煤炭開采對紅堿淖環(huán)境影響及保護對策

劉 磊，仇昕昕，張 敏，李樂來

（1.生態(tài)環(huán)境部 環(huán)境工程評估中心，北京100012；2.生態(tài)環(huán)境部對外合作中心，北京100035；3.浙江省環(huán)境科技有限公司，浙江杭州310000）

紅堿淖位于陜西省榆林市神木縣和內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市伊金霍洛旗交界地帶，因地面呈鐵銹色，故原稱“紅堿濕地”，后積水成湖，遂稱“紅堿淖”。紅堿淖是我國最大的沙漠淡水湖，是陜西省著名的旅游勝地，素有“大漠明珠”之稱，也是世界上最大的遺鷗繁殖與棲息地。同時，紅堿淖所在區(qū)域是我國最重要的煤炭基地之一，煤炭資源豐富，開采強度及下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿^大。近年來，因流域水資源過度利用，紅堿淖湖區(qū)范圍大幅萎縮，生態(tài)系統(tǒng)明顯退化，環(huán)境污染日益嚴重。影響紅堿淖水質(zhì)水量變化的因素很多，既有自然因素，也有人為因素。綜合分析，作為煤炭資源富集區(qū)和主體功能區(qū)中的重點開發(fā)區(qū)，紅堿淖所在區(qū)域煤炭開采是影響其生態(tài)環(huán)境的重要因素。為推進紅堿淖生態(tài)環(huán)境保護，亟待從生態(tài)空間管制、開采方式、水資源消耗和水污染物排放總量等方面嚴格煤炭開采的生態(tài)環(huán)境準入條件。

1 流域主要生態(tài)環(huán)境問題

1.1 紅堿淖面積變化趨勢及成因

唐克旺等[1-4]通過遙感解譯、水文觀測等方式解析了紅堿淖的成因、變化過程和趨勢。概括而言，紅堿淖形成至今不足百年，大致歷經(jīng)形成、擴張、穩(wěn)定、萎縮4個階段。1967年以前，湖區(qū)范圍總體呈擴張態(tài)勢，至1967年達到歷史上最大的67 km2，此后30 a基本維持在50～60 km2。2000年以后，水位以30～40 cm/a的速度下降，湖區(qū)面積急劇縮小，到2010年減小至38.2 km2，到2015年更是減小至30.0 km2以下。

紅堿淖流域主要由湖區(qū)及札薩克河、蟒蓋兔河、松道溝河、木獨石犁河、七卜素河、爾林兔河、廟壕河等7條支流組成，流域總面積1 493.3 km2。根據(jù)《紅堿淖流域水資源綜合規(guī)劃》，流域多年平均水資源總量10 277.5萬m3，其中地表水資源量5 447.8萬 m3[4]（見表 1）。

表1 紅堿淖流域水文特征

流域內(nèi)現(xiàn)有4座水庫，總庫容5 710.4萬m3，總庫容系數(shù)（水庫總庫容/河流多年平均水資源量）為105%。其中，札薩克河已建3座水庫，總庫容5 249.7萬m3，總庫容系數(shù)達421%。各類攔河工程對區(qū)域生態(tài)影響非常明顯，札薩克水庫至紅堿淖湖區(qū)河段常處于斷流狀態(tài)，河道幾近干涸。流域現(xiàn)狀總供水量4 002.7萬m3，地表水資源開發(fā)利用率25.0%，淺層地下水開采量占可利用量的128.4%，超采量781.3萬m3，超采區(qū)主要集中在札薩克河、蟒蓋兔河和松道溝河支流流域，紅堿淖地下水補給受到嚴重威脅。

