摘 要：美國(guó)頁(yè)巖氣商業(yè)化開發(fā)的成功，鼓舞和帶動(dòng)了我國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。中國(guó)“十二五”規(guī)劃中對(duì)頁(yè)巖氣開發(fā)頒布了相關(guān)促進(jìn)政策，但就美國(guó)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，頁(yè)巖氣開發(fā)會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生重大影響，而我國(guó)尚未就這些影響形成統(tǒng)一規(guī)范的評(píng)價(jià)方法體系。綜合環(huán)境是自然生態(tài)環(huán)境和外部宏觀環(huán)境的總稱。為此，從綜合環(huán)境影響的角度，開展了構(gòu)建頁(yè)巖氣開發(fā)環(huán)境影響評(píng)價(jià)體系及評(píng)價(jià)確權(quán)、建模研究：首先深入分析了頁(yè)巖氣開發(fā)流程和環(huán)境影響特點(diǎn)，根據(jù)頁(yè)巖氣開發(fā)項(xiàng)目的特點(diǎn)比較篩選和改進(jìn)了環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法；其次構(gòu)建了我國(guó)頁(yè)巖氣開發(fā)環(huán)境影響評(píng)價(jià)體系和評(píng)價(jià)模型，進(jìn)而采用相關(guān)矩陣法評(píng)價(jià)頁(yè)巖氣開發(fā)對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的影響，采用改進(jìn)最優(yōu)值距離法評(píng)價(jià)頁(yè)巖氣開發(fā)對(duì)宏觀環(huán)境的影響，并就這兩類環(huán)境的不同狀態(tài)分別編制評(píng)價(jià)模型；最后在綜合環(huán)境中將兩個(gè)分指數(shù)代入環(huán)境評(píng)價(jià)總模型，從而得出環(huán)境影響評(píng)價(jià)的數(shù)值結(jié)果。該模型可用于頁(yè)巖氣開發(fā)項(xiàng)目對(duì)環(huán)境有無(wú)影響及影響前后比較評(píng)價(jià)，也可以用于不同項(xiàng)目之間的橫向比較。
關(guān)鍵詞：頁(yè)巖氣 開發(fā)流程 環(huán)境影響 相關(guān)矩陣法 改進(jìn)最優(yōu)值距離法 綜合評(píng)價(jià) 評(píng)價(jià)模型
Integrated environmental impact assessment methods of shale gas development
Abstract：A great success in US commercial shale gas exploitation stimulates the shale gas development in China，so the corresponding supporting policies have been issued in the 12th Five-Year Plan．But from the experience in the US shale gas development．we know the result-in environmental threats are always an unavoidable issue but no such uniform and standard evaluation system has yet formed in China．An integrated environment is generally named as natural ecological environment and external macro-environment．In view of this，we conducted a series of studies on how to set up an integrated environmental impact assessment system as well as the related evaluation methodologies and models．First，we made an in depth investigation into shale gas development procedures and any possible environmental impacts and then compared，improved and optimized environmental impact assessment methods for shale gas development．