王卓卓
摘 要:為了保障地?zé)豳Y源的合理可持續(xù)利用,需要開展地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評價,達到不超量開采,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)境承載力評價系統(tǒng)和地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評價指標(biāo)體系。提出在地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評價中,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,社會經(jīng)濟技術(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項指標(biāo)。按照科學(xué)性、差異性、動態(tài)性和可行性的原則,制定分級標(biāo)準(zhǔn)。最終提出地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評價的分級標(biāo)準(zhǔn),承載力低,需控制性開發(fā)地?zé)?承載力中等,可適度開發(fā)地?zé)豳Y源;承載力高,可鼓勵開發(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;評價系統(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,離不開資源環(huán)境承載力的評價。
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、經(jīng)濟、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發(fā)規(guī)模和強度(鄭桂森等,2018a)。地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評價最終達到的目標(biāo)是,不超量開采,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:評價原則、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)域進行過探索,并取得一定的成果。多位學(xué)者對地質(zhì)資源評價體系進行過研究(鄭桂森等,2018a,2018b;劉輝等,2017;鄭桂森等,2013;衛(wèi)萬順,2010;Ehrlich,1996;Harris et al.,1999),建立了城市區(qū)域地質(zhì)條件適宜性評價定量指標(biāo)體系和評價流程,以及淺層地溫能、地?zé)崮?、再生水熱能評價體系(鄭桂森等,2018a11),為地?zé)豳Y源承載力的評價奠定了基礎(chǔ)。其中地?zé)崮茉u價指標(biāo)僅采用勘探深度和單井每日開采熱量,沒有對地?zé)崮苜Y源環(huán)境承載力進行系統(tǒng)評價。前人以成都、福州、關(guān)中等地區(qū)為研究目標(biāo),開展了水資源承載力的評價(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)。同時前人開展了地?zé)豳Y源承載力的試驗性探索,初步建立了地?zé)豳Y源的承載力指標(biāo)評估體系與評價(劉洪戰(zhàn),2016;劉碩等,2018)。但前人對地?zé)豳Y源承載力評價采用的指標(biāo)及分級界限選取僅適用于局部地區(qū),不具備可對比性且評價系統(tǒng)較為簡單,不能很好的反應(yīng)地?zé)豳Y源環(huán)境承載力及進行區(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)境承載力評價系統(tǒng)及建立方法,建立了系統(tǒng)的評價指標(biāo)體系。該體系為權(quán)重與評分相結(jié)合、定量與定性相結(jié)合的評價方法,評價指標(biāo)及分級界限具有推廣性和區(qū)域可對比性。通過建立資源環(huán)境承載力評價系統(tǒng),提出相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),確定了指標(biāo)權(quán)重和評分體系,最終進行地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評價。評價結(jié)果可用于指導(dǎo)地?zé)豳Y源開發(fā),為政府制定地?zé)崮荛_發(fā)利用規(guī)劃,為企業(yè)開發(fā)利用地?zé)豳Y源提供理論依據(jù)。
1 評價內(nèi)容與指標(biāo)
地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評價目的主要是保障地?zé)豳Y源的合理可持續(xù)利用,保護環(huán)境不受侵害,促進經(jīng)濟健康發(fā)展。