1.2 紅堿淖環(huán)境質(zhì)量及其影響因素

20世紀70年代至今，紅堿淖水環(huán)境總體呈惡化趨勢，其中pH值從20世紀70年代的7.4提高至2013年的9.4，化學(xué)需氧量從80年代的未檢出增至2013年的300 mg/L，但2000年前基本滿足地表水Ⅲ類水質(zhì)要求。根據(jù)馬泰壕井田2013年5月底監(jiān)測數(shù)據(jù)，紅堿淖湖區(qū)化學(xué)需氧量、生化需氧量、石油類、鐵、pH值均超標，湖區(qū)水質(zhì)為劣Ⅴ類[5]。札薩克水庫、蟒蓋兔河上游、七卜素河入湖口水質(zhì)均為Ⅳ類，主要污染因子為高錳酸鹽指數(shù)，其余支流水質(zhì)為Ⅱ、Ⅲ類。根據(jù)《黃河水系漁業(yè)資源》《陜西省漁業(yè)生態(tài)環(huán)境狀況公報》等，自20世紀80年代起，因過度捕撈、旅游開發(fā)等，紅堿淖魚類種類、數(shù)量不斷減少，近年兼因水資源量大幅減少、來水水質(zhì)嚴重污染等，漁業(yè)資源已近枯竭，嚴重影響遺鷗的繁殖與棲息地環(huán)境。

1.3 煤炭開采對紅堿淖環(huán)境影響

煤炭開采對紅堿淖的影響：生活用水直接取用紅堿淖地下補給水源，煤炭開采破壞含水層，疏干地下水，影響紅堿淖地下水源補給；生活污水排放和高礦化度礦井水（溶解性總固體最大超標8.3倍）排放影響紅堿淖流域水質(zhì)。據(jù)統(tǒng)計，目前紅堿淖流域僅爾林兔、察哈素、紅慶河、馬泰壕4處井田年采煤量就達到3 700萬t，根據(jù)王麗麗[6]的研究成果，煤炭開采單位產(chǎn)量破壞水資源量為2.54 m3/t，據(jù)此初步估算紅堿淖流域煤炭開采造成的地下水資源破壞量約9 400萬m3，其中部分地下水資源為紅堿淖的補給水源。此外，煤炭行業(yè)下游產(chǎn)業(yè)，特別是煤化工產(chǎn)業(yè)，需要大量的水資源，直接或間接減少了補給紅堿淖流域的水資源量。據(jù)統(tǒng)計，目前紅堿淖流域工業(yè)用水量占工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活用水總量的44.0%，主要工業(yè)用水大戶為煤炭開采及其下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

2 紅堿淖流域煤炭資源開發(fā)態(tài)勢

目前，紅堿淖流域及周邊主要規(guī)劃有新街礦區(qū)、呼吉爾特礦區(qū)和榆神礦區(qū)。其中：新街礦區(qū)位于伊金霍洛旗和烏審旗境內(nèi)，局部涉及榆林市。礦區(qū)規(guī)劃面積2 188.7 km2，生產(chǎn)能力4 900萬 t/a，包括滿來、察哈素、爾林兔、紅慶河、馬泰壕5處井田及2處勘查區(qū)和1處后備區(qū)（見表2），涉及札薩克河、蟒蓋兔河、廟壕河、木獨石犁河4個子流域[7]，礦區(qū)另規(guī)劃建設(shè)煤炭洗選、運輸及資源綜合利用等項目；榆神礦區(qū)位于榆林市榆陽區(qū)和神木縣，其中榆神礦區(qū)四期位于紅堿淖南側(cè)，緊鄰湖區(qū)，涉及七卜素河、爾林兔河和廟壕河3個子流域[8-9]；呼吉爾特礦區(qū)覆蓋范圍位于伊金霍洛旗紅慶河、札薩克鎮(zhèn)管轄區(qū)，涉及蟒蓋兔河流域，規(guī)劃面積3 331.7 km2，包括12處井田及勘查區(qū)和遠景區(qū)，規(guī)劃分兩期實施，近期（2015年）生產(chǎn)能力3 275萬t/a，遠期（2025年）生產(chǎn)能力8 300萬t/a，礦區(qū)另規(guī)劃有煤炭洗選以及煤炭綜合利用等項目[10-11]。

