沙國(guó)聰

摘 要：由于自然地質(zhì)作用和某些人為因素，當(dāng)前我國(guó)礦區(qū)生態(tài)地質(zhì)環(huán)境日益惡化，加強(qiáng)礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境的評(píng)價(jià)與治理已經(jīng)成為了一項(xiàng)十分迫切的工作。文章首先簡(jiǎn)要介紹了礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)與治理的內(nèi)涵和重大意義，然后論述了礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)的主要流程，最后從地質(zhì)環(huán)境分區(qū)治理和礦山環(huán)境監(jiān)測(cè)工程兩個(gè)方面說(shuō)明了如何開(kāi)展礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境治理工作。

關(guān)鍵詞：礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境；評(píng)價(jià)方法；治理方案

1 引言

從根本上來(lái)說(shuō)，礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)與治理研究的對(duì)象是地質(zhì)環(huán)境。地質(zhì)環(huán)境一般是指由巖石圈、水圈和大氣圈所組成的環(huán)境系統(tǒng)，并具有相對(duì)完善和穩(wěn)定的物質(zhì)遷移和能量轉(zhuǎn)換機(jī)制，它是整個(gè)自然環(huán)境系統(tǒng)的重要組成部分，也是與人類(lèi)的生產(chǎn)生活關(guān)系最為密切的環(huán)境空間，對(duì)于維護(hù)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的平衡發(fā)展和平穩(wěn)運(yùn)行具有十分重要的作用和意義。對(duì)于礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境來(lái)說(shuō)，一般是指曾經(jīng)開(kāi)采、正在開(kāi)采或準(zhǔn)備開(kāi)采的礦床及其鄰近地區(qū)，其巖石圈上部與大氣、水、生物圈組分之間，不斷地進(jìn)行著聯(lián)系（物質(zhì)交換）和能量流動(dòng)，這一部分組成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的環(huán)境系統(tǒng)圈組成的環(huán)境系統(tǒng)。礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境往往是以巖石圈為主要運(yùn)行依托，并伴隨著較長(zhǎng)時(shí)間的礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)，且對(duì)其所在的地質(zhì)環(huán)境平衡系統(tǒng)造成了一定的破壞。因此，我們談到礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境總是著眼于其身上所存在的諸多地質(zhì)環(huán)境和地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題。簡(jiǎn)單地說(shuō)，礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)就是對(duì)礦業(yè)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)項(xiàng)目規(guī)劃和建設(shè)可能對(duì)環(huán)境造成的影響進(jìn)行有效的分析與評(píng)估，在此基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的預(yù)防和減輕不良影響的具體實(shí)施辦法，以便更好地維護(hù)該地區(qū)地質(zhì)環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的平衡發(fā)展。礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)與治理是一項(xiàng)牽涉面廣、復(fù)雜度高的大工程，涉及到景觀生態(tài)學(xué)理論、系統(tǒng)理論、統(tǒng)籌人與自然和諧發(fā)展理論等專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并且需要經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間的具體實(shí)踐才能取得比較良好的效果。

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)企業(yè)也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，一方面極大地促進(jìn)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展步伐，但是同時(shí)也造成了不可忽視的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題。礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用率不高，且存在比較嚴(yán)重的浪費(fèi)現(xiàn)象；耕地面積不斷減少，糧食產(chǎn)生面臨極大的挑戰(zhàn)；房屋倒坍、飲用水污染、公路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)遭到破壞。這些因礦業(yè)生產(chǎn)引發(fā)的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題正在一步步地威脅到人類(lèi)的正常生活和發(fā)展空間。在可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的指導(dǎo)下，我國(guó)正在積極構(gòu)建資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)，因此積極探索和研究行之有效的評(píng)價(jià)體系和治理方法，成為了當(dāng)前我國(guó)礦業(yè)生產(chǎn)所面臨的一項(xiàng)十分緊迫的任務(wù)。

