頁巖氣開發(fā)對生態(tài)環(huán)境影響評價模型

邢文婷+張宗益+吳勝利

摘要針對頁巖氣特殊的開發(fā)方式及環(huán)評難度比常規(guī)氣大的特點，運用“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”框架模型，建立了頁巖氣開發(fā)對生態(tài)環(huán)境影響的評價指標(biāo)體系。引入曲線投影的方式，并將投影尋蹤方法和動態(tài)聚類方法相結(jié)合，提出了曲線投影尋蹤動態(tài)聚類的定量評價方法；基于樣本各指標(biāo)的曲線投影和動態(tài)聚類方法尋找最佳投影方向，并建立相應(yīng)的生態(tài)環(huán)境影響評價優(yōu)化模型。結(jié)合全局最優(yōu)經(jīng)驗指導(dǎo)和信息素交流，采用改進的蟻群算法對優(yōu)化模型進行求解。該算法維持蟻群的多樣性，且收斂性較好，同時也避免出現(xiàn)局部最優(yōu)。對四川省威遠(yuǎn)頁巖氣區(qū)塊進行了實例分析，結(jié)果表明：2010年、2011年和2014年的環(huán)評屬于差類（4級），2012年和2013年的環(huán)評屬于中類（3級），其中植被覆蓋率、空氣質(zhì)量優(yōu)良率、地表水質(zhì)達(dá)標(biāo)率、廢水排放量、公眾對環(huán)境的滿意度、二氧化硫排放量和廢水排放量達(dá)標(biāo)率等指標(biāo)對生態(tài)環(huán)境評價的影響較大。在頁巖氣開發(fā)初期，由于開發(fā)技術(shù)落后，再加上環(huán)保投資不高，環(huán)保意識不強，造成生態(tài)環(huán)境問題較為嚴(yán)重。隨著學(xué)習(xí)借鑒美國的經(jīng)驗，及頁巖氣的開發(fā)技術(shù)進一步提高，加上國家對生態(tài)環(huán)境保護的重視，威遠(yuǎn)頁巖氣區(qū)塊生態(tài)環(huán)境惡化得到有效的遏制。但開發(fā)時間越長，開采難度越大，將會產(chǎn)生更多更大的生態(tài)環(huán)境問題。分析結(jié)果與威遠(yuǎn)頁巖氣開發(fā)區(qū)域的實際情況相符，為頁巖氣氣田生態(tài)環(huán)境影響評價奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。投影尋蹤動態(tài)聚類方法具有無需設(shè)定參數(shù)、操作簡單、客觀等優(yōu)點，是頁巖氣開發(fā)對生態(tài)環(huán)境影響評價的一種新方法。

關(guān)鍵詞頁巖氣開發(fā)；評價指標(biāo)體系；曲線投影尋蹤動態(tài)聚類；生態(tài)環(huán)境影響

中圖分類號X37；TE991.9文獻標(biāo)識碼A文章編號1002-2104（2016）07-0137-08doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2016.07.017

我國頁巖氣儲量巨大，據(jù)國家發(fā)展和改革委員會、財政部、國土資源部、國家能源局預(yù)測，頁巖氣可采量大約為36×1012 m3[1]。如此豐富的頁巖氣資源，其有效的開發(fā)對我國能源安全具有重大意義，同時也可大大緩解資源壓力。頁巖氣開發(fā)項目不同于一般的建設(shè)項目，它屬于生態(tài)影響和環(huán)境污染型項目，具有區(qū)域廣、環(huán)境影響范圍大等特點[2]。大規(guī)模的開發(fā)頁巖氣會對大氣環(huán)境、土地資源、地下水和地表水資源及周邊環(huán)境產(chǎn)生影響[1，3-4]。頁巖氣的開發(fā)對調(diào)整我國能源結(jié)構(gòu)、保障能源安全具有重大意義，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮其開發(fā)對生態(tài)環(huán)境造成的影響，建立明確科學(xué)的環(huán)評指標(biāo)體系，為頁巖氣開發(fā)的良性循環(huán)發(fā)展保駕護航[3，5-6]。頁巖氣開發(fā)生態(tài)環(huán)境評價是頁巖氣開發(fā)對生態(tài)環(huán)境的影響程度進行等級評判，評價結(jié)果是頁巖氣開發(fā)生態(tài)環(huán)境管理的重要決策依據(jù)，可幫助從源頭減少空氣和水污染、水土流失，植被破壞，鉆井液漏排，井噴及地震的發(fā)生[6]。在此背景下，研究頁巖氣開發(fā)對生態(tài)環(huán)境造成的影響，提出科學(xué)的環(huán)評指標(biāo)體系，建立頁巖氣開發(fā)對生態(tài)環(huán)境影響的定量評價模型，對我國在頁巖氣開發(fā)過程中處理好生態(tài)環(huán)境和資源的關(guān)系具有重大的參考和現(xiàn)實意義。

