賀西煤礦開(kāi)發(fā)與水相關(guān)生態(tài)損失價(jià)值評(píng)估研究

郭 華

（1.太原理工大學(xué)，山西 太原 030024；2.山西省水資源研究所，山西 太原 030001）

1 煤田開(kāi)采對(duì)水生態(tài)影響價(jià)值評(píng)估

煤礦開(kāi)采對(duì)水生態(tài)影響的價(jià)值評(píng)估將納入到項(xiàng)目或政策研究中，這是生態(tài)環(huán)境影響的費(fèi)用效益分析。目前，大多數(shù)機(jī)構(gòu)采用費(fèi)用效益分析作為項(xiàng)目對(duì)生態(tài)影響價(jià)值評(píng)估合理性分析的評(píng)價(jià)方法。

生態(tài)環(huán)境的價(jià)值評(píng)估是整個(gè)費(fèi)用效益分析的一個(gè)重要內(nèi)容，也是將資源環(huán)境的經(jīng)濟(jì)影響納入到綜合決策過(guò)程的一個(gè)重要步驟。生態(tài)環(huán)境影響由此帶來(lái)的環(huán)境質(zhì)量變化包括生態(tài)環(huán)境改善和生態(tài)環(huán)境退化，當(dāng)生態(tài)環(huán)境改善時(shí)，形成的價(jià)值稱(chēng)之為環(huán)境效益，當(dāng)發(fā)生環(huán)境退化和惡化時(shí)，所帶來(lái)的成本稱(chēng)之為環(huán)境損失費(fèi)用和環(huán)境成本。因此，環(huán)境損失或效益取決于環(huán)境質(zhì)量變化的價(jià)值表現(xiàn)形式。其步驟為：首先確定分析范圍，識(shí)別主要環(huán)境影響；其次對(duì)主要水生態(tài)環(huán)境影響的物理效果進(jìn)行量化，并對(duì)上述物理效果進(jìn)行價(jià)值評(píng)估（即貨幣化）；最后對(duì)費(fèi)用和效益進(jìn)行貼現(xiàn)，對(duì)比貼現(xiàn)后整個(gè)項(xiàng)目的費(fèi)用效益，并進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

賀西煤礦開(kāi)采對(duì)與水有關(guān)的生態(tài)損失價(jià)值評(píng)估主要是對(duì)地表水資源量、質(zhì)，水土流失和地下水資源量、質(zhì)等資源損失的價(jià)值評(píng)估，在對(duì)比分析中，綜合以上步驟，根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能進(jìn)行評(píng)價(jià)，并對(duì)生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值進(jìn)行量化分析。

2 煤田開(kāi)采對(duì)水生態(tài)影響范圍和程度

2.1 影響范圍

煤田開(kāi)采價(jià)值評(píng)估以整個(gè)井田作為評(píng)價(jià)范圍。賀西煤礦井田面積約30.286km2，呈不規(guī)則多邊形。

2.2 影響程度

2.2.1 對(duì)地表水資源質(zhì)和量的影響

賀西煤田開(kāi)采不會(huì)通過(guò)淺部含水層間接影響井田內(nèi)三川河支流大然溝流域的水量，反而因煤田開(kāi)采形成的地面沉陷加大三川河的地表徑流強(qiáng)度，使三川河水量增大，也加大了柳林泉域補(bǔ)給區(qū)的水量。

由于大然溝水質(zhì)已嚴(yán)重超標(biāo)，若廢污水在處理后排放對(duì)其水質(zhì)影響較小。若廢污水未經(jīng)處理向大然溝排放，懸浮固體將有較大幅度的上升，其中懸浮固體在下游預(yù)測(cè)斷面上升了45.64%，由此可見(jiàn)，在事故狀態(tài)下，礦井污廢水排放對(duì)大然溝水質(zhì)的影響較大。