通過對地?zé)豳Y源和地質(zhì)環(huán)境的評價內(nèi)容及指標(biāo)進行梳理,建立了地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評價體系。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)境承載力評價要素、地?zé)豳Y源環(huán)境承載力各要素的分級標(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)境影響作用和社會經(jīng)濟技術(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)境承載力對地?zé)豳Y源的利用起到制約作用;社會經(jīng)濟技術(shù)條件是調(diào)節(jié)作用,決定了對地?zé)豳Y源的需求和開發(fā)利用程度。
1.1 評價內(nèi)容
(1)地?zé)豳Y源條件
地?zé)豳Y源是地?zé)衢_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源的評價主要分為地?zé)豳Y源量和儲層條件的評價,地?zé)豳Y源量的評價包括地?zé)豳Y源量的評價和地?zé)豳Y源品質(zhì)的評價。
(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)境負作用評價、生態(tài)環(huán)境敏感性和對儲層影響。
(3)社會經(jīng)濟技術(shù)條件
社會經(jīng)濟技術(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)水平和社會經(jīng)濟水平。
1.2 評價指標(biāo)
依據(jù)地?zé)豳Y源條件、環(huán)境影響作用和社會經(jīng)濟技術(shù)條件的評價內(nèi)容及指標(biāo)進行梳理,建立了地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評價指標(biāo)體系,梳理出地?zé)豳Y源條件、環(huán)境影響作用和社會經(jīng)濟技術(shù)條件3類,包括7小類,12種地質(zhì)要素,26項指標(biāo)(定量指標(biāo)13項,定性指標(biāo)13項)。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)境承載力評價向著定量化和精準(zhǔn)化方向發(fā)展。
2 評價依據(jù)和原則
2.1 評價依據(jù)
(1)突出地?zé)豳Y源的特點
突出區(qū)域地?zé)豳Y源量及地?zé)豳Y源品質(zhì)的評價及環(huán)境容量,指出地?zé)豳Y源稟賦,明確區(qū)域是否可以開發(fā)利用地?zé)豳Y源及資源方面可合理開采的地?zé)豳Y源量。同時要指出環(huán)境容量對地?zé)豳Y源開發(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_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)實用和適用原則
地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評價指標(biāo)體系中,任何一項指標(biāo)設(shè)置,既能滿足對某地質(zhì)要素的性質(zhì)、特點、發(fā)展趨勢描述的要求,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),盡管此項工作具有很大難度,但將促進地質(zhì)工作向定量化轉(zhuǎn)變(鄭桂森等,2018a10)。同時選擇指標(biāo)和指標(biāo)分級界限具有可操作性,便于評價和對比。
2.2 評價原則
地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評價的原則是關(guān)鍵因素、合理賦值、尺度合宜、操作性強。
關(guān)鍵因素是指取全、取準(zhǔn)關(guān)鍵因素進行地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評價;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、合理評價不同區(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、社會經(jīng)濟技術(shù)條件及政策的控制作用;操作性強是指數(shù)據(jù)易于獲取和進行對比,地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評價方法方便相關(guān)人員應(yīng)用。
2.3 評價流程
首先在評價區(qū)域達到預(yù)可行性勘查階段后,進一步搜集工作區(qū)社會經(jīng)濟技術(shù)等資料,進一步搜集工作區(qū)相關(guān)地質(zhì)資料,若需要則開展現(xiàn)場地質(zhì)、物探、鉆孔、水化學(xué)等相關(guān)工作,深入開展地?zé)岬刭|(zhì)條件和社會經(jīng)濟條件分析,以明確地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評價參數(shù)。
