煤层气开发社会生态环境风险因素分析及对策仿真

来源：核心期刊咨询网时间：12

摘要：摘要 煤层气开发引发的社会生态环境问题日益严重，识别社会生态环境风险主要影响因素及制定有效的风险防范对策，对加速煤层气产业化开发进程具有重要意义。本文先借助三角模糊数法确立综合关联矩阵，再利用DEMATEL方法对煤层气开发社会生态环境风险因素进行

　　摘要 煤层气开发引发的社会生态环境问题日益严重，识别社会生态环境风险主要影响因素及制定有效的风险防范对策，对加速煤层气产业化开发进程具有重要意义。本文先借助三角模糊数法确立综合关联矩阵，再利用DEMATEL方法对煤层气开发社会生态环境风险因素进行分析，并从中心度与原因度两个方面筛选出煤层气开发社会生态环境风险关键指标，进而结合模糊认知图模型的情景仿真、稳态值与关键指标综合重要度进一步优化以确定其核心指标，最后基于核心指标进行风险管理对策情景模拟，结果表明：①利用三角模糊数计算指标权重，并以权重比获取DEMATEL中所需关联矩阵，降低传统DEMATEL方法获取关联矩阵的难度和主观性。②基于DEMATEL中综合关联矩阵确立FCM中关联矩阵，不仅考虑到指标间的间接影响关系使FCM模型更加全面且降低FCM关联矩阵的获取难度，还可以弥补DEMATEL在确定核心指标时没有充分考虑指标重要性动态变化的缺点。③林草覆盖率、防范建设资金投入比、土壤内梅罗污染指数、机械设备可靠性、地下水主要污染因子评价标准指数、个人风险防范能力为关键指标，其中防范建设资金投入比、林草覆盖率、机械设备可靠性为核心指标，对煤层气开发社会生态环境风险管理极为重要。④对策情景模拟结果表明，(影响机理方面)核心指标主要通过生产机械化程度、拆迁安置程度、经济损失比等影响社会生态环境风险;(影响结果方面)防范建设资金投入比、林草覆盖率分别是煤层气开发前、中后期对社会生态环境风险影响最大的因素。故本文有针对性地提出煤层气开发社会生态环境风险防控的阶段性建议：煤层气开发前期应加大防范建设资金投入比，中期应注重改善开发区植被受损情况，同时提高机械设备可靠性，后期应持续稳定加大防范建设资金投入，并注重受损植被区域的恢复。

　　关键词 煤层气开发;社会生态环境风险;核心指标;情景模拟

　　煤层气作为一种清洁、高效的新型优质能源，其市场发展符合国家政策导向，从长远来看，加大煤层气开发利用具有显著的社会经济效益，不仅可有效缓解能源供需矛盾，改善能源结构，而且其作为新能源产业还将促进经济社会的可持续发展[1]。但目前中国煤层气处于大规模商业化开发的初级阶段，随着煤层气产业迅速发展及煤层气开发项目自身涉及区域广、安全及环境风险大、社会关注度高等特点[2]，无疑会引发一系列社会生态环境问题，如安全事故、环境污染、开发地拆迁、防范建设资金投入不足、社会各方参与度不够等，进而引发社会秩序紊乱，阻碍煤层气开发过程的顺利进行。尽管导致这些问题的风险因素存在一定的潜在性，倘若不能及时、准确的识别影响社会生态环境风险的核心因素，防患于未然，将会制约着煤层气产业的稳定发展，另一方面防范对策的制定将直接影响其风险管控效果，有效的风险防范对策对促进煤层气产业长远发展意义重大。因此对煤层气开发社会生态环境风险因素进行全面剖析，获悉核心风险因素，并进行对策仿真，进一步揭示核心风险因素的动态演变机理并提出有效对策显得尤为重要。

