页岩气开发对生态环境影响评价模型.docVIP

PAGE  PAGE 21 页岩气开发对生态环境影响评价模型 　　摘要针对页岩气特殊的开发方式及环评难度比常规气大的特点，运用“压力-状态-响应”框架模型，建立了页岩气开发对生态环境影响的评价指标体系。引入曲线投影的方式，并将投影寻踪方法和动态聚类方法相结合，提出了曲线投影寻踪动态聚类的定量评价方法；基于样本各指标的曲线投影和动态聚类方法寻找最佳投影方向，并建立相应的生态环境影响评价优化模型。结合全局最优经验指导和信息素交流，采用改进的蚁群算法对优化模型进行求解。该算法维持蚁群的多样性，且收敛性较好，同时也避免出现局部最优。对四川省威远页岩气区块进行了实例分析，结果表明：2010年、2011年和2014年的环评属于差类（4级），2012年和2013年的环评属于中类（3级），其中植被覆盖率、空气质量优良率、地表水质达标率、废水排放量、公众对环境的满意度、二氧化硫排放量和废水排放量达标率等指标对生态环境评价的影响较大。在页岩气开发初期，由于开发技术落后，再加上环保投资不高，环保意识不强，造成生态环境问题较为严重。随着学习借鉴美国的经验，及页岩气的开发技术进一步提高，加上国家对生态环境保护的重视，威远页岩气区块生态环境恶化得到有效的遏制。但开发时间越长，开采难度越大，将会产生更多更大的生态环境问题。分析结果与威远页岩气开发区域的实际情况相符，为页岩气气田生态环境影响评价奠定了科学基础。投影寻踪动态聚类方法具有无需设定参数、操作简单、客观等优点，是页岩气开发对生态环境影响评价的一种新方法。 　　关键词页岩气开发；评价指标体系；曲线投影寻踪动态聚类；生态环境影响 　　中图分类号X37；TE991.9文献标识码A文章编号1002-2104（2016）07-0137-08doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2016.07.017 　　我国页岩气储量巨大，据国家发展和改革委员会、财政部、国土资源部、国家能源局预测，页岩气可采量大约为36×1012 m3[1]。如此丰富的页岩气资源，其有效的开发对我国能源安全具有重大意义，同时也可大大缓解资源压力。页岩气开发项目不同于一般的建设项目，它属于生态影响和环境污染型项目，具有区域广、环境影响范围大等特点[2]。大规模的开发页岩气会对大气环境、土地资源、地下水和地表水资源及周边环境产生影响[1，3-4]。页岩气的开发对调整我国能源结构、保障能源安全具有重大意义，应当优先考虑其开发对生态环境造成的影响，建立明确科学的环评指标体系，为页岩气开发的良性循环发展保驾护航[3，5-6]。页岩气开发生态环境评价是页岩气开发对生态环境的影响程度进行等级评判，评价结果是页岩气开发生态环境管理的重要决策依据，可帮助从源头减少空气和水污染、水土流失，植被破坏，钻井液漏排，井喷及地震的发生[6]。在此背景下，研究页岩气开发对生态环境造成的影响，提出科学的环评指标体系，建立页岩气开发对生态环境影响的定量评价模型，对我国在页岩气开发过程中处理好生态环境和资源的关系具有重大的参考和现实意义。 　　1文献综述 　　目前，国内外已有不少学者研究了在页岩气开发过程中对生态环境造成的影响、环保开发的评价指标体系及环境影响的防范措施。如我国页岩气开发水污染防治法制不足，需借鉴美国经验，提出完善我国页岩气开发水污染防治法制措施和环境监管措施 [7-8]。在页岩气开发过程中，返排液对生态环境造成严重影响[9]。葛秀珍[10]总结页岩气开发关键技术，并指出页岩气开发对环境影响的潜在因素。董普[3]考虑了经济增长和环境保护的关系，并结合页岩气开发的大背景，提出了页岩气环保开发的评价指标体系。刘琛[11]分别从选址、技术、工程及检测方面提出具体的指导意见及防范措施。孙增芹[12]从低碳视野下强调在构建页岩气法律过程中要重塑环境影响评价制度，强化公众参与度，构建排污交易制度，严格法律责任。孙仁金[13]综合环境影响，构建页岩气环境影响评价体系及评价确权。李志学[14]从油气田开发对环境的影响进行分析并提出相应的治理政策。Sun等[15]借鉴美国经验，提出页岩气开发造成生态环境影响的评价方法。以上研究都是从定性角度描述页岩气开发环境影响的防范措施，目前仍然缺乏从定量方面评价页岩气开发对环境影响的方法。 　　美国作为世界上唯一的页岩气大规模商业性开采的国家，随着页岩气开发规模的不断加大，其引发生态环境的争议越来越多。近十年来美国在水力压裂开采技术上取得重大突破，同时也对监管和防控页岩气开发过程中带来的生态环境影响进行积极探索，十分重视页岩气开采的环境影响评价。环境影响评价是一个多因素的非线性复杂分类问题。关于多因素的复杂非线性问题的研究目前有系统聚类法[16]、模糊推理和层次分析相结合的方法[17]、人工