上述礦區(qū)中，呼吉爾特、新街礦區(qū)規(guī)劃已開始實施。其中，滿來、察哈素、爾林兔、紅慶河4座礦井環(huán)評文件分別于2006年、2010年、2011年、2011年獲得生態(tài)環(huán)境部（原環(huán)境保護部）批復(fù)，馬泰壕井田的環(huán)評文件于2013年獲得內(nèi)蒙古自治區(qū)環(huán)境保護廳批復(fù)，5座礦井生產(chǎn)規(guī)模共計4 900萬t/a。初步估計，2025年，不包括榆神礦區(qū)四期及新街礦區(qū)的勘查區(qū)和后備區(qū)在內(nèi)，紅堿淖流域及臨近區(qū)煤炭開采就將超過1億t/a。

表2 新街礦區(qū)劃分井田特征

隨著煤炭工業(yè)產(chǎn)能過剩形勢日益嚴峻，國家以供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革為主線，著力化解煤炭過剩產(chǎn)能，著力調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和優(yōu)化布局。2016年2月，國務(wù)院發(fā)布了《關(guān)于煤炭行業(yè)化解過剩產(chǎn)能實現(xiàn)脫困發(fā)展的意見》（國發(fā)〔2016〕7號），提出從 2016 年開始，用3～5 a時間，再退出5億t煤炭產(chǎn)能、減量重組5億t，較大幅度壓縮煤炭產(chǎn)能。2016年12月，國家發(fā)展和改革委員會發(fā)布了《煤炭工業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，提出要集約發(fā)展，化解淘汰過剩落后產(chǎn)能8億t/a左右，通過減量置換和優(yōu)化布局增加先進產(chǎn)能5億t/a左右。結(jié)合榆林、鄂爾多斯等煤制油、煤制天然氣、低階煤分質(zhì)利用（多聯(lián)產(chǎn)）項目建設(shè)情況，有序建設(shè)配套煤礦，滿足深加工用煤需要。

綜合判斷，未來一段時間，盡管全國煤炭行業(yè)產(chǎn)能會有所下降，但鄂爾多斯、榆林等地區(qū)為滿足深加工用煤需要，仍將有序建設(shè)配套煤礦，區(qū)域煤炭開采量將會進一步加大。事實上，紅堿淖流域現(xiàn)有和規(guī)劃礦區(qū)幾乎涉及甚至覆蓋了整個流域。新街礦區(qū)、呼吉爾特礦區(qū)、榆神礦區(qū)四期等可能陸續(xù)開采、不斷推進，逐步加大開采規(guī)模。

3 煤炭開采對紅堿淖生態(tài)環(huán)境的壓力評估

新街礦區(qū)5處井田中，馬泰壕井田完全位于紅堿淖流域內(nèi)，涉及札薩克河、木獨石犁河、廟壕河3個子流域。項目環(huán)評預(yù)測結(jié)果表明，開采導(dǎo)致的地面沉陷造成潛水水位最大降深約2.4 m，沉陷積水區(qū)域的蒸發(fā)損失對區(qū)域地下水影響較大，地表沉陷對紅堿淖入湖地表徑流量最大減少約81萬m3。項目生產(chǎn)生活用水1 278萬m3，取自札薩克水庫，僅此一項，札薩克河流域地表水資源利用率將由現(xiàn)狀的55.7%激增至158.1%，也就是說，札薩克河流域地表水資源已遠不能滿足區(qū)域用水需求，需要繼續(xù)開采地下水，從而進一步影響紅堿淖水資源補給。流域內(nèi)伊金霍洛旗寶恒電廠用水（85萬m3）由札薩克水庫改為木獨石犁河攔壩蓄水供給，地表水資源開采率由之前的0陡增至62.5%。

