页岩气开发对地下水环境污染及评价模型研究

摘要

页岩气是一种非常规天然气，具有使用清洁、产量高、生产周期长等优点，其开发利用能有效的降低对石油和常规天然气的依赖性以及发挥衔接化石能源和新能源的作用。近年来，美国页岩气产业发展迅速，页岩气快速勘探开发使其天然气储量增加了40%，对美国和世界能源格局产生了重要影响。而我国页岩气储量巨大，据国家发展和改革委员会、财政部、国土资源部、国家能源局预测，页岩气可采量大约为36×1012m3。如此丰富的页岩气资源，其有效的开发可大大缓解我国资源压力。但在页岩气开发带来巨大清洁能源资源和经济效益的同时，也带来了一系列的环境问题，并引起了美国社会及一些国家的广泛关注，一些地方已禁止开采页岩气。页岩气开采主要造成了水环境污染、大气污染、水资源消耗、生态环境问题以及一些社会问题。　　页岩气开采对地下水环境的影响不容忽略，在研究区环境影响评价中应把地下水环境影响评价作为重点研究的内容。本文通过文献检索与实地调研，进行了页岩气开发地下水环境影响分析，确定出各阶段对地下水环境影响的主要污染物与污染源，并明确影响因子与地下水环境响应关系。依据我国现有地下水水环境质量评价标准以及相关行业规定，结合页岩气项目生产工艺，确定页岩气开发地下水环境质量评价指标，引入粗糙集理论和支持向量机方法，构建页岩气开发地下水环境质量评价模型。同时基于页岩气开发地下水环境影响因素分析，采用文献计量学、频数统计法和理论分析法，对已有的研究文献中的页岩气开采对地下水环境影响指标进行汇总，筛选出页岩气开发地下水环境综合污染风险评价指标，并采用模糊-层次分析法和熵权法确定指标权重，构建页岩气开发地下水环境综合污染风险评价模型。　　通过研究页岩气开发区的自然地理、区域地质和水文地质等资料，完成对页岩气研究区地下水环境质量评价和地下水环境综合污染风险评价。评价结果表明：研究区内Ⅰ类水质占整体水质的8.33%、II类水占66.67%、III类水占8.33%、和IV类水占16.67%；研究区三个井区平台地下水环境综合污染风险评价指数分别为0.36427、0.559845、0.363349，均属于低污染风险等级，且到目前为止并未发现页岩气开发对周边地下水环境造成明显污染现象。本次研究达到了页岩气开发地下水环境污染评价的目的，并为页岩气开发地下水环境影响识别与评价提供了新的指标体系方法，对于页岩气开发地下水环境管理与评价具有重要的理论和现实意义。

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