Also，we established an evaluating system and assessment models according to different status of the above two types of environment：the correlation matrix method was employed to assess the impacts on natural ecological environment and the optimization distance method was modified to evaluate the impacts on external macro environment．Finally，we substitute the two subindexes into the integrated environmental impact assessment model and achieved the final numerical result of environmental impact assessment．This model is significant in regulating and evaluating the environmental impacts not only between with and without，before and after a shale gas development project，but between different projects．
Keywords：shale gas，development process，environmental impact，Correlation Matrix Method Modified Optimization Distance Method，comprehensive evaluation，assessment model
開發(fā)頁(yè)巖氣需要多階段大型水力壓裂技術(shù)、水平井技術(shù)等常規(guī)天然氣開發(fā)過(guò)程中不常使用的復(fù)雜技術(shù)[1]。在高端復(fù)雜技術(shù)使用的過(guò)程中，資源投入、能源耗費(fèi)也更大，進(jìn)而帶來(lái)的環(huán)境影響也更為嚴(yán)重。
環(huán)境監(jiān)管部門應(yīng)針對(duì)頁(yè)巖氣開發(fā)環(huán)境影響特點(diǎn)制定更合適的環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法，為頁(yè)巖氣開發(fā)可行性研究和相關(guān)部門頁(yè)巖氣開發(fā)環(huán)境監(jiān)管提供方法性指導(dǎo)。
1 頁(yè)巖氣開發(fā)環(huán)境影響分析
我國(guó)可以通過(guò)借鑒美國(guó)頁(yè)巖氣開發(fā)環(huán)境影響方面的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)其教訓(xùn)并從中得到啟示，從而為即將到來(lái)的頁(yè)巖氣大規(guī)模開發(fā)提供參考和借鑒。
1．1 頁(yè)巖氣開發(fā)流程及對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的影響
1．1．1頁(yè)巖氣開發(fā)流程
頁(yè)巖氣開發(fā)流程大致分為：?jiǎn)?dòng)和鉆井階段、水力壓裂階段、生產(chǎn)和處理階段、氣井堵塞和廢棄。啟動(dòng)和鉆井階段主要包括井場(chǎng)建設(shè)和鉆井階段；水力壓裂的關(guān)鍵在于泵送流體(高壓空氣或者淡水泥漿)和支撐劑，在地面設(shè)備產(chǎn)生的高壓下壓裂生產(chǎn)層頁(yè)巖，使含烴巖產(chǎn)生擴(kuò)張的裂縫，流出烴類物質(zhì)；鉆井和水力壓裂作業(yè)完成后，建設(shè)生產(chǎn)井口，并通過(guò)管道來(lái)收集和傳輸氣體，從而進(jìn)行后續(xù)加工，在某些井場(chǎng)，可能會(huì)出現(xiàn)生產(chǎn)和鉆探同時(shí)進(jìn)行的情況；當(dāng)氣井氣數(shù)已盡或者開發(fā)失敗以后，氣井便會(huì)被堵塞和廢棄。
1．1．2頁(yè)巖氣開發(fā)對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的影響
1．1．2．1對(duì)水的影響
1)對(duì)地下水的影響。與頁(yè)巖氣井產(chǎn)生接觸的地下水可能受到污染的主要途徑有：①壓裂液或者返排液主要通過(guò)井筒外層、水力壓裂創(chuàng)建或發(fā)展的裂縫經(jīng)地下途徑遷移到地下水源造成的污染。水力壓裂的目的是在目標(biāo)地層創(chuàng)建或發(fā)展裂縫，然而一旦裂縫垂直擴(kuò)展超出目的地層到達(dá)之前相互獨(dú)立的地層，污染物就可能發(fā)生遷移，進(jìn)而污染地下水瞳]。②操作失誤或?yàn)?zāi)難性的開發(fā)故障導(dǎo)致的地下水污染。一般頁(yè)巖氣井筒要穿透數(shù)層含水層，井筒在生產(chǎn)層和其他地層給頁(yè)巖氣井提供了支撐。井筒通過(guò)安裝套管來(lái)隔離氣井和周圍地層，其他地層如淡水含水層、鹽堿含水層等。氣井套管的損壞或初始布置完整性的缺乏都有可能導(dǎo)致潛在地層包括含水層的污染；在井筒出現(xiàn)故障的情況下，壓裂液、返排液就可能透過(guò)套管產(chǎn)生污染。
