襄陽市礦山地質(zhì)環(huán)境問題及保護建議

曾 洋，劉 徽

（1.湖北省地質(zhì)環(huán)境總站，湖北 武漢430043；2.湖北省地質(zhì)局第一地質(zhì)大隊，湖北 大冶 435100）

1 研究區(qū)概況

襄陽市位于湖北省西北部，漢水中游，地理坐標：東經(jīng)110°45′—113°43′，北緯31°14′—32°37′。版圖總面積19579.24km2。

襄陽市處于我國地勢第二階梯向第三階梯過渡地帶，地勢總體為西高東低，由西北向東南傾斜。東部、中部、西部分別為丘陵、崗地平原、山地。區(qū)內(nèi)地層出露較齊全，自元古界至新生界地層均有出露。以青峰斷裂為界,南部出露地層為后揚子蓋層構(gòu)造；北部為后加里東蓋層構(gòu)造[1]。本區(qū)地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜，橫跨秦嶺地槽、揚子地臺兩個性質(zhì)不同的大地構(gòu)造單元，控制性斷裂主要有青峰－襄廣斷裂。

2 礦產(chǎn)資源開發(fā)利用現(xiàn)狀

襄陽市礦產(chǎn)資源豐富。全市已發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)70種，占全省已發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)的46.98%。其中，已查明資源儲量的礦產(chǎn)（上表礦產(chǎn)）有35種，占全省已查明礦產(chǎn)的38%。已查明礦產(chǎn)分別為：能源礦產(chǎn)1種，即煤炭；金屬礦產(chǎn)12種，占已查明礦產(chǎn)的34.3%；非金屬礦產(chǎn)21種，占已查明礦產(chǎn)的60%；水氣礦產(chǎn)1種，即礦泉水[2]。

全市開采礦種38種。能源礦產(chǎn)有煤礦1種；金屬礦產(chǎn)有鐵、錳、鈦和鋁土礦等4種；非金屬礦產(chǎn)有磷、螢石、硅灰石、方解石、膨潤土、水泥用灰?guī)r、建筑石料用灰?guī)r等33種。

3 礦山地質(zhì)環(huán)境問題及危害

襄陽市礦山開采的種類較多，開采方式、生產(chǎn)工藝、礦山規(guī)模差異大，地質(zhì)環(huán)境條件各不相同，由此而決定了礦山環(huán)境地質(zhì)問題的多樣性。目前，襄陽市礦山環(huán)境地質(zhì)問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

3.1 礦業(yè)開發(fā)占用及破壞土地資源及其危害

從礦山開發(fā)過程中土地破壞的類型看，有草地、耕地、林地、園林及其他類型，其主要以林地為主，共508.398hm2，占破壞面積總數(shù)的74.49%；其次是草地，破壞面積為129.44hm2，占總數(shù)的18.97%。開采方式而言，以露天采礦場占用破壞土地面積為主，占80.99%；井下開采方式造成土地資源損壞占土地資源損壞總面積的19.01%。

3.2 礦山地質(zhì)災(zāi)害及其危害

根據(jù)本次調(diào)查統(tǒng)計，襄陽市因礦山活動引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害及隱患共計55處，其中滑坡及隱患19處，崩塌及隱患31處，泥石流及隱患2處，地面塌陷及隱患3處；已造成5人死亡，造成經(jīng)濟損失為352.5萬元；威脅人數(shù)為298人，威脅財產(chǎn)6083.6萬元

3.3 礦山廢水及廢渣及其危害

礦山開發(fā)過程中會產(chǎn)生大量的廢水及廢渣，根據(jù)調(diào)查進行統(tǒng)計，其規(guī)模分別為316.54萬m3、665.68萬噸。礦山廢水、廢液會直接匯入河流，流向農(nóng)田、草地，還有部分滲入地下，造成地下水的污染。礦山廢渣經(jīng)長期堆浸形成區(qū)域水、土污染危害，容易造成區(qū)域水質(zhì)污染、土壤板結(jié)、重金屬污染等，對區(qū)內(nèi)的農(nóng)業(yè)、林業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)及畜牧業(yè)造成危害。

3.4 礦山開發(fā)對地下水系統(tǒng)的破壞及影響

礦山開發(fā)過程中大量抽取地下水資源，造成地下水水位下降，破壞了區(qū)域地下水含水層的完整性，造成了地下水系統(tǒng)的破壞[3]。由于該區(qū)域井下開采的礦山規(guī)模一般較小，井下排水量都不大，且礦坑水多循環(huán)利用于井下生產(chǎn)，基本無礦坑水外排，對區(qū)域地下水資源及地下水水位影響較輕。

4 礦山地質(zhì)環(huán)境綜合評價

4.1 評價原則

礦山地質(zhì)環(huán)境綜合評估分區(qū)，依據(jù)“區(qū)內(nèi)相似、區(qū)際相異”的原則進行。在所劃分的不同的環(huán)境地質(zhì)問題區(qū)和亞區(qū)內(nèi)，礦山地質(zhì)環(huán)境的影響程度、區(qū)域地質(zhì)背景以及礦山開采活動的特點應(yīng)存在明顯差異，具有典型的代表性。

4.2 評價方法

采用聚類分析法確定各指標等級，將礦山地質(zhì)環(huán)境問題的發(fā)育及危害程度作為單元格指標等級的判別依據(jù)，根據(jù)不同等級，開展礦山地質(zhì)環(huán)境問題評估分區(qū)。

