過(guò)研究(鄭桂森等,2018a,2018b;劉輝等,2017;鄭桂森等,2013;衛(wèi)萬(wàn)順,2010;Ehrlich,1996;Harris et al.,1999),建立了城市區(qū)域地質(zhì)條件適宜性評(píng)價(jià)定量指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)流程,以及淺層地溫能、地?zé)崮?、再生水熱能評(píng)價(jià)體系(鄭桂森等,2018a11),為地?zé)豳Y源承載力的評(píng)價(jià)奠定了基礎(chǔ)。其中地?zé)崮茉u(píng)價(jià)指標(biāo)僅采用勘探深度和單井每日開(kāi)采熱量,沒(méi)有對(duì)地?zé)崮苜Y源環(huán)境承載力進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)。前人以成都、福州、關(guān)中等地區(qū)為研究目標(biāo),開(kāi)展了水資源承載力的評(píng)價(jià)(馬宇翔等,2015;劉雅玲等,2016;惠泱河等,2001;金菊良等,2018;王友貞等,2005;云龍等,2019;汪嘉楊等,2014;黨麗娟等,2015;賈建輝等,2018;Rijsberman,et al.,2000)。同時(shí)前人開(kāi)展了地?zé)豳Y源承載力的試驗(yàn)性探索,初步建立了地?zé)豳Y源的承載力指標(biāo)評(píng)估體系與評(píng)價(jià)(劉洪戰(zhàn),2016;劉碩等,2018)。但前人對(duì)地?zé)豳Y源承載力評(píng)價(jià)采用的指標(biāo)及分級(jí)界限選取僅適用于局部地區(qū),不具備可對(duì)比性且評(píng)價(jià)系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單,不能很好的反應(yīng)地?zé)豳Y源環(huán)境承載力及進(jìn)行區(qū)域?qū)Ρ取?/p>
本文在前人工作的基礎(chǔ)上,研究中深層水熱型地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)系統(tǒng)及建立方法,建立了系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。該體系為權(quán)重與評(píng)分相結(jié)合、定量與定性相結(jié)合的評(píng)價(jià)方法,評(píng)價(jià)指標(biāo)及分級(jí)界限具有推廣性和區(qū)域可對(duì)比性。通過(guò)建立資源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)系統(tǒng),提出相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),確定了指標(biāo)權(quán)重和評(píng)分體系,最終進(jìn)行地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果可用于指導(dǎo)地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā),為政府制定地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用規(guī)劃,為企業(yè)開(kāi)發(fā)利用地?zé)豳Y源提供理論依據(jù)。
1 評(píng)價(jià)內(nèi)容與指標(biāo)
地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)目的主要是保障地?zé)豳Y源的合理可持續(xù)利用,保護(hù)環(huán)境不受侵害,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展。
通過(guò)對(duì)地?zé)豳Y源和地質(zhì)環(huán)境的評(píng)價(jià)內(nèi)容及指標(biāo)進(jìn)行梳理,建立了地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)體系。地?zé)豳Y源環(huán)境承載力參數(shù)體系包括:地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)要素、地?zé)豳Y源環(huán)境承載力各要素的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和權(quán)重。
地?zé)豳Y源環(huán)境承載力指標(biāo)體系包括地?zé)豳Y源條件、環(huán)境影響作用和社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件。其中,地?zé)豳Y源條件是決定性因素,資源條件決定了是否能開(kāi)發(fā)利用地?zé)豳Y源;環(huán)境影響作用是制約因素,環(huán)境影響和環(huán)境承載力對(duì)地?zé)豳Y源的利用起到制約作用;社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件是調(diào)節(jié)作用,決定了對(duì)地?zé)豳Y源的需求和開(kāi)發(fā)利用程度。
1.1 評(píng)價(jià)內(nèi)容
(1)地?zé)豳Y源條件