2.2.2 對(duì)地下水資源質(zhì)和量的影響

賀西煤礦采煤導(dǎo)水裂隙帶對(duì)淺層地下水影響較小，但當(dāng)煤炭開(kāi)采后，由于地表下沉，地表將形成裂縫。采煤地表裂縫一般深5~15m，寬0.1~1.5m，而當(dāng)?shù)剞r(nóng)村居民飲用水水井一般深10m左右，因此一旦出現(xiàn)較大的地表裂縫將對(duì)當(dāng)?shù)鼐用耧嬘盟畼?gòu)成較大的威脅。此外，賀西礦井開(kāi)采8號(hào)煤層時(shí)導(dǎo)水裂隙帶導(dǎo)通太原組L1~L5和山西組K3含水層，該含水層涌水將轉(zhuǎn)化為礦井水，其水質(zhì)也遭到污染。

煤田開(kāi)采對(duì)柳林泉域不產(chǎn)生影響。從相對(duì)位置來(lái)看，本井田位于柳林泉域的西南部，處于柳林泉域奧灰水滯流區(qū)，距泉域重點(diǎn)保護(hù)區(qū)10km以上，所以對(duì)柳林泉域不會(huì)造成明顯影響。

2.2.3 水土流失影響

賀西煤礦地處黃土高原的黃土丘陵溝壑區(qū)，土壤侵蝕主要為水力侵蝕，重力侵蝕輕微。影響因素主要為降雨強(qiáng)度、降雨量、土壤質(zhì)地、地面坡度以及植被覆蓋度等。該區(qū)域土壤允許流失量為1000t/km2·a，是水利部公告的國(guó)家級(jí)水土流失重點(diǎn)治理區(qū)和省級(jí)重點(diǎn)治理區(qū)。煤礦開(kāi)采對(duì)地表植被破壞，加大項(xiàng)目區(qū)及周邊地區(qū)土壤侵蝕強(qiáng)度和河流泥沙量；對(duì)土地資源和土地生產(chǎn)力可能造成破壞；排矸場(chǎng)也對(duì)周邊環(huán)境造成污染和危害。

3 煤礦開(kāi)發(fā)生態(tài)損失價(jià)值評(píng)估

煤炭開(kāi)采造成嚴(yán)重的水資源破壞，加劇水資源短缺。通過(guò)煤田分布圖與森林分布圖對(duì)比分析，凡是煤田開(kāi)采歷史較長(zhǎng)的區(qū)域幾乎沒(méi)有或很少有森林分布，煤田地面植被的破壞和退化都是由于長(zhǎng)期采煤所造成的。煤田開(kāi)采對(duì)土地資源、地表植被和水系的破壞進(jìn)一步加劇了水土流失。

煤礦開(kāi)采對(duì)地表水資源、地下水資源的質(zhì)和量以及水土流失造成多方面不同程度的影響，有些損失可以用價(jià)值量所表現(xiàn)，而有些是無(wú)法用價(jià)值量化的，更多的影響則可能若干年后才能顯示出來(lái)，如地表水量的變化、地表水質(zhì)、地下水質(zhì)的惡化無(wú)法價(jià)值量化。本本就采煤漏水對(duì)地下水資源量減少、采煤對(duì)土地植被破壞等方面進(jìn)行價(jià)值損失分析。

3.1 地下水資源破壞損失的價(jià)值評(píng)估

在天然狀態(tài)下，一個(gè)水文地質(zhì)單元區(qū)域內(nèi)，地下水補(bǔ)給、徑流、儲(chǔ)水、排泄等運(yùn)行環(huán)節(jié)，在徑流和儲(chǔ)水或在地貌、植被、巖性、構(gòu)造等條件不變情況下，排泄量隨補(bǔ)給量的變化而變化，這個(gè)過(guò)程循環(huán)進(jìn)行。

賀西煤礦井田處于柳林泉域奧灰水滯流區(qū)，泉域內(nèi)主要有降雨入滲補(bǔ)給（包括覆蓋區(qū)間接入滲）和地表水在河道灰?guī)r裸露地段的滲漏補(bǔ)給。泉域內(nèi)碳酸鹽巖裸露、覆蓋區(qū)面積在2000km2以上，降雨的直接入滲成為地下水的主要補(bǔ)給源。