2)對(duì)地表水的影響。地表水是地面上的小溪、河流、湖泊以及池塘水的總稱。獨(dú)立的井場(chǎng)進(jìn)行作業(yè)過(guò)程中對(duì)地表水的危害主要有：廢棄液體或氣體由于儲(chǔ)存容量有限、操作失誤、雨水或洪水進(jìn)入、工程質(zhì)量差等原因發(fā)生泄漏或溢出；壓裂液在運(yùn)輸或者最后混合操作中由于管道故障、操作失誤等原因造成的泄露；返排液在傳輸或者運(yùn)送到存儲(chǔ)空間時(shí)由于管道故障、存儲(chǔ)空間壓裂失敗、存儲(chǔ)能力不足或者操作失誤等造成溢出；返排液由于儲(chǔ)存罐破裂、存儲(chǔ)容量不足、暴雨或洪水進(jìn)入等原因?qū)е路蹬乓菏タ刂?；返排液在運(yùn)輸?shù)轿鬯幚韽S中途或在廠區(qū)發(fā)生溢出。
1．1．2．2對(duì)土地的占用和生態(tài)影響
應(yīng)用叢式井網(wǎng)技術(shù)，6～8口水平井僅需1個(gè)鉆井平臺(tái)[2]。水平鉆井的叢式井網(wǎng)是當(dāng)前美國(guó)應(yīng)用最普遍的開發(fā)方法。如果依靠一個(gè)井場(chǎng)完成多個(gè)分支水平井，那么該井場(chǎng)的占地面積可能要比單個(gè)直井的稍大些，擴(kuò)大大約2000m2。因此在鉆井和壓裂的初級(jí)階段，一個(gè)平均規(guī)模的井場(chǎng)占地15000～20000m2。
2008年，美國(guó)內(nèi)政部針對(duì)阿肯色州的費(fèi)耶特維爾頁(yè)巖進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，每一口垂直淺層井將會(huì)建大約8000m2的井場(chǎng)，160m長(zhǎng)的施工通道和880m長(zhǎng)的設(shè)備通道。平均每一口井影響20000m2的地面干擾。調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，阿肯色州一口水平井加上施工通道和設(shè)備通道共占用14000m2的井場(chǎng)，造成28000m2的地面干擾。如果采用水平井網(wǎng)技術(shù)，一個(gè)井場(chǎng)完成4口分支水平井，雖然井場(chǎng)會(huì)擴(kuò)大2000m2，但會(huì)造成30000m2的地面干擾。相對(duì)而言，多分支水平井單井造成的地面干擾要比直井單井造成的地面干擾小得多，這是多分支水平井技術(shù)的一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)。
1．1．2．3對(duì)大氣的影響
1)大氣污染。頁(yè)巖氣的勘探和生產(chǎn)過(guò)程可能產(chǎn)生大氣污染的污染源，在不同的施工階段有所不同：在施工初期階段，大氣排放物可能來(lái)自于化石燃料的鉆機(jī)，或者來(lái)自壓裂過(guò)程的柴油動(dòng)力泵；完井過(guò)程中泄露的頁(yè)巖氣的燃燒、放噴以及運(yùn)輸車輛的尾氣排放。頁(yè)巖氣勘探開發(fā)過(guò)程中空氣排放物的組成包括：提供機(jī)器動(dòng)力時(shí)化石燃料燃燒產(chǎn)生的氮氧化合物；頁(yè)巖氣開發(fā)出地面之后脫水過(guò)程中，產(chǎn)生的有機(jī)化合物(VOCs)的揮發(fā)；苯、甲苯、乙苯等物質(zhì)在天然氣中的含量很低，不過(guò)也算是頁(yè)巖氣的一種環(huán)境污染物來(lái)源。
2)溫室氣體排放。為了便于各比較，頁(yè)巖氣的溫室氣體排放量都換算成CO2當(dāng)量。根據(jù)資料顯示，NO2的溫室效應(yīng)值(100y)是310，CH4的溫室效應(yīng)值GWP(100y)是25。據(jù)本文參考文獻(xiàn)[3-5]，按照開發(fā)流程，將頁(yè)巖氣開發(fā)劃分為現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備階段、鉆井階段、水力壓裂階段、完井階段、廢水處理階段、生產(chǎn)處理階段、氣井的堵塞和廢棄階段，并分階段對(duì)頁(yè)巖氣開發(fā)溫室氣體排放量進(jìn)行估計(jì)，結(jié)果如表1所示。
1．1．2．4其他環(huán)境影響
1)噪聲和視覺／美學(xué)的影響。井場(chǎng)生產(chǎn)前期的主要作業(yè)都有噪聲產(chǎn)生。以一個(gè)井場(chǎng)(6口井為例)為單位要施工800～2500d，過(guò)程中產(chǎn)生很嚴(yán)重的噪聲。據(jù)美國(guó)紐約州環(huán)境保護(hù)局[9]估計(jì)，每個(gè)水平井都要花4～5周24h全天候的施工。所有這些作業(yè)中，鉆井過(guò)程是產(chǎn)生噪聲最嚴(yán)重的環(huán)節(jié)。