地?zé)豳Y源是地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用的基礎(chǔ),是地?zé)豳Y源承載力的決定性因素。地?zé)豳Y源的評(píng)價(jià)主要分為地?zé)豳Y源量和儲(chǔ)層條件的評(píng)價(jià),地?zé)豳Y源量的評(píng)價(jià)包括地?zé)豳Y源量的評(píng)價(jià)和地?zé)豳Y源品質(zhì)的評(píng)價(jià)。
(2)環(huán)境影響作用
環(huán)境影響作用是地?zé)豳Y源承載力的制約因素,包括環(huán)境負(fù)作用評(píng)價(jià)、生態(tài)環(huán)境敏感性和對(duì)儲(chǔ)層影響。
(3)社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件
社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件是地?zé)豳Y源環(huán)境承載力的調(diào)節(jié)因素,包括技術(shù)水平和社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平。
1.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)
依據(jù)地?zé)豳Y源條件、環(huán)境影響作用和社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件的評(píng)價(jià)內(nèi)容及指標(biāo)進(jìn)行梳理,建立了地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,梳理出地?zé)豳Y源條件、環(huán)境影響作用和社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件3類,包括7小類,12種地質(zhì)要素,26項(xiàng)指標(biāo)(定量指標(biāo)13項(xiàng),定性指標(biāo)13項(xiàng))。今后隨著研究的深入,將不斷完善該指標(biāo)體系的定量化水平,使得地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)向著定量化和精準(zhǔn)化方向發(fā)展。
2 評(píng)價(jià)依據(jù)和原則
2.1 評(píng)價(jià)依據(jù)
(1)突出地?zé)豳Y源的特點(diǎn)
突出區(qū)域地?zé)豳Y源量及地?zé)豳Y源品質(zhì)的評(píng)價(jià)及環(huán)境容量,指出地?zé)豳Y源稟賦,明確區(qū)域是否可以開(kāi)發(fā)利用地?zé)豳Y源及資源方面可合理開(kāi)采的地?zé)豳Y源量。同時(shí)要指出環(huán)境容量對(duì)地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用的制約作用,最終確定區(qū)域地?zé)豳Y源環(huán)境承載力,明確區(qū)域地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用指導(dǎo)原則,確保地?zé)豳Y源可持續(xù)利用。
(2)體現(xiàn)實(shí)用和適用原則
地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中,任何一項(xiàng)指標(biāo)設(shè)置,既能滿足對(duì)某地質(zhì)要素的性質(zhì)、特點(diǎn)、發(fā)展趨勢(shì)描述的要求,又能滿足各種功能應(yīng)用需求(鄭桂森等,2018a17)。
(3)指標(biāo)可定量化、可操作性原則
在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下能夠?qū)崿F(xiàn)定量化的指標(biāo),盡可能設(shè)置為定量化指標(biāo),盡管此項(xiàng)工作具有很大難度,但將促進(jìn)地質(zhì)工作向定量化轉(zhuǎn)變(鄭桂森等,2018a10)。同時(shí)選擇指標(biāo)和指標(biāo)分級(jí)界限具有可操作性,便于評(píng)價(jià)和對(duì)比。
2.2 評(píng)價(jià)原則
地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)的原則是關(guān)鍵因素、合理賦值、尺度合宜、操作性強(qiáng)。
關(guān)鍵因素是指取全、取準(zhǔn)關(guān)鍵因素進(jìn)行地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評(píng)價(jià);合理賦值是指根據(jù)關(guān)鍵因素的重要和影響程度,賦予合理的數(shù)值和權(quán)重,能夠準(zhǔn)確、合理評(píng)價(jià)不同區(qū)域的地?zé)豳Y源環(huán)境承載力;尺度合宜是指賦值和權(quán)重能夠反映地?zé)豳Y源條件、環(huán)境影響作用、社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件及政策的控制作用;操作性強(qiáng)是指數(shù)據(jù)易于獲取和進(jìn)行對(duì)比,地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)方法方便相關(guān)人員應(yīng)用。
2.3 評(píng)價(jià)流程
