煤炭开采对红碱淖环境影响及保护对策

刘 磊，仇昕昕，张 敏，李乐来

（1.生态环境部 环境工程评估中心，北京100012；2.生态环境部对外合作中心，北京100035；3.浙江省环境科技有限公司，浙江杭州310000）

红碱淖位于陕西省榆林市神木县和内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗交界地带，因地面呈铁锈色，故原称“红碱湿地”，后积水成湖，遂称“红碱淖”。红碱淖是我国最大的沙漠淡水湖，是陕西省著名的旅游胜地，素有“大漠明珠”之称，也是世界上最大的遗鸥繁殖与栖息地。同时，红碱淖所在区域是我国最重要的煤炭基地之一，煤炭资源丰富，开采强度及下游产业发展潜力较大。近年来，因流域水资源过度利用，红碱淖湖区范围大幅萎缩，生态系统明显退化，环境污染日益严重。影响红碱淖水质水量变化的因素很多，既有自然因素，也有人为因素。综合分析，作为煤炭资源富集区和主体功能区中的重点开发区，红碱淖所在区域煤炭开采是影响其生态环境的重要因素。为推进红碱淖生态环境保护，亟待从生态空间管制、开采方式、水资源消耗和水污染物排放总量等方面严格煤炭开采的生态环境准入条件。

1 流域主要生态环境问题

1.1 红碱淖面积变化趋势及成因

唐克旺等[1-4]通过遥感解译、水文观测等方式解析了红碱淖的成因、变化过程和趋势。概括而言，红碱淖形成至今不足百年，大致历经形成、扩张、稳定、萎缩4个阶段。1967年以前，湖区范围总体呈扩张态势，至1967年达到历史上最大的67 km2，此后30 a基本维持在50～60 km2。2000年以后，水位以30～40 cm/a的速度下降，湖区面积急剧缩小，到2010年减小至38.2 km2，到2015年更是减小至30.0 km2以下。

红碱淖流域主要由湖区及札萨克河、蟒盖兔河、松道沟河、木独石犁河、七卜素河、尔林兔河、庙壕河等7条支流组成，流域总面积1 493.3 km2。根据《红碱淖流域水资源综合规划》，流域多年平均水资源总量10 277.5万m3，其中地表水资源量5 447.8万 m3[4]（见表 1）。

表1 红碱淖流域水文特征

流域内现有4座水库，总库容5 710.4万m3，总库容系数（水库总库容/河流多年平均水资源量）为105%。其中，札萨克河已建3座水库，总库容5 249.7万m3，总库容系数达421%。各类拦河工程对区域生态影响非常明显，札萨克水库至红碱淖湖区河段常处于断流状态，河道几近干涸。流域现状总供水量4 002.7万m3，地表水资源开发利用率25.0%，浅层地下水开采量占可利用量的128.4%，超采量781.3万m3，超采区主要集中在札萨克河、蟒盖兔河和松道沟河支流流域，红碱淖地下水补给受到严重威胁。

1.2 红碱淖环境质量及其影响因素

20世纪70年代至今，红碱淖水环境总体呈恶化趋势，其中pH值从20世纪70年代的7.4提高至2013年的9.4，化学需氧量从80年代的未检出增至2013年的300 mg/L，但2000年前基本满足地表水Ⅲ类水质要求。根据马泰壕井田2013年5月底监测数据，红碱淖湖区化学需氧量、生化需氧量、石油类、铁、pH值均超标，湖区水质为劣Ⅴ类[5]。札萨克水库、蟒盖兔河上游、七卜素河入湖口水质均为Ⅳ类，主要污染因子为高锰酸盐指数，其余支流水质为Ⅱ、Ⅲ类。根据《黄河水系渔业资源》《陕西省渔业生态环境状况公报》等，自20世纪80年代起，因过度捕捞、旅游开发等，红碱淖鱼类种类、数量不断减少，近年兼因水资源量大幅减少、来水水质严重污染等，渔业资源已近枯竭，严重影响遗鸥的繁殖与栖息地环境。

