張豐，張海燕，胡波*，王夏夏，黎逢良，陳奇，劉洪亮，羅梅

(1.山東省魯南地質(zhì)工程勘察院(山東省地勘局第二地質(zhì)大隊(duì))，山東 濟(jì)寧 272100；2.濟(jì)寧市國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)中心，山東 濟(jì)寧 272000；3.山東省國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)中心，山東 濟(jì)南 250014)

0 引言

濟(jì)寧市礦產(chǎn)資源豐富，開(kāi)發(fā)歷史悠久，開(kāi)發(fā)利用程度高。目前已開(kāi)發(fā)利用的非煤礦產(chǎn)有鐵、輕稀土、建筑用灰?guī)r、水泥用石灰?guī)r、磚瓦用黏土、水泥配料用泥巖、建筑用花崗巖、礦泉水等[1]。

多年來(lái)，隨著礦業(yè)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)規(guī)模以及開(kāi)發(fā)強(qiáng)度都日益增大，在礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，給地質(zhì)環(huán)境造成了較大的破壞，尤其是露天開(kāi)采的大中型礦山及礦產(chǎn)集中開(kāi)采區(qū)，生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重受損，土地資源破壞及地型地貌景觀破壞等礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題尤為突出，制約了礦產(chǎn)資源的可持續(xù)開(kāi)發(fā)和利用。摸清現(xiàn)狀，開(kāi)展礦山地質(zhì)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)是推動(dòng)礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)與保護(hù)平衡的需要，也是科學(xué)開(kāi)展礦政管理的需求[2-4]。前人對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)工作進(jìn)行了許多方法研究。常用方法有模糊綜合評(píng)價(jià)法、綜合指數(shù)分析法、層次分析法、灰色關(guān)聯(lián)綜合法、物元分析法等等[5]。層次分析法和模糊綜合評(píng)價(jià)法已廣泛應(yīng)用于地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)，評(píng)定結(jié)果與實(shí)際符合性較好，較為可靠。

1 研究區(qū)概況

20世紀(jì)90年代以來(lái)，濟(jì)寧市內(nèi)形成了國(guó)有、集體、個(gè)體一起上，大、中、小型礦山并舉的礦業(yè)開(kāi)發(fā)格局，鄉(xiāng)鎮(zhèn)集體、個(gè)體采礦業(yè)發(fā)展迅速。主要開(kāi)采礦種有鐵、建筑用石灰?guī)r、水泥用石灰?guī)r、磚瓦用黏土、水泥配料用泥巖、建筑用花崗巖、礦泉水等。近年來(lái)，隨著大氣污染防治任務(wù)的加重及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，一大批露天開(kāi)采礦山陸續(xù)關(guān)閉或整合，持證非煤礦山數(shù)量逐年減少，廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題突出。

2 礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題現(xiàn)狀

2.1 礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題類(lèi)型

濟(jì)寧市非煤礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題主要有：礦業(yè)活動(dòng)造成山體破損、植被破壞、巖石裸露，破壞地形地貌景觀；礦業(yè)活動(dòng)剝離挖損土地導(dǎo)致土地原有功能喪失，破壞土地資源；礦業(yè)廢渣不合理堆放及露天開(kāi)采造成的崩塌地質(zhì)災(zāi)害隱患；抽排礦坑水造成地下水位下降等。

2.2 礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題分布及特征

(1)分布具有明顯的地域與及集中性。礦產(chǎn)資源賦存特征及開(kāi)發(fā)利用歷史，決定了礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題分布，濟(jì)寧市非煤礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題最突出的地區(qū)主要為嘉祥縣南部石灰?guī)r集中開(kāi)采區(qū)、汶上縣白石鎮(zhèn)花崗巖集中開(kāi)采區(qū)、微山縣兩城鎮(zhèn)石灰?guī)r集中開(kāi)采區(qū)、鄒城市西南石灰?guī)r集中開(kāi)采區(qū)、鄒城市東北—曲阜市東南石灰?guī)r集中開(kāi)采區(qū)、泗水縣南部石灰?guī)r集中開(kāi)采區(qū)、泗水縣北部花崗巖集中開(kāi)采區(qū)。這些區(qū)域均位于低山丘陵地帶，一般遠(yuǎn)離居民聚集區(qū)，擁有豐富的山石資源，且開(kāi)發(fā)利用程度高(圖1)。

