煤炭矿区土地利用规划环评研究
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作者: 王 倩
【摘要】 矿区开采过程不可避免的产生一系列环境问题,规划环评对于指导矿区开发有重要的意义。从矿区建设开始到服务期满,建立相应的指标体系,并提出生态恢复的建议。
【关键词】 矿区;土地利用;环评
一、前言
我国的资源特点是富煤、少油、贫气,煤炭是我国的主要能源。新中国成立以来,我国已开采煤炭约350亿吨,对我国国民经济的发展起着至关重要的作用,在煤炭资源为我们带来大规模收益的同时,煤炭的开采也造成了产煤区土地、地下水等资源的巨大破坏和环境恶化等一系列环境生态问题。“十一五”规划明确提出“要大力调整和优化能源结构,坚持以煤炭为主体,以电力为中心,油气和新能源全面发展的战略”。可以看出,今后很长一段时间里,煤炭的主导地位依然不会改变。因此,为了最大限度地降低煤炭开采的环境成本,实现经济发展和环境保护的双赢,开展煤炭工业矿区总体规划的环境影响评价工作势在必行。规划环境影响评价起源于美国,是战略环评的一种。2003年9月1日起实施的《中华人民共和国环境影响评价法》确立了规划环境影响评价制度。2009年7月1日起实施的《中华人民共和国环境保护标准》HJ463-2009《规划环境影响评价技术导则煤炭工业矿区总体规划》,规定了煤炭工业矿区总体规划环境影响评价的一般原则、内容、方法和要求。
二、矿区开采产生的环境问题
1.地面变形问题――地面沉降,地面塌陷,滑坡,崩塌等地质问题。矿区开采过程中,在地下会建设巷道,并出现采空地带,在这些地带地表会出现沉降,塌陷,裂缝等问题。矿山开采还会破坏当地的山体结构,极易出现山体滑坡,崩塌等地质问题。
2.矿区开采过程中的三废问题。在矿物开采过程中会产生大量的废水,废弃物和废气。有毒矿物元素往往会随着废水的排放对周边的河流,湖泊等饮用水源造成污染,危害人类及动植物的生存。废弃物长期堆放过程中易氧化,风化形成矿物灰尘再加上有害气体的排放,无疑对人类的特别是呼吸系统以及皮肤造成严重的危害。
3.土地资源的占用和破坏等。在开采过程中,会产生大量的废渣、固体废弃物等,这些东西若不及时清除,会占用矿区周围的土地,进而对土地资源造成破坏。
三、研究方法
煤炭矿区的土地利用对环境的影响主要表现在:开采建设阶段土地利用方式的改变对环境的影响;开采过程中土地的利用规模和布局对环境的影响以及当该矿服务期满后土地的利用方式和目标对环境的影响。
1.评价指标体系的确定原则。根据《中华人民共和国环境保护标准》HJ463-2009《规划环境影响评价技术导则煤炭工业矿区总体规划》,评价指标体系的确定原则有:(1)科学性。评价指标的选取应建立在科学、合理的基础上,符合客观实际与自然规律,符合相关政策、法规、标准的要求,评价指标所包含的内容能客观反映和评判矿区总体规划的环境影响和发展特点;(2)系统性。评价指标的选取要充分考虑矿区开发对自然、社会和经济环境的影响,反映各系统之间相互联系和相互依赖的关系;(3)可操作性。选取的评价指标简洁实用,可获取、可测量、可调控,定性指标与定量指标相结合,便于进行客观判断;(4)前瞻性。评价指标的确定除反映行业一般水平外,还应提出矿区可持续发展的更高要求。
2.评价的内容。分不同的评价时段对矿区土地利用规划实施可能产生的环境影响进行预测与评价,包括: (1)在建设期,露天开采改变了原有土地利用结构,破坏了地表植被,由此产生的环境影响;(2)在运营期,由于煤矸石、排土场等大量占用土地,改变土壤性质,破坏地表植被结构,以及开采中出现的塌陷区等对周围环境产生的影响;(3)当该矿区的服务期满后,出现大面积的采空区以及废弃的场地等问题的解决,以及进行土地复垦、生态恢复的可行性分析。
3.评价指标体系。矿区土地利用规划环境影响评价指标体系可分为3个层次:(1)总目标层,即土地利用规划环境影响评价层;可以分为建设期、运营期、服务期满三个时期分别进行;(2)环境目标层,土地利用规划环境影响评价的各项环境目标,主要有土地环境、自然环境、生态环境和社会环境四个层次; (3)指标层,是具体反映土地利用规划环境影响的多项指标。
在不同的环境目标层中,可以根据不同的时期选择不同的指标,土地环境目标层可以选择的指标有土地利用率,生态建设用地比率,土地利用结构,水土流失率,水土流失控制率,沉陷土地复垦率,排土场生态恢复率,废弃地整治率,已复垦土地率,最终耕地损失率;自然环境目标层可以选择的指标有水污染综合指数,大气污染综合指数,固体废弃物占用率,噪声污染指数,废水处理率,水污染物达标排放率,废弃处理率,大气污染物达标排放率,固体废弃物处置率,噪声污染指数;生态环境目标层可以选择的指标有生物多样性丰度指数,绿地覆被率,自然景观破坏度,地表植被破坏度,恢复植被覆盖率;社会环境目标层可以选择的指标有人口密度,人口增长率,人均GDP,城镇化率。