首先在評(píng)價(jià)區(qū)域達(dá)到預(yù)可行性勘查階段后,進(jìn)一步搜集工作區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)等資料,進(jìn)一步搜集工作區(qū)相關(guān)地質(zhì)資料,若需要?jiǎng)t開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)、物探、鉆孔、水化學(xué)等相關(guān)工作,深入開(kāi)展地?zé)岬刭|(zhì)條件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件分析,以明確地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)參數(shù)。
其次進(jìn)行地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評(píng)價(jià),包括地?zé)豳Y源條件評(píng)價(jià)、環(huán)境影響作用評(píng)價(jià)和經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件評(píng)價(jià),最終綜合評(píng)價(jià)地?zé)豳Y源環(huán)境承載力。
3 評(píng)價(jià)方法
地?zé)豳Y源環(huán)境承載力的評(píng)價(jià)方法主要采用權(quán)重與評(píng)分結(jié)合、定量與定性相結(jié)合的方法。通過(guò)對(duì)比權(quán)衡相關(guān)參數(shù),采用變異系數(shù)法和熵值法分別計(jì)算權(quán)重,取平均值為最終權(quán)重(劉碩等,2018)。在地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)中,地?zé)豳Y源條件是決定性因素,權(quán)重0.6;環(huán)境影響作用是制約因素,權(quán)重0.2;社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件是調(diào)節(jié)作用,權(quán)重0.2。具體評(píng)價(jià)指標(biāo)及賦值見(jiàn)表1、表2和表3。
3.1 地?zé)豳Y源條件
對(duì)地?zé)豳Y源的定量分級(jí)見(jiàn)表1。本次評(píng)價(jià)方法部分參考了GB/T 11615-2010《地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范》。
地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)中,地?zé)豳Y源是基礎(chǔ),通過(guò)對(duì)比權(quán)衡相關(guān)參數(shù),采用變異系數(shù)法和熵值法分別計(jì)算權(quán)重,地?zé)豳Y源條件占評(píng)價(jià)體系權(quán)重0.6。地?zé)豳Y源條件選取地?zé)豳Y源評(píng)價(jià)和儲(chǔ)層條件兩種因素。資源品質(zhì)和資源量是地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)的先決條件,權(quán)重為0.45。儲(chǔ)層條件是開(kāi)發(fā)利用及開(kāi)采程度的基礎(chǔ),儲(chǔ)層孔隙度和滲透率越高,平均流體單位產(chǎn)量越高,儲(chǔ)層埋藏越淺,越適宜開(kāi)發(fā),儲(chǔ)層條件權(quán)重為0.15。
(1)地?zé)豳Y源評(píng)價(jià)
地?zé)豳Y源評(píng)價(jià)包括資源數(shù)量和資源品質(zhì)。
資源數(shù)量:資源數(shù)量包括地?zé)豳Y源量、地?zé)豳Y源可采熱量,權(quán)重均為0.1。具體分值和標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。
資源品質(zhì):資源品質(zhì)包括地?zé)崃黧w熱量模數(shù)和地?zé)崃黧w可采熱量模數(shù),權(quán)重分別為0.1和0.15。具體分值和標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。地?zé)豳Y源溫度分級(jí)按照GB/T 11615-2010《地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范》劃分。
(2)儲(chǔ)層條件
儲(chǔ)層條件主要選取平均流體單位產(chǎn)量和地?zé)豳Y源回灌能力作為評(píng)價(jià)參數(shù),考慮到地?zé)峁┡怨喽ú?,將地?zé)豳Y源回灌能力權(quán)重傾斜為0.1,平均流體單位產(chǎn)量權(quán)重0.05。地?zé)豳Y源回灌能力越強(qiáng),地?zé)豳Y源環(huán)境承載力越好,反之越差;地?zé)峋骄黧w單位產(chǎn)量越高,地?zé)豳Y源環(huán)境承載力越好,反之越差。
3.2 環(huán)境影響作用
地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)中,環(huán)境影響因素是制約作用。當(dāng)?shù)責(zé)豳Y源開(kāi)采量過(guò)大,超過(guò)環(huán)境的承受能力,將會(huì)對(duì)環(huán)境造成不可逆的影響。通過(guò)對(duì)比權(quán)衡相關(guān)參數(shù),采用變異系數(shù)法和熵值法分別計(jì)算權(quán)重,環(huán)境影響作用占評(píng)價(jià)體系權(quán)重0.2。
環(huán)境影響作用包括環(huán)境負(fù)作用評(píng)價(jià)、生態(tài)環(huán)境敏感性和對(duì)儲(chǔ)層影響,權(quán)重分別為0.12、0.04、0.04。環(huán)境影響作用有定量指標(biāo)和定性指標(biāo)。具體分值和標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。