1—嘉祥縣南部石灰?guī)r集中開(kāi)采區(qū)；2—汶上縣北部花崗巖集中開(kāi)采區(qū)；3—微山縣兩城石灰?guī)r集中開(kāi)采區(qū)；4—鄒城市西南石灰?guī)r集中開(kāi)采區(qū)；5—鄒城市東北—曲阜市東南石灰?guī)r集中開(kāi)采區(qū)；6—泗水縣南部石灰?guī)r集中開(kāi)采區(qū)；7—泗水縣北部花崗巖集中開(kāi)采區(qū)

(2)礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題類(lèi)型較為單一。濟(jì)寧市非煤礦山主要開(kāi)采黏土、石灰?guī)r、花崗巖等建材類(lèi)非金屬，相關(guān)的洗選、冶煉行業(yè)較少，且多為露天開(kāi)采，形成了數(shù)量眾多的破損山體與露天采坑(照片1)。破損山體與露天采坑引起的礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題主要為土地資源占損、地形地貌景觀破壞及少量的礦山地質(zhì)災(zāi)害。

照片1 典型非煤礦山地形地貌景觀損毀特征

(3)礦山地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性普遍較小。濟(jì)寧市非煤礦山地質(zhì)災(zāi)害多因建材類(lèi)礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)引起，類(lèi)型主要為崩塌。受開(kāi)采振動(dòng)的影響，礦區(qū)邊坡巖體的完整性較差，會(huì)對(duì)坡底一定范圍內(nèi)造成威脅，受開(kāi)采微地貌控制，崩塌(隱患)影響范圍一般較小，又因各礦山多遠(yuǎn)離居民聚集區(qū)，礦山地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性普遍較小。

(4)露天黏土礦自然恢復(fù)效果好，治理程度高。黏土礦一般分布于土層厚度較大的平原地帶，即使表土剝離也具有良好的自然恢復(fù)條件。此外，露天黏土礦復(fù)墾治理難度較小，工礦廢棄地治理復(fù)墾項(xiàng)目實(shí)施較多，且周邊村民的復(fù)墾利用意愿較強(qiáng)，整體治理程度較高。

3 礦山地質(zhì)環(huán)境影響評(píng)價(jià)

礦山地質(zhì)環(huán)境影響評(píng)價(jià)是一種復(fù)雜、開(kāi)放的量化評(píng)價(jià)，需要考慮多因素的相互疊加、相互交叉作用，需要綜合分析問(wèn)題因子、危害程度和區(qū)域性差異；需要定性方法與定量方法相結(jié)合[6-7]。

3.1 評(píng)價(jià)原則

(1)突出重點(diǎn)礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題要素原則。以人為本，重點(diǎn)考慮自然地理環(huán)境與采礦工程活動(dòng)之間相互矛盾和突出的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題，兼顧地質(zhì)環(huán)境背景。評(píng)價(jià)過(guò)程中提高礦山地質(zhì)災(zāi)害、土地資源破壞及地形地貌景觀破壞等礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題在評(píng)價(jià)因子中的比重。

(2)定量評(píng)價(jià)與定性分析相結(jié)合的原則。評(píng)價(jià)過(guò)程中適當(dāng)考慮了礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題對(duì)“三區(qū)兩線”區(qū)域的影響程度及治理的難易程度，并據(jù)此對(duì)分區(qū)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?/p>

(3)適當(dāng)考慮礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀及規(guī)劃。在評(píng)價(jià)過(guò)程中，除了重視現(xiàn)狀還根據(jù)現(xiàn)有礦權(quán)設(shè)置及開(kāi)采情況、礦產(chǎn)資源規(guī)劃重點(diǎn)開(kāi)采區(qū)分布情況綜合考慮礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題的影響程度。

