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以現代化信息技術助力黃河流域煤炭礦區生態保護

中國煤炭網 作者:張博 孫春升 2020-10-29 15:07:47

當前,“黃河流域生態保護和高質量發展”已成為國家重大戰略之一,是深入推進生態文明建設、培育經濟高質量發展新動能、促進區域協調可持續發展的重大戰略支點。

黃河流域總面積約80萬平方公里,其中含煤區域面積占40%以上,蘊藏煤炭資源量占全國一半以上。煤炭開采在促進黃河流域社會經濟發展、保障國家能源安全方面具有十分重要的地位。然而,傳統的煤炭開采方式必然導致生態破壞,引起地下水位下降、地表生態惡化。如何將黃河流域煤炭工業的高質量發展與生態保護相結合,探索以生態優先、綠色發展為導向的煤炭礦區發展之路,成為我國當前亟待解決的問題。

黃河流域不同區域的煤炭開采特征和生態保護需求有很大差異。依靠傳統的人力、物力等,針對具體點源和項目的環境保護,人為割裂了煤炭礦區作為一個整體生態系統的作用與功能,容易顧此失彼,且難以做到在煤炭開采的同時兼顧生態保護,無法及時準確地應對生態破壞風險。

煤炭礦區生態環境治理是一項專業性、技術性、系統性很強的工作,急需借助現代化信息技術手段,提高煤炭礦區生態環境治理能力和治理水平。具體而言,煤炭礦區的生態環境治理應在制度體系、監測能力與管控平臺建設三個方面集中發力。

一是堅持整體系統觀,構建煤炭礦區生態保護的智能化治理制度體系。

不再沿用之前單一的煤炭礦區生態環境治理機制,創新綜合治理、系統治理、源頭治理,以現代化信息技術為支撐,推進信息共享、監督評價、民主參與、法治保障,實現煤炭礦區不同利益主體的協同及煤炭礦區生態環境治理對象與目標價值的高度重合,實現生態環境治理工具與治理價值有效整合。

借助現代化信息技術手段,進一步統籌優化煤基產業聚集和產業鏈協同布局,因地制宜管理礦產資源、土地資源、水資源的開發利用,強化水、土、植被、風、光等資源與煤炭資源開采之間的協同治理,推動資源高效集約利用制度建設。

以智能化手段構建煤炭礦區生態保護與安全生產、應急管理的協同聯動機制,進行分級、分類監管。

健全源頭預防、過程控制、損害賠償、責任追究制度的同時,制定和完善煤炭礦區生態保護的智能化治理法律法規,有效支撐礦區生態資源產權、資源監管、系統保護、修復、監測評價、資源經營、資源市場配置和調控、補償、財稅金融扶持等方面的制度體系建設與礦區產業協同治理。

二是依托新一代信息技術、智能化手段,提升煤炭礦區生態環境監測能力。

煤炭礦區生態環境質量監測與評價、生態過程及空間響應識別與調控、環境承載能力預測預警、生態環境損害及修復評估、生態保護的人工干預與智能決策等工作的基礎都在于生態環境數據的采集與分析,都需要與現代化信息技術深度融合。新型基礎設施建設和新一代信息技術為煤炭礦區生態環境監測能力的提升提供可能。例如,依靠大數據、遙感衛星、物聯網、云計算等技術,配合網格化監測微站、移動監測(無人機及便攜式現場監測設備)等技術方法,構建高時空分辨監測網,實時觀測煤層,上覆層,水系(水資源與水環境),地表土壤與植被、動物、微生物,大氣環境等變化,識別評價煤炭開采擾動、環境污染治理、資源綜合利用、生態修復等的程度與自然恢復水平。

因此,推動煤炭礦區新型基礎設施建設,加快布局建設5G網絡、千兆光纖寬帶、物聯網、云計算、邊緣計算、新型互聯網交換中心等,構建新一代信息技術支撐的生態環境監測網絡,為煤炭礦區各領域、各角落全天候無縫監管提供高時空分辨率的監測數據。

