广西朝阳煤矿地质灾害防治工程生态效益增量与可持续发展评估.pdf

第2 1 卷 第3 期 2 0 0 7 年6 月 犷产I 地及 MI NERAL RES OURCES AND GEOLOGY Vo l . 2 1 , No . 3 J u n . , 2 0 0 7 广西朝阳煤矿地质灾害防治工程 生态效益增量与可持续发展评估① 李勇‘ , 2 ， 周明芳‘ ， 李赋屏“ ， 李毅“ 1 . 桂林工学院， 广西桂林 5 4 1 0 0 4 ; 2 . 安徽理工大学土木工程系， 安徽 淮南 2 3 2 0 0 1 3 . 桂林矿产地质研究院， 广西桂林 5 4 1 0 0 4 摘 要 运用R o b e r t C o s t a n z a 和R a l p h d A r g e 等人提出的生态效益评枯模型和可持续发展评价模型， 对朝阳煤矿地质灾害防治工程所产生的社会、 经济和环境效益进行预浏评估。 得出朝阳煤矿地质灾害防 治工程所产生的生态经济效益增童为9 , 7 7 4 , 0 3 2 - 4 6 元， 矿区总体环境可在2 0 0 7 年进入基本可持续发展 阶段。 研究认为， 只有恢复朝阳煤矿地区森林生态环境， 保护好地区的森林资源， 才能实现犷区森林资源 的可持续利用， 保证经济和环境的可持续岌展。 关扭词 地质灾害; 防治工程; 生态效益增t评估; 可持续性发展; 广西 中图分类号 X 4文献标识码 A文章编号 1 0 0 1 一5 6 6 3 2 0 0 7 0 3 -0 3 7 1 -0 4 0 前言 生 态 环 境 能 够 为 人 类 提 供 多 样 化 的 生 态 服 务， 这 些服务是有价值的， 国内外许多学者多年来为此做了 大量的工作〔 1 - 4 3 ， 试图给环境资源确定一个理想的价 值。 在众多研究环境资源价值的学者中， R o b e r t C o s t a n z a 和R a l p h d A r g e 的成果引人注目 [ ， 〕 ， 首次对 整个生物圈的服务价值作了初次评估， 其成果具有重 要的参考价值。 本次朝阳煤矿地质灾害防治工程环境效益的评 估， 参考R o b e r t C o s t a n z a 等人的研究成果， 以其结论 数据为矿区环境资源确定价值。关于社会、 经济和资 源相协调的可持续发展的指标体系及其评价方法大 多从环境经济、 社会统计和城市生态等角度， 采用主 分量分析法、 相关分析法、 模糊分析法、 层次分析决策 法和灰色系统分析法等多种方法， 对地区可持续发展 进行了 综 合 评价。 近 期获得了 有益的 结果 〔 3 -6 3 0 1 朝阳煤矿地质灾害及其防治工程概况 位于广西壮族自治区全州县龙水镇的朝阳煤矿 区是当地主要产煤基地， 矿区内主要地层有中石炭统 及第四系， 其中石炭统分布于矿区的绝大部分区域， 煤矿层主要赋存于中石炭统大塘阶寺门段 C , d 底 m 耐贰 朝阳煤矿在上世纪末开采高峰期共有三十处小 煤窑， 各个窑口附近坡面植被均受到不同程度的破 坏， 部分窑口挖出的和露采削坡产生的碎石、 土方随 意堆放， 蚕食了大量的林地、 草地， 原本良 好的植被被 破坏的面积达1 3 3 A X X 1 0 4 n 1 2 。 雨季时， 砰石、 岩土碎屑 被雨水冲进下方的冲沟、 田地及河流中， 使得矿区内 水土流失严重。例如， 大石山附近流经矿区的季节性 小溪流域河床每年抬高0 . 1 2 m， 目前河床基本被填 平， 如不加以治理， 小溪流域两岸田地将被冲下的砂、 石覆盖。 矿区附近的农田用于灌溉的水源为受污染的 地表水、 地下水， 灌溉后的农田亦受到污染。另外， 矿 区内废弃石碴、 煤研石无序堆放， 逢雨季时， 雨水将其 冲刷带入低洼地带， 有的形成泥石流， 进而冲毁覆盖 田地， 使田地受到污染。 由于上述不重视生态环境保护的大规模煤矿开 采的人为活动， 导致了矿区及周边区域生态环境适合 度与容纳量功能的严重失调， 出现多处生态脆弱区， 从 ① 收稿日 期 2 0 0 6 -1 0 -3 1 作者简介 李勇 1 9 7 8 - ， 男， 安徽淮北人， 硕士研究生， 现从事防灾减灾工程与防护工程方面的研究工作。 3 7 1 万方数据 而形成了不同程度的地质灾害。故迫切需要进行综合 治理及区域生态补偿。 