2)景觀影響。開發(fā)施工階段，井場(chǎng)會(huì)有大量的鉆井設(shè)備、油罐、存儲(chǔ)坑、卡車等設(shè)施。這些設(shè)施的安裝，會(huì)對(duì)環(huán)境視覺上的美觀產(chǎn)生影響。如果是在城區(qū)或者旅游景點(diǎn)的話，也是對(duì)市容和旅游景點(diǎn)的破壞。如果以每年90×108m3／a的速度開發(fā)頁(yè)巖氣，對(duì)于一個(gè)6口井的井場(chǎng)而言，共需要約300個(gè)平均水平的井場(chǎng)進(jìn)行生產(chǎn)，對(duì)于整個(gè)國(guó)家環(huán)境視覺上的影響是可以想象的。不過(guò)，這個(gè)方面的影響還沒有直觀的解決措施。
3)交通影響。除了現(xiàn)場(chǎng)帶來(lái)的影響之外，井場(chǎng)在施工中會(huì)有大量的運(yùn)輸設(shè)施的往來(lái)，從而造成對(duì)交通的影響。數(shù)據(jù)顯示，每個(gè)井場(chǎng)(6口井為例)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)卡車流量的總數(shù)在4315～6590臺(tái)次之間(其中大約90％的卡車流量與水力壓裂操作有關(guān))。那么在人口稠密的中國(guó)，如此大的卡車流量，將會(huì)對(duì)地方交通造成嚴(yán)重影響，同時(shí)對(duì)道路產(chǎn)生破壞。
4)地震。在諸多文獻(xiàn)中，都提到過(guò)頁(yè)巖氣開發(fā)是誘發(fā)地震的原因之一。水力壓裂可能誘發(fā)地震的原因是，高壓水力導(dǎo)致巖層能量的釋放。這種能量的釋放大部分是微小規(guī)模的，只有敏感的地震監(jiān)測(cè)沒備才能檢測(cè)到。到目前為止，沒有任何資料顯示頁(yè)巖氣開發(fā)跟地震發(fā)生的相關(guān)度。英國(guó)地質(zhì)協(xié)會(huì)(BGS)發(fā)布的報(bào)告顯示，高壓水注入深度地層并導(dǎo)致巖層斷裂的都有可能誘發(fā)地震。由此可知，不僅足頁(yè)巖氣開發(fā)，地?zé)峁こ?、原油開采等深度地層活動(dòng)都有可能誘發(fā)地震。
5)輻射。隨著返排液帶到地表的天然放射性物質(zhì)留存在巖屑中或者溶解在返排水中，或者在某些條件下，沉淀在廢渣或者淤渣里。這些天然性放射物質(zhì)的輻射一般較弱，無(wú)法穿透鋼管等致密材料。那么油氣產(chǎn)業(yè)對(duì)天然放射性物質(zhì)的主要關(guān)注是，這些天然放射性物質(zhì)長(zhǎng)年累月的沉淀在生產(chǎn)設(shè)備中，形成一定量(1h超過(guò)5mrem或者連續(xù)5d超過(guò)100mrem)的輻射，
需要為工人提供防護(hù)裝備。
1．2 頁(yè)巖氣開發(fā)對(duì)宏觀環(huán)境的影響
對(duì)頁(yè)巖氣開發(fā)需要辯證地去分析：如果項(xiàng)目在土地補(bǔ)償、資源節(jié)約、拆遷安置、社會(huì)公益、就、業(yè)保障等方面做得好，獲得了當(dāng)?shù)鼐用竦恼J(rèn)可，那么該項(xiàng)目開發(fā)就有利于促進(jìn)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)穩(wěn)定發(fā)展；反之，該項(xiàng)目則可能產(chǎn)生很多社會(huì)問題，激發(fā)社會(huì)矛盾，降低社會(huì)穩(wěn)定性，惡化法制環(huán)境。以下從社會(huì)環(huán)境、政策法律環(huán)境和經(jīng)濟(jì)環(huán)境3個(gè)角度來(lái)分析頁(yè)巖氣開發(fā)的影響。
1．2．1頁(yè)巖氣開發(fā)對(duì)社會(huì)環(huán)境影響
頁(yè)巖氣開發(fā)的社會(huì)環(huán)境影響是從區(qū)域發(fā)展的角度來(lái)說(shuō)的，頁(yè)巖氣開發(fā)對(duì)區(qū)域社會(huì)發(fā)展有巨大的推動(dòng)作用。這種推動(dòng)作用主要表現(xiàn)在：通過(guò)頁(yè)巖氣開發(fā)項(xiàng)目建設(shè)改善當(dāng)?shù)氐缆?、電力、通訊等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，促進(jìn)當(dāng)?shù)爻鞘谢凸I(yè)化的發(fā)展進(jìn)程，提高了社會(huì)生活質(zhì)量，增加了社會(huì)福利，提升了社會(huì)文明程度。社會(huì)環(huán)境影響評(píng)價(jià)因子包括社會(huì)發(fā)展影響、社會(huì)文化適應(yīng)、社會(huì)穩(wěn)定影響和社會(huì)公益效益[6-8]。
1．2．2頁(yè)巖氣開發(fā)對(duì)政策法律環(huán)境影響