其次進行地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評價,包括地?zé)豳Y源條件評價、環(huán)境影響作用評價和經(jīng)濟技術(shù)條件評價,最終綜合評價地?zé)豳Y源環(huán)境承載力。
3 評價方法
地?zé)豳Y源環(huán)境承載力的評價方法主要采用權(quán)重與評分結(jié)合、定量與定性相結(jié)合的方法。通過對比權(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)境承載力評價中,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;社會經(jīng)濟技術(shù)條件是調(diào)節(jié)作用,權(quán)重0.2。具體評價指標(biāo)及賦值見表1、表2和表3。
3.1 地?zé)豳Y源條件
對地?zé)豳Y源的定量分級見表1。本次評價方法部分參考了GB/T 11615-2010《地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范》。
地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評價中,地?zé)豳Y源是基礎(chǔ),通過對比權(quán)衡相關(guān)參數(shù),采用變異系數(shù)法和熵值法分別計算權(quán)重,地?zé)豳Y源條件占評價體系權(quán)重0.6。地?zé)豳Y源條件選取地?zé)豳Y源評價和儲層條件兩種因素。資源品質(zhì)和資源量是地?zé)豳Y源開發(fā)的先決條件,權(quán)重為0.45。儲層條件是開發(fā)利用及開采程度的基礎(chǔ),儲層孔隙度和滲透率越高,平均流體單位產(chǎn)量越高,儲層埋藏越淺,越適宜開發(fā),儲層條件權(quán)重為0.15。
(1)地?zé)豳Y源評價
地?zé)豳Y源評價包括資源數(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)見表1。地?zé)豳Y源溫度分級按照GB/T 11615-2010《地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范》劃分。
(2)儲層條件
儲層條件主要選取平均流體單位產(chǎn)量和地?zé)豳Y源回灌能力作為評價參數(shù),考慮到地?zé)峁┡怨喽ú桑瑢⒌責(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,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)境承載力評價中,環(huán)境影響因素是制約作用。當(dāng)?shù)責(zé)豳Y源開采量過大,超過環(huán)境的承受能力,將會對環(huán)境造成不可逆的影響。通過對比權(quán)衡相關(guān)參數(shù),采用變異系數(shù)法和熵值法分別計算權(quán)重,環(huán)境影響作用占評價體系權(quán)重0.2。
環(huán)境影響作用包括環(huán)境負作用評價、生態(tài)環(huán)境敏感性和對儲層影響,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)見表2。
(1)環(huán)境負作用各個因素分析
環(huán)境負作用評價包括地?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源開采過程中造成的環(huán)境負作用,起主要作用,因此分別給予0.05的權(quán)重;由于地?zé)衢_發(fā)過程中引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害相對較少,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、熱水腐蝕性評價和熱水結(jié)垢性評價(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,對環(huán)境的危害相對較大,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?,對地表溫度沒有影響或影響小,能夠很快恢復(fù);熱污染中等是指地?zé)崴褂煤笈欧?,對地表溫度有一定影響,?jīng)過一段時間可以恢復(fù);熱污染較大是指地?zé)崴褂煤笈欧?,對地表溫度有較大影響,經(jīng)過很長時間可以恢復(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?,對地表水水質(zhì)沒有影響或影響小,能夠很快恢復(fù);水污染中等是指地?zé)崴褂煤笈欧?,對地表水水質(zhì)有一定影響,經(jīng)過一段時間可以恢復(fù);水污染較大是指地?zé)崴褂煤笈欧?,對地表水水質(zhì)有較大影響,經(jīng)過很長時間可以恢復(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)崴褂门欧藕螅瑢ν寥牢锢硇再|(zhì)、化學(xué)成分的改變沒有或很小,且容易恢復(fù);土壤污染中等是指地?zé)崴褂门欧藕?,對土壤物理性質(zhì)、化學(xué)成分有一定的改變,經(jīng)過一定時間可以恢復(fù);土壤污染較大是指地?zé)崴褂门欧藕?,對土壤物理性質(zhì)、化學(xué)成分有較大的改變,經(jīng)過較長時間才可以恢復(fù)。