朝阳煤矿地质灾害的防治工作范围为广西全州县 朝阳煤矿矿区及其周边， 面积共计1 6 7 . 9 X 1 0 4 m z 。 准备 开展的地质灾害治理工程有3 项， 生态恢复与复垦工 程有4 项 表1 。 耕种面积为“. 7 0 X 1 0 4 m 2 ， 保护耕地面积为“. 7 0 X 1 0 4 m 2 。将上述数据代入式 1 进行计算， 得出如下结 果 环境资源的生态增量价值为9 , 7 7 4 , 0 3 2 . 4 6 元。 表2 环境资源的生态服务价值 T a b l e 2 E c o l o g i c v a l u e o f e n v i r o n m e n t a l r e s o u r c e s 环境 资源价值 元/ m 2 森林1 4 . 8 3 草地3 . 5 5 耕地1 . 4 1 湖河1 3 0 . 0 8 备注 表1 朝阳煤矿治理项目工程 T a b e l 1 H a r n e s s i n g p r o j e c t s o f ①工程服务年限按2 0 a 计算 ②汇率按美元7 . 6 5 3 8 人民币计算 C h a o y a n g c o a l m i n e 建设内容分项工程单位工程量 地质灾害治 理工程 3 朝阳煤矿地质环境综合治理规划的 可持续发展评估 生态恢复 与复垦 1 地形测量 1 1 0 0 0 k m 2 2 岩土工程地质勘探地质灾害点5 个 3 清理尾矿库及固体污染物m 3 8 0 0 0 1 封堵、 填埋废弃矿坑处2 0 2 平整土地m 2 3 3 . 3 5 X 1 0 4 3 种植马尾松、 油茶树m 2 3 3 . 3 5 X 1 0 4 4 种植板栗经济林m 2 6 6 . 7 0 X1 0 4 2 朝阳煤矿地质灾害防治工程生态效 益增量评估 3 . 1 可持续发展的评估模型 地区经济发展及环境的变化都有类似的产生、 发 展和成熟三个阶段过程， 它们之间的相互关系可以用 生长曲线描述。 因此， 定义社会、 经济与环境协调发展 评估模型为[ 3 ] I 1 1十 k e - d d 2 2 . 1 评估模型 根 据 朝 阳 煤 矿区 地 质灾 害防 治 工作的 具 体 情 况， 构建朝阳煤矿区地质灾害防治工程生态效益增量评 估的模型[ 2 ] . 即朝阳煤矿区地质灾害防治工程生态效益增量 评估的计算公式 C 习N ; E ; 1 式中 C 一地质灾害防治工程生态效益增量; n 一地质灾害防治工程项目总数; i 一第i 个防治工程项目; N ‘ 一第i 个防治工程项目 的评估面积; E ， 一第i 个防治工程项目的单价。 2 . 2 环境资源价值的确定 矿区 环境资源价值参考R o b e r t C o s t a n z a 和R a l p h d A r g 。 等1 2 人研究的 结论与数据来确定 表2 } i 7 o 2 . 3 评估结果 根据朝阳煤矿区地质灾害防治工程项目总体规 划和所收集到数据的实际情况， 朝阳煤矿区地质灾害 防治工程治理总面积为1 6 7 . 8 7 X 1 0 0 m 2 ， 保护的土地 面积约为1 3 3 - 4 0 X 1 0 4 m2 ， 新增植被面积约为3 3 . 3 5 X 1 0 a m z ， 保护森林面积为3 5 . 5 5 X 1 0 “ m ， 新增经济作物 3 7 2 式中d d 。 和k 分别为认定的评价标准下的社 会、 经济发展和生态环境功能损害态势度。 d d 。 和k 的最小取值为0 . 1 ， 最大取值为l , 因此， 由式 2 可知， 当社会、 经济发展态势度小 d , d , 0 . 1 ， 而生态环 境功能损害态势度大， 即污染严重 k 1 时， 三者协 调发展指数I ,; 0 . 5 0 ; 而当社会、 经济发展态势度大 d , d , 1 ， 生态环境功能损害态势度小， 即污染轻 k 0 . 1 时， 三者协调发展指数I 二 0 . 9 7 ; 而当d , d 。 二k 二0 . 5 时， I 0 . 7 2 。