(1)環(huán)境負(fù)作用各個(gè)因素分析
環(huán)境負(fù)作用評(píng)價(jià)包括地?zé)崃黧w化學(xué)指標(biāo)、環(huán)境惡化和引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。流體化學(xué)指標(biāo)和環(huán)境惡化,是地?zé)豳Y源開(kāi)采過(guò)程中造成的環(huán)境負(fù)作用,起主要作用,因此分別給予0.05的權(quán)重;由于地?zé)衢_(kāi)發(fā)過(guò)程中引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害相對(duì)較少,因此給予0.02的權(quán)重。
1)地?zé)崃黧w化學(xué)指標(biāo)各個(gè)因素分析
地?zé)崃黧w化學(xué)指標(biāo)包括硬度、礦化度、熱水腐蝕性評(píng)價(jià)和熱水結(jié)垢性評(píng)價(jià)(鍋垢總量H0),權(quán)重分別為0.02、0.02、0.005和0.005。
硬度、礦化度、熱水腐蝕性和熱水結(jié)構(gòu)性越高,對(duì)環(huán)境的危害相對(duì)較大,資源環(huán)境承載力越差。相反,資源環(huán)境承載力越好。
2)環(huán)境惡化各個(gè)因素分析
環(huán)境惡化的權(quán)重為0.06,包括熱污染、水污染、土壤污染和大氣污染,權(quán)重均為0.015。
熱污染:熱污染是指地下水利用后排放造成的環(huán)境升溫。熱污染小是指地?zé)崴褂煤笈欧?,?duì)地表溫度沒(méi)有影響或影響小,能夠很快恢復(fù);熱污染中等是指地?zé)崴褂煤笈欧?,?duì)地表溫度有一定影響,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間可以恢復(fù);熱污染較大是指地?zé)崴褂煤笈欧?,?duì)地表溫度有較大影響,經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間可以恢復(fù)。
水污染:水污染是指地下水利用后排放造成的地表水水質(zhì)的污染。水污染小是指地?zé)崴褂煤笈欧牛瑢?duì)地表水水質(zhì)沒(méi)有影響或影響小,能夠很快恢復(fù);水污染中等是指地?zé)崴褂煤笈欧牛瑢?duì)地表水水質(zhì)有一定影響,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間可以恢復(fù);水污染較大是指地?zé)崴褂煤笈欧?,?duì)地表水水質(zhì)有較大影響,經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間可以恢復(fù)。
土壤污染:土壤污染是指地下水利用后排放對(duì)土壤造成的污染,主要是指造成土壤物理性質(zhì)、化學(xué)成分的改變。土壤污染小是指地?zé)崴褂门欧藕?,?duì)土壤物理性質(zhì)、化學(xué)成分的改變沒(méi)有或很小,且容易恢復(fù);土壤污染中等是指地?zé)崴褂门欧藕?,?duì)土壤物理性質(zhì)、化學(xué)成分有一定的改變,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間可以恢復(fù);土壤污染較大是指地?zé)崴褂门欧藕螅瑢?duì)土壤物理性質(zhì)、化學(xué)成分有較大的改變,經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間才可以恢復(fù)。
大氣污染:大氣污染是指地?zé)崴械牧蚧瘹洹⒍趸?、甲烷等氣體,可能對(duì)大氣造成的污染。大氣污染小是指地?zé)崴_(kāi)采、利用中釋放出的有毒有害氣體量少,不造成對(duì)大氣的污染或污染小;大氣污染中等是指地?zé)崴_(kāi)采、利用中釋放出的有毒有害氣體量較少,且很容易擴(kuò)散;大氣污染較大是指地?zé)崴_(kāi)采、利用中釋放出的有毒有害氣體量較多,經(jīng)一段時(shí)間后才可擴(kuò)散。
地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用可能造成的環(huán)境惡化,主要包括熱污染、水污染、土壤污染和大氣污染。這些污染一般在短期內(nèi)很難看出,可以采用專家打分法、類比評(píng)價(jià)法等方法進(jìn)行打分,對(duì)有條件的區(qū)域可以采用數(shù)值模擬法,根據(jù)模擬結(jié)果進(jìn)行打分。
3)可能引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害分析
地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用可能直接引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害主要是地面沉降,權(quán)重為0.01。影響地面沉降的因素很多,需要進(jìn)行分析,明確主控因素,確定是否為地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用引起。地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用關(guān)系密切的是儲(chǔ)層及是否采灌平衡、熱水與淺層水的水力聯(lián)系,權(quán)重分別為0.005。