大氣污染:大氣污染是指地?zé)崴械牧蚧瘹?、二氧化硫、甲烷等氣體,可能對大氣造成的污染。大氣污染小是指地?zé)崴_采、利用中釋放出的有毒有害氣體量少,不造成對大氣的污染或污染小;大氣污染中等是指地?zé)崴_采、利用中釋放出的有毒有害氣體量較少,且很容易擴散;大氣污染較大是指地?zé)崴_采、利用中釋放出的有毒有害氣體量較多,經(jīng)一段時間后才可擴散。
地?zé)豳Y源開發(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、類比評價法等方法進行打分,對有條件的區(qū)域可以采用數(shù)值模擬法,根據(jù)模擬結(jié)果進行打分。
3)可能引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害分析
地?zé)衢_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,需要進行分析,明確主控因素,確定是否為地?zé)豳Y源開發(fā)利用引起。地?zé)豳Y源開發(fā)利用關(guān)系密切的是儲層及是否采灌平衡、熱水與淺層水的水力聯(lián)系,權(quán)重分別為0.005。
儲層及是否采灌平衡對地面沉降具有一定的控制作用。儲層為基巖儲層,采灌平衡,不會出現(xiàn)地面沉降或地面沉降可能性極?。R蜂等,2021;董佩等,2017);儲層為近地表松散儲層,采灌相對平衡,出現(xiàn)地面沉降的可能性較小;儲層為近地表松散儲層,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)系對地面沉降也有一定的控制作用。熱水與淺層水無水力聯(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,可能會引發(fā)地面沉降。
地?zé)豳Y源開發(fā)利用與地面沉降的關(guān)系,需要在進行大量監(jiān)測的基礎(chǔ)上,開展深入研究,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)水資源保護分區(qū)分析
依照《中華人民共和國環(huán)境保護法》,對水資源保護區(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《中華人民共和國環(huán)境保護法》。根據(jù)水資源保護分區(qū)情況,決定能否開發(fā)地?zé)豳Y源。
2)海水入侵可能性分析
沿海區(qū)域開發(fā)利用地?zé)豳Y源可能會造成海水入侵。地?zé)豳Y源開發(fā)利用,如不造成海水入侵,則對地下水不會造成污染;若可能造成海水入侵,則可能會對地下水造成污染;若開采地?zé)豳Y源造成海水倒灌進入儲層,有較嚴重海水入侵,則會對地?zé)崴皟釉斐蓢乐匚廴尽?/p>
(3)對儲層影響各要素分析
地?zé)崃黧w開發(fā)利用對儲層造成的影響,主要集中在對儲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_發(fā)利用最主要的環(huán)境影響負作用,是目前地?zé)豳Y源開發(fā)利用集中區(qū)面對的主要問題,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源的開發(fā)利用,必定會引起地?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斐傻責(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,則評價指標(biāo)為Ⅰ級,賦值9;若地?zé)崃黧w靜水位年下降在1~2 m之間,則評價指標(biāo)為Ⅱ級,賦值5;若地?zé)崃黧w靜水位年下降在1~2 m之間,則評價指標(biāo)為Ⅲ級,賦值1。
2)地?zé)崃黧w水溫變化情況分析
地?zé)豳Y源的開發(fā)利用,可能會引起地?zé)崃黧w水溫的變化。地?zé)豳Y源開發(fā)利用會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℃,則評價指標(biāo)為Ⅰ級,賦值為9;如果年溫度變化為1~2℃,則評價指標(biāo)為Ⅱ級,賦值為5;如果年溫度變化大于2℃,則評價指標(biāo)為Ⅲ級,賦值為1。
3)地?zé)崃黧w水質(zhì)變化情況分析