1.3 煤炭开采对红碱淖环境影响

煤炭开采对红碱淖的影响：生活用水直接取用红碱淖地下补给水源，煤炭开采破坏含水层，疏干地下水，影响红碱淖地下水源补给；生活污水排放和高矿化度矿井水（溶解性总固体最大超标8.3倍）排放影响红碱淖流域水质。据统计，目前红碱淖流域仅尔林兔、察哈素、红庆河、马泰壕4处井田年采煤量就达到3 700万t，根据王丽丽[6]的研究成果，煤炭开采单位产量破坏水资源量为2.54 m3/t，据此初步估算红碱淖流域煤炭开采造成的地下水资源破坏量约9 400万m3，其中部分地下水资源为红碱淖的补给水源。此外，煤炭行业下游产业，特别是煤化工产业，需要大量的水资源，直接或间接减少了补给红碱淖流域的水资源量。据统计，目前红碱淖流域工业用水量占工业、农业、生活用水总量的44.0%，主要工业用水大户为煤炭开采及其下游产业发展。

2 红碱淖流域煤炭资源开发态势

目前，红碱淖流域及周边主要规划有新街矿区、呼吉尔特矿区和榆神矿区。其中：新街矿区位于伊金霍洛旗和乌审旗境内，局部涉及榆林市。矿区规划面积2 188.7 km2，生产能力4 900万 t/a，包括满来、察哈素、尔林兔、红庆河、马泰壕5处井田及2处勘查区和1处后备区（见表2），涉及札萨克河、蟒盖兔河、庙壕河、木独石犁河4个子流域[7]，矿区另规划建设煤炭洗选、运输及资源综合利用等项目；榆神矿区位于榆林市榆阳区和神木县，其中榆神矿区四期位于红碱淖南侧，紧邻湖区，涉及七卜素河、尔林兔河和庙壕河3个子流域[8-9]；呼吉尔特矿区覆盖范围位于伊金霍洛旗红庆河、札萨克镇管辖区，涉及蟒盖兔河流域，规划面积3 331.7 km2，包括12处井田及勘查区和远景区，规划分两期实施，近期（2015年）生产能力3 275万t/a，远期（2025年）生产能力8 300万t/a，矿区另规划有煤炭洗选以及煤炭综合利用等项目[10-11]。

上述矿区中，呼吉尔特、新街矿区规划已开始实施。其中，满来、察哈素、尔林兔、红庆河4座矿井环评文件分别于2006年、2010年、2011年、2011年获得生态环境部（原环境保护部）批复，马泰壕井田的环评文件于2013年获得内蒙古自治区环境保护厅批复，5座矿井生产规模共计4 900万t/a。初步估计，2025年，不包括榆神矿区四期及新街矿区的勘查区和后备区在内，红碱淖流域及临近区煤炭开采就将超过1亿t/a。

表2 新街矿区划分井田特征

随着煤炭工业产能过剩形势日益严峻，国家以供给侧结构性改革为主线，着力化解煤炭过剩产能，着力调整产业结构和优化布局。2016年2月，国务院发布了《关于煤炭行业化解过剩产能实现脱困发展的意见》（国发〔2016〕7号），提出从 2016 年开始，用3～5 a时间，再退出5亿t煤炭产能、减量重组5亿t，较大幅度压缩煤炭产能。2016年12月，国家发展和改革委员会发布了《煤炭工业发展“十三五”规划》，提出要集约发展，化解淘汰过剩落后产能8亿t/a左右，通过减量置换和优化布局增加先进产能5亿t/a左右。结合榆林、鄂尔多斯等煤制油、煤制天然气、低阶煤分质利用（多联产）项目建设情况，有序建设配套煤矿，满足深加工用煤需要。

综合判断，未来一段时间，尽管全国煤炭行业产能会有所下降，但鄂尔多斯、榆林等地区为满足深加工用煤需要，仍将有序建设配套煤矿，区域煤炭开采量将会进一步加大。事实上，红碱淖流域现有和规划矿区几乎涉及甚至覆盖了整个流域。新街矿区、呼吉尔特矿区、榆神矿区四期等可能陆续开采、不断推进，逐步加大开采规模。

3 煤炭开采对红碱淖生态环境的压力评估

新街矿区5处井田中，马泰壕井田完全位于红碱淖流域内，涉及札萨克河、木独石犁河、庙壕河3个子流域。项目环评预测结果表明，开采导致的地面沉陷造成潜水水位最大降深约2.4 m，沉陷积水区域的蒸发损失对区域地下水影响较大，地表沉陷对红碱淖入湖地表径流量最大减少约81万m3。项目生产生活用水1 278万m3，取自札萨克水库，仅此一项，札萨克河流域地表水资源利用率将由现状的55.7%激增至158.1%，也就是说，札萨克河流域地表水资源已远不能满足区域用水需求，需要继续开采地下水，从而进一步影响红碱淖水资源补给。流域内伊金霍洛旗宝恒电厂用水（85万m3）由札萨克水库改为木独石犁河拦坝蓄水供给，地表水资源开采率由之前的0陡增至62.5%。