4.2.1 評價因子的選取

綜合考慮區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境背景、主要礦山地質(zhì)環(huán)境問題及礦山開采活動等因素，選取區(qū)域地質(zhì)背景、礦山地質(zhì)環(huán)境、人類活動、恢復(fù)治理四個大類13個因子作為評價指標。

區(qū)域地質(zhì)背景：包含3個因子，分別為地形地貌、工程地質(zhì)條件、構(gòu)造條件；

礦山地質(zhì)環(huán)境：包括8個因子，分別為崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、地裂縫、土地占用與破壞、固體廢棄物、廢水、廢液排放；

人類活動：主要是企業(yè)規(guī)模；

恢復(fù)治理：主要是礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理的難易程度。

4.2.2 評價因子的賦值方法

在對各評價因子進行賦值時主要采用定性、定量相結(jié)合的方法，計算步驟如下：

（1）對原始數(shù)據(jù)的預(yù)處理。由于所研究的各評價因子的要素具有不同的量綱，為避免某些要素所起的作用受到壓抑，需對其進行必要的變換，是其所有的尺度均勻化。本次計算采用正規(guī)化方法，即對每個要素進行以下變換：

式中：xj(max)和xj(min)分別為第j個要素的最大和最小值；i為某評價因子組成要素的數(shù)目；j為某評價因子組成要素的構(gòu)成要素。

（2）計算距離系數(shù)陣。在聚類分析中，對于定量變量，常用的距離是明考夫斯基（Minkowski）距離：

（3）分類。顯然，dij越小，表示變量間的距離越小，差異就越小，兩者越相似，反之，dij越大，則表示變量間的距離越大，兩者的相似程度就越低。

依據(jù)上述方法，對所選取的13個評價因子進行分類并加以評分賦值，標準為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類、Ⅳ類，其賦值分別為3、2、1、0。區(qū)域地質(zhì)背景、礦山地質(zhì)環(huán)境、人類活動、恢復(fù)治理，權(quán)重分別為20%、50%、15%、15%。

4.3 評價結(jié)果

分別計算各單元格的礦山地質(zhì)環(huán)境及恢復(fù)治理、人類活動及礦山地質(zhì)背景的得分，并計算其總得分。計算方法主要采用積分值法，即：

式中：M為某評價單元的總評分值；ai為第i個評價因子的評分值；N為i個評價因子數(shù)。

根據(jù)評價因子賦值分級標準，給每一個評價因子賦值，將每個單元內(nèi)的評價因子賦值累計求和，得出其積分值。將評價單元積分值劃分為三個等級：Ⅰ級（M≥25）、Ⅱ級（15≤M＜25）、Ⅲ級（M＜15）。分別對應(yīng)于礦山環(huán)境地質(zhì)問題的發(fā)育程度：Ⅰ級（M≥25）為嚴重區(qū)、二級（15≤M＜25）為較嚴重區(qū)、三級（M＜15）為較輕區(qū)。

根據(jù)礦山地質(zhì)環(huán)境評價結(jié)果，襄陽市礦山地質(zhì)環(huán)境分為嚴重區(qū)、較嚴重區(qū)、輕微區(qū)3個等級20個區(qū)，各區(qū)面積與分布見表1。

表1 礦山地質(zhì)環(huán)境評價分區(qū)統(tǒng)計表

5 礦山地質(zhì)環(huán)境保護對策建議

（1）規(guī)范開采，合理堆放。為減少礦山地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，各礦山企業(yè)必須規(guī)范開采，根據(jù)礦山開發(fā)利用方案及礦山環(huán)境恢復(fù)治理方案進行開采。

（2）加強地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)報，實施礦山地質(zhì)災(zāi)害治理工程。對于礦山因采礦或固體廢石堆放造成的地質(zhì)災(zāi)害要加強監(jiān)測與防治。

（3）加強礦山環(huán)境的監(jiān)督檢查。對各礦區(qū)內(nèi)亂采濫挖、隨意棄置廢渣、尾礦對地質(zhì)環(huán)境造成極大破壞的個體私營礦點進行清理、關(guān)閉、整頓、恢復(fù)礦業(yè)秩序，保護礦山地質(zhì)環(huán)境。

（4）提升礦山固體廢物的回收及利用程度，提高采礦、選礦及加工利用能力，加強資源綜合利用率，進一步提升其科技水平，發(fā)揮其經(jīng)濟效益。

（5）加強礦山環(huán)境恢復(fù)治理工作，開展礦山生態(tài)修復(fù)，樹立“綠色礦山”理念。

（6）推廣礦山生態(tài)保護示范項目，加大科技成果轉(zhuǎn)化力度，建立礦山環(huán)境保護與恢復(fù)治理示范工程。

6 結(jié)論

（1）襄陽市礦山地質(zhì)環(huán)境問題主要有：礦業(yè)開發(fā)占用、破壞土地資源，礦山地質(zhì)災(zāi)害，礦業(yè)廢水、廢渣對環(huán)境的影響，含水層破壞。

（2）選取評價因子并進行單元格剖分；利用定性和定量相結(jié)合的方法，對襄陽市礦山環(huán)境地質(zhì)問題進行綜合評估分區(qū)。將評價單元劃分為三個等級：Ⅰ級（4個亞區(qū)），為嚴重區(qū)、Ⅱ級（9個亞區(qū)），為較嚴重區(qū)、Ⅲ級（7個亞區(qū)），為較輕區(qū)。

（3）綜合分析、總結(jié)了目前地質(zhì)環(huán)境保護與治理現(xiàn)狀，針對各類地質(zhì)環(huán)境問題提出了具體防治防治措施和建議。