華東地區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境定量評(píng)價(jià)研究

■ 邢懷學(xué)/李君滸/董永觀/葛偉亞/田福金/常曉軍

（南京地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，江蘇 南京 210016）

隨著礦產(chǎn)資源開發(fā)規(guī)模、強(qiáng)度、深度的不斷擴(kuò)大，不斷帶來(lái)了諸多負(fù)面因素，礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越突出，礦山及礦山周邊的生活環(huán)境受到不同程度的影響[1-2]。為此，國(guó)土資源部于2007年5月21日發(fā)布了《礦山環(huán)境保護(hù)與綜合治理方案編制規(guī)范(DZ/T223—2007)》，2009年3月2日又發(fā)布了《礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)規(guī)定(中華人民共和國(guó)國(guó)土資源部令第44號(hào))》。這些規(guī)范和規(guī)定的發(fā)布使得礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)工作有了法律法規(guī)依據(jù)，也為礦山地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)工作提供了指導(dǎo)。

國(guó)內(nèi)學(xué)者大多側(cè)重于對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境的定性研究，發(fā)表的定量研究的論文展示不多[3]。在地質(zhì)環(huán)境的定性研究方面，有關(guān)地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)模型研究成果較為豐富，如喬曉英、王文科等對(duì)馮家山灌區(qū)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)[4]；武健強(qiáng)等建立了蘇、錫、常地區(qū)地質(zhì)環(huán)境信息系統(tǒng)[5]，并進(jìn)行了地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀分析評(píng)價(jià)[6]；趙法鎖等建立了略陽(yáng)縣地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)模型[7]；魯明星等建立了唐山市區(qū)環(huán)境地質(zhì)模糊綜合評(píng)價(jià)模型[8]；李娜和高德政采用GIS方法建立地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)模型[9]，并對(duì)嘉陵江上游地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行了評(píng)價(jià)[10]。如何對(duì)礦業(yè)開發(fā)引起的礦山環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題正確地進(jìn)行定性與定量評(píng)價(jià)，可為地方政府合理規(guī)劃、開發(fā)和利用礦產(chǎn)資源提供科學(xué)依據(jù)，對(duì)礦山環(huán)境復(fù)墾與治理，恢復(fù)被破壞的礦山環(huán)境，維護(hù)區(qū)域的生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，具有重要意義。

華東地區(qū)包括江蘇省、安徽省、江西省、福建省、浙江省和上海市等五省一市，全區(qū)陸地面積為625062km2。區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富，開發(fā)歷史悠久，開發(fā)的礦種多，數(shù)量大，礦產(chǎn)資源開發(fā)利用普遍，在為華東地區(qū)國(guó)民經(jīng)濟(jì)做出重大貢獻(xiàn)的同時(shí)，也產(chǎn)生了明顯的礦山環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題。華東地區(qū)主要的礦山環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題有土地資源毀損和占用、礦山地質(zhì)災(zāi)害以及環(huán)境污染等三種類型。產(chǎn)生礦山環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題的原因是自然因素和人為因素共同作用的結(jié)果，其中人為因素起重要作用[11]。本文以華東地區(qū)為例，依托《華東地區(qū)不同類型礦產(chǎn)開發(fā)環(huán)境地質(zhì)研究》項(xiàng)目的部分研究成果，試對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境的定量評(píng)價(jià)方法進(jìn)行探討。

1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是綜合評(píng)價(jià)的基本條件，是礦山地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)的核心和關(guān)鍵環(huán)節(jié)[12]。礦山地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在不同地質(zhì)環(huán)境背景區(qū)以不同開采方式開采的不同礦產(chǎn)類型所導(dǎo)致的主要環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題不同，影響礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果的因素眾多，只有篩選出正確的評(píng)價(jià)因子，制定合理的評(píng)價(jià)等級(jí)，選用正確的評(píng)價(jià)方法，才有可能保證評(píng)價(jià)結(jié)果的科學(xué)性、客觀性與可比性。目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)一個(gè)統(tǒng)一的礦山地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，在評(píng)價(jià)礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境時(shí),各家采用的評(píng)價(jià)指標(biāo)不一致、方法不統(tǒng)一[12-13]。