紅慶河井田約45%位于紅堿淖流域，涉及札薩克河子流域，位于札薩克河上游。察哈素井田約25%位于紅堿淖流域，涉及札薩克河、木獨石犁河、廟壕河三個子流域?？紤]紅堿淖流域水文地質(zhì)條件的相似性，為便于比較，按馬泰壕井田開采的單位面積水耗初步估算[5]，紅慶河、察哈素2處井田涉及紅堿淖流域部分生產(chǎn)生活用水及地表沉陷造成的地表水減少量約2 041萬m3，屆時紅堿淖流域水資源利用率將從目前的38.9%增至72.0%，其中地表水和淺層地下水利用率由目前的53.3%猛增至98.7%。馬泰壕、紅慶河井田生產(chǎn)生活用水量約2 633萬m3，占札薩克河流域地表水資源量的211.1%。

新街、呼吉爾特、榆神四期三大礦區(qū)總體上對紅堿淖形成全包圍的態(tài)勢，涉及流域7條支流的源頭區(qū)。綜上計算，僅新街礦區(qū)生產(chǎn)生活用水總量即達到6 033萬m3，如生產(chǎn)生活用水直接取用地表水或淺層地下水，其耗水量將占紅堿淖多年平均水資源量的58.7%，將進一步加劇流域水資源緊張形勢，其影響在枯水年特別是特枯年尤為明顯。如榆神礦區(qū)四期同期開發(fā)，紅堿淖水資源補給將受到嚴重影響。而且，煤炭采選帶動電力、煤化工等行業(yè)的發(fā)展及周邊居民的聚集，各類產(chǎn)業(yè)發(fā)展及人類活動造成的疊加環(huán)境影響將更加突出，新增的生產(chǎn)生活用水及由此增設(shè)或擴建的河道攔水工程，將大大減少紅堿淖水源補給量?？紤]目前煤炭開采及其下游產(chǎn)業(yè)還不能做到廢水零排放，外排廢水量將進一步影響紅堿淖流域水源補給，加劇湖區(qū)和各支流水環(huán)境惡化趨勢，直接威脅流域生態(tài)安全。

針對煤炭開采可能引發(fā)的生態(tài)環(huán)境問題，流域內(nèi)煤炭規(guī)劃環(huán)評審查意見和項目環(huán)評審批意見中都提出了明確要求，如將涉及紅堿淖濕地保護區(qū)的礦區(qū)設(shè)為禁采區(qū)，并在保護區(qū)周邊留設(shè)足夠的保護煤柱，確保井田開采沉陷后的地面標高不低于紅堿淖多年平均水位；加強水資源綜合利用，礦區(qū)生產(chǎn)生活污水處理后全部回收利用等。盡管如此，由于紅堿淖流域水資源緊缺，水環(huán)境無容量，生態(tài)脆弱敏感，因此區(qū)域資源環(huán)境已不能支撐大規(guī)模的煤炭資源開發(fā)及配套的下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展。規(guī)劃的實施將大大加劇區(qū)域水資源供需矛盾，加劇區(qū)域水環(huán)境惡化和生態(tài)退化趨勢。

4 建 議

紅堿淖地處我國北方地區(qū)，具有比較重要的生態(tài)地位，大規(guī)模煤炭開采是影響紅堿淖生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的重要因素。為切實加強紅堿淖生態(tài)環(huán)境保護，建議按照“以改善環(huán)境質(zhì)量為核心”的目標要求，從宏觀上強化空間管制、落實總量管控、嚴格環(huán)境準入，從微觀上強化環(huán)境保護、推進資源綜合利用，做好環(huán)境污染防治。