儲(chǔ)層及是否采灌平衡對(duì)地面沉降具有一定的控制作用。儲(chǔ)層為基巖儲(chǔ)層,采灌平衡,不會(huì)出現(xiàn)地面沉降或地面沉降可能性極?。R蜂等,2021;董佩等,2017);儲(chǔ)層為近地表松散儲(chǔ)層,采灌相對(duì)平衡,出現(xiàn)地面沉降的可能性較小;儲(chǔ)層為近地表松散儲(chǔ)層,采灌不均衡,有出現(xiàn)地面沉降的可能。
熱水與淺層水的水力聯(lián)系對(duì)地面沉降也有一定的控制作用。熱水與淺層水無(wú)水力聯(lián)系,不容易發(fā)生地面沉降;熱水與淺層水有水力聯(lián)系,有發(fā)生地面沉降的可能;熱水與淺層水水力聯(lián)系密切,可能會(huì)引發(fā)地面沉降。
地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用與地面沉降的關(guān)系,需要在進(jìn)行大量監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上,開(kāi)展深入研究,明確是否存在相關(guān)關(guān)系及影響程度大小。
(2)生態(tài)環(huán)境敏感性各要素分析
生態(tài)環(huán)境敏感性主要包括水源保護(hù)區(qū)分區(qū)和海水入侵可能性,權(quán)重分別為0.03和0.01。
1)水資源保護(hù)分區(qū)分析
依照《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》,對(duì)水資源保護(hù)區(qū)的分類,劃分為一般敏感區(qū)、中高度敏感區(qū)和極度敏感區(qū),詳情查詢《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》。根據(jù)水資源保護(hù)分區(qū)情況,決定能否開(kāi)發(fā)地?zé)豳Y源。
2)海水入侵可能性分析
沿海區(qū)域開(kāi)發(fā)利用地?zé)豳Y源可能會(huì)造成海水入侵。地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用,如不造成海水入侵,則對(duì)地下水不會(huì)造成污染;若可能造成海水入侵,則可能會(huì)對(duì)地下水造成污染;若開(kāi)采地?zé)豳Y源造成海水倒灌進(jìn)入儲(chǔ)層,有較嚴(yán)重海水入侵,則會(huì)對(duì)地?zé)崴皟?chǔ)層造成嚴(yán)重污染。
(3)對(duì)儲(chǔ)層影響各要素分析
地?zé)崃黧w開(kāi)發(fā)利用對(duì)儲(chǔ)層造成的影響,主要集中在對(duì)儲(chǔ)層中的流體造成的影響上,主要表現(xiàn)為引起靜水位、水溫和水質(zhì)的變化。靜水位變化是地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用最主要的環(huán)境影響負(fù)作用,是目前地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用集中區(qū)面對(duì)的主要問(wèn)題,權(quán)重為0.02,地?zé)崴疁刈兓退|(zhì)變化權(quán)重分別為0.01。
1)地?zé)崃黧w靜水位年變幅
地?zé)豳Y源的開(kāi)發(fā)利用,必定會(huì)引起地?zé)崃黧w靜水位的變化。直接抽取利用地?zé)崃黧w,會(huì)造成地?zé)崃黧w靜水位降低;地?zé)崴Y源利用取熱不取水,回灌的地?zé)崴睾蟮牡蜏厮毓嗪笠矔?huì)造成地?zé)崃黧w靜水位的降低。若地?zé)崃黧w靜水位年下降小于1 m,則評(píng)價(jià)指標(biāo)為Ⅰ級(jí),賦值9;若地?zé)崃黧w靜水位年下降在1~2 m之間,則評(píng)價(jià)指標(biāo)為Ⅱ級(jí),賦值5;若地?zé)崃黧w靜水位年下降在1~2 m之間,則評(píng)價(jià)指標(biāo)為Ⅲ級(jí),賦值1。
2)地?zé)崃黧w水溫變化情況分析
地?zé)豳Y源的開(kāi)發(fā)利用,可能會(huì)引起地?zé)崃黧w水溫的變化。地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用會(huì)引起水溫的變化越小,地?zé)豳Y源承載力水平越高,反之越低。如果年水溫變化低于1℃,則評(píng)價(jià)指標(biāo)為Ⅰ級(jí),賦值為9;如果年溫度變化為1~2℃,則評(píng)價(jià)指標(biāo)為Ⅱ級(jí),賦值為5;如果年溫度變化大于2℃,則評(píng)價(jià)指標(biāo)為Ⅲ級(jí),賦值為1。
3)地?zé)崃黧w水質(zhì)變化情況分析
地?zé)豳Y源的開(kāi)發(fā)利用,可能會(huì)引起地?zé)崴|(zhì)發(fā)生變化。地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用或回灌后,水質(zhì)變化或趨勢(shì)不明顯,則可以加強(qiáng)開(kāi)發(fā)利用,則評(píng)價(jià)指標(biāo)為Ⅰ級(jí),賦值9;地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用或回灌后,水質(zhì)有一定程度變化,則需要加強(qiáng)監(jiān)測(cè),確定下步開(kāi)發(fā)利用強(qiáng)度及模式,則評(píng)價(jià)指標(biāo)為Ⅱ級(jí),賦值5;地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用或回灌后,水質(zhì)變化趨勢(shì)明顯,則需要控制地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用,則評(píng)價(jià)指標(biāo)為Ⅲ級(jí),賦值1。