经对d d ， 和k 取某些值时 的发展指数I 值分析， 可得I 的取值范围与协调发展 评价结果之间的对应关系 表3 [ 3 1 表3 协调发展指数与协调发展评价结果的对应关系 T a b l e 3 R e l a t i o n b e t w e e n h a r m o n i o u s d e v e l o p me n t i n d e x a n d t h e e v a l u a t i o n r e s u l t s o f h a r mo n i o u s d e v e l o p me n t I 值1 . 0 0 0 . 9 0 0 . 9 0 - 0 . 7 5 0 . 7 5 0 . 6 0 0 . 6 0 - 0 . 5 0 评价结果高度协调基本协调弱协调不协调 3 . 2 d s , d _ k 的取值 d - d 。 的取值是由 所取指标的同异反态势排序值 和社会、 经济与环境体系的联系度共同 确定的 1 3 1 . k 的取值根据朝阳煤矿实测数据， 2 0 0 6 年5 月矿区范围 万方数据 内空气抽样检测的p S O Z , p N O . 分别为0 . 0 3 5 m g / m 3 和。 . 0 1 5 m g / m 3 ， 废水处理率为5 3 . 0 ， 固体废物 综合利用率为3 2 . 4 0 o ， 森林覆盖率为 2 8 . 6 。 按照综 合治理项目的进度， 预计在2 0 0 7 - 2 0 0 9 年期间矿区 的各项生态环境指标如表4 所示。 3 . 3 可持续发展的评估结果 以全州县“ 十一五” 发展规划期间的社会经济发 展预测指标值作为依据， 所选择的社会、 经济和生态 环境评估指标的数值及评价标准[ 3 ] 如表4 所示。 根据 社会、 经济与环境体系的联系度和公式 3 计算出的 朝阳煤矿各个时期的协调发展指数 I 值 如表5 、 表 6 、 表7 所示。 表4 朝阳煤矿生态环境评估价值指标值及评价标准 T a b l e 4 E v a l u a t i o n i n d e x o f e c o l o g i c a l e n v i r o n m e n t a n d i t s s t a n d a r d i n C h a o y a n g c o a l m i n e 评价标准 指标类型指标名称 ABC 2 0 062 0 0 72 0 0 82 0 0 9 A B 社会发展指标 d , 人口自 然增长率/ 编 就业人口比 例/ 人均储蓄余额/ 元/ 人 儿童入学比例/ 0 0 经济发展指标C d , 人均固定资产投资/ 元/ 人 人均社会总产值/ 元/ 人 人均财政收入/ 元/ 人 人均社会消费额/ 元/ 人 第三产业占经济结构比例/ 生态环境指标C k p S O 2 / m g / m 3 p N O O / m g / m 3 废水处理率/ 固体废物综合利用率/ 森林覆盖率/ 注 A为合格指标; B 为中等指标; C为良 好指标[ 7 7 1 2 4 0 1 5 0 0 9 8 5 0 0 7 0 0 0 5 0 0 1 0 0 0 3 5 0 . 0 2 0 . 0 5 1 0 0 1 0 0 5 0 1 0 6 0 3 0 0 0 9 9 . 5 70 0 1 0 0 0 0 7 0 0 1 5 0 0 4 5 0 . 0 6 0 . 1 0 7 0 7 0 3 5 8 9 0 5 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 2 0 0 0 0 1 0 0 0 3 0 0 0 6 0 0 . 1 0 0 . 1 5 5 0 5 0 2 5 8 . 0 4 0 . 5 8 8 7 9 8 . 1 5 1 1 . 3 2 5 5 8 2 1 4 . 2 5 1 2 2 9 . 3 0 . 0 3 5 0 . 0 1 5 5 3 . 0 3 2 . 4 2 8 . 6 9 . 1 2 5 0 . 8 1 1 2 5 9 8 . 8 6 3 4 . 5 5 5 9 4 4 2 0 . 1 8 5 0 3 5 . 4 0 . 0 2 8 0 . 0 1 3 46 . 5 6 8 . 5 3 3. 7 7 . 4 7 6 0 . 1 1 4 5 8 9 9 . 5 6 0 8 . 6 6 5 1 3 5 1 9 . 4 1 0 1 3 3 6 . 5 0 . 0 2 1 0 . 0 1 8 4 2 . 1 7 9 . 6 3 8 . 6 8 . 