3.2 評(píng)價(jià)單元?jiǎng)澐?/h3>

為保證較為精確的評(píng)價(jià)，需建立能夠代表局部區(qū)域差異性和復(fù)雜性的評(píng)價(jià)單元。同一評(píng)價(jià)單元內(nèi)地質(zhì)環(huán)境條件方面具有相似性，不同單位之間具有可比性。

(1)將生產(chǎn)礦山中心點(diǎn)坐標(biāo)和礦區(qū)范圍投影到分區(qū)圖上，以礦界范圍為評(píng)價(jià)單元，關(guān)閉及廢棄礦山以現(xiàn)狀影響范圍外擴(kuò)1km為評(píng)價(jià)單元。

(2)多個(gè)礦山集中分布(>2個(gè))，且礦山之間相距<2km，可作為一個(gè)集中連片評(píng)價(jià)單元；單一礦山獨(dú)立分布，且影響面積<1km2時(shí)，不進(jìn)行分區(qū)評(píng)價(jià)，作為單點(diǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

(3)當(dāng)兩個(gè)集中連片評(píng)價(jià)單元相距<2km，且主要礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題相似時(shí)，將2個(gè)集中連片區(qū)合并為同一個(gè)區(qū)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

(4)評(píng)價(jià)單元邊界穿過(guò)村莊、城鎮(zhèn)、湖泊等不宜穿過(guò)的地區(qū)時(shí)，向內(nèi)側(cè)偏移盡可能避過(guò)。

本次按照以上述方法劃分出17個(gè)評(píng)價(jià)單元。

3.3 模糊綜合評(píng)價(jià)法

模糊綜合評(píng)價(jià)法是利用模糊線性變換原理和最大隸屬度原則，對(duì)受到多種因素制約的事物或?qū)ο笞龀鲆粋€(gè)總體的評(píng)價(jià)。該評(píng)價(jià)法通過(guò)隸屬函數(shù)，將不確定性在形式上轉(zhuǎn)化為確定性，使模糊數(shù)據(jù)得以量化。它具有結(jié)果清晰，系統(tǒng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，能較好地解決模糊的、難以量化的問(wèn)題，適合各種非確定性問(wèn)題的解決[8-9]。

3.4 層次分析法

層次分析法(Analytic Hierarchy Process，簡(jiǎn)記AHP)是由一種能把復(fù)雜系統(tǒng)的決策思維進(jìn)行層次化，把決策過(guò)程中定性和定量的因素有機(jī)的結(jié)合起來(lái)運(yùn)算評(píng)價(jià)方法。層次分析法可將人的主觀性依據(jù)用數(shù)量的形式表達(dá)出來(lái)，使之條理化、科學(xué)化，從而可避免由于人的主觀性導(dǎo)致權(quán)重預(yù)測(cè)與實(shí)際情況相矛盾的現(xiàn)象發(fā)生，提高了決策的有效性，在多目標(biāo)規(guī)劃領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。層次分析法需要三個(gè)基本步驟，即：建立評(píng)價(jià)要素系統(tǒng)遞階層次結(jié)構(gòu)，判斷矩陣生成及兩兩比較數(shù)據(jù)輸入，判斷矩陣一致性檢驗(yàn)及各要素排序權(quán)重計(jì)算[10-12]。

3.5 礦山地質(zhì)環(huán)境分區(qū)評(píng)述

礦山地質(zhì)環(huán)境影響評(píng)價(jià)是將礦山各種環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題的嚴(yán)重程度給予定量綜合評(píng)定，本次研究采用層次分析法和模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)結(jié)果如表1。

