鳳縣鉛鋅礦區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境遙感調(diào)查研究

鄧 錕

（1.中國煤炭地質(zhì)總局 航測遙感局 遙感應(yīng)用研究院，陜西 西安 710054）

鳳縣鉛鋅礦區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境遙感調(diào)查研究

鄧 錕1

（1.中國煤炭地質(zhì)總局 航測遙感局 遙感應(yīng)用研究院，陜西 西安 710054）

以陜西省鳳縣鉛鋅礦區(qū)為研究對象，利用遙感技術(shù)、人機交互式解譯方法，提取礦山地質(zhì)環(huán)境及其治理信息。結(jié)果表明，礦山地質(zhì)災(zāi)害表現(xiàn)為泥石流（隱患）、地面塌陷、崩塌和滑坡，礦山地質(zhì)環(huán)境治理主要以泥石流（隱患）防治和廢棄尾礦庫復(fù)墾為主。

遙感；地質(zhì)災(zāi)害；地質(zhì)環(huán)境

1 研究區(qū)概況及遙感數(shù)據(jù)選擇

礦山開采活動對礦區(qū)環(huán)境造成了嚴重的破壞[1]。礦山可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問題是礦山環(huán)境的治理與生態(tài)恢復(fù)，通過高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)可以獲得礦山生態(tài)環(huán)境全面、實時、豐富的信息源，可為環(huán)境治理決策提供支持[2-4]。研究區(qū)鳳縣鉛鋅礦區(qū)是全國四大鉛鋅基地之一，在冊登記的金屬礦山33處，其中鉛鋅礦30處，金礦2處，銅礦1處。主要金屬礦山有銀母寺鉛鋅礦、八方山鉛鋅礦、二里河鉛鋅礦和鉛硐山4個國有大中型鉛鋅礦企業(yè)；四方金礦和絲毛嶺2個國有金礦企業(yè)；集、個體鉛鋅礦山企業(yè)主要分布在銀母寺外圍，坪坎鎮(zhèn)東部、河口鎮(zhèn)南部和鉛硐山-銀洞梁外圍等4個區(qū)域。

本文選用2012年7月的QuickBird作為本次遙感調(diào)查的數(shù)據(jù)源[5]。

2 監(jiān)測目標(biāo)影像特征

采用人機交互式解譯方式，提取固體廢棄物（棄渣、尾礦庫等）占地，礦山開發(fā)引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害及隱患（泥石流、地面塌陷等），礦山環(huán)境治理工程等信息，并通過野外驗證，形成調(diào)查成果。

2.1 固體廢棄物

渣堆是在礦山開采過程中產(chǎn)生的廢渣、廢石堆，通常位于開采硐口附近，順山坡堆放，在影像上呈灰藍色，弧形分布，與周邊植被差異明顯。尾礦庫通常筑壩攔截谷口或圍地構(gòu)成，用以存放礦石洗選后排出尾礦，一般地處山谷，邊界形態(tài)類似一般的水庫，由于內(nèi)部淤積的尾礦數(shù)量和尾礦含水量的差異其色調(diào)差別很大。在影像上可見梯形尾礦壩體，水體為深藍色，尾礦泥漿為淺灰藍色，含水量較小的尾礦淤積為高亮度灰白色。

2.2 地質(zhì)災(zāi)害

泥石流（隱患）在影像上多為“V”型溝谷，溝床縱降比大，流域多呈勺狀、漏斗狀、橢圓狀，便于水流匯集。采礦活動破壞植被，溝道中堆放大量渣堆、尾礦等碎屑堆積物，部分泥石流溝流通區(qū)可見攔渣壩等防護工程[6]，如圖1。

圖1 泥石流隱患遙感影像圖

塌陷坑呈獨立的環(huán)形或橢圓形斑點、斑塊狀，獨立個體或成群分布，呈負立體效果，較大規(guī)模采空塌陷周邊伴有地裂縫或山體開裂，塌陷區(qū)域通常出現(xiàn)植被死亡、退化的生態(tài)差異區(qū)，與周邊植被差異明顯[7]，如圖2。

圖2 地面塌陷遙感影像圖

滑坡和崩塌是常見的重力地貌，滑坡在遙感影像上表現(xiàn)為簸箕形、舌形、弧形和不規(guī)則形等，滑坡體后部發(fā)育有弧形異常影像，前緣常有地形微突起，崩塌體后緣發(fā)育有直線形或弧形陡峭山崖[8]。

2.3 工程治理措施

采用“穩(wěn)、攔、排”及生物措施，對地質(zhì)災(zāi)害及其隱患進行治理[9]。在影像上可見攔渣壩、擋墻、排水渠位等治理工程，通常為漿砌石或片石堆砌。擋墻一般位于渣堆或滑坡體坡腳，用于防止渣堆或滑坡體滑動；攔渣壩位于溝道中用于攔截泥石流中固體物質(zhì)；排（匯）水渠等位于滑坡體兩側(cè)或泥石流溝道內(nèi)，在影像上呈現(xiàn)為線狀，色彩為白色或灰色（圖3、圖4）。