頁(yè)巖氣開發(fā)項(xiàng)目作為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的載體和實(shí)現(xiàn)形式，不能與國(guó)家、地方法律法規(guī)相沖突，必須服從國(guó)家政策導(dǎo)向和地方區(qū)域發(fā)展規(guī)劃?；陧?yè)巖氣開發(fā)項(xiàng)目是否符合國(guó)家政策導(dǎo)向和法律規(guī)定來(lái)評(píng)價(jià)其對(duì)政策法律的影響，并且將合法性作為評(píng)價(jià)指數(shù)[6-8]。
政策法律環(huán)境影響因子分為國(guó)家法律法規(guī)、區(qū)域戰(zhàn)略規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)政策導(dǎo)向這3個(gè)層次。項(xiàng)目與國(guó)家法律之間的符合度主要考察頁(yè)巖氣開發(fā)項(xiàng)目在立項(xiàng)論證、中期考察和后期運(yùn)營(yíng)中有無(wú)違反國(guó)家法律程序和原則的內(nèi)容或行為；開發(fā)項(xiàng)目與區(qū)域發(fā)展規(guī)劃的符合度主要考察頁(yè)巖氣開發(fā)是否屬于地方區(qū)域發(fā)展規(guī)劃內(nèi)的項(xiàng)目，項(xiàng)目選址、融資等條件是否符合區(qū)域環(huán)境功能區(qū)劃；開發(fā)項(xiàng)目與國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的符合度主要是考察頁(yè)巖氣開發(fā)的立項(xiàng)是否符合國(guó)家相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策導(dǎo)向。
1．2．3頁(yè)巖氣開發(fā)對(duì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境影響
從區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展角度看，頁(yè)巖氣開發(fā)在帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展中能夠起到重要作用，對(duì)后者的影響主要是：
開發(fā)項(xiàng)目的產(chǎn)值對(duì)地方GDP的貢獻(xiàn)巨大，最主要原因是，一旦頁(yè)巖氣開發(fā)成功，創(chuàng)造的產(chǎn)值將會(huì)以數(shù)十億甚至百億計(jì)，尤其是在中西部等經(jīng)濟(jì)較不發(fā)達(dá)的地區(qū)，頁(yè)巖氣可能會(huì)成為該地區(qū)GDP的重要組成部分；頁(yè)巖氣開發(fā)過(guò)程中向地方和國(guó)家繳納各種稅費(fèi)，例如安置補(bǔ)償費(fèi)、土地征用補(bǔ)償費(fèi)、排污費(fèi)、生態(tài)補(bǔ)償費(fèi)和資源稅等；頁(yè)巖氣開發(fā)會(huì)帶動(dòng)地方配套產(chǎn)業(yè)和商業(yè)發(fā)展。由于頁(yè)巖氣開發(fā)過(guò)程會(huì)有巨大的物資輸入，此項(xiàng)需求將會(huì)帶動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，另外，頁(yè)巖氣開發(fā)出來(lái)以后，一些地方的天然氣發(fā)電、天然氣化工、建材等產(chǎn)業(yè)也將會(huì)受到較大的激勵(lì)；頁(yè)巖氣開發(fā)將會(huì)直接或間接帶動(dòng)地方就業(yè)，拉進(jìn)外部投資，對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展有不可估量的促進(jìn)作用。
選取區(qū)域GDP貢獻(xiàn)、配套產(chǎn)業(yè)拉動(dòng)、區(qū)域財(cái)稅收入和居民收入貢獻(xiàn)這四個(gè)經(jīng)濟(jì)環(huán)境因子來(lái)對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。這4個(gè)經(jīng)濟(jì)環(huán)境因子的評(píng)價(jià)指標(biāo)都是以比率的形式出現(xiàn)，這些數(shù)據(jù)大都在當(dāng)?shù)亟y(tǒng)計(jì)局可以得到[6-8]。
2 評(píng)價(jià)體系及評(píng)價(jià)方法
2．1 評(píng)價(jià)體系
按照系統(tǒng)評(píng)價(jià)模型的設(shè)計(jì)思路，把頁(yè)巖氣開發(fā)綜合環(huán)境影響評(píng)價(jià)的最終結(jié)果稱為環(huán)境影響評(píng)價(jià)總指數(shù)。與此相對(duì)應(yīng)，綜合環(huán)境影響下面的分環(huán)境影響評(píng)價(jià)結(jié)果稱為環(huán)境影響評(píng)價(jià)分指數(shù)[9]，關(guān)系如圖1所示。
