煤炭開采對紅堿淖環境影響及保護對策

劉 磊，仇昕昕，張 敏，李樂來

（1.生態環境部 環境工程評估中心，北京100012；2.生態環境部對外合作中心，北京100035；3.浙江省環境科技有限公司，浙江杭州310000）

紅堿淖位于陜西省榆林市神木縣和內蒙古自治區鄂爾多斯市伊金霍洛旗交界地帶，因地面呈鐵銹色，故原稱“紅堿濕地”，后積水成湖，遂稱“紅堿淖”。紅堿淖是我國最大的沙漠淡水湖，是陜西省著名的旅游勝地，素有“大漠明珠”之稱，也是世界上最大的遺鷗繁殖與棲息地。同時，紅堿淖所在區域是我國最重要的煤炭基地之一，煤炭資源豐富，開采強度及下游產業發展潛力較大。近年來，因流域水資源過度利用，紅堿淖湖區范圍大幅萎縮，生態系統明顯退化，環境污染日益嚴重。影響紅堿淖水質水量變化的因素很多，既有自然因素，也有人為因素。綜合分析，作為煤炭資源富集區和主體功能區中的重點開發區，紅堿淖所在區域煤炭開采是影響其生態環境的重要因素。為推進紅堿淖生態環境保護，亟待從生態空間管制、開采方式、水資源消耗和水污染物排放總量等方面嚴格煤炭開采的生態環境準入條件。

1 流域主要生態環境問題

1.1 紅堿淖面積變化趨勢及成因

唐克旺等[1-4]通過遙感解譯、水文觀測等方式解析了紅堿淖的成因、變化過程和趨勢。概括而言，紅堿淖形成至今不足百年，大致歷經形成、擴張、穩定、萎縮4個階段。1967年以前，湖區范圍總體呈擴張態勢，至1967年達到歷史上最大的67 km2，此后30 a基本維持在50～60 km2。2000年以后，水位以30～40 cm/a的速度下降，湖區面積急劇縮小，到2010年減小至38.2 km2，到2015年更是減小至30.0 km2以下。

紅堿淖流域主要由湖區及札薩克河、蟒蓋兔河、松道溝河、木獨石犁河、七卜素河、爾林兔河、廟壕河等7條支流組成，流域總面積1 493.3 km2。根據《紅堿淖流域水資源綜合規劃》，流域多年平均水資源總量10 277.5萬m3，其中地表水資源量5 447.8萬 m3[4]（見表 1）。

表1 紅堿淖流域水文特征

流域內現有4座水庫，總庫容5 710.4萬m3，總庫容系數（水庫總庫容/河流多年平均水資源量）為105%。其中，札薩克河已建3座水庫，總庫容5 249.7萬m3，總庫容系數達421%。各類攔河工程對區域生態影響非常明顯，札薩克水庫至紅堿淖湖區河段常處于斷流狀態，河道幾近干涸。流域現狀總供水量4 002.7萬m3，地表水資源開發利用率25.0%，淺層地下水開采量占可利用量的128.4%，超采量781.3萬m3，超采區主要集中在札薩克河、蟒蓋兔河和松道溝河支流流域，紅堿淖地下水補給受到嚴重威脅。

1.2 紅堿淖環境質量及其影響因素

20世紀70年代至今，紅堿淖水環境總體呈惡化趨勢，其中pH值從20世紀70年代的7.4提高至2013年的9.4，化學需氧量從80年代的未檢出增至2013年的300 mg/L，但2000年前基本滿足地表水Ⅲ類水質要求。根據馬泰壕井田2013年5月底監測數據，紅堿淖湖區化學需氧量、生化需氧量、石油類、鐵、pH值均超標，湖區水質為劣Ⅴ類[5]。札薩克水庫、蟒蓋兔河上游、七卜素河入湖口水質均為Ⅳ類，主要污染因子為高錳酸鹽指數，其余支流水質為Ⅱ、Ⅲ類。根據《黃河水系漁業資源》《陜西省漁業生態環境狀況公報》等，自20世紀80年代起，因過度捕撈、旅游開發等，紅堿淖魚類種類、數量不斷減少，近年兼因水資源量大幅減少、來水水質嚴重污染等，漁業資源已近枯竭，嚴重影響遺鷗的繁殖與棲息地環境。