四、环境影响评价方法
矿区土地利用环境影响系统是一个复杂得系统,其内部诸要素之间的关系以及各要素对总体环境系统影响量上比较难以精确衡量,要求在选择评价方法时要全面的考虑以弥补单一评价方法的缺陷。
1.专家评价法。专家评价法是一种古老的方法,至今仍有重要的作用,它是将专家作为索取信息的对象,组织相关领域的专家,运用专业方面的知识和经验进行评价的一种方法。该方法最大的有点是对指标中难以量化的指标,给予综合的考虑和评价,有时还可以在缺乏统计数据和原始资料的情况下做出定性和定量的估计。该方法不是利用个别专家,而是依靠专家集体,一般专家人数为10～50人,最具代表性的就是德尔菲法。
2.模糊分析法
(1)评价模型。首先在对各环境要素进行单因子评价的基础上,通过综合单要素各因子评价结果,得到单环境要素模糊矩阵,根据模糊矩阵和各因子权重进行单环境要素分析。然后,综合各单环境要素综合评价结果得到多环境要素模糊矩阵,用多环境要素模糊矩阵和各环境要素权重进行多环境要素的综合评价。
(2)确定层次结构。根据土地利用现状环境影响评价的指标体系,建立评价要素集和评价因子集。评价要素集为:
U={U1,U2,U3,U4｝={土地环境,自然环境,生态环境,社会环境｝
其中,各环境要素集的评价因子集分别为:
U1={U11,U12,U13,U14,U15…｝
U2={U21,U22,U23,U24,U25…｝
U3={U31,U32,U33,U34,U35…｝
U1={U41,U42,U43,U44,U45…｝
(3)评价指标标准化。矿区土地利用环境影响评价指标确定以后,由于各指标之间的量纲不统一,没有可比性,直接用指标实测数据进行评价是困难的。因此,首先必须对评价指标进行处理,用标准化方法来解决参数间不可比的难题。标准化处理比较简明实用的做法是将其量化分级,从低到高分若干级,以反映环境敏感度从低到高的变化。
对于指标值越大,环境敏感性越大的的指标:
标准值=(xi-xmin)/(xmax-xmin) (1)
对于指标值越大,环境敏感性越小的的指标:
标准值=(xmax-xi)/(xmax-xmin) (2)
式中:xi为指标的实际值;xmax为第i项指标实际值的最大值;xmin为i项指实际值的最小值。
经过上述标准化处理后,所有指标的实际值均转换为无量纲化指标标准值,即各指标值都处于同一个数量级别上,可以进行综合评价分析。
(4)确定评价等级,建立评语集。结合指标标准化的结果,我们可以将矿区土地利用环境影响评价划分为5 个等级,分别为“极度敏感”、“重度敏感”、“中度敏感”、“轻度敏感”、“非敏感”,其判断标准分别为0.9,0.7,0.5,0.3,0.1,建立评语集:
V={V1,V2,V3,V4,V5｝={0.9,0.7,0.5,0.3,0.1｝
(5)确定指标层及要素层权重。确定指标权重时,拟采用多指标权重求解的客观赋权法。计算方法为:先求出各指标的均值X和标准差S,则各指标的变异系数(Vi)为:
Vi =Si /Xi (i=1,2,…,n)
再对Vi作归一化处理,这样就得到各指标的权重(Wi)
Wi= Vi/vj(i=1,2,…,n;j=1,2,…,m)
建立权重集W={W1,W2,W3,…,Wn｝
(6)确定模糊关系矩阵。找出评价要素集U和评价等级V之间的模糊关系R:U×V→[0,1]。R称为综合评价空间。
R=r11,r12,r13,…,r1nr21,r22,r23,…,r2n┆ ┆ ┆ ┆ ┆rm1,rm2,rm3,…,rmn
(7)综合评价矩阵计算
B=A・R=(b1,b2,b3,…,bj)
式中,bj表示第j级环境质量标准对综合环境分级指数的隶属程度。之后再对B作归一化处理,根据模糊数学最大隶属度原则,取其中最大者的等级为评定等级。
五、生态恢复建议
生态恢复是矿业开采整个过程中一个很重要的部分,在开采之前和开采过程中就需要考虑生态恢复问题。矿区开采和运营单位要根据环境影响评价,对矿区土地利用过程中的各要素进行评定,最终对相应的环境问题,进行相应阶段的生态恢复建设,例如可以在建设和运营过程中避免和解决的问题就尽可能的不要等到服务期满才去完成。政府部门也要加强监管,要做到随时监督,发现问题立即处理并进行责任追究。在生态恢复过程中,要时刻关注国内外在此方面的研究进展,引进先进的技术,结合自身的问题,走出一条具有自己特色的道路。
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