　　1 文献综述

　　目前，国内外关于煤层气开发社会生态环境风险的有关研究，有学者聚焦于对其风险因素进行识别、分析，Liu等[3]通过对水箱水样、成水样品的选择，对煤层气开发中重金属对土壤的污染以及潜在的生态环境风险因素进行分析，结果表明Cd是重金属污染物中浓度最高的;Hu等[4]通过对煤层气开发潜在的环境问题进行分析发现，大量煤层采出水会导致地表水污染，地下水位下降，水生态环境破坏;Kirchgessner等[5]从安全与环境两个角度出发，对煤层气回收的经济风险因素进行了有效的分析;Tian[6]从多角度对煤层气项目运营过程中风险因素进行了全面的分析，并结合煤层气项目的实际情况，提出通过加强煤层气井管理和煤层气市场开发，以降低煤层气项目的风险，提高其盈利能力;樊燕萍等[7]根据整体管理论法则认为煤层气产业系统风险管理包括资源系统风险、经济系统风险、技术系统风险、经营管理系统风险，运用系统哲学原理对煤层气开发系统风险进行分析以实现系统的整体动态优化，进而达到风险规避的目的;李沿英等[8]以山西沁水盆地郑庄区块煤层气开采区为例，结合煤层气开发工序，对其潜在的生态环境影响进行了定量分析，认为煤层气开采会对地下水、土壤、植被等造成不同程度的影响;张勇昌等[9]通过SEM對煤层气开发风险演化路径进行分析，进而筛选主控因素，为煤层气开发风险防范措施的制定提供理论支持。也有学者通过对风险防范对策的提出进行深入探讨以期降低煤层气开发造成的社会生态环境风险，Silva等[10]通过对煤层采出水的化学成分进行研析发现，将废水排至市政或公共水处理设施、将未经处理的废水用于粉尘控制等不当采出水处理行为将会加剧土壤、地表水、地下水的污染，并从采出水处理技术层面探讨了如何有效减少其对环境造成的污染问题;Xue等[11]采用直觉模糊集对改进的煤层气开发生态环境风险指标进行量化，并运用Mandani直觉模糊神经网络进行评价，为煤层气开发企业进行风险防范提供了理论支持;裴亚托等[12]通过AHP对煤层气开发生态环境风险进行评价，并针对土地植被破坏、钻井废液排放等重要影响因素提出了风险防范对策建议;杨勇国等[13]运用模糊概率对煤层气开发经济风险进行评价，针对重要影响指标价格为改善经济风险状况提出建议;Vanorsdale等[14]基于情景分析下煤层气资源储量、盈利管理、财务状况三者的关联关系，实现对煤层气开发经济风险的有效评价，为经济风险防范对策的制定实施提供依据。

　　综上，现有关于煤层气开发风险因素分析及防范对策制定的有关研究范围有限，集中于自然或经济环境，有限的研究范围使得指标选取不够全面，进而影响到结果的准确性;其次，现有研究以定性分析为主，据此提出的风险防范措施针对性欠缺，少有的量化研究方法没有充分体现随着煤层气开发的进行，指标间是如何相互影响进而作用于目标风险及指标重要性的变化，无法从根本上揭示社会生态环境风险的阶段特征及演变机制;最后研究视角上缺少从原因型指标入手对煤层气开发社会生态环境风险提出有效的防范对策，煤层气开发企业进行风险管理应从原因类指标入手，同时考虑指标对社会生态环境风险的重要性及指标间的关联性。鉴于此，本文针对决策试验与评价实验室分析法(decision-making trial and evaluation laboratory，DEMATEL)方法没有充分体现指标的动态性及模糊认知图(fuzzy cognitive map， FCM)中关联矩阵获取难度大的不足，将DEMATEL与FCM方法相结合，首先通过DEMATEL从原因度与中心度确定煤层气开发社会生态环境风险的关键指标，其次针对FCM情景仿真过程、稳态值结果、与关键指标综合重要度对关键指标进行进一步筛选以确定核心指标，最后针对核心指标进行风险管理对策情景模拟，以提出更为有效的风险防范对策。

　　推荐阅读：《上海煤气》(双月刊)创刊于1957年，由上海市燃气管理处、上海市燃气协会主办。

转载请注明来自：http://www.qikan2017.com/lunwen/nye/18797.html