1.3 煤炭開采對紅堿淖環境影響

煤炭開采對紅堿淖的影響：生活用水直接取用紅堿淖地下補給水源，煤炭開采破壞含水層，疏干地下水，影響紅堿淖地下水源補給；生活污水排放和高礦化度礦井水（溶解性總固體最大超標8.3倍）排放影響紅堿淖流域水質。據統計，目前紅堿淖流域僅爾林兔、察哈素、紅慶河、馬泰壕4處井田年采煤量就達到3 700萬t，根據王麗麗[6]的研究成果，煤炭開采單位產量破壞水資源量為2.54 m3/t，據此初步估算紅堿淖流域煤炭開采造成的地下水資源破壞量約9 400萬m3，其中部分地下水資源為紅堿淖的補給水源。此外，煤炭行業下游產業，特別是煤化工產業，需要大量的水資源，直接或間接減少了補給紅堿淖流域的水資源量。據統計，目前紅堿淖流域工業用水量占工業、農業、生活用水總量的44.0%，主要工業用水大戶為煤炭開采及其下游產業發展。

2 紅堿淖流域煤炭資源開發態勢

目前，紅堿淖流域及周邊主要規劃有新街礦區、呼吉爾特礦區和榆神礦區。其中：新街礦區位于伊金霍洛旗和烏審旗境內，局部涉及榆林市。礦區規劃面積2 188.7 km2，生產能力4 900萬 t/a，包括滿來、察哈素、爾林兔、紅慶河、馬泰壕5處井田及2處勘查區和1處后備區（見表2），涉及札薩克河、蟒蓋兔河、廟壕河、木獨石犁河4個子流域[7]，礦區另規劃建設煤炭洗選、運輸及資源綜合利用等項目；榆神礦區位于榆林市榆陽區和神木縣，其中榆神礦區四期位于紅堿淖南側，緊鄰湖區，涉及七卜素河、爾林兔河和廟壕河3個子流域[8-9]；呼吉爾特礦區覆蓋范圍位于伊金霍洛旗紅慶河、札薩克鎮管轄區，涉及蟒蓋兔河流域，規劃面積3 331.7 km2，包括12處井田及勘查區和遠景區，規劃分兩期實施，近期（2015年）生產能力3 275萬t/a，遠期（2025年）生產能力8 300萬t/a，礦區另規劃有煤炭洗選以及煤炭綜合利用等項目[10-11]。

上述礦區中，呼吉爾特、新街礦區規劃已開始實施。其中，滿來、察哈素、爾林兔、紅慶河4座礦井環評文件分別于2006年、2010年、2011年、2011年獲得生態環境部（原環境保護部）批復，馬泰壕井田的環評文件于2013年獲得內蒙古自治區環境保護廳批復，5座礦井生產規模共計4 900萬t/a。初步估計，2025年，不包括榆神礦區四期及新街礦區的勘查區和后備區在內，紅堿淖流域及臨近區煤炭開采就將超過1億t/a。

表2 新街礦區劃分井田特征

隨著煤炭工業產能過剩形勢日益嚴峻，國家以供給側結構性改革為主線，著力化解煤炭過剩產能，著力調整產業結構和優化布局。2016年2月，國務院發布了《關于煤炭行業化解過剩產能實現脫困發展的意見》（國發〔2016〕7號），提出從 2016 年開始，用3～5 a時間，再退出5億t煤炭產能、減量重組5億t，較大幅度壓縮煤炭產能。2016年12月，國家發展和改革委員會發布了《煤炭工業發展“十三五”規劃》，提出要集約發展，化解淘汰過剩落后產能8億t/a左右，通過減量置換和優化布局增加先進產能5億t/a左右。結合榆林、鄂爾多斯等煤制油、煤制天然氣、低階煤分質利用（多聯產）項目建設情況，有序建設配套煤礦，滿足深加工用煤需要。

綜合判斷，未來一段時間，盡管全國煤炭行業產能會有所下降，但鄂爾多斯、榆林等地區為滿足深加工用煤需要，仍將有序建設配套煤礦，區域煤炭開采量將會進一步加大。事實上，紅堿淖流域現有和規劃礦區幾乎涉及甚至覆蓋了整個流域。新街礦區、呼吉爾特礦區、榆神礦區四期等可能陸續開采、不斷推進，逐步加大開采規模。

3 煤炭開采對紅堿淖生態環境的壓力評估

新街礦區5處井田中，馬泰壕井田完全位于紅堿淖流域內，涉及札薩克河、木獨石犁河、廟壕河3個子流域。項目環評預測結果表明，開采導致的地面沉陷造成潛水水位最大降深約2.4 m，沉陷積水區域的蒸發損失對區域地下水影響較大，地表沉陷對紅堿淖入湖地表徑流量最大減少約81萬m3。項目生產生活用水1 278萬m3，取自札薩克水庫，僅此一項，札薩克河流域地表水資源利用率將由現狀的55.7%激增至158.1%，也就是說，札薩克河流域地表水資源已遠不能滿足區域用水需求，需要繼續開采地下水，從而進一步影響紅堿淖水資源補給。流域內伊金霍洛旗寶恒電廠用水（85萬m3）由札薩克水庫改為木獨石犁河攔壩蓄水供給，地表水資源開采率由之前的0陡增至62.5%。