利用高時空分辨監測網的監測數據和大數據分析技術,加強煤炭礦區生態環境信息資源的整合,可以精細刻畫環境擾動要素變化和排放源的排放規律,提高礦井及周邊區域時間和空間識別精度,系統掌握區域內山、水、林、田、湖、草、礦產資源等的生態大數據,提升實時數據監控能力。生態環境部發布的《生態環境監測規劃綱要(2020-2035年)》提出,生態環境監測要向環境風險預警拓展,構建生態環境狀況綜合評估體系。

以技術支撐網格化管理,通過綜合環境容量、實時擾動特征及開采情況提升監管效率,支持源頭治理,強化主體責任,在支撐煤炭精準開采的同時,服務礦井及周邊區域生態功能提升與生態系統重構。

三是建設智能化生態環境治理平臺,提高煤炭礦區生態環境監管決策水平。

為應對信息碎片化、局地化、平面化與不確定性,借助新型基礎設施建設的契機,引入互聯網、物聯網、大數據、云計算、人工智能、區塊鏈等現代化信息技術,將煤炭礦區生態環境治理大數據監管與決策平臺列為煤礦智能化建設的核心內容之一。

充分融合現代化信息技術手段,構建數字化、智能化的煤炭礦區生態環境治理“最強大腦”,可以有效提升運行效率、服務和管理水平。例如,引入科技手段,通過該平臺實現動態監測、智能預測預警、快速定位、跟蹤研判、精準溯源,及時發現問題,將問題精確定位在特定礦井或地表區域,從而對特定對象進行分時、分級、分類精準管控。同時,以平臺建設拓展煤炭礦區治理張力,加快應用互聯感知、數據分析和智能決策技術,在技術的輔助下,積累更多可靠數據。

探索利用多元數據融合分析,形成成本更低、覆蓋面更廣、布點更靈活、查找影響源更精準的生態保護方法與治理策略。

建設具有信息采集、風險感知、風險監測、智能分析、預判預警、監管核查、綜合治理、防控協同、決策評估的一體化平臺,可以有效推動煤炭礦區治理的精準預測、防控協同與可視化管理,服務礦山及其周邊區域生態保護的精準施策,增強礦區韌性。

通過數據治理、數據共享、多元數據融合,還可以與上級監管部門建立協作關系,推進煤炭礦區數據管理、行業監管、網格化管理等平臺的功能整合,用科技彌補環境治理過程中出現的人力、物力不足的短板,從平面監管轉向立體監管,及時回應煤炭礦區生態環境治理的利益訴求,便于實施精細化、數據化、智能化的保護與管理,提高區域生態保護與治理的科學決策水平。

2020年8月31日,中共中央政治局會議審議了《黃河流域生態保護和高質量發展規劃綱要》。黃河流域生態保護和高質量發展受到高度重視,將推動黃河流域煤炭礦區生態保護事業進入新的歷史時期。建設智能綠色煤礦,充分融合科技手段治理煤炭礦區生態環境,可以最大程度減小生態環境破壞,實現生態保護精準化、敏捷化與現代化。伴隨煤炭礦區生態保護理念的轉變、技術的完善,將有利于網格化的精準管理,發揮海量數據價值,推進以風險評估為基礎的精準治理,并逐步融入智慧礦區體系。

隨著煤炭礦區生態保護進入深水區及一些新的問題的出現,未來如何將大數據與礦區規劃結合,利用數據支持綜合治理,促進礦區產業結構調整、經濟轉型是智能化生態環境治理工作需要考慮的重要課題。

“十四五”時期,我國急需推進黃河流域煤炭礦區生態環境的智能化治理,國家應鼓勵大型煤炭企業積極實踐,從打造科研和應用示范基地做起,提供治理樣板,形成一系列可推廣、可復制的成功經驗。

(作者張博系中國礦業大學〈北京〉管理學院教授、博士生導師,孫春升系煤炭工業規劃設計研究院戰略院副院長、研究員)


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