红庆河井田约45%位于红碱淖流域，涉及札萨克河子流域，位于札萨克河上游。察哈素井田约25%位于红碱淖流域，涉及札萨克河、木独石犁河、庙壕河三个子流域。考虑红碱淖流域水文地质条件的相似性，为便于比较，按马泰壕井田开采的单位面积水耗初步估算[5]，红庆河、察哈素2处井田涉及红碱淖流域部分生产生活用水及地表沉陷造成的地表水减少量约2 041万m3，届时红碱淖流域水资源利用率将从目前的38.9%增至72.0%，其中地表水和浅层地下水利用率由目前的53.3%猛增至98.7%。马泰壕、红庆河井田生产生活用水量约2 633万m3，占札萨克河流域地表水资源量的211.1%。

新街、呼吉尔特、榆神四期三大矿区总体上对红碱淖形成全包围的态势，涉及流域7条支流的源头区。综上计算，仅新街矿区生产生活用水总量即达到6 033万m3，如生产生活用水直接取用地表水或浅层地下水，其耗水量将占红碱淖多年平均水资源量的58.7%，将进一步加剧流域水资源紧张形势，其影响在枯水年特别是特枯年尤为明显。如榆神矿区四期同期开发，红碱淖水资源补给将受到严重影响。而且，煤炭采选带动电力、煤化工等行业的发展及周边居民的聚集，各类产业发展及人类活动造成的叠加环境影响将更加突出，新增的生产生活用水及由此增设或扩建的河道拦水工程，将大大减少红碱淖水源补给量。考虑目前煤炭开采及其下游产业还不能做到废水零排放，外排废水量将进一步影响红碱淖流域水源补给，加剧湖区和各支流水环境恶化趋势，直接威胁流域生态安全。

针对煤炭开采可能引发的生态环境问题，流域内煤炭规划环评审查意见和项目环评审批意见中都提出了明确要求，如将涉及红碱淖湿地保护区的矿区设为禁采区，并在保护区周边留设足够的保护煤柱，确保井田开采沉陷后的地面标高不低于红碱淖多年平均水位；加强水资源综合利用，矿区生产生活污水处理后全部回收利用等。尽管如此，由于红碱淖流域水资源紧缺，水环境无容量，生态脆弱敏感，因此区域资源环境已不能支撑大规模的煤炭资源开发及配套的下游产业发展。规划的实施将大大加剧区域水资源供需矛盾，加剧区域水环境恶化和生态退化趋势。

4 建 议

红碱淖地处我国北方地区，具有比较重要的生态地位，大规模煤炭开采是影响红碱淖生态环境质量的重要因素。为切实加强红碱淖生态环境保护，建议按照“以改善环境质量为核心”的目标要求，从宏观上强化空间管制、落实总量管控、严格环境准入，从微观上强化环境保护、推进资源综合利用，做好环境污染防治。

4.1 以“三线一单”为手段，开展区域战略环评

（1）划定生态保护空间，落实流域空间管制要求。积极开展红碱淖流域战略环境评价或区域空间生态环境评价，按照《生态保护红线划定指南》《“生态保护红线、环境质量底线、资源利用上线和环境准入负面清单”编制技术指南》，综合评估红碱淖流域生态功能及生态重要性、敏感性和脆弱性，明确流域生态定位，结合陕西省、内蒙古自治区生态红线划定成果，明确流域生态保护空间，确定生态保护管控单元，并结合流域生态服务功能类型和环境管理要求，对控制单元实施分类分区环境管理，明确各区域环境保护要求。开展流域内煤炭开采环境影响专题研究，梳理位于生态红线保护区内的已开采区、在开采区和规划开采区，根据流域生态保护红线及其他生态空间管控要求，改善环境和保障生态功能目标，强化流域空间管控，科学划定禁采区和限采区，明确不同的环境管理要求。结合矿区及周边地表水、地下水补径排关系，确定应保留的缓冲距离，明确各管控单元内煤炭开采范围、层位和方式。