3.3社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件
社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件是調(diào)節(jié)因素,決定了對(duì)地?zé)豳Y源的需求和開(kāi)發(fā)利用程度。通過(guò)對(duì)比權(quán)衡相關(guān)參數(shù),采用變異系數(shù)法和熵值法分別計(jì)算權(quán)重,社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件占評(píng)價(jià)體系權(quán)重0.2。社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件包括技術(shù)水平和社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平,權(quán)重分別為0.15和0.05。經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件為定性指標(biāo),具體分值和標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3。
(1)技術(shù)水平各要素分析
技術(shù)水平包括開(kāi)發(fā)利用模式、污染物處理方式、地?zé)釀?dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)程度,權(quán)重分別為0.06、0.06和0.03。
1)開(kāi)發(fā)利用模式分析
開(kāi)發(fā)利用模式包括供暖、發(fā)電、洗浴、泳池補(bǔ)水、熱帶魚(yú)養(yǎng)殖等。供暖、發(fā)電等可回灌的地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用模式,可以在很大程度上保證資源的可持續(xù)利用,同時(shí)不產(chǎn)生或極少產(chǎn)生化學(xué)污染;洗浴、泳池補(bǔ)水、熱帶魚(yú)養(yǎng)殖等,由于地?zé)崴煤蟛荒芑毓?,使用后要?jīng)過(guò)處理后再排放,會(huì)產(chǎn)生化學(xué)污染。
2)污染物處理方式
地?zé)崴_(kāi)發(fā)利用涉及的污染物主要是指地?zé)嵛菜械挠泻ξ镔|(zhì)。尾水處理程度越高,則地?zé)崃黧w中所含超標(biāo)物質(zhì)的處理可能越徹底。若地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用后的地?zé)嵛菜?jīng)過(guò)處理達(dá)標(biāo)后排入污水治理管網(wǎng),再進(jìn)入城鎮(zhèn)污水處理廠,經(jīng)處理后排入地表水體,則對(duì)地表水體的影響最小;若地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用后的地?zé)嵛菜唇?jīng)處理直接進(jìn)入污水管網(wǎng),再進(jìn)入城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)行處理后排入地表水體,則地?zé)崃黧w中特殊的元素可能會(huì)對(duì)地表水體造成一定程度的影響;若地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用后的地?zé)嵛菜苯优欧?,則地?zé)嵛菜械挠泻M分可能直接進(jìn)入地表水體,造成污染。
3)地?zé)釀?dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)程度分析
不同地區(qū)由于地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)程度不同,對(duì)地?zé)釀?dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的重視程度不夠,因此地?zé)釀?dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)程度會(huì)有所差異。地?zé)岜O(jiān)測(cè)程度越高,地?zé)徇^(guò)采現(xiàn)象就越少,資源環(huán)境承載力就更能準(zhǔn)確定位。
(2)社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平各要素分析
社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平包括經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度和地?zé)峋_(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)性,權(quán)重分別為0.03和0.02。
1)經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度分析