2 礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)的主要流程

2.1 劃分評(píng)價(jià)單元

總的來(lái)說(shuō)，礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境是一個(gè)十分復(fù)雜的系統(tǒng)，包含很多組成部分和影響要素，并且在不同的局部區(qū)域之間往往還表現(xiàn)出很大的差異性。在這種情況下，為了盡可能準(zhǔn)確和全面地對(duì)礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境做出評(píng)價(jià)，通常的做法是首先對(duì)具體的研究對(duì)象區(qū)域進(jìn)行劃分，得到一系列比較小的單元，也可以看作是一個(gè)評(píng)價(jià)單元；然后這些小的單元賦予一定的評(píng)價(jià)指標(biāo)值，最后通過(guò)綜合所有單元的評(píng)價(jià)屬性來(lái)得到整個(gè)區(qū)域的評(píng)價(jià)結(jié)果。對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行有效劃分的標(biāo)準(zhǔn)和原則是每一個(gè)具體的評(píng)價(jià)單元在地質(zhì)環(huán)境條件方面具有很大的相似度和一致性，不同的評(píng)價(jià)單元在地質(zhì)環(huán)境條件方面具有一定的差異性和區(qū)分度。

在劃分方法方面，目前主要有以下幾種：一是三角形剖分法，也就是以三角形作為基本的評(píng)價(jià)單元來(lái)對(duì)研究礦區(qū)進(jìn)行劃分。這種方法在操作過(guò)程中具有很大的靈活性，可以自由地選擇和組合各個(gè)單元。但是為了操作方便和簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)處理過(guò)程，在劃分過(guò)程中要求三角形的任意一角不得大于90°，三條邊的長(zhǎng)度要近似地成等邊三角形分布。三角形剖分法對(duì)小范圍評(píng)價(jià)區(qū)域劃分比較合理，在使用過(guò)程中大多與有限元或數(shù)值模擬相關(guān)聯(lián)，主要用于地下水資源評(píng)價(jià)、地面沉降分析計(jì)算等。二是正方形網(wǎng)格法，這種方法一般是采用地理坐標(biāo)來(lái)控制具體的劃分過(guò)程和精度，其操作關(guān)鍵是確定和控制各個(gè)劃分網(wǎng)格的大小，范圍可以達(dá)到0.01km2到數(shù)平方千米。正方形網(wǎng)格法主要用于大面積的礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)問(wèn)題，如土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)、地下水污染評(píng)價(jià)和耕地面積破壞評(píng)價(jià)等方面。三是不規(guī)則多邊形網(wǎng)格劃分法，這種劃分方法一般是結(jié)合研究區(qū)域的地質(zhì)分布情況，以地質(zhì)環(huán)境條件突變的界限為劃分邊界。由于考慮了實(shí)際的地質(zhì)條件分布狀況，不規(guī)則多邊形網(wǎng)格劃分法具有很大的適應(yīng)性，能夠得到比較合理的評(píng)價(jià)指標(biāo)值，在實(shí)際工作應(yīng)用較多。尤其是對(duì)于范圍面積較小的礦區(qū)進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，如果忽略其中的地質(zhì)條件，將違背評(píng)價(jià)工作的初衷和原則，得到的評(píng)價(jià)結(jié)果也很難具有可靠的參考價(jià)值。

2.2 選取評(píng)價(jià)指標(biāo)與優(yōu)化

評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取具有很大的針對(duì)性和依賴(lài)性，一方面要結(jié)合礦區(qū)的實(shí)際情況，針對(duì)不同的礦產(chǎn)資源類(lèi)型以及其對(duì)地質(zhì)環(huán)境造成的主要危害來(lái)選取，并且要注意抓住主要矛盾，兼顧次要矛盾。一般來(lái)說(shuō)，植被覆蓋率、地質(zhì)災(zāi)害、人類(lèi)活動(dòng)、水資源污染、地貌景觀影響占總面積的比例和礦渣堆積量等一些指標(biāo)是實(shí)際評(píng)價(jià)工作中普遍都會(huì)涉及到的。選取了合適的評(píng)價(jià)指標(biāo)后還需要對(duì)評(píng)價(jià)因素進(jìn)行等級(jí)劃分，按照嚴(yán)重（Ⅰ）、較嚴(yán)重（Ⅱ）和一般（Ⅲ）來(lái)表示不同等級(jí)的破壞程度，并賦予相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值，從而對(duì)所研究礦區(qū)的地質(zhì)情況有一個(gè)相對(duì)客觀的評(píng)價(jià)。表1列出了幾個(gè)常用的評(píng)價(jià)指標(biāo)及其標(biāo)準(zhǔn)值。