每個(gè)分指數(shù)下設(shè)環(huán)境因子以及對(duì)環(huán)境因子的評(píng)價(jià)指標(biāo)，將評(píng)價(jià)指標(biāo)分為自然生態(tài)環(huán)境和宏觀環(huán)境兩類。宏觀環(huán)境影響分指數(shù)包括社會(huì)環(huán)境影響評(píng)價(jià)分指數(shù)、政策法律環(huán)境影響評(píng)價(jià)分指數(shù)、經(jīng)濟(jì)環(huán)境影響評(píng)價(jià)分指數(shù)，下設(shè)指標(biāo)都是正指標(biāo)。正指標(biāo)是指評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)值越大，對(duì)環(huán)境因子越有利，反之有害[9]。
2．2 自然生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)
經(jīng)過(guò)比較和篩選，采用環(huán)境綜合評(píng)價(jià)方法中的相關(guān)矩陣法對(duì)自然生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)分指數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。通過(guò)相關(guān)矩陣法，編制頁(yè)巖氣開發(fā)過(guò)程對(duì)自然生態(tài)環(huán)境影響矩陣(表2)。
假設(shè)Wj，表示環(huán)境因素J在環(huán)境中的重要程度，即權(quán)重(用分?jǐn)?shù)表示，åWj＝1)，Mij表示開發(fā)行為i對(duì)環(huán)境要素j的影響大小(1<Mij<10)。其中，權(quán)重的設(shè)計(jì)是根據(jù)某環(huán)境要素在區(qū)塊所在地的重要程度決定的，如干旱地區(qū)水的權(quán)重比在水量豐沛的地區(qū)大。Mij的數(shù)值大小由專家結(jié)合以往開發(fā)案例的實(shí)際數(shù)值并根據(jù)區(qū)塊實(shí)際打分得到。
所有開發(fā)行為對(duì)環(huán)境要素j總的影響模型為：
開發(fā)行為i對(duì)整個(gè)環(huán)境總的影響模型為：
所有開發(fā)行為對(duì)整個(gè)環(huán)境的影響模型為：
其中所有參數(shù)和變量如表2所示。
由于最終要與宏觀環(huán)境影響評(píng)價(jià)結(jié)果組成評(píng)價(jià)模型，需要通過(guò)閾值法對(duì)T值進(jìn)行無(wú)量綱化。閾值是衡量事物發(fā)展的一種特殊指標(biāo)值，如滿意值、不允許值、極大值、極小值等。閾值法是用指標(biāo)實(shí)際值與閾值相比以得到指標(biāo)評(píng)價(jià)值的無(wú)量綱化方法[10]。Tmax是T的最大值，Tmax＝10×8×6×1＝480。
T0＝T／Tmax＝T／480 (4)
其中T0為T值無(wú)量綱化數(shù)值，所有參數(shù)和變量同上。
2．3 宏觀環(huán)境影響評(píng)價(jià)
2．3．1宏觀環(huán)境指標(biāo)定量化分析
結(jié)合宏觀環(huán)境影響指標(biāo)體系(表3)，建立宏觀環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法，針對(duì)這3種環(huán)境分別有一系列的評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)衡量頁(yè)巖氣開發(fā)的影響。
由于3個(gè)分指數(shù)的評(píng)價(jià)指標(biāo)都為正指標(biāo)，設(shè)每一個(gè)指標(biāo)達(dá)標(biāo)程度得分記0～1之間[11]。社會(huì)環(huán)境影響評(píng)價(jià)分指數(shù)和經(jīng)濟(jì)環(huán)境影響評(píng)價(jià)分指數(shù)的評(píng)價(jià)指標(biāo)一般為比率；政策法律環(huán)境評(píng)價(jià)影響分指數(shù)的評(píng)價(jià)指標(biāo)為指標(biāo)的得分都是由環(huán)境影響分析部門組織專家根據(jù)區(qū)塊特點(diǎn)，通過(guò)調(diào)查、分析得到[12]。
將社會(huì)環(huán)境影響評(píng)價(jià)、政策法律環(huán)境評(píng)價(jià)影響、經(jīng)濟(jì)環(huán)境影響評(píng)價(jià)等分指數(shù)分別賦予權(quán)重為a、b、g(令a+b+g＝1)。3個(gè)權(quán)重在不同區(qū)域的不同宏觀環(huán)境下取值不同，具體數(shù)據(jù)由德爾菲法打分得到。
2．3．2宏觀環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法