經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度不同,對(duì)地?zé)岬男枨笠簿陀兴顒e。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)對(duì)地?zé)岬男枨罅看?,勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)及尾水治理水平高,承載力相對(duì)較強(qiáng);經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的地區(qū),勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)及尾水治理水平相對(duì)較高,承載力中等;經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū),地?zé)嵝枨罅肯鄬?duì)較小,勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)及尾水治理水平較低,承載力較差。
2)地?zé)峋_(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)性分析
地?zé)峋_(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)性受地?zé)醿?chǔ)層埋深、水位降深、地區(qū)經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件等因素制約。相同的條件下,熱儲(chǔ)埋深越淺、水位降深越小、區(qū)域經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá),地?zé)峋_(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)性就越好,反之經(jīng)濟(jì)性就越差。同時(shí)地?zé)峋_(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)性還受地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用用途的制約,如果用于供暖,則地?zé)崴疁囟仍礁呔拖鄬?duì)越好;如果用于洗浴或者溫室大棚,則對(duì)適宜的溫度會(huì)更經(jīng)濟(jì)。
3.4 分級(jí)原則及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
(1)分級(jí)原則
地?zé)豳Y源環(huán)境承載力分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)需要遵循科學(xué)性、差異性、動(dòng)態(tài)性和可行性原則。
科學(xué)性:從實(shí)際出發(fā),以地?zé)豳Y源條件為基礎(chǔ),環(huán)境影響作用為制約,經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件為調(diào)節(jié),科學(xué)合理地開(kāi)展地?zé)豳Y源承載力評(píng)價(jià)。在地?zé)豳Y源承載力評(píng)價(jià)過(guò)程中,首先應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注地?zé)崃黧w的品質(zhì),以地?zé)豳Y源量、地?zé)崃黧w熱量模數(shù)、地?zé)崃黧w可采熱量模數(shù)為基礎(chǔ),考慮地?zé)醿?chǔ)層的平均流體單位產(chǎn)量和地?zé)豳Y源回灌能力;其次需重視環(huán)境影響作用,對(duì)環(huán)境負(fù)作用評(píng)價(jià)、生態(tài)環(huán)境敏感性、對(duì)儲(chǔ)層影響等進(jìn)行分析,以防地?zé)豳Y源大規(guī)模開(kāi)采利用對(duì)環(huán)境造成不可逆轉(zhuǎn)的破壞。社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)是調(diào)整因素,技術(shù)水平越高對(duì)地?zé)崂每赡茉斐晌廴镜姆乐嗡皆礁?,同時(shí)社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平越高對(duì)地?zé)岬男枨笤礁?,都?huì)對(duì)地?zé)豳Y源環(huán)境承載力起到一定的調(diào)節(jié)作用。
差異性:地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)在確定指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)方法時(shí),需要選取能反映地?zé)豳Y源的共性指標(biāo),同時(shí)還選取了技術(shù)水平、社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平、生態(tài)環(huán)境敏感性等指標(biāo),充分考慮區(qū)域的特殊性,區(qū)域的經(jīng)濟(jì)和性質(zhì)、功能定位與發(fā)展目標(biāo)。
動(dòng)態(tài)性:地?zé)豳Y源環(huán)境承載力受經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、科學(xué)技術(shù)進(jìn)步等因素制約并隨其發(fā)生變化,具有動(dòng)態(tài)特征。開(kāi)展評(píng)價(jià)時(shí),選擇一些具有動(dòng)態(tài)特征的量化指標(biāo),并指出地?zé)豳Y源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以反映地?zé)豳Y源承載力,對(duì)地?zé)豳Y源的變化情況給出實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)。地?zé)豳Y源承載力和地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀會(huì)隨著開(kāi)發(fā)利用產(chǎn)生變化,需定期開(kāi)展評(píng)價(jià),實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)評(píng)價(jià)。