4.1 以“三線一單”為手段，開展區(qū)域戰(zhàn)略環(huán)評

（1）劃定生態(tài)保護空間，落實流域空間管制要求。積極開展紅堿淖流域戰(zhàn)略環(huán)境評價或區(qū)域空間生態(tài)環(huán)境評價，按照《生態(tài)保護紅線劃定指南》《“生態(tài)保護紅線、環(huán)境質(zhì)量底線、資源利用上線和環(huán)境準入負面清單”編制技術(shù)指南》，綜合評估紅堿淖流域生態(tài)功能及生態(tài)重要性、敏感性和脆弱性，明確流域生態(tài)定位，結(jié)合陜西省、內(nèi)蒙古自治區(qū)生態(tài)紅線劃定成果，明確流域生態(tài)保護空間，確定生態(tài)保護管控單元，并結(jié)合流域生態(tài)服務(wù)功能類型和環(huán)境管理要求，對控制單元實施分類分區(qū)環(huán)境管理，明確各區(qū)域環(huán)境保護要求。開展流域內(nèi)煤炭開采環(huán)境影響專題研究，梳理位于生態(tài)紅線保護區(qū)內(nèi)的已開采區(qū)、在開采區(qū)和規(guī)劃開采區(qū)，根據(jù)流域生態(tài)保護紅線及其他生態(tài)空間管控要求，改善環(huán)境和保障生態(tài)功能目標，強化流域空間管控，科學(xué)劃定禁采區(qū)和限采區(qū)，明確不同的環(huán)境管理要求。結(jié)合礦區(qū)及周邊地表水、地下水補徑排關(guān)系，確定應(yīng)保留的緩沖距離，明確各管控單元內(nèi)煤炭開采范圍、層位和方式。

（2）明確“上線”與“底線”，強化流域總量管控。在區(qū)域戰(zhàn)略環(huán)評中，根據(jù)紅堿淖流域資源環(huán)境承載力評估，按照流域水資源分配量和環(huán)境保護目標要求，分流域提出水資源利用上線和水環(huán)境質(zhì)量底線，強化區(qū)域污染防治，保障各支流下泄流量和水質(zhì)要求。按照“以水定產(chǎn)”的原則，合理確定煤炭資源開發(fā)強度。對于現(xiàn)有開采項目，有關(guān)部門應(yīng)根據(jù)國家和地方煤炭工業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃及化解過剩產(chǎn)能等要求，結(jié)合當?shù)丨h(huán)境目標，積極推進小煤礦的兼并重組和落后產(chǎn)能的淘汰，分區(qū)分類加快環(huán)境治理和生態(tài)恢復(fù)；對于未落實環(huán)評要求，或?qū)t堿淖生態(tài)環(huán)境已產(chǎn)生重大不利影響的企業(yè)，應(yīng)停產(chǎn)整頓。對于在建項目，應(yīng)推進綠色礦山建設(shè)，強化水資源綜合利用與污染物總量控制，科學(xué)制定環(huán)境保護對策措施。對于規(guī)劃礦區(qū)和擬建項目，應(yīng)嚴格按照配水定額和環(huán)保要求，合理確定開采規(guī)模與時序。

（3）制定生態(tài)環(huán)境準入清單，嚴格流域環(huán)境準入。建議鄂爾多斯市、榆林市在劃定的流域生態(tài)保護空間和確定的資源利用上線、環(huán)境質(zhì)量底線的基礎(chǔ)上，從煤炭開采范圍、布局、規(guī)模、土地資源占用、資源回采率、用水總量、礦井水利用率、水資源綜合利用率、煤矸石綜合利用率、廢污水排放總量等方面，以清單方式列出流域內(nèi)煤炭行業(yè)禁止、限制等差別化環(huán)境準入（包括已有和規(guī)劃礦區(qū)）條件和要求。對于負面清單內(nèi)的礦區(qū)應(yīng)禁止開采或限制發(fā)展，對于不符合環(huán)境準入條件的開采內(nèi)容，應(yīng)采取提級改造或逐步淘汰等措施。各礦區(qū)規(guī)劃和項目應(yīng)結(jié)合政府確定的環(huán)境準入負面清單，合理調(diào)整開采范圍、規(guī)模、方式和工藝，提高清潔生產(chǎn)水平，加強水資源利用和水污染治理。