1文獻綜述

目前，國內(nèi)外已有不少學(xué)者研究了在頁巖氣開發(fā)過程中對生態(tài)環(huán)境造成的影響、環(huán)保開發(fā)的評價指標(biāo)體系及環(huán)境影響的防范措施。如我國頁巖氣開發(fā)水污染防治法制不足，需借鑒美國經(jīng)驗，提出完善我國頁巖氣開發(fā)水污染防治法制措施和環(huán)境監(jiān)管措施 [7-8]。在頁巖氣開發(fā)過程中，返排液對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響[9]。葛秀珍[10]總結(jié)頁巖氣開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)，并指出頁巖氣開發(fā)對環(huán)境影響的潛在因素。董普[3]考慮了經(jīng)濟增長和環(huán)境保護的關(guān)系，并結(jié)合頁巖氣開發(fā)的大背景，提出了頁巖氣環(huán)保開發(fā)的評價指標(biāo)體系。劉琛[11]分別從選址、技術(shù)、工程及檢測方面提出具體的指導(dǎo)意見及防范措施。孫增芹[12]從低碳視野下強調(diào)在構(gòu)建頁巖氣法律過程中要重塑環(huán)境影響評價制度，強化公眾參與度，構(gòu)建排污交易制度，嚴(yán)格法律責(zé)任。孫仁金[13]綜合環(huán)境影響，構(gòu)建頁巖氣環(huán)境影響評價體系及評價確權(quán)。李志學(xué)[14]從油氣田開發(fā)對環(huán)境的影響進行分析并提出相應(yīng)的治理政策。Sun等[15]借鑒美國經(jīng)驗，提出頁巖氣開發(fā)造成生態(tài)環(huán)境影響的評價方法。以上研究都是從定性角度描述頁巖氣開發(fā)環(huán)境影響的防范措施，目前仍然缺乏從定量方面評價頁巖氣開發(fā)對環(huán)境影響的方法。

美國作為世界上唯一的頁巖氣大規(guī)模商業(yè)性開采的國家，隨著頁巖氣開發(fā)規(guī)模的不斷加大，其引發(fā)生態(tài)環(huán)境的爭議越來越多。近十年來美國在水力壓裂開采技術(shù)上取得重大突破，同時也對監(jiān)管和防控頁巖氣開發(fā)過程中帶來的生態(tài)環(huán)境影響進行積極探索，十分重視頁巖氣開采的環(huán)境影響評價。環(huán)境影響評價是一個多因素的非線性復(fù)雜分類問題。關(guān)于多因素的復(fù)雜非線性問題的研究目前有系統(tǒng)聚類法[16]、模糊推理和層次分析相結(jié)合的方法[17]、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法[18-19]、灰色聚類模型[20]、模糊聚類分析法[21]等。然而系統(tǒng)聚類、模糊推理和層次分析在權(quán)重確定的問題上存在人為任意性；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)需要相當(dāng)大的樣本數(shù)據(jù)，易陷入局部極小點，且網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)還需要確定[22]；模糊聚類在描述分類指標(biāo)空間與類型空間之間的非線性關(guān)系上具有一定的困難[23]。