紅慶河井田約45%位于紅堿淖流域，涉及札薩克河子流域，位于札薩克河上游。察哈素井田約25%位于紅堿淖流域，涉及札薩克河、木獨石犁河、廟壕河三個子流域。考慮紅堿淖流域水文地質條件的相似性，為便于比較，按馬泰壕井田開采的單位面積水耗初步估算[5]，紅慶河、察哈素2處井田涉及紅堿淖流域部分生產生活用水及地表沉陷造成的地表水減少量約2 041萬m3，屆時紅堿淖流域水資源利用率將從目前的38.9%增至72.0%，其中地表水和淺層地下水利用率由目前的53.3%猛增至98.7%。馬泰壕、紅慶河井田生產生活用水量約2 633萬m3，占札薩克河流域地表水資源量的211.1%。

新街、呼吉爾特、榆神四期三大礦區總體上對紅堿淖形成全包圍的態勢，涉及流域7條支流的源頭區。綜上計算，僅新街礦區生產生活用水總量即達到6 033萬m3，如生產生活用水直接取用地表水或淺層地下水，其耗水量將占紅堿淖多年平均水資源量的58.7%，將進一步加劇流域水資源緊張形勢，其影響在枯水年特別是特枯年尤為明顯。如榆神礦區四期同期開發，紅堿淖水資源補給將受到嚴重影響。而且，煤炭采選帶動電力、煤化工等行業的發展及周邊居民的聚集，各類產業發展及人類活動造成的疊加環境影響將更加突出，新增的生產生活用水及由此增設或擴建的河道攔水工程，將大大減少紅堿淖水源補給量。考慮目前煤炭開采及其下游產業還不能做到廢水零排放，外排廢水量將進一步影響紅堿淖流域水源補給，加劇湖區和各支流水環境惡化趨勢，直接威脅流域生態安全。

針對煤炭開采可能引發的生態環境問題，流域內煤炭規劃環評審查意見和項目環評審批意見中都提出了明確要求，如將涉及紅堿淖濕地保護區的礦區設為禁采區，并在保護區周邊留設足夠的保護煤柱，確保井田開采沉陷后的地面標高不低于紅堿淖多年平均水位；加強水資源綜合利用，礦區生產生活污水處理后全部回收利用等。盡管如此，由于紅堿淖流域水資源緊缺，水環境無容量，生態脆弱敏感，因此區域資源環境已不能支撐大規模的煤炭資源開發及配套的下游產業發展。規劃的實施將大大加劇區域水資源供需矛盾，加劇區域水環境惡化和生態退化趨勢。

4 建 議

紅堿淖地處我國北方地區，具有比較重要的生態地位，大規模煤炭開采是影響紅堿淖生態環境質量的重要因素。為切實加強紅堿淖生態環境保護，建議按照“以改善環境質量為核心”的目標要求，從宏觀上強化空間管制、落實總量管控、嚴格環境準入，從微觀上強化環境保護、推進資源綜合利用，做好環境污染防治。

4.1 以“三線一單”為手段，開展區域戰略環評

（1）劃定生態保護空間，落實流域空間管制要求。積極開展紅堿淖流域戰略環境評價或區域空間生態環境評價，按照《生態保護紅線劃定指南》《“生態保護紅線、環境質量底線、資源利用上線和環境準入負面清單”編制技術指南》，綜合評估紅堿淖流域生態功能及生態重要性、敏感性和脆弱性，明確流域生態定位，結合陜西省、內蒙古自治區生態紅線劃定成果，明確流域生態保護空間，確定生態保護管控單元，并結合流域生態服務功能類型和環境管理要求，對控制單元實施分類分區環境管理，明確各區域環境保護要求。開展流域內煤炭開采環境影響專題研究，梳理位于生態紅線保護區內的已開采區、在開采區和規劃開采區，根據流域生態保護紅線及其他生態空間管控要求，改善環境和保障生態功能目標，強化流域空間管控，科學劃定禁采區和限采區，明確不同的環境管理要求。結合礦區及周邊地表水、地下水補徑排關系，確定應保留的緩沖距離，明確各管控單元內煤炭開采范圍、層位和方式。

