基于模糊评价模型的页岩气开采区域水资源承载力评价

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:huangcong8888
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页岩气是一种非常规天然气能源,我国技术可开采储量远远大于常规天然气的储量,页岩气开采是我国调整当前能源结构来呼应减少碳排放计划的有效途径。目前页岩气开采尚处于起步阶段,水力压裂仍是页岩气开采的主要方式,大量耗水是制约页岩气开采的瓶颈,大规模开发页岩气是否会造成水资源压力,尚未有一个全面合适的定量研究分析;页岩气开采用水对其他环境、生产、生活用水分配影响是否严重,尚未有明确的结论;当前的用水模式是否适用也需要验证,因此水资源承载力评价是关键。水资源承载力评价指标、评价方法、评价等级范围的选取均具有强烈的地域性和资源开采工艺差异。本文基于喀斯特地貌水文特点,对页岩气开采全生命周期耗水所涉及的环境、社会、经济指标进行了研究,建立了基于模糊评价模型的水资源承载力指标体系,利用Matlab软件对川南地区长宁页岩气开采区水资源承载力进行了评价验证与预测,以期为我国页岩气开采的水资源管理提供理论依据。研究结果表明:(1)基于模糊评价模型,建立了压力—状态—响应三层模糊评价指标体系,包括人口增长率、人均GDP、页岩气开采用水指标、状态系统水环境指标及相应的社会经济指标共12个,其中区域页岩气用水比例、用水循环量比例、用水回注水量比例及单位产能耗水率为页岩气开采区水资源承载力评价特色指标。指标体系可综合页岩气开采全生命周期水资源消耗、喀斯特地质地貌、水文特点、生态承载力评价指标体系及可持续发展指标体系。(2)利用建立的压力—状态—响应模糊评价方法对长宁页岩气开采区水资源承载力进行了评价验证。结果显示,长宁页岩气开采区2012年到2016年的综合评价指标属于第V4等级,水资源承载力属于较强状态,可以满足当地水资源供需要求。此评价结果与事实相符,证明指标、权重及隶属度选取合理,评价方法有效。(3)利用模型对长宁页岩气开发影响区域2020年、2025年、2030年、2035年及2040年的总用水量进行预测。结果表明,2020年、2025年水资源承载力属于V4等级,在一定程度上属于承载力强状态,可支撑研究区页岩气的大规模开发。2030年、2035年、2040年水资源承载力,水资源供需不协调,因此合理规划页岩气开发规模、提高科学技术水平、控制并平衡各方面用水十分重要。(4)模糊评价法可通过权重对各个指标进行定量化处理,从而得到页岩气开采过程对水资源的影响大小,并以县级行政区为评价单元,评价结果更客观,评价方法易于水资源管理。本模型不仅适合喀斯特地区水资源承载力评价,也可用于其他水资源不充裕地区评价,具有可推广性。
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