邢文婷等：頁巖氣開發(fā)對生態(tài)環(huán)境影響評價模型中國人口·資源與環(huán)境2016年第7期投影尋蹤分類也是一種處理多因素復(fù)雜非線性問題的統(tǒng)計方法[24]，投影尋蹤聚類模型在聚類、優(yōu)選和因素評價等方面有廣泛的應(yīng)用[25-27]。然而投影尋蹤聚類模型中密度窗寬的取值是基于試算或經(jīng)驗判斷的，存在較大的主觀性。針對上述問題，倪長健結(jié)合動態(tài)聚類思想，提出了投影尋蹤動態(tài)聚類模型，該模型在實際問題中得到較好的應(yīng)用[28-30]。雖然如此，該模型采用線性投影，其對應(yīng)的特征值不能較好地反映事物發(fā)展的過程[31]。

基于此，本文采用“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”框架模型，建立了頁巖氣開發(fā)對生態(tài)環(huán)境影響的評價指標(biāo)，并將投影尋蹤和動態(tài)聚類相結(jié)合的思想引入到頁巖氣開發(fā)對生態(tài)環(huán)境影響評價中，建立了頁巖氣開發(fā)對生態(tài)環(huán)境影響的曲線投影尋蹤動態(tài)聚類評價模型，采用蟻群算法求解模型。結(jié)合全局最優(yōu)經(jīng)驗指導(dǎo)和信息素交流兩種方式，來改進蟻群算法和維持蟻群的多樣性，以得到最佳的聚類結(jié)果。另外以四川威遠(yuǎn)頁巖氣區(qū)塊為例進行實證分析。以期通過一定的指標(biāo)客觀科學(xué)地描述頁巖氣開發(fā)對生態(tài)環(huán)境的影響程度，同時也為生態(tài)環(huán)境影響評價提供新方法。

2頁巖氣開發(fā)對生態(tài)環(huán)境影響的評價指標(biāo)體系2.1頁巖氣開發(fā)對生態(tài)環(huán)境影響評價的框架

董普[3]指出頁巖氣特殊的開發(fā)方式造成其環(huán)評難度比常規(guī)天然氣大，將頁巖氣開發(fā)的評價指標(biāo)體系分為六個層次（大氣環(huán)境、水環(huán)境、固體廢物、自然資源和生態(tài)保護、生態(tài)環(huán)境保護、可持續(xù)發(fā)展能力建設(shè)），另外在這六個層次下又設(shè)28個指標(biāo)。該評價指標(biāo)體系層次模糊，沒有清晰地表明各影響因素之間的因果關(guān)系。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署及聯(lián)合國經(jīng)濟合作與發(fā)展組織共同提出“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”概念框架，能清晰地描述影響因素間的因果關(guān)系，具有較強的合理性和針對性[32]。本文采用“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”框架來構(gòu)建頁巖氣開發(fā)對生態(tài)環(huán)境影響的評價指標(biāo)體系。評價指標(biāo)體系包括4個層次：目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、要素層、指標(biāo)層。其中，頁巖氣開發(fā)對生態(tài)環(huán)境影響評價為目標(biāo)層，壓力、狀態(tài)、響應(yīng)為準(zhǔn)則層，要素層包括大氣環(huán)境壓力、水環(huán)境壓力、土壤環(huán)境壓力、資源壓力、生態(tài)環(huán)境狀態(tài)、資源利用狀態(tài)、生物多樣性狀態(tài)、水土保持狀態(tài)、生態(tài)響應(yīng)、環(huán)境響應(yīng)、經(jīng)濟社會響應(yīng)；指標(biāo)層為要素層的進一步細(xì)分。所構(gòu)建的概念框架如圖1所示。

2.2頁巖氣開發(fā)對生態(tài)環(huán)境影響評價指標(biāo)的遴選與確立

按照實用性、可比性、科學(xué)性和可定量性的原則對頁巖氣開發(fā)對生態(tài)環(huán)境影響評價指標(biāo)進行遴選。首先通過對相關(guān)研究成果進行梳理[2-3，6-7，33]，選出使用頻率較高的32個指標(biāo)如表1所示。

結(jié)合頁巖氣開發(fā)的大背景，從理論分析，根據(jù)頁巖氣開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境保護的關(guān)系進行綜合考慮，對遴選出的評價指標(biāo)進行初次調(diào)整，選擇具有代表性的指標(biāo)。然后結(jié)合專家打分，對初次挑選出的指標(biāo)的重要性和獨立性進行評判，篩選出使用頻率較高的指標(biāo)。通過專家打分法最終得到19個指標(biāo)，見表1。