（2）明確“上線”與“底線”，強化流域總量管控。在區域戰略環評中，根據紅堿淖流域資源環境承載力評估，按照流域水資源分配量和環境保護目標要求，分流域提出水資源利用上線和水環境質量底線，強化區域污染防治，保障各支流下泄流量和水質要求。按照“以水定產”的原則，合理確定煤炭資源開發強度。對于現有開采項目，有關部門應根據國家和地方煤炭工業發展“十三五”規劃及化解過剩產能等要求，結合當地環境目標，積極推進小煤礦的兼并重組和落后產能的淘汰，分區分類加快環境治理和生態恢復；對于未落實環評要求，或對紅堿淖生態環境已產生重大不利影響的企業，應停產整頓。對于在建項目，應推進綠色礦山建設，強化水資源綜合利用與污染物總量控制，科學制定環境保護對策措施。對于規劃礦區和擬建項目，應嚴格按照配水定額和環保要求，合理確定開采規模與時序。

（3）制定生態環境準入清單，嚴格流域環境準入。建議鄂爾多斯市、榆林市在劃定的流域生態保護空間和確定的資源利用上線、環境質量底線的基礎上，從煤炭開采范圍、布局、規模、土地資源占用、資源回采率、用水總量、礦井水利用率、水資源綜合利用率、煤矸石綜合利用率、廢污水排放總量等方面，以清單方式列出流域內煤炭行業禁止、限制等差別化環境準入（包括已有和規劃礦區）條件和要求。對于負面清單內的礦區應禁止開采或限制發展，對于不符合環境準入條件的開采內容，應采取提級改造或逐步淘汰等措施。各礦區規劃和項目應結合政府確定的環境準入負面清單，合理調整開采范圍、規模、方式和工藝，提高清潔生產水平，加強水資源利用和水污染治理。

4.2 深化礦區規劃環評，推進戰略與規劃環評落地

（1）落實區域戰略環評要求，加強規劃環評與戰略環評聯動。紅堿淖流域戰略環評應基于區域資源環境特點、敏感性及承載能力，科學確定流域內煤炭資源總體開發規模及各礦區開采規模和開采時序。流域內煤炭資源開發、配套產業發展規劃制定及其環境影響評價，應以區域戰略環評結論為依據，根據戰略環評中的資源環境承載力評估、生態敏感脆弱性評估及生態空間劃定、水資源利用上線、各斷面水環境質量控制目標、環境準入要求等，確定規劃礦區的開采范圍、開采規模、用水指標與來源、水資源綜合利用方式等。規劃環評應結合區域水文地質調查和水資源綜合利用方式，進一步優化開發規劃。

（2）強化規劃環評引導與約束，推進規劃環評與項目環評聯動。按照《關于加強規劃環境影響評價與建設項目環境影響評價聯動工作的意見》《關于以改善環境質量為核心加強環境影響評價管理的通知》要求，加強規劃環評與項目環評聯動。在礦區規劃環評中實施清單式管理，明確“三線一單”管控要求，明確礦區開采邊界和規模，明確新街、呼吉爾特、榆神四期三大礦區及重點礦井的開采時序，避免一定時期內集中開發對紅堿淖生態環境產生的疊加影響。規劃環評結論要作為項目環評的重要依據，對規劃環評中禁止開采或限制開采的礦區范圍或邊界，項目環評應明確提出避讓、限制規模或開采方式等建議，對于不符合規劃環評結論和審查意見的項目環評，應依法不予審批。項目環評中，涉及的開采范圍、開采的符合性分析、環境質量現狀評價等內容視規劃環評開展深度適度簡化，但對礦井水特別是生產生活用水來源、高鹽度礦井水綜合利用、環境保護措施等進行重點分析。

（3）推進規劃環評跟蹤評價，開展項目環評后評價。重點對新街礦區開展規劃環評跟蹤評價，及時掌握礦區特別是馬泰壕、紅慶河、察哈素3個涉及紅堿淖流域的井田開采現狀，弄清煤炭開采及相關工程產生的實際影響，判明礦區開采與流域生態環境問題的耦合關系，結合水文地質資料，從環境保護角度，分析所設保護煤柱的有效性和擬定開采深度的合理性，針對性提出補救和保護措施，并為周邊礦區規劃環評提供借鑒參考，對地下水強烈影響區應禁止或限制開采。對開發時間較長，環境影響較大的礦區開展環境影響后評價，系統梳理項目開采歷史及現狀，全面收集流域內水文、水質監測和地下水動態監測、生態狀況調查資料及相關研究成果，結合紅堿淖及各支流水量歷史變化情況，分析說明煤炭開采及關聯產業已對紅堿淖水資源、水環境造成的疊加影響，并針對性提出保護措施。