1 6 7 6 . 2 1 6 7 4 9 9 . 8 7 9 1 . 2 7 5 6 1 5 3 0 . 1 1 0 3 1 3 5 . 1 0 . 0 1 9 0 . 0 1 3 3 9 . 2 8 0 . 4 4 0 . 1 表5 朝阳煤矿不同时期的d d -表7 朝阳煤矿不同时期的d s , d e , k , 7 值及评估结果 A级标准 T a b l e 5 E v a l u a t i n g r e s u l t s a n d d d , , k , I k , I 值及评估结果 C级标准 T a b l e 7 E v a l u a t i n g r e s u l t s a n d d d , , k , I i n d i f f e r e n t p e r i o d s o f C h a o y a n g c o a l m i n e d e v e l o p i n g h i s t o r y A i n d i f f e r e n t p e r i o d s o f C h a o y a n g c o a l 时期 2 0 0 6 2 0 0 7 2 0 0 8 2 0 09 协调评价结果 mi n e d e v e l o p i n g h i s t o r y C d , 0 . 1 1 . 0 d , 0 . 2 0. 1 0. 7 0 .3 0 . 5 6 3 1 0 . 7 8 6 5 0 . 8 7 2 5 不协调 基本协调 基本协调 基本协调 时期 2 0 0 6 2 0 0 7 2 0 0 8 2 00 9 d ,d eI协调评价结果 0 . 2 0 . 8 0 . 8 0. 9 0 . 1 . 0 0 . 0 . 7 3 0 . 8 8 1 2 0 . 5 表6 朝阳煤矿不同时期的d s } d e } 0 . 5 0 . 1 0 . 2 0. 9 1 . 0 0 . 4 0 . 5 9 0 7 0 . 4 0 . 7 7 1 0 0 . 4 0 . 7 7 1 0 0 . 4 0 . 7 7 1 0 不协调 基本协调 基本协调 基本协调 k , I 值及评估结果 B级标准 T a b l e 6 E v a l u a t i n g r e s u l t s a n d d d e , k , I i n d i f f e r e n t p e r i o d s o f C h a o y a n g c o a l m i ne d e v e l o p i n g h i s t o r y B 时期 2 0 0 6 2 0 0 7 2 0 0 8 2 00 9 d , 0 . 1 0 . 8 0 . 8 0. 6 d 。 0 . 3 0 . 2 0 . 7 0. 8 I协调评价结果 0 . 5 0. 5 0 . 5 2 6 1 0 . 6 5 9 8 0 . 6 6 7 4 0 . 6 9 8 7 不协调 基本协调 基本协调 基本协调 这里需要说明的是， 当社会经济和环境协调发展 认定B级作评价标准时， 在治理期间， 由于社会、 经济 发展缓慢， 而生态环境污染治理不力， 环境功能损害 态势度 k 值 较大， 故协调指数 I 值 较小， 三者不相 协调; 但若认定社会经济和环境协调发展指标用C级 标准时， 则计算 出各时期 的指数 I值 分别为 0 . 5 9 0 7 , 0 . 7 7 1 0 , 0 . 7 7 1 0 , 0 . 7 7 1 0 。 对照表3 , 2 0 0 6 年仍 属不协调发展， 后三年仍属基本协调发展。 这是因为， 3 7 3 ﹃了产口 O0 万方数据 尽管以C级标准衡量社会经济和环境发展的态势度 d d , 值很小， 但因环境功能损害态势度不大， 故三者 仍属可协调发展， 只是基本协调度有所降低。 4 朝阳煤矿地质灾害防治工程的总体 评估 标。 朝阳煤矿地质灾害防治工程的总体评估还应该考 虑到生物多样性等方面的要素。 但是由于其数据获取 方面的困难， 本研究暂不予以考虑。 事实上， 通过对所 选取的这些指标的计算与评估， 可以看出， 朝阳煤矿 地质灾害防治工程的防灾减灾效应是比较明显的。 