最優(yōu)值距離法評(píng)價(jià)環(huán)境影響，是以實(shí)際值效果與最優(yōu)值效果的距離值來(lái)表示該活動(dòng)或項(xiàng)目產(chǎn)生的影響的方法[13]。最優(yōu)值距離法得到的數(shù)值結(jié)果表達(dá)的是開發(fā)活動(dòng)產(chǎn)生的環(huán)境影響與效果最優(yōu)值的差距，以此來(lái)配合頁(yè)巖氣開發(fā)對(duì)自然生態(tài)的負(fù)面影響，形成負(fù)面影響的加和值。
最優(yōu)值距離法的基本思想是以最優(yōu)值為對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)，將各單位的實(shí)際值與最優(yōu)值的相對(duì)差距作為單項(xiàng)評(píng)價(jià)值，通常將單項(xiàng)評(píng)價(jià)值的計(jì)算公式寫為：
評(píng)價(jià)值＝(1-實(shí)際值／最優(yōu)值)×100
將此方法改進(jìn)得到：
評(píng)價(jià)值＝[(最優(yōu)值實(shí)際值)2] 2/1
在此，每個(gè)指標(biāo)的實(shí)際值和最優(yōu)值都定義在[0，1]范圍內(nèi)。
3個(gè)分指數(shù)的每一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)都依此計(jì)算，將3個(gè)分指數(shù)建立三維坐標(biāo)，在坐標(biāo)中計(jì)算綜合距離。
計(jì)算過(guò)程為：分別以3個(gè)分指數(shù)為ABC軸，建立三維坐標(biāo)系。3個(gè)軸分別代表社會(huì)環(huán)境影響評(píng)價(jià)分指數(shù)(A軸)、政策法律環(huán)境評(píng)價(jià)影響分指數(shù)(B軸)、經(jīng)濟(jì)環(huán)境影響評(píng)價(jià)分指數(shù)(C軸)，3個(gè)軸的單位長(zhǎng)度都為1。A軸所代表的社會(huì)環(huán)境影響分指數(shù)有9個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，B軸所代表的政策法律環(huán)境影響分指數(shù)有3個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，C軸所代表的經(jīng)濟(jì)環(huán)境影響分指數(shù)有8個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)。
評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：3個(gè)分指數(shù)的分?jǐn)?shù)值作為項(xiàng)目的3個(gè)坐標(biāo)值來(lái)確定該點(diǎn)在坐標(biāo)系中的位置，由于(9，3，8)這個(gè)點(diǎn)是最優(yōu)值點(diǎn)，因此越靠近點(diǎn)(9，3，8)環(huán)境正影響效果越大；反之越小。不同區(qū)塊、不同項(xiàng)目的社會(huì)環(huán)境影響評(píng)價(jià)、政策法律環(huán)境影響評(píng)價(jià)、經(jīng)濟(jì)環(huán)境影響評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)的環(huán)境影響效果可以通過(guò)該點(diǎn)到點(diǎn)(9，3，8)的距離d來(lái)比較。此方法為最優(yōu)值距離法的三維表達(dá)。
加入權(quán)重后得到計(jì)算模型：
式中d為距離最優(yōu)值的距離；a、b、g為權(quán)重；其他參數(shù)和變量同上。
d越大對(duì)環(huán)境正影響越小，d越小對(duì)環(huán)境正影響越大。由于最終要與自然生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)結(jié)果組成評(píng)價(jià)模型，需要通過(guò)閾值法對(duì)d值進(jìn)行無(wú)量綱化。dimax是d的最大值，是在確定了3個(gè)環(huán)境因子的權(quán)重之后確定的最優(yōu)值。
d0＝d／dimax (6)
式中d0為d無(wú)量綱化后的數(shù)值結(jié)果；其他所有參數(shù)和變量同上。
2．4 綜合環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法建模
將自然生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)結(jié)果和綜合環(huán)境影響評(píng)價(jià)結(jié)果用閾值法無(wú)量綱化后相加，得到最終評(píng)價(jià)結(jié)果。
G＝T0+d0＝T／480+d／dimax (7)
式中G為總影響，其他所有參數(shù)和變量同上。