3頁巖氣開發(fā)對生態(tài)環(huán)境影響的評價模型

3.1曲線投影尋蹤動態(tài)聚類的方法原理

曲線投影尋蹤動態(tài)聚類模型是采用曲線投影的方式，根據(jù)投影尋蹤的思想建立的模型，將高維數(shù)據(jù)空間向低維數(shù)據(jù)空間進行投影，通過分析低維數(shù)據(jù)空間的投影特征來研究高維數(shù)據(jù)特征。與一般的投影尋蹤聚類模型相比，曲線投影尋蹤動態(tài)聚類模型能更好地反映事物的變化過程。另外，曲線投影尋蹤動態(tài)聚類模型不受樣本容量的限制，且能同時確定最佳的聚類結(jié)果和聚類數(shù)，這有利于提高計算的客觀性[30-31]。

3.2曲線投影尋蹤動態(tài)聚類模型

假設(shè)生態(tài)環(huán)境影響評價指標(biāo)為xij（i=1，2，3，…，n；j=1，2，3，…，m，n為樣本個數(shù)，m為評價指標(biāo)個數(shù)）。本文采用投影尋蹤和動態(tài)聚類相結(jié)合的方法，并引入曲線的投影方式[31]，來構(gòu)建頁巖氣開發(fā)對生態(tài)環(huán)境影響的定量評價體系。

3.2.1數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

由于頁巖氣開發(fā)對生態(tài)環(huán)境影響評價指標(biāo)的數(shù)值范圍和量綱不完全相同，為消除量綱影響，因此，要對各項指標(biāo)進行無量綱化處理。

對于越小越優(yōu)型指標(biāo)

xij=xjmax-x0ijxjmax-xjmin（1）

對于越大越優(yōu)的指標(biāo)

xij=x0ij-xjminxjmax-xjmin（2）

其中，xjmax，xjmin分別表示第j個生態(tài)環(huán)境影響評價指標(biāo)的樣本最大值和最小值；x0ij為第i個樣本第j個指標(biāo)的初始數(shù)值（i=1，2，3，…，n；j=1，2，3，…，m）。

3.2.2曲線投影

用雙曲正切函數(shù)來描述環(huán)境要素變化過程是合理的[34]。雙曲正切曲線的特點是先緩慢增加、然后快速增加、后逐漸穩(wěn)定，用來描述事物發(fā)展的過程，有著廣泛的應(yīng)用[35]。雙曲正切函數(shù)

y=1-e-x1+e-x=ex-1ex+1（3）

設(shè)為m維投影方向的單位向量，其分量為a1，a2，…，am分別為m個評價指標(biāo)的權(quán)重，并有∑mj=1a2j=1，且滿足-1≤aj≤1。

則曲線的投影特征值可表示為

zi=e∑mj=1ajxij-1e∑mj=1ajxij+1（i=1，2，3，…，n）（4）

3.2.3投影動態(tài)聚類指標(biāo)的構(gòu)建

采用動態(tài)聚類方法[34]構(gòu)造新的投影指標(biāo)。雙曲正切函數(shù)曲線的投影特征值序列為z1，z2，z3，…，zn，其評價等級為p（p≤n）。Θt（t=1，2，3，…，p）表示第t類的樣本投影特征值的集合，有

Θt={zi|d（At-zi）≤d（Ah-zi）}

h=1，2，3，…，pt≠h

其中，d（At-zi）=|zi-At|，d（Ah-zi）=|zi-Ah|，At，Ah分別表示第t和h級的聚核，這里假設(shè)聚核為單調(diào)遞減函數(shù)。

用類內(nèi)的長度和表示類內(nèi)樣本的聚集程度，即

d（）=∑pi=1[max（Θt）-min（Θt）]