地?zé)豳Y源的開發(fā)利用,可能會引起地?zé)崴|(zhì)發(fā)生變化。地?zé)豳Y源開發(fā)利用或回灌后,水質(zhì)變化或趨勢不明顯,則可以加強開發(fā)利用,則評價指標(biāo)為Ⅰ級,賦值9;地?zé)豳Y源開發(fā)利用或回灌后,水質(zhì)有一定程度變化,則需要加強監(jiān)測,確定下步開發(fā)利用強度及模式,則評價指標(biāo)為Ⅱ級,賦值5;地?zé)豳Y源開發(fā)利用或回灌后,水質(zhì)變化趨勢明顯,則需要控制地?zé)豳Y源開發(fā)利用,則評價指標(biāo)為Ⅲ級,賦值1。
3.3社會經(jīng)濟技術(shù)條件
社會經(jīng)濟技術(shù)條件是調(diào)節(jié)因素,決定了對地?zé)豳Y源的需求和開發(fā)利用程度。通過對比權(quán)衡相關(guān)參數(shù),采用變異系數(shù)法和熵值法分別計算權(quán)重,社會經(jīng)濟技術(shù)條件占評價體系權(quán)重0.2。社會經(jīng)濟技術(shù)條件包括技術(shù)水平和社會經(jīng)濟水平,權(quán)重分別為0.15和0.05。經(jīng)濟技術(shù)條件為定性指標(biāo),具體分值和標(biāo)準(zhǔn)見表3。
(1)技術(shù)水平各要素分析
技術(shù)水平包括開發(fā)利用模式、污染物處理方式、地?zé)釀討B(tài)監(jiān)測程度,權(quán)重分別為0.06、0.06和0.03。
1)開發(fā)利用模式分析
開發(fā)利用模式包括供暖、發(fā)電、洗浴、泳池補水、熱帶魚養(yǎng)殖等。供暖、發(fā)電等可回灌的地?zé)衢_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,同時不產(chǎn)生或極少產(chǎn)生化學(xué)污染;洗浴、泳池補水、熱帶魚養(yǎng)殖等,由于地?zé)崴煤蟛荒芑毓?,使用后要?jīng)過處理后再排放,會產(chǎn)生化學(xué)污染。
2)污染物處理方式
地?zé)崴_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源開發(fā)利用后的地?zé)嵛菜?,?jīng)過處理達標(biāo)后排入污水治理管網(wǎng),再進入城鎮(zhèn)污水處理廠,經(jīng)處理后排入地表水體,則對地表水體的影響最小;若地?zé)豳Y源開發(fā)利用后的地?zé)嵛菜唇?jīng)處理直接進入污水管網(wǎng),再進入城鎮(zhèn)污水處理廠進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對地表水體造成一定程度的影響;若地?zé)豳Y源開發(fā)利用后的地?zé)嵛菜苯优欧?,則地?zé)嵛菜械挠泻M分可能直接進入地表水體,造成污染。
3)地?zé)釀討B(tài)監(jiān)測程度分析
不同地區(qū)由于地?zé)豳Y源開發(fā)程度不同,對地?zé)釀討B(tài)監(jiān)測的重視程度不夠,因此地?zé)釀討B(tài)監(jiān)測程度會有所差異。地?zé)岜O(jiān)測程度越高,地?zé)徇^采現(xiàn)象就越少,資源環(huán)境承載力就更能準(zhǔn)確定位。
(2)社會經(jīng)濟水平各要素分析
社會經(jīng)濟水平包括經(jīng)濟發(fā)展程度和地?zé)峋_發(fā)經(jīng)濟性,權(quán)重分別為0.03和0.02。
1)經(jīng)濟發(fā)展程度分析
經(jīng)濟發(fā)展程度不同,對地?zé)岬男枨笠簿陀兴顒e。經(jīng)濟發(fā)達的地區(qū)對地?zé)岬男枨罅看?,勘探開發(fā)技術(shù)及尾水治理水平高,承載力相對較強;經(jīng)濟較發(fā)達的地區(qū),勘探開發(fā)技術(shù)及尾水治理水平相對較高,承載力中等;經(jīng)濟不發(fā)達地區(qū),地?zé)嵝枨罅肯鄬^小,勘探開發(fā)技術(shù)及尾水治理水平較低,承載力較差。
2)地?zé)峋_發(fā)經(jīng)濟性分析
地?zé)峋_發(fā)經(jīng)濟性受地?zé)醿勇裆?、水位降深、地區(qū)經(jīng)濟技術(shù)條件等因素制約。相同的條件下,熱儲埋深越淺、水位降深越小、區(qū)域經(jīng)濟越發(fā)達,地?zé)峋_發(fā)經(jīng)濟性就越好,反之經(jīng)濟性就越差。同時地?zé)峋_發(fā)經(jīng)濟性還受地?zé)衢_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υ胶?如果用于洗浴或者溫室大棚,則對適宜的溫度會更經(jīng)濟。
3.4 分級原則及分級標(biāo)準(zhǔn)
(1)分級原則
地?zé)豳Y源環(huán)境承載力分級標(biāo)準(zhǔn)需要遵循科學(xué)性、差異性、動態(tài)性和可行性原則。