表1 評(píng)價(jià)指標(biāo)及其標(biāo)準(zhǔn)值

另外，在實(shí)際工作中往往還要考慮對(duì)選取的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，一方面評(píng)價(jià)指標(biāo)太多不利于進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理，而且不同的評(píng)價(jià)指標(biāo)往往還存在一定的重復(fù)和交叉，使得數(shù)據(jù)上具有一定的冗余性。在優(yōu)化評(píng)價(jià)指標(biāo)方面，主要有經(jīng)驗(yàn)法、兩兩比較法和主成分分析法。其中主成分分析法是在保證評(píng)價(jià)指標(biāo)信息損失最小的前提下，經(jīng)線(xiàn)性變換和舍棄部分信息，獲得少數(shù)新的綜合變量，以取代原始采用的多維變量，通過(guò)對(duì)少數(shù)綜合性指標(biāo)的分析達(dá)到評(píng)價(jià)目的。

2.3 確定權(quán)重

從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，權(quán)重主要反映的是評(píng)價(jià)體系對(duì)其中每一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的重視程度，科學(xué)合理的權(quán)重系數(shù)對(duì)于客觀地反映礦區(qū)地質(zhì)情況具有十分重要的作用和意義。確定權(quán)重系數(shù)的方法有確定，目前主要采用的是墑值求權(quán)法。也就是在對(duì)礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)時(shí)，運(yùn)用熵值來(lái)判斷事物的隨機(jī)性、判斷某個(gè)指標(biāo)的離散程度。每個(gè)指標(biāo)都具有自己所特屬的熵值。熵值越大，表示該指標(biāo)無(wú)序性越大，對(duì)評(píng)價(jià)的影響程度越小，反之，熵值越小，指標(biāo)的效用值越高。熵值等于l時(shí)表示指標(biāo)的數(shù)據(jù)位完全無(wú)序，對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的貢獻(xiàn)程度為零，各指標(biāo)對(duì)評(píng)價(jià)的影響程度取決于該指標(biāo)熵值與1的差值。

3 礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境治理

3.1 地質(zhì)環(huán)境分區(qū)治理

根據(jù)礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，在了解了不同評(píng)價(jià)區(qū)域的地質(zhì)破壞情況和主要矛盾的基礎(chǔ)之上，就要有針對(duì)采取一些治理措施，一方面對(duì)已經(jīng)存在的各種問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)有效地處理和恢復(fù)，同時(shí)嚴(yán)格防范破壞范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大，有效地避免和消除各種潛在的問(wèn)題和隱患。在實(shí)際的治理過(guò)程中，比較常見(jiàn)的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題主要有以下幾種：一是地面塌陷，例如玉溪礦業(yè)獅鳳山礦三家廠(chǎng)礦段，這是各個(gè)坑采礦山開(kāi)采區(qū)普遍存在的問(wèn)題和隱患，對(duì)耕地和各種基礎(chǔ)設(shè)施造成了嚴(yán)重的破壞。目前治理塌陷區(qū)主要是采用填埋法，將已經(jīng)出現(xiàn)塌陷問(wèn)題的區(qū)域進(jìn)行填埋，并結(jié)合礦區(qū)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)構(gòu)造情況，盡可能地恢復(fù)原有的耕地和植被。二是地裂縫，例如玉溪礦業(yè)獅鳳山礦鳳山礦段，一般是采用粘土或者灌漿填充的方法來(lái)填充和彌補(bǔ)地裂縫，并且一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于巖質(zhì)裂縫宜采用水泥漿和混凝土充填，對(duì)于土質(zhì)裂縫宜采用粘土充填。三是地形地貌景觀破壞，例如玉溪礦業(yè)大平掌銅礦，這種破壞的影響范圍一般較大，如果不采取及時(shí)有效的處理措施，往往會(huì)引發(fā)一系列連鎖破壞反應(yīng)。治理地形地貌景觀破壞這種礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，要盡量貫穿于礦產(chǎn)資源的生產(chǎn)全過(guò)程，將恢復(fù)治理措施與礦區(qū)生產(chǎn)同步進(jìn)行，這樣一方面可以有效地減少破壞范圍和影響程度，同時(shí)也能夠極大地降低后期治理工作的成本投入。