表1 濟(jì)寧市礦山地質(zhì)環(huán)境影響分區(qū)評(píng)價(jià)一覽表

由表1可知，由于濟(jì)寧市礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題以面狀的地形地貌景觀破壞和土地資源占損為主，兩類(lèi)評(píng)價(jià)方法在體系組成和指標(biāo)選取方面雖有區(qū)別，但評(píng)價(jià)的傾向性較為一致，得出評(píng)價(jià)結(jié)果基本相同，僅部分分區(qū)的結(jié)果存在差別。鄒城西南部石灰?guī)r礦區(qū)層次分析法評(píng)價(jià)為嚴(yán)重區(qū)，模糊綜合評(píng)價(jià)法評(píng)價(jià)為較嚴(yán)重區(qū)，結(jié)合兩種評(píng)價(jià)方法的分區(qū)指標(biāo)分析該礦區(qū)主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題為破損山體，但多遠(yuǎn)離“三區(qū)兩線”范圍，對(duì)人居環(huán)境影響程度較小，且該區(qū)礦山多關(guān)閉時(shí)間久遠(yuǎn)、破損面風(fēng)化較嚴(yán)重、植被自然恢復(fù)較好，最終評(píng)定為較嚴(yán)重區(qū)，這說(shuō)明層次分析法評(píng)價(jià)過(guò)程中對(duì)三區(qū)兩線可視范圍的影響和自然恢復(fù)程度方面的屬性權(quán)重和要素賦值還需進(jìn)一步優(yōu)化。曲阜市防山鎮(zhèn)-泗水縣南部石灰?guī)r礦區(qū)層次分析法評(píng)價(jià)為較嚴(yán)重區(qū)，模糊綜合評(píng)價(jià)法評(píng)價(jià)為嚴(yán)重區(qū)，該區(qū)礦山占用破壞土地類(lèi)型多為裸地及工礦用地，考慮到該區(qū)多處大型水泥用灰?guī)r礦山經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚，礦業(yè)活動(dòng)較為規(guī)范，礦山地質(zhì)環(huán)境治理保證條件充分，最后評(píng)定為較嚴(yán)重區(qū)，這也說(shuō)明層次分析法中選取土地占損類(lèi)型和治理難易程度作為參評(píng)因子起到很好的校正作用。

從評(píng)價(jià)單元的基礎(chǔ)上來(lái)看，單點(diǎn)礦山一般面積小(土地占損率小)、礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題數(shù)量少(問(wèn)題分布密度小)，同時(shí)礦山地質(zhì)災(zāi)害不易發(fā)，模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果均為輕微。層次分析法主觀性更強(qiáng)，不涉及評(píng)價(jià)單元和比率的問(wèn)題。平原區(qū)黏土礦均無(wú)礦山地質(zhì)災(zāi)害、原生地形地貌景觀破壞較輕、土地原有功能喪失程度較輕—較嚴(yán)重、礦山地質(zhì)環(huán)境治理較容易，評(píng)價(jià)結(jié)果均為輕微；鄒城市、梁山縣和嘉祥縣單點(diǎn)石灰?guī)r礦無(wú)礦山地質(zhì)災(zāi)害、原生地形地貌景觀破壞嚴(yán)重—較嚴(yán)重、土地原有功能喪失程度較輕—較嚴(yán)重、礦山地質(zhì)環(huán)境治理較難、礦山地質(zhì)環(huán)境自然恢復(fù)程度一般，評(píng)價(jià)結(jié)果均為較嚴(yán)重。層次分析法融入了較多的主觀判斷過(guò)程，其評(píng)價(jià)結(jié)論更符合實(shí)際；模糊綜合評(píng)價(jià)效果不佳，分析其原因在于本次模糊綜合評(píng)價(jià)構(gòu)建的評(píng)價(jià)函數(shù)更適宜于大區(qū)域評(píng)價(jià)，用于單點(diǎn)礦山評(píng)價(jià)還需進(jìn)一步調(diào)整參數(shù)(圖2)[13-14]。

1—礦山地質(zhì)環(huán)境影響嚴(yán)重區(qū)；2—礦山地質(zhì)環(huán)境影響較嚴(yán)重區(qū)；3—礦山地質(zhì)環(huán)境影響輕微區(qū)；4—礦山地質(zhì)環(huán)境影響較嚴(yán)重礦山；5—礦山地質(zhì)環(huán)境影響輕微礦山