1.1 評(píng)價(jià)體系選取的依據(jù)

礦山地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)體系研究應(yīng)根據(jù)不同礦山地質(zhì)環(huán)境特征，以各類礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題的分布、發(fā)育現(xiàn)狀及礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題發(fā)展趨勢(shì)為重點(diǎn)，以采礦對(duì)環(huán)境影響程度、兼顧地質(zhì)環(huán)境背景和突出重點(diǎn)為依據(jù)。

1.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇

評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇應(yīng)遵循如下原則:

(1)科學(xué)性、客觀性、實(shí)用性；

(2)目的要求明確；

(3)評(píng)價(jià)因子要適合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)背景；

(4)指標(biāo)或因子要量化；

(5)數(shù)據(jù)的可靠性。

根據(jù)以上原則和華東地質(zhì)礦山地質(zhì)環(huán)境的特點(diǎn)，參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，確定以礦山開采對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境影響為主、兼顧地質(zhì)環(huán)境背景的5個(gè)評(píng)價(jià)子系統(tǒng)，分為16個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，分別為：礦山種類、礦山數(shù)量、礦山規(guī)模、固體廢棄物存放量、廢水廢液年排放量、壓占破壞耕地面積、造成的危害及損失、地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量、地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模、開采方式、易發(fā)程度分區(qū)、地形地貌條件、工程巖組條件、區(qū)位經(jīng)濟(jì)條件、礦山開發(fā)規(guī)劃分區(qū)、治理難易程度分級(jí)。

2 評(píng)價(jià)方法及評(píng)價(jià)模型的選擇

本次礦山地質(zhì)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)分區(qū)，主要是在綜合分析各種礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題發(fā)育特點(diǎn)、分布特征、危害程度的基礎(chǔ)上采用質(zhì)量指數(shù)模型方法，對(duì)華東地區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行評(píng)價(jià)分區(qū)。即按一定的標(biāo)準(zhǔn)，將華東地區(qū)礦山區(qū)域劃分為若干單元，采用專家評(píng)分法，賦予各個(gè)單元所有的礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題（因子）一定的值，以表示各礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題在系統(tǒng)中的相對(duì)重要性，然后對(duì)每一單元均按礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算其質(zhì)量指數(shù)，根據(jù)質(zhì)量指數(shù)即按質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行華東地區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境分區(qū)。

本次評(píng)價(jià)使用的數(shù)學(xué)模型為加權(quán)指數(shù)模型，即按一定的標(biāo)準(zhǔn)給予區(qū)域中所有的環(huán)境要素的不同因子一定的值，再加權(quán)求和。其數(shù)學(xué)模式為：

式中：F—綜合質(zhì)量指數(shù)；Fi—某一組成要素單項(xiàng)分值；Wi—因子權(quán)重。

3 評(píng)價(jià)單元與評(píng)價(jià)指標(biāo)的量化

本次評(píng)價(jià)采用正方形網(wǎng)格單元的劃分方法，以20×20=400km2為一單元格，共劃分為1728個(gè)單元格。各指標(biāo)的量化、評(píng)分如表1所示。

4 權(quán)重值的確定

權(quán)重反映不同評(píng)價(jià)指標(biāo)間的相對(duì)重要程度，具有明顯的數(shù)學(xué)模糊性特征。在評(píng)價(jià)指標(biāo)等級(jí)一定的情況下，綜合評(píng)價(jià)中指標(biāo)權(quán)重的大小是左右評(píng)價(jià)結(jié)果的關(guān)鍵因素。本次評(píng)價(jià)各因子權(quán)值的確定采用專家打分法。對(duì)礦山環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題子系統(tǒng)及其包含的各因子給予較大數(shù)值，對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題影響因素及恢復(fù)治理難易程度因子給予次級(jí)數(shù)值（表1）。

表1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系賦值、評(píng)分、權(quán)重表

5 評(píng)價(jià)結(jié)果分級(jí)