3.2 礦山環(huán)境監(jiān)測(cè)工程

建立礦山環(huán)境監(jiān)測(cè)工程是當(dāng)前我國(guó)礦區(qū)開(kāi)展地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)與治理工作的一個(gè)重要方面，結(jié)合實(shí)際工作情況來(lái)看，主要有以下各個(gè)監(jiān)測(cè)重點(diǎn)：首先是對(duì)于地表變形、裂縫和塌陷等具有明顯變化特征的地質(zhì)破壞問(wèn)題的監(jiān)測(cè)，為了能夠及時(shí)監(jiān)測(cè)到這類(lèi)地質(zhì)問(wèn)題的發(fā)展程度和影響范圍，一般是要沿礦體的走向和傾向布置地表變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)，采集有效地監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并對(duì)其未來(lái)發(fā)展情況進(jìn)行科學(xué)地預(yù)測(cè)；其次是對(duì)于地下水水質(zhì)污染和水量變化的監(jiān)測(cè)，要在礦區(qū)的每一個(gè)有效開(kāi)采區(qū)域布置相應(yīng)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，如果某一個(gè)區(qū)域出現(xiàn)了污染破壞問(wèn)題，就要及時(shí)對(duì)整個(gè)礦區(qū)的地下水保護(hù)措施進(jìn)行檢查和維護(hù)；最后是滑坡和泥石流等地質(zhì)問(wèn)題的監(jiān)測(cè)，這類(lèi)礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題的破壞力和影響力極大，一旦出現(xiàn)將造成不可估量的損失，針對(duì)這類(lèi)問(wèn)題，在監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置上要結(jié)合該地區(qū)的地形走勢(shì)和過(guò)去此類(lèi)問(wèn)題的發(fā)生情況來(lái)綜合考慮，同時(shí)應(yīng)該盡可能多地設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，提高監(jiān)測(cè)的力度和頻度。

4 結(jié)束語(yǔ)

礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)與治理是一項(xiàng)復(fù)雜度很高的工作，牽涉到方方面面的問(wèn)題。在實(shí)際工作中，我們一方面要提高思想認(rèn)識(shí)，以高度負(fù)責(zé)的態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的精神來(lái)做好每一個(gè)環(huán)節(jié)的工作；另一方面要注意進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，積極采用先進(jìn)的技術(shù)裝備和理論知識(shí)來(lái)提高評(píng)價(jià)與治理工作的質(zhì)量，為經(jīng)濟(jì)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)發(fā)展提供堅(jiān)強(qiáng)的保障。

參考文獻(xiàn)

[1]申健，李巧剛，劉曉曉，楊少華，郭英. 北京市在生產(chǎn)礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀及防治對(duì)策[J].資源與產(chǎn)業(yè)，2012（01）.

[2]張書(shū)林，張子敏，王運(yùn)革，盧志剛.潞安常村井田陷落柱分布規(guī)律與成因初探[J].河南理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011（03）.

[3]霍艾迪，張駿，盧玉東，成玉祥，姚以亮.地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)單元?jiǎng)澐址椒?-以陜西省黃陵縣為例[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（地球科學(xué)版），2011（02）.

[4]鄭富強(qiáng)，馬玲，楊武年.礦區(qū)環(huán)境質(zhì)量初步評(píng)價(jià)分析研究--以攀枝花釩鈦磁鐵礦-寶鼎煤礦區(qū)為例[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009（15）.

[5]趙愛(ài)軍，高忠詠，馬建青，李小林.人工生態(tài)恢復(fù)技術(shù)在三江源區(qū)礦山環(huán)境治理工作中的應(yīng)用[J].青海環(huán)境，2009（02）.