（2）明确“上线”与“底线”，强化流域总量管控。在区域战略环评中，根据红碱淖流域资源环境承载力评估，按照流域水资源分配量和环境保护目标要求，分流域提出水资源利用上线和水环境质量底线，强化区域污染防治，保障各支流下泄流量和水质要求。按照“以水定产”的原则，合理确定煤炭资源开发强度。对于现有开采项目，有关部门应根据国家和地方煤炭工业发展“十三五”规划及化解过剩产能等要求，结合当地环境目标，积极推进小煤矿的兼并重组和落后产能的淘汰，分区分类加快环境治理和生态恢复；对于未落实环评要求，或对红碱淖生态环境已产生重大不利影响的企业，应停产整顿。对于在建项目，应推进绿色矿山建设，强化水资源综合利用与污染物总量控制，科学制定环境保护对策措施。对于规划矿区和拟建项目，应严格按照配水定额和环保要求，合理确定开采规模与时序。

（3）制定生态环境准入清单，严格流域环境准入。建议鄂尔多斯市、榆林市在划定的流域生态保护空间和确定的资源利用上线、环境质量底线的基础上，从煤炭开采范围、布局、规模、土地资源占用、资源回采率、用水总量、矿井水利用率、水资源综合利用率、煤矸石综合利用率、废污水排放总量等方面，以清单方式列出流域内煤炭行业禁止、限制等差别化环境准入（包括已有和规划矿区）条件和要求。对于负面清单内的矿区应禁止开采或限制发展，对于不符合环境准入条件的开采内容，应采取提级改造或逐步淘汰等措施。各矿区规划和项目应结合政府确定的环境准入负面清单，合理调整开采范围、规模、方式和工艺，提高清洁生产水平，加强水资源利用和水污染治理。

4.2 深化矿区规划环评，推进战略与规划环评落地

（1）落实区域战略环评要求，加强规划环评与战略环评联动。红碱淖流域战略环评应基于区域资源环境特点、敏感性及承载能力，科学确定流域内煤炭资源总体开发规模及各矿区开采规模和开采时序。流域内煤炭资源开发、配套产业发展规划制定及其环境影响评价，应以区域战略环评结论为依据，根据战略环评中的资源环境承载力评估、生态敏感脆弱性评估及生态空间划定、水资源利用上线、各断面水环境质量控制目标、环境准入要求等，确定规划矿区的开采范围、开采规模、用水指标与来源、水资源综合利用方式等。规划环评应结合区域水文地质调查和水资源综合利用方式，进一步优化开发规划。

（2）强化规划环评引导与约束，推进规划环评与项目环评联动。按照《关于加强规划环境影响评价与建设项目环境影响评价联动工作的意见》《关于以改善环境质量为核心加强环境影响评价管理的通知》要求，加强规划环评与项目环评联动。在矿区规划环评中实施清单式管理，明确“三线一单”管控要求，明确矿区开采边界和规模，明确新街、呼吉尔特、榆神四期三大矿区及重点矿井的开采时序，避免一定时期内集中开发对红碱淖生态环境产生的叠加影响。规划环评结论要作为项目环评的重要依据，对规划环评中禁止开采或限制开采的矿区范围或边界，项目环评应明确提出避让、限制规模或开采方式等建议，对于不符合规划环评结论和审查意见的项目环评，应依法不予审批。项目环评中，涉及的开采范围、开采的符合性分析、环境质量现状评价等内容视规划环评开展深度适度简化，但对矿井水特别是生产生活用水来源、高盐度矿井水综合利用、环境保护措施等进行重点分析。

（3）推进规划环评跟踪评价，开展项目环评后评价。重点对新街矿区开展规划环评跟踪评价，及时掌握矿区特别是马泰壕、红庆河、察哈素3个涉及红碱淖流域的井田开采现状，弄清煤炭开采及相关工程产生的实际影响，判明矿区开采与流域生态环境问题的耦合关系，结合水文地质资料，从环境保护角度，分析所设保护煤柱的有效性和拟定开采深度的合理性，针对性提出补救和保护措施，并为周边矿区规划环评提供借鉴参考，对地下水强烈影响区应禁止或限制开采。对开发时间较长，环境影响较大的矿区开展环境影响后评价，系统梳理项目开采历史及现状，全面收集流域内水文、水质监测和地下水动态监测、生态状况调查资料及相关研究成果，结合红碱淖及各支流水量历史变化情况，分析说明煤炭开采及关联产业已对红碱淖水资源、水环境造成的叠加影响，并针对性提出保护措施。