4.2 深化礦區(qū)規(guī)劃環(huán)評，推進戰(zhàn)略與規(guī)劃環(huán)評落地

（1）落實區(qū)域戰(zhàn)略環(huán)評要求，加強規(guī)劃環(huán)評與戰(zhàn)略環(huán)評聯(lián)動。紅堿淖流域戰(zhàn)略環(huán)評應(yīng)基于區(qū)域資源環(huán)境特點、敏感性及承載能力，科學(xué)確定流域內(nèi)煤炭資源總體開發(fā)規(guī)模及各礦區(qū)開采規(guī)模和開采時序。流域內(nèi)煤炭資源開發(fā)、配套產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃制定及其環(huán)境影響評價，應(yīng)以區(qū)域戰(zhàn)略環(huán)評結(jié)論為依據(jù)，根據(jù)戰(zhàn)略環(huán)評中的資源環(huán)境承載力評估、生態(tài)敏感脆弱性評估及生態(tài)空間劃定、水資源利用上線、各斷面水環(huán)境質(zhì)量控制目標、環(huán)境準入要求等，確定規(guī)劃礦區(qū)的開采范圍、開采規(guī)模、用水指標與來源、水資源綜合利用方式等。規(guī)劃環(huán)評應(yīng)結(jié)合區(qū)域水文地質(zhì)調(diào)查和水資源綜合利用方式，進一步優(yōu)化開發(fā)規(guī)劃。

（2）強化規(guī)劃環(huán)評引導(dǎo)與約束，推進規(guī)劃環(huán)評與項目環(huán)評聯(lián)動。按照《關(guān)于加強規(guī)劃環(huán)境影響評價與建設(shè)項目環(huán)境影響評價聯(lián)動工作的意見》《關(guān)于以改善環(huán)境質(zhì)量為核心加強環(huán)境影響評價管理的通知》要求，加強規(guī)劃環(huán)評與項目環(huán)評聯(lián)動。在礦區(qū)規(guī)劃環(huán)評中實施清單式管理，明確“三線一單”管控要求，明確礦區(qū)開采邊界和規(guī)模，明確新街、呼吉爾特、榆神四期三大礦區(qū)及重點礦井的開采時序，避免一定時期內(nèi)集中開發(fā)對紅堿淖生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的疊加影響。規(guī)劃環(huán)評結(jié)論要作為項目環(huán)評的重要依據(jù)，對規(guī)劃環(huán)評中禁止開采或限制開采的礦區(qū)范圍或邊界，項目環(huán)評應(yīng)明確提出避讓、限制規(guī)模或開采方式等建議，對于不符合規(guī)劃環(huán)評結(jié)論和審查意見的項目環(huán)評，應(yīng)依法不予審批。項目環(huán)評中，涉及的開采范圍、開采的符合性分析、環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價等內(nèi)容視規(guī)劃環(huán)評開展深度適度簡化，但對礦井水特別是生產(chǎn)生活用水來源、高鹽度礦井水綜合利用、環(huán)境保護措施等進行重點分析。

（3）推進規(guī)劃環(huán)評跟蹤評價，開展項目環(huán)評后評價。重點對新街礦區(qū)開展規(guī)劃環(huán)評跟蹤評價，及時掌握礦區(qū)特別是馬泰壕、紅慶河、察哈素3個涉及紅堿淖流域的井田開采現(xiàn)狀，弄清煤炭開采及相關(guān)工程產(chǎn)生的實際影響，判明礦區(qū)開采與流域生態(tài)環(huán)境問題的耦合關(guān)系，結(jié)合水文地質(zhì)資料，從環(huán)境保護角度，分析所設(shè)保護煤柱的有效性和擬定開采深度的合理性，針對性提出補救和保護措施，并為周邊礦區(qū)規(guī)劃環(huán)評提供借鑒參考，對地下水強烈影響區(qū)應(yīng)禁止或限制開采。對開發(fā)時間較長，環(huán)境影響較大的礦區(qū)開展環(huán)境影響后評價，系統(tǒng)梳理項目開采歷史及現(xiàn)狀，全面收集流域內(nèi)水文、水質(zhì)監(jiān)測和地下水動態(tài)監(jiān)測、生態(tài)狀況調(diào)查資料及相關(guān)研究成果，結(jié)合紅堿淖及各支流水量歷史變化情況，分析說明煤炭開采及關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)已對紅堿淖水資源、水環(huán)境造成的疊加影響，并針對性提出保護措施。