科學(xué)性:從實際出發(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)濟技術(shù)條件為調(diào)節(jié),科學(xué)合理地開展地?zé)豳Y源承載力評價。在地?zé)豳Y源承載力評價過程中,首先應(yīng)重點關(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)醿拥钠骄黧w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,對環(huán)境負作用評價、生態(tài)環(huán)境敏感性、對儲層影響等進行分析,以防地?zé)豳Y源大規(guī)模開采利用對環(huán)境造成不可逆轉(zhuǎn)的破壞。社會經(jīng)濟技術(shù)是調(diào)整因素,技術(shù)水平越高對地?zé)崂每赡茉斐晌廴镜姆乐嗡皆礁?,同時社會經(jīng)濟水平越高對地?zé)岬男枨笤礁?,都會對地?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)境承載力評價在確定指標(biāo)體系和評價方法時,需要選取能反映地?zé)豳Y源的共性指標(biāo),同時還選取了技術(shù)水平、社會經(jīng)濟水平、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)濟和性質(zhì)、功能定位與發(fā)展目標(biāo)。
動態(tài)性:地?zé)豳Y源環(huán)境承載力受經(jīng)濟社會發(fā)展、科學(xué)技術(shù)進步等因素制約并隨其發(fā)生變化,具有動態(tài)特征。開展評價時,選擇一些具有動態(tài)特征的量化指標(biāo),并指出地?zé)豳Y源動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)可以反映地?zé)豳Y源承載力,對地?zé)豳Y源的變化情況給出實時的數(shù)據(jù)。地?zé)豳Y源承載力和地?zé)豳Y源開發(fā)利用現(xiàn)狀會隨著開發(fā)利用產(chǎn)生變化,需定期開展評價,實現(xiàn)滾動評價。
可行性:地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評價需選用準(zhǔn)確適當(dāng)?shù)脑u價指標(biāo)與評價方法。評價指標(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)計的適當(dāng)性、代表性和真實性;評價方法需依據(jù)區(qū)域開發(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)分級標(biāo)準(zhǔn)
對地?zé)豳Y源環(huán)境承載力進行賦值后,采用綜合指數(shù)法,對各評價指標(biāo)進行加權(quán)求和,得出地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評價分值,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源開發(fā)。分值1~3為承載力低,需控制性開發(fā)地?zé)?3(含)~6為承載力中等,可適度開發(fā)地?zé)豳Y源;7(含)~9為承載力高,可鼓勵開發(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源的開發(fā)利用,存在過度開發(fā)現(xiàn)象,無法保障地?zé)豳Y源的合理可持續(xù)利用,需要開展地?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,既不過度開發(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)境承載力評價需要著重研究評價原則、要素和權(quán)重。依據(jù)地?zé)豳Y源條件、環(huán)境影響因素和社會經(jīng)濟技術(shù)條件的評價內(nèi)容及指標(biāo)進行梳理,建立了適用于區(qū)域性、規(guī)模性地?zé)峒虚_采區(qū)的評價指標(biāo)體系,梳理出地?zé)豳Y源、環(huán)境影響因素和經(jīng)濟技術(shù)條件3類,包括7小類,12種地質(zhì)要素,26項指標(biāo)。
(3)該體系在科學(xué)性、差異性、動態(tài)性和可行性的原則下,對地?zé)豳Y源環(huán)境承載力進行評價,分級標(biāo)準(zhǔn)為低、中等和高3類,并依據(jù)評價結(jié)果指導(dǎo)地?zé)豳Y源開發(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)境承載力評價向著定量化和精準(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源的大量開發(fā)利用對實現(xiàn)碳達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,需要不超量開采,不超標(biāo)排放,離不開資源環(huán)境承載力的評價。建議在全國范圍內(nèi)進行不同層級的地?zé)豳Y源環(huán)境承載力評價,為政府制定地?zé)豳Y源開發(fā)利用規(guī)劃及制定相關(guān)政策提供堅實有效的依據(jù);為企業(yè)開發(fā)利用地?zé)豳Y源提供技術(shù)支持。
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