這里d（）越小表示類內(nèi)樣本的聚集度越高。

樣本間的離散程度可用樣本間的分散度表示，即

s（）=∑i，k∈n，i≠k|Θi-Θk|

s（）越大表示樣本間分散度越高。

投影尋蹤動態(tài)聚類的思想就是要求類內(nèi)樣本盡量聚集，類間樣本盡量分散。據(jù)此，定義曲線投影尋蹤動態(tài)聚類指標(biāo)為

Q（）=s（）-d（）（5）

3.3生態(tài)環(huán)境評價優(yōu)化模型

Q（）取值越大，越能滿足投影尋蹤動態(tài)聚類的思想，得到的聚類結(jié)果和聚類數(shù)就越好。當(dāng)Q（）取得最大值時，能同時實現(xiàn)類間樣本盡量分散、類內(nèi)樣本盡可能聚集的目的，即Q（）取得最大值時，可以得到最能反映數(shù)據(jù)特征的最優(yōu)聚類結(jié)果和最優(yōu)投影方向向量。因此，頁巖氣開發(fā)對生態(tài)環(huán)境影響評價的定量模型可以描述為以下的非線性優(yōu)化問題

maxQ（）

s.t.∑mj=1a2j=1

-1≤aj≤1（6）

4實證分析

以四川威遠(yuǎn)頁巖氣區(qū)塊氣田開發(fā)工程為評價對象。威遠(yuǎn)頁巖氣區(qū)塊位于四川省威遠(yuǎn)縣、榮縣、資中縣、內(nèi)江市、自貢市境內(nèi)，有利開發(fā)區(qū)面積4 216 km2，已探明儲量為3×1011 m3。自2007年3月起，中國石油西南油氣田公司就開始探索開展頁巖氣的開發(fā)，并在長寧-威遠(yuǎn)區(qū)開鉆氣井40多口。2012年3月，國家能源局批準(zhǔn)設(shè)立四川長寧-威遠(yuǎn)國家級頁巖氣示范區(qū)，該地頁巖氣資源豐富，是中國頁巖氣開發(fā)的核心區(qū)域之一。另外，中國的頁巖構(gòu)造含有達(dá)到有害濃度水平（1%或更多）的硫化氫，四川威遠(yuǎn)區(qū)塊頁巖氣所含硫化氫濃度約為0.8%-1.4%。根據(jù)表1中的評價指標(biāo)來進行生態(tài)環(huán)境影響評價，以2010-2014年為監(jiān)測年，并對統(tǒng)計數(shù)據(jù)作無量綱化處理，見表2。參看行業(yè)、國家及地方標(biāo)準(zhǔn)確定了優(yōu)（1級）、良（2級）、中（3級）、差（4級）和極差（5級）5個級別的評價標(biāo)準(zhǔn)，見表3。

本文在每個等級標(biāo)準(zhǔn)的級別范圍內(nèi)隨機生成10個樣本，即將5個等級標(biāo)準(zhǔn)擴展為50個樣本序列。根據(jù)生成的各級樣本數(shù)據(jù)，建立威遠(yuǎn)頁巖氣區(qū)塊2010-2014年基于曲線投影尋蹤動態(tài)聚類方法的生態(tài)環(huán)境影響評價模型，其中n=50，m=19，p=5。用改進的蟻群優(yōu)化算法求解頁巖氣開發(fā)對生態(tài)環(huán)境影響的非線性評價模型，計算得到最大投影函數(shù)值maxQ（）=1.814；最優(yōu)投影方向向量=（0.199 8， 0.226 3， 0.274 0， 0.318 9， 0.128 6， 0.235 3，0.022 2， 0.333 3， 0.343 5， 0.375 3， 0.059 6， 0.036 3， 0.199 9， 0.281 3， 0.076 6， 0.055 0， 0.329 2， 0.215 6， 0.045 1）；5個評價等級標(biāo)準(zhǔn)的投影特征值范圍，見表4。根據(jù)最優(yōu)投影方向向量計算2010年、2011年、2012年、2013年和2014年樣本的投影特征值，并參照評價等級標(biāo)準(zhǔn)的投影特征值范圍可知，在5個監(jiān)測年份中，2010年，2011年和2014年屬于差類（4級），2012年和2013年屬于中類（3級），其結(jié)果同列于表4。