按《全國(guó)礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查技術(shù)要求實(shí)施細(xì)則》，將華東地區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)分區(qū)劃為嚴(yán)重區(qū)、較嚴(yán)重區(qū)、一般區(qū)三級(jí)（表2）。

6 評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)上述評(píng)價(jià)方法，將華東地區(qū)劃分為30個(gè)礦山地質(zhì)環(huán)境極嚴(yán)重區(qū)、40個(gè)礦山地質(zhì)環(huán)境嚴(yán)重區(qū)和49個(gè)礦山地質(zhì)環(huán)境一般區(qū)，三者總面積達(dá)到26910693公頃（圖1）。

極嚴(yán)重區(qū)面積達(dá)2859265公頃,占華東地區(qū)總面積的4.57%，極嚴(yán)重區(qū)內(nèi)礦區(qū)面積為351441.42公頃，占整個(gè)礦區(qū)面積的36.45%。極嚴(yán)重區(qū)有大型礦山61座，占大型礦山總數(shù)的37%，中型礦山105座，占中型礦山總數(shù)的28%，小型礦山3386座，占小型礦山總數(shù)的16%。極嚴(yán)重區(qū)主要沿長(zhǎng)江中下游銅鐵金多金屬成礦帶、武夷山銅鉛鋅多金屬成礦帶、東南沿海建材非金屬成礦帶和南嶺鎢錫多金屬成礦帶東段四個(gè)華東地區(qū)成礦帶分布，此外在贛西、兩淮和徐州地區(qū)還有少量分布，總體上與成礦帶的空間分布基本一致。

嚴(yán)重區(qū)面積達(dá)到12675261公頃，占華東地區(qū)總面積的20.3%，嚴(yán)重區(qū)有大型礦山76座，占華東地區(qū)大型礦山總數(shù)的46%，嚴(yán)重區(qū)礦山149座，占華東地區(qū)中型礦山總數(shù)的39%，小型礦山7500座，占華東地區(qū)小型礦山總數(shù)的36%，采空區(qū)范圍達(dá)到14151.44公頃，占華東地區(qū)礦山采空區(qū)總面積的14%，嚴(yán)重區(qū)面積較大，在華東地區(qū)各礦山區(qū)域均有較大面積分布，呈面狀分布在華東地區(qū)成礦帶邊緣和礦山集中區(qū)。

表2 礦山地質(zhì)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)

圖1 華東地區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)分區(qū)圖

一般區(qū)面積達(dá)到11376167公頃,占華東地區(qū)總面積的18.2%，中等區(qū)內(nèi)礦區(qū)面積為28734.49公頃，占整個(gè)礦區(qū)面積的3.35%。中等區(qū)內(nèi)沒(méi)有大型礦山，中型礦山79座，占華東地區(qū)中型礦山總數(shù)的26.51%，小型礦山3234座，占華東地區(qū)小型礦山總數(shù)的26.80%，一般區(qū)分布比較分散，呈點(diǎn)狀分布，零星分布在華東地區(qū)各類小型礦山區(qū)。

7 結(jié)語(yǔ)

本文在華東各省礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查評(píng)估資料的基礎(chǔ)上，選取了影響礦山地質(zhì)環(huán)境的16個(gè)指標(biāo)，開展了華東地區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)工作。并在專家打分的基礎(chǔ)上，確定各指標(biāo)的權(quán)重值。經(jīng)數(shù)據(jù)空間分析、專家修正等工作之后，編制了華東地區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)圖。評(píng)價(jià)結(jié)果表明，選用的評(píng)價(jià)方案切實(shí)可行，評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際情況較為吻合。但礦山地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)工作仍屬于較新的工作領(lǐng)域，至今還沒(méi)有形成成熟的、被業(yè)內(nèi)專家公認(rèn)的方法與理論體系。因此，礦山地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)工作還需要有志之士繼續(xù)探索，從評(píng)價(jià)方案的選擇，到評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取、指標(biāo)權(quán)重的確定，直至成果圖件的表達(dá)等方面都需要深入地開展大量探索工作。

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