由于模型中賦權(quán)和打分的通用性，根據(jù)G值，對(duì)不同地域和不同宏觀環(huán)境下的項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)。G值結(jié)果越大，頁(yè)巖氣開發(fā)對(duì)環(huán)境影響越大，即對(duì)自然生態(tài)環(huán)境破壞越大，或者對(duì)社會(huì)環(huán)境、政策法律環(huán)境和經(jīng)濟(jì)環(huán)境的正影響越?。豢傆绊憯?shù)值G結(jié)果越小，頁(yè)巖氣開發(fā)對(duì)環(huán)境影響越小，即對(duì)自然生態(tài)環(huán)境破壞越小，或者對(duì)社會(huì)環(huán)境、政策法律環(huán)境和經(jīng)濟(jì)環(huán)境的正影響越大。對(duì)于頁(yè)巖氣開發(fā)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，G值越小越好。此結(jié)果可以用于頁(yè)巖氣開發(fā)項(xiàng)目環(huán)境影響有無(wú)比較和前后比較，也可以用于不同項(xiàng)目之間的橫向比較。
3 方法模型應(yīng)用價(jià)值
1)從政策制定和監(jiān)管角度。國(guó)家頁(yè)巖氣“十二五”發(fā)展規(guī)劃中，對(duì)于頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展有宏觀層面的支持政策，但是沒有詳細(xì)的促進(jìn)細(xì)則。這對(duì)于地方政府來(lái)說(shuō)，擁有了較大的自主權(quán)。地方政府的支持政策對(duì)于頁(yè)巖氣在當(dāng)?shù)氐拈_發(fā)具有很大的促進(jìn)作用。本文所建模型可以通過(guò)更改權(quán)重和參數(shù)，針對(duì)當(dāng)?shù)氐奶攸c(diǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而對(duì)于政府做出決策有很大的幫助。
2)從區(qū)域社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展角度。頁(yè)巖氣開發(fā)對(duì)于任何地方的宏觀環(huán)境尤其是經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展，有很大的推動(dòng)作用，只是這種推動(dòng)作用會(huì)因?yàn)楫?dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展程度的不同而有所差異。地方政府不能只看到頁(yè)巖氣開發(fā)對(duì)當(dāng)?shù)谿DP或者文化發(fā)展帶來(lái)的好處，而應(yīng)該加入自然生態(tài)環(huán)境因素進(jìn)行全面衡量。本文所建模型可以用來(lái)做全面綜合評(píng)價(jià)。
3)從保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境角度。頁(yè)巖氣開發(fā)對(duì)于水的需求和污染是頁(yè)巖氣開發(fā)對(duì)自然生態(tài)環(huán)境污染的最顯著的特點(diǎn)，地表水和地下水污染會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物灌溉水和居民用水的污染，給人民的生活和健康帶來(lái)極大威脅；開發(fā)過(guò)程釋放大量溫室氣體助推了全球氣候變化；開發(fā)過(guò)程對(duì)地表植被等產(chǎn)生的影響等等。本文所建模型可以發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的污染源和敏感的環(huán)境因子，從而有針對(duì)性地減少對(duì)自然生態(tài)的破壞。
4)從權(quán)衡經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的角度。對(duì)于有潛在環(huán)境影響的項(xiàng)目，由于當(dāng)?shù)厝罕姄?dān)心環(huán)境受到破壞而極力阻撓，有些地方接連發(fā)生流血沖突事件。這砦事件主要是由于相關(guān)知識(shí)的不普及和溝通的不通暢導(dǎo)致的。本文所建模型不但包含了經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展的影響，而且包含了對(duì)廣大群眾關(guān)注的自然生態(tài)環(huán)境影響。經(jīng)過(guò)第三方或者相關(guān)專家分析打分之后，利用模型便可得到環(huán)境影響評(píng)價(jià)結(jié)果。這在一定程度上緩解了自然環(huán)境與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、政策發(fā)展的矛盾。
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