全年降水入滲補(bǔ)給量Q=0.1×α×P×F。其中：Q為降水入滲補(bǔ)給量（萬(wàn)m3/a），P為年平均降雨量（mm），F(xiàn)為井田面積（km2），α為補(bǔ)給系數(shù)。

據(jù)柳林縣水文資料，區(qū)內(nèi)多年平均降水量為488.3mm，現(xiàn)有井田面積30.286km2，賀西礦區(qū)地貌類(lèi)型屬黃土丘陵溝壑區(qū)，補(bǔ)給系數(shù)0.1，降水入滲補(bǔ)給量為147.9萬(wàn)m3/a。該煤田年產(chǎn)量300萬(wàn)t，排水系數(shù)按現(xiàn)狀實(shí)際排水系數(shù)0.239m3/t計(jì)，預(yù)測(cè)礦坑排水量為71.7萬(wàn)m3/a，地下水資源損失量達(dá)48.5%。

地下水資源直接價(jià)值損失評(píng)估Vz1=Pz1×Qz1。其中：Vz1為地下水資源量損失的價(jià)值（萬(wàn)元），Pz1為地下水單位價(jià)格（元/m3），Qz1為損失水資源量（萬(wàn) m3）。

根據(jù)山西省《關(guān)于促進(jìn)節(jié)約用水調(diào)整我省水資源費(fèi)征收標(biāo)準(zhǔn)的通知》，采礦排水收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為1.2元/m3，測(cè)算地下水損失量?jī)r(jià)值為86.04萬(wàn)元。地表水質(zhì)、地下水質(zhì)無(wú)法量化損失價(jià)值，還有待進(jìn)一步探討研究。

地下水資源間接價(jià)值損失評(píng)估Vj1=Pj1×Qj1。其中：Vj1為地下水資源量損失的價(jià)值（萬(wàn)元），Pj1為地下水單位價(jià)格（元/m3），Qj1為損失水資源量（萬(wàn) m3）。井田范圍內(nèi)有13個(gè)自然村，大約有1.25萬(wàn)人、229頭大牲畜，其中8個(gè)自然村、8112人、144頭大牲畜吃水將受到影響，根據(jù)山西省農(nóng)村人口、牲畜飲用水規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)，人畜需水量21.56萬(wàn)m3/a，按飲用水市場(chǎng)價(jià)2.8元/m3計(jì)，價(jià)值損失為60.37萬(wàn)元。

3.2 水土流失損失價(jià)值評(píng)估

地表水的漏失，使生態(tài)用水、土壤水分也隨之減少，各種林木、草灌的生長(zhǎng)和產(chǎn)量也受到相應(yīng)的影響，同時(shí)還增加了造林難度，延緩了植被覆蓋率增加的進(jìn)程，不僅影響農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)的產(chǎn)量，而且引起水土流失、土地沙化、生態(tài)系統(tǒng)的惡化。

柳林泉域地處呂梁山中段西部，東部為中高山，一般海拔1200~1500m，最高點(diǎn)為關(guān)帝山，海拔2831m，大部分基巖裸露。西部為中低山黃土丘陵區(qū)，海拔800~1200m，黃土廣布，沖溝和梁峁發(fā)育，水土流失嚴(yán)重。中部為山間盆地，面積443km2，海拔900~1000m?？偟牡貏?shì)東高西低，由北、東、南向中部?jī)A斜。評(píng)價(jià)范圍內(nèi)耕地面積1098hm2，均為旱地。