頁巖氣開發(fā)初期由于開發(fā)技術(shù)不先進，環(huán)保投資不高及環(huán)保意識不強造成生態(tài)環(huán)境問題較為嚴(yán)重。隨著學(xué)習(xí)借鑒美國開采頁巖氣的經(jīng)驗和先進的方法，并結(jié)合我國特殊的地質(zhì)條件和氣藏特征，我國開發(fā)頁巖氣的技術(shù)也進一步提高，技術(shù)的提高和國家對生態(tài)環(huán)境保護的重視使得一些環(huán)境問題得到了改善。但隨著開發(fā)時間增加，開采難度加大，會產(chǎn)生更多更大的生態(tài)環(huán)境問題。因此，應(yīng)加快頁巖氣開發(fā)技術(shù)創(chuàng)新，并制定生態(tài)環(huán)境保護措施，在不破壞生態(tài)環(huán)境的前提下，實現(xiàn)產(chǎn)氣量的穩(wěn)定增加，將是威遠(yuǎn)頁巖氣區(qū)塊面臨的一個難題。

最優(yōu)投影方向向量是單位向量，其各個分量的平方和為1。a21，a22，a23，…，a2m作為指標(biāo)的權(quán)重，能反映各個指標(biāo)對環(huán)境的影響程度。在對最優(yōu)投影向量進行平方后，發(fā)現(xiàn)X3，X5，X14，X15，X16，X23，X27這7個指標(biāo)的權(quán)重較大，見表5，即這四個指標(biāo)對評價體系的影響程度較大，可見它們是威遠(yuǎn)頁巖氣區(qū)塊頁巖氣開發(fā)對于生態(tài)環(huán)境影響的表2四川威遠(yuǎn)頁巖氣區(qū)塊生態(tài)環(huán)境統(tǒng)計數(shù)據(jù)預(yù)處理

重要因素，其它指標(biāo)為一般的影響因素。需要指出重要因素和一般因素對威遠(yuǎn)頁巖氣區(qū)塊頁巖氣開發(fā)生態(tài)環(huán)境影響評價的影響程度雖然不同，但在二者之間不存在絕對性，如在不同的頁巖氣區(qū)塊，影響因素對評價體系的影響程度也將不同。

綜上，本文引入曲線投影的方式，結(jié)合投影尋蹤方法和動態(tài)聚類方法，提出的生態(tài)環(huán)境影響評價優(yōu)化模型是基于樣本各指標(biāo)的曲線投影和動態(tài)聚類方法尋找最佳投影方向，其思路清晰、明確。實例應(yīng)用表明，利用該模型對頁巖氣開發(fā)造成生態(tài)環(huán)境影響的評價是切實可行的；另外，該模型具有較好的類間分離性和類內(nèi)聚集性，為多因素環(huán)境評價問題的解決提供了一種新的思路。

5結(jié)論與政策建議

頁巖氣開發(fā)對生態(tài)環(huán)境影響的評價是一個多屬性、多因素的評價過程。本文考慮頁巖氣開發(fā)技術(shù)的特殊性（水力壓裂技術(shù)）及開發(fā)過程中不確定的因素較多的特點，參閱大量文獻、行業(yè)規(guī)范和國家標(biāo)準(zhǔn)，將曲線投影尋蹤動態(tài)聚類評價方法應(yīng)用到頁巖氣開發(fā)對生態(tài)環(huán)境影響評價中，建立生態(tài)環(huán)境影響評價優(yōu)化模型，用改進的蟻群算法加速了投影尋蹤的實現(xiàn)過程，減少了尋優(yōu)的工作量，克服了傳統(tǒng)投影尋蹤方法編程困難、計算復(fù)雜的缺點。對四川威遠(yuǎn)頁巖氣區(qū)塊2010-2014年頁巖氣開發(fā)對生態(tài)環(huán)境影響進行評價，綜合結(jié)論有以下幾點：

（1）在“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”模型框架下，運用專家咨詢法，確立了頁巖氣開發(fā)對生態(tài)環(huán)境影響評價的指標(biāo)體系。

（2）曲線投影尋蹤動態(tài)模型作為一種數(shù)據(jù)分析方法，對非線性、非正態(tài)和高維數(shù)據(jù)有較強的處理能力。該模型對樣本容量沒有嚴(yán)格的要求，且有效地避免了由經(jīng)驗確定指標(biāo)權(quán)重的不足，具有計算簡便的特點，該方法為頁巖氣開發(fā)對生態(tài)環(huán)境影響的評價開創(chuàng)了一條新途徑。