4 礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理建議

4.1 礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)相結(jié)合

在多數(shù)礦山地質(zhì)環(huán)境影響嚴(yán)重區(qū)，自然恢復(fù)難度大，工程治理投入高，且修復(fù)意義不大。應(yīng)綜合決策、合理開(kāi)發(fā)礦產(chǎn)資源，在保護(hù)中開(kāi)發(fā)，在開(kāi)發(fā)中保護(hù)，明確礦山開(kāi)發(fā)中的地質(zhì)環(huán)境保護(hù)的責(zé)、權(quán)、利，堅(jiān)持誰(shuí)開(kāi)發(fā)誰(shuí)保護(hù)，誰(shuí)破壞誰(shuí)恢復(fù)，充分運(yùn)用法律、經(jīng)濟(jì)、行政和技術(shù)手段保護(hù)礦山地質(zhì)環(huán)境。

4.2 抓住重點(diǎn)綜合治理

在部分礦山地質(zhì)環(huán)境影響嚴(yán)重區(qū)和較嚴(yán)重區(qū)，未形成大面積集中連片的破損山體。分布相對(duì)零散、破損面積較小的礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題使用少量資金或利用殘余資源的處置費(fèi)用即可完成礦山地質(zhì)環(huán)境的生態(tài)修復(fù)。此類(lèi)區(qū)域宜結(jié)合“山水林田湖草一體化保護(hù)修復(fù)”進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃治理，做到目標(biāo)明確、重點(diǎn)突出、總量控制、綜合治理，分步實(shí)施。

4.3 預(yù)防為主強(qiáng)化管理

在礦山地質(zhì)環(huán)境影響輕微區(qū)，各類(lèi)問(wèn)題較為分散、治理難度較小且自然恢復(fù)條件較好。此類(lèi)區(qū)域應(yīng)嚴(yán)把新建礦山準(zhǔn)入條件、加強(qiáng)礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理監(jiān)督檢查力度、嚴(yán)查礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理恢復(fù)方案的執(zhí)行情況，健全礦山地質(zhì)環(huán)境管理與監(jiān)測(cè)體系，加大執(zhí)法力度[15-17]。

4.4 治理方式建議

(1)自然恢復(fù)為主，人工修復(fù)為輔。以細(xì)致地現(xiàn)狀調(diào)查為手段開(kāi)展礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題識(shí)別與診斷，指導(dǎo)礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)修復(fù)。對(duì)于輕度受損、恢復(fù)力強(qiáng)的區(qū)域采取自然恢復(fù)為主的措施；對(duì)于中度受損的區(qū)域，結(jié)合自然恢復(fù)采取輔助再生措施；對(duì)于嚴(yán)重受損的區(qū)域進(jìn)行工程重建。

(2)統(tǒng)籌空間規(guī)劃，服務(wù)土地高效利用。對(duì)于需要工程重建的區(qū)域，其治理模式與方向應(yīng)匹配國(guó)土空間用途管制相關(guān)要求，系統(tǒng)結(jié)合農(nóng)業(yè)、生態(tài)、城鎮(zhèn)等不同空間用途屬性關(guān)于土地高效利用的需求。

(3)創(chuàng)新治理工藝手段、降低治理成本。礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理的數(shù)十年來(lái)取得了豐碩的成果，積累了較為豐富的工作經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，還應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)礦山生態(tài)環(huán)境治理新技術(shù)新方法的試驗(yàn)與研究，進(jìn)一步降低治理成本。

5 結(jié)語(yǔ)

濟(jì)寧市非煤礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題主要是丘陵山區(qū)露天開(kāi)采形成破損山體造成地型地貌景觀破壞及土地資源占損。以地質(zhì)災(zāi)害、地形地貌景觀破壞和土地資源占損為重要評(píng)價(jià)指標(biāo)，運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)法和層次分析法兩種方法進(jìn)行評(píng)價(jià)分區(qū)，在大區(qū)域評(píng)價(jià)單元上得出的評(píng)價(jià)結(jié)果基本相同。選用占損土地類(lèi)型、治理難易程度、自然恢復(fù)程度等要素對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行輔助校正，基本符合區(qū)域?qū)嶋H情況，較為合理，但屬性權(quán)重和要素賦值還需結(jié)合實(shí)際進(jìn)一步優(yōu)化。