水土流失價(jià)值損失：根據(jù)土壤的侵蝕計(jì)算植被的價(jià)值損失。煤田開(kāi)采生態(tài)評(píng)估范圍內(nèi)的植被有闊葉林、灌草叢、農(nóng)業(yè)植被和無(wú)植被地段。區(qū)內(nèi)闊葉林主要為山楊林，面積共計(jì)3.77km2；區(qū)內(nèi)灌叢廣泛分布于溝谷兩側(cè)，主要以荊條、黃刺玫、虎榛子、繡線(xiàn)菊為主，面積為43.86km2；區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)耕作為一年一熟，農(nóng)作物構(gòu)成主要為糜子、谷子、大豆、土豆、高梁等，以旱地為主，面積為10.98km2；區(qū)內(nèi)無(wú)植被地段大面積分布于評(píng)價(jià)區(qū)的南部基巖溝谷陡坡地；在黃土梁峁區(qū)主要為陡坡地帶，面積為0.57km2。采用機(jī)會(huì)成本來(lái)估算草地、林地減少的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

水土流失直接損失價(jià)值評(píng)估Vz2=Pz21×Qz21+Pz22×Qz22。其中：Vz2為水土流失損失的價(jià)值（萬(wàn)元），Pz21為林業(yè)的平均收益（元/hm2·a），Qz21為闊葉林面積與灌草叢面積之和（hm2），Pz22為農(nóng)牧業(yè)的平均收益（元/hm2·a），Qz22為農(nóng)作物面積與草地面積之和（hm2）。根據(jù)《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》可知，在1985—1990年期間林農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)的平均收益分別為 263.58 元/hm2·a，245.50 元/hm2·a，可估算水土流失的經(jīng)濟(jì)損失價(jià)值為153.9萬(wàn)元。

表1 水土流失間接損失價(jià)值計(jì)算

根據(jù)全縣糜子、谷子、大豆、土豆、高梁種植面積的比重確定其損失權(quán)重分別為 0.1，0.2，0.1，0.3，0.3，計(jì)算出因水土流失減產(chǎn)的損失為103.38萬(wàn)元。

4 損益分析

通過(guò)煤田開(kāi)發(fā)損失的價(jià)值與煤炭?jī)羰芤尜Y金相比，分析受益和損失情況。

4.1 煤田開(kāi)發(fā)受益分析

1998年，賀西煤礦被汾西礦業(yè)集團(tuán)公司買(mǎi)斷兼并，該礦潛在儲(chǔ)量23.18億t?，F(xiàn)狀生產(chǎn)規(guī)模180萬(wàn)t/a，改擴(kuò)建設(shè)計(jì)規(guī)模300萬(wàn)t/a，服務(wù)年限52年，按2009年該礦原煤出廠(chǎng)的市場(chǎng)銷(xiāo)售價(jià)格667元/t計(jì)，煤炭?jī)?chǔ)量總價(jià)值1040.52億元。據(jù)調(diào)查，煤田開(kāi)發(fā)專(zhuān)項(xiàng)需支出118.25億元，包干工資和職工福利471.14億元，實(shí)際受益450.86億元，多年平均受益8.67億元。

4.2 煤田開(kāi)發(fā)水生態(tài)價(jià)值損失計(jì)算

目前，對(duì)生態(tài)價(jià)值的量化缺乏公認(rèn)的、權(quán)威性的方法，可從直接損失和間接損失綜合進(jìn)行類(lèi)比分析，計(jì)算煤炭開(kāi)發(fā)對(duì)水資源損失、水土流失等水生態(tài)影響價(jià)值量，評(píng)估見(jiàn)表2。

表2 煤田開(kāi)發(fā)與水相關(guān)生態(tài)影響價(jià)值評(píng)估表 單位：萬(wàn)元

由表2可知，煤田開(kāi)發(fā)對(duì)與水相關(guān)生態(tài)損失價(jià)值為每年403.69萬(wàn)元，折合每噸煤損失1.35元。

5 建議

為了減輕對(duì)地下水水質(zhì)、地表水水質(zhì)的影響，企業(yè)要強(qiáng)化用水節(jié)水管理，提高節(jié)水管理水平；處理回用工業(yè)污廢水，減少取水量，減輕對(duì)水環(huán)境的污染；并加強(qiáng)非傳統(tǒng)水資源開(kāi)發(fā)利用。