圖3 攔渣壩遙感影像圖

圖4 擋墻遙感影像圖

3 監(jiān)測成果

3.1 固體廢棄物占用土地情況

占地共計233.42 hm2，占用土地類型主要為林地。采礦渣堆289處，占地面積112.93 hm2；尾礦庫共計44座，占地面積120.49 hm2。

3.2 礦山地質(zhì)災(zāi)害

礦區(qū)共發(fā)現(xiàn)25條泥石流隱患溝，主要分布于銀洞梁溝、寺溝、二道溝、三道溝、核桃溝、水晶溝、二里河溝、水晶灣和關(guān)門溝等地。順坡棄下的采礦棄渣堆，提供了大量的松散堆積物，溝谷多為“V”字型溝谷，在地形地貌上具備泥石流發(fā)生的自然條件，易形成泥石流隱患。地面塌陷22處，主要分布于銀母寺礦、四方金礦、寺溝、銀洞梁等礦區(qū)。由于區(qū)內(nèi)鉛鋅礦體傾角較大，采空區(qū)在平面上的投影面積小，礦區(qū)地面塌陷規(guī)模一般不大，多表現(xiàn)為零散分布的小型塌陷坑。而對于各大、中型礦山而言，開采礦體厚度大，開采范圍廣，從而構(gòu)成區(qū)內(nèi)最大的地面塌陷，如四方金礦和鉛硐山礦區(qū)地面塌陷，誘發(fā)山體崩滑，易導(dǎo)致泥石流發(fā)生?；?處，崩塌5處，礦山開發(fā)開挖坡腳、采空區(qū)地面塌陷成為誘發(fā)此類災(zāi)害的主要原因。

3.3 礦山環(huán)境恢復(fù)治理情況

1）土地復(fù)墾遙感調(diào)查。土地復(fù)墾主要針對已關(guān)閉的尾礦庫和渣堆。尾礦庫復(fù)墾面積達到22.8 hm2，占全部尾礦庫面積的18.9%。位于寬廣河谷兩側(cè)的尾礦庫，如坪坎鎮(zhèn)孔棺西河兩側(cè)以及河口鎮(zhèn)安河兩側(cè)，由于臨近水源，河流階地土源較為豐富，大多改良為耕地；而位于狹窄溝道中尾礦庫，由于水利條件不佳，土源缺乏，大多種植草本類植被或自然恢復(fù)。礦山開采產(chǎn)生的大量廢石和廢渣，由于沒有足夠的土源來進行覆蓋種植，復(fù)墾覆土厚度普遍偏低，植被的成活率不高，土地復(fù)墾成效不顯著。

2）工程措施遙感調(diào)查。根據(jù)《陜西省礦產(chǎn)資源總體規(guī)劃（2008～2015）》，礦區(qū)內(nèi)有2處規(guī)劃治理，分別是銀母寺—八方山—八卦廟礦區(qū)治理和鉛硐山—手搬崖鉛鋅礦區(qū)治理，重點治理固體廢棄物堆放場地、清理河道、加固堤壩等。通過遙感調(diào)查，礦區(qū)內(nèi)還有2 個大型礦山地質(zhì)環(huán)境治理項目，銀洞梁泥石流治理和四方金礦礦山環(huán)境治理，如表1所示。

表1 工程措施遙感調(diào)查一覽表

4 結(jié) 語

高分辨率遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用于礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測，可快捷提取準(zhǔn)確的信息。利用遙感技術(shù)，參照礦山恢復(fù)治理工程的詳細設(shè)計方案，國土及相關(guān)管理部門可對工程的實施情況進行有效的持續(xù)性監(jiān)測，為工程的管理和檢查驗收工作提供技術(shù)支持。

[1] 侯恩科,薛喜成,劉國民,等.鳳縣礦山環(huán)境地質(zhì)問題與保護對策[J].西北地質(zhì),2003,36(增刊):26-30

[2] 杜培軍.高分辨率衛(wèi)星遙感的發(fā)展及其在礦山的應(yīng)用[J].煤,2001,10(1):5-7

[3] 王曉紅,聶洪峰,李成尊,等.不同遙感數(shù)據(jù)源在礦山開發(fā)狀況及環(huán)境調(diào)查中的應(yīng)用[J].國土資源遙感,2006(2):69-71

[4] 周萍,李志忠.空間遙感技術(shù)（3S）用于礦山地質(zhì)環(huán)境與生產(chǎn)安全監(jiān)測[J].中國礦業(yè),2002,11(5):1-3

[5] 王曉紅,聶洪峰,楊清華,等.高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)在礦山開發(fā)狀況現(xiàn)狀及環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用效果比較[J].國土資源遙感,2004(1):15-18

[6] 楊迎冬,晏祥省,張紅兵.云南省東川區(qū)泥石流災(zāi)害SPOT5遙感影像特征[J].災(zāi)害學(xué),2010,25(4):59-62

[7] 李成尊,聶洪峰,汪勁,等. 礦山地質(zhì)災(zāi)害特征遙感研究[J].國土資源遙感，2005(1):46-47

[8] 徐剛,鄭達興,李述靖,等.黃土高原西南部隴縣-千陽一帶崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害的遙感特征及分布規(guī)律[J].地質(zhì)通報,2008,11(11):1 837-1 845

[9] 中國科學(xué)院水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所.中國泥石流[M].北京:商務(wù)印書館,2000

P237.9

B

1672-4623（2015）04-0104-02

10.3969/j.issn.1672-4623.2015.04.037

鄧錕，碩士，工程師，主要從事遙感應(yīng)用研究工作。

2014-09-15。

項目來源：中國地質(zhì)調(diào)查局地調(diào)資助項目（1212011120030）。