可行性:地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)需選用準(zhǔn)確適當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)指標(biāo)與評(píng)價(jià)方法。評(píng)價(jià)指標(biāo)選取需充分考慮分析數(shù)據(jù)的可獲取性,數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的適當(dāng)性、代表性和真實(shí)性;評(píng)價(jià)方法需依據(jù)區(qū)域開(kāi)發(fā)利用情況、數(shù)據(jù)情況和研究基礎(chǔ),選取適用、準(zhǔn)確、可靠的方法。
(2)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
對(duì)地?zé)豳Y源環(huán)境承載力進(jìn)行賦值后,采用綜合指數(shù)法,對(duì)各評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)求和,得出地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)分值,根據(jù)最終分值的分布情況確定資源環(huán)境承載力的高低,用于指導(dǎo)地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)。分值1~3為承載力低,需控制性開(kāi)發(fā)地?zé)?3(含)~6為承載力中等,可適度開(kāi)發(fā)地?zé)豳Y源;7(含)~9為承載力高,可鼓勵(lì)開(kāi)發(fā)地?zé)豳Y源。
4 結(jié)論
(1)地?zé)豳Y源是清潔可再生能源,隨著地?zé)豳Y源的開(kāi)發(fā)利用,存在過(guò)度開(kāi)發(fā)現(xiàn)象,無(wú)法保障地?zé)豳Y源的合理可持續(xù)利用,需要開(kāi)展地?zé)豳Y源環(huán)境承載力分析。地?zé)豳Y源環(huán)境承載力就是要分析地?zé)豳Y源與環(huán)境的合理承載量,既不過(guò)度開(kāi)發(fā),也不造成有資源、有需求而閑置的情況。
(2)地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)需要著重研究評(píng)價(jià)原則、要素和權(quán)重。依據(jù)地?zé)豳Y源條件、環(huán)境影響因素和社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件的評(píng)價(jià)內(nèi)容及指標(biāo)進(jìn)行梳理,建立了適用于區(qū)域性、規(guī)模性地?zé)峒虚_(kāi)采區(qū)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,梳理出地?zé)豳Y源、環(huán)境影響因素和經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件3類,包括7小類,12種地質(zhì)要素,26項(xiàng)指標(biāo)。
(3)該體系在科學(xué)性、差異性、動(dòng)態(tài)性和可行性的原則下,對(duì)地?zé)豳Y源環(huán)境承載力進(jìn)行評(píng)價(jià),分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為低、中等和高3類,并依據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果指導(dǎo)地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用。
(4)隨著研究的深入,將不斷完善該指標(biāo)體系指標(biāo)并提高定量化水平,使得地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)向著定量化和精準(zhǔn)化方向發(fā)展,并能得到合理有效的利用。
(5)地?zé)豳Y源是清潔可再生能源,地?zé)豳Y源的大量開(kāi)發(fā)利用對(duì)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和具有重要意義。地?zé)豳Y源的合理有效可持續(xù)利用,需要不超量開(kāi)采,不超標(biāo)排放,離不開(kāi)資源環(huán)境承載力的評(píng)價(jià)。建議在全國(guó)范圍內(nèi)進(jìn)行不同層級(jí)的地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評(píng)價(jià),為政府制定地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用規(guī)劃及制定相關(guān)政策提供堅(jiān)實(shí)有效的依據(jù);為企業(yè)開(kāi)發(fā)利用地?zé)豳Y源提供技術(shù)支持。
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