由公式 2 计算得出， 朝阳煤矿地质灾害防治工 程生态效益增量为9 , 7 7 4 , 0 3 2 - 4 6 元; 根据公式 2 计 算得出预测评估， 朝阳煤矿及周边经过防治工程的治 理在2 0 0 7 年1 1 月可进入基本协调发展阶段。 由 于生 态环境指标和社会、 经济发展指标共同决定了地区可 持续发展的等级水平， 故朝阳煤矿地质灾害防治工程 通过生态恢复治理是可以产生较为明显的社会、 经济 和环境效益的。 5 结语 对朝阳煤矿地质灾害防治工程环境效益以及可 持续发展水平进行了评估。采用的方法主要是， 寻找 可以较为明显产生环境效益、 经济效益及社会效益并 且具有统计数据性质的要素， 来作为本研究评估的指 参考文献 [ 1 ] C o s t a n z a , R o b e r t . T h e v a l u e o f t h e w o r l d s e c o s y s t e m s e r v i c e s a n d n a t u r a l c a p i t a l [ J ] . N a t u r e 1 9 9 7 . 3 8 7 , 1 5 Ma y 2 5 3 - 2 6 0 . [ 幻 C o c k l in C R . M e t h o d l o g i c a l p r o b l e m s i n e v a l u a t i n g s u s t a i n - a b i l i t y [ J ] . E n v i r o n m e n t C o n s e r v a t io n , 1 9 8 9 , 1 6 4 2 7 - 3 2 . [ 3 〕 李柞泳， 丁晶， 彭荔红. 环境质量评价原理与方法〔 M] . 北京 化 学工业出版社， 2 0 0 4 . [ 4 〕 李柞泳， 沈仕伦， 邓新民. 社会、 经济与环境协调发展指数评价模 型[ J ] . 上海环境科学， 2 0 0 0 , 1 9 5 2 0 1 - 2 0 4 . [ 5 〕 李艳， 曾珍香， 武优西， 等. 经济 环境系统协调发展评价方法研 究及应用【 J ] . 系统工程理论与实践, 2 0 0 3 , 2 5 5 5 4 - 5 8 . [ 6 〕 李柞泳， 程红霞， 邓新民， 等. 城市可持续发展的指数普适公式及 评价模型[ J ] . 环境科学， 2 0 0 1 , 2 2 6 1 0 8 - 1 1 1 . [ 7 〕 任志远， 李晶. 陕南秦巴山区植被生态功能的价值测评【 J ] 。 地理 学报， 2 0 0 3 , 5 8 4 5 0 3 - 5 1 1 . [ 8 〕 陆书玉. 环境影响评价〔 M ] . 北京 高等教育出版社， 2 0 0 1 . 7 . [ 9 」 吕福清， 安泰 山西省冀城县董家洼矿地表变形特征及综合治理 措施[ J ] . 矿产 与地质， 2 0 0 1 , 1 5 3 1 7 - 2 2 . [ 1 0 〕 广西壮族自 治区全州县‘ 十一五” 规划纲要〔 R ] . 2 0 0 5 . E c o l o g i c a l b e n e f i t i n c r e me n t a n d s u s t a i n a b l e d e v e l o p me n t e v a l u a t i o n o f g e o l o g i c a l d i s a s t e r p r e v e n t i o n p r o j e c t i n C h a o y a n g c o a l m i ne o f G u a n g x i L I Y o n g “ ， Z H O U Mi n g - f a n g ， L I F u - p i n g ， L I Y i C 1 . G u i l i n u n i v e r s i t y o f t e c h n o l o g y , G u i l i n , G u a n g x i , 5 4 1 0 0 4 , C h i n a ; 2 . A n h u i U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y a n d E n g i n e e r i n g . Hu a i