（3）威遠(yuǎn)頁巖氣區(qū)塊，在2010年、2011年和2014年的生態(tài)環(huán)境屬于差類，2012年和2013年屬于中類。頁巖氣開發(fā)初期，開發(fā)技術(shù)落后，再加上環(huán)保投資不高及環(huán)保意識不強，造成生態(tài)環(huán)境問題較為嚴(yán)重。隨著學(xué)習(xí)借鑒美國的經(jīng)驗，同時結(jié)合我國特殊的地質(zhì)條件和氣藏特征，頁巖氣的開發(fā)技術(shù)進一步提高，還有國家對生態(tài)環(huán)境保護的重視，威遠(yuǎn)頁巖氣區(qū)塊生態(tài)環(huán)境惡化得到有效的遏制。隨著開發(fā)時間的越長，開采難度越大，將會產(chǎn)生更多更大的生態(tài)環(huán)境問題。這一結(jié)果與當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況相符，為頁巖氣開發(fā)區(qū)域的生態(tài)環(huán)境建設(shè)奠定了良好的科學(xué)基礎(chǔ)。

（4）植被覆蓋率、空氣質(zhì)量優(yōu)良率、地表水質(zhì)達(dá)標(biāo)率、廢水排放量、公眾對環(huán)境的滿意度、二氧化硫和廢水排放量達(dá)標(biāo)率這七個指標(biāo)對生態(tài)環(huán)境評價的影響較大。這個結(jié)果揭示了雖然威遠(yuǎn)地區(qū)頁巖氣勘探開發(fā)工作處于國內(nèi)領(lǐng)先地位，但井場建設(shè)造成大面積植被破壞，地表易受到侵蝕，易出現(xiàn)滑坡和泥石流等災(zāi)害，植被覆蓋率對生態(tài)環(huán)境作用較大；水平井鉆井和水力壓裂技術(shù)需消耗大量水資源，對當(dāng)?shù)鼐用裆?、生產(chǎn)帶來困擾；壓裂液含有化學(xué)添加劑是造成水污染的重要隱患，廢水排放對生態(tài)環(huán)境造成較大影響；井場建設(shè)、水平井鉆井和壓裂過程中產(chǎn)生很大噪聲，影響居民身心健康；甲烷泄露、二氧化硫排放等會對空氣造成嚴(yán)重影響。

以上結(jié)論對在頁巖氣開采的過程中國家制定生態(tài)環(huán)境保護政策提供了啟示：第一，政府部門在制定環(huán)保政策時，應(yīng)將頁巖氣勘探開發(fā)納入生態(tài)環(huán)境評價體系中，加快制定頁巖氣開發(fā)對生態(tài)環(huán)境影響的評價指標(biāo)，同時建議對井場區(qū)域的空氣、地表水和地下水進行實時檢測，及時叫停不合格項目。另外對頁巖氣開發(fā)區(qū)域的居民進行環(huán)境的滿意度問卷調(diào)查，并對環(huán)境影響居民生活質(zhì)量進行評估；第二，加強國土資源部、能源局和環(huán)保部等部門間的協(xié)作溝通，政府應(yīng)明確監(jiān)管責(zé)任，制定大氣、土壤和水體污染物控制標(biāo)準(zhǔn)，加強環(huán)境監(jiān)測力度，并嚴(yán)格監(jiān)督企業(yè)的執(zhí)行情況；第三，地方政府應(yīng)公開頁巖氣開發(fā)區(qū)域環(huán)境監(jiān)測信息，減少公眾擔(dān)憂；第四，加大教育和科研的投入，鼓勵污染治理技術(shù)和水平井清潔壓裂技術(shù)的研發(fā)和推廣，加強研究單位和企業(yè)的合作，針對頁巖氣壓裂液成分的特征，設(shè)計高效的治理措施。

頁巖氣開發(fā)對生態(tài)環(huán)境影響的評價指標(biāo)體系還需進一步完善，以求對生態(tài)環(huán)境的評價更加科學(xué)系統(tǒng)。如能運用更多的方法對生態(tài)環(huán)境的影響進行評價，并進行方法間的對比分析，則頁巖氣開發(fā)對生態(tài)環(huán)境影響的評價結(jié)果將會更加合理。

（編輯：劉照勝）

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