n a n , A n h u i , 2 3 2 0 0 1 , C h i n a ; 3 . G u i l i n R e s e a r c h I n s t i t u t e o f G e o l o g y f o r Mi n e r a l R e s o u r c e s , G u i l i n , G u a n g x i ， 5 4 1 0 0 4 , C h i n a A b s t r a c t F o r e c a s t i n g a n d e v a l u a t i o n o f t h e s o c i a l ，e c o n o mi c a n d envi r onm ent 饰 g e o l o g i c a l d i s a s t e r p r e v e n t i o n p r o j e c t i n C h a o y a n g c o a l m in ewe r e c a r r i e d o n e f f e c t p r o d u c e d b y t h e u s e o f e c o l o g i c a l e f f e c t e v a l u a t i o n m o d e l a n d s u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n t m o d e l p r o p o s e d b y R o b e r t C o s t a n z a a n d P a l p h d A r g e . I t a s c o n c l u d e d t h a t t h e e c o l o g i c a l b e n e f i t i n c r e m e n t p r o d u c e d b y g e o l o g i c a l d i s a s t e r p r e v e t i o n p r o j e c t i n C h a o y a n g i s R MB 9 . 7 7 4 . 0 3 2 . 4 6 y u a n ， a n d t h e o v e r a l l e n v i r o n me n t o f t h e m i ne w i l l s t e p i n t o a s t a g e i n2 0 0 7 i n g e n e r a l . I t i s b e l i e v e d t h a t o n l y t h e f o r e s t e n v i r o n m e n t i n C h a o y a n g s u s t a i n a b l e d e v e l o p me n t c o a l mi n e a r e a c o u l d b e r e c o v e r e d a n d p r o t e c t e d e f f e c t i v e l y , t h e s u s t a i n a b l e u t i l i z a t i o n o f t h e f o r e s t r e s o u r c e o f t h e r e a l i z e d t o e n s u r e t h e s u s t a i n a b l e d e v e l o p me n t o f t h e e c o n o my a n d i t s e n v i r o n me n t . m in ewo u l d b e K e y Wo r d , g e o l o g i c a l d i s a s t e r ， d e v e l o p m e n t ， G u a n g x i p r e v e n t i o n p r o j e c t ，e c o l o g i c a l b e n e f i t i n c r e m e n t e v a l u a t i o n ，s u s t a i n a b l e 3 7 4 万方数据