淺析礦區地質環境評價與治理

沙國聰

摘 要：由于自然地質作用和某些人為因素，當前我國礦區生態地質環境日益惡化，加強礦區地質環境的評價與治理已經成為了一項十分迫切的工作。文章首先簡要介紹了礦區地質環境評價與治理的內涵和重大意義，然后論述了礦區地質環境綜合評價的主要流程，最后從地質環境分區治理和礦山環境監測工程兩個方面說明了如何開展礦區地質環境治理工作。

關鍵詞：礦區地質環境；評價方法；治理方案

1 引言

從根本上來說，礦區地質環境評價與治理研究的對象是地質環境。地質環境一般是指由巖石圈、水圈和大氣圈所組成的環境系統，并具有相對完善和穩定的物質遷移和能量轉換機制，它是整個自然環境系統的重要組成部分，也是與人類的生產生活關系最為密切的環境空間，對于維護整個生態系統的平衡發展和平穩運行具有十分重要的作用和意義。對于礦區地質環境來說，一般是指曾經開采、正在開采或準備開采的礦床及其鄰近地區，其巖石圈上部與大氣、水、生物圈組分之間，不斷地進行著聯系（物質交換）和能量流動，這一部分組成一個相對獨立的環境系統圈組成的環境系統。礦區地質環境往往是以巖石圈為主要運行依托，并伴隨著較長時間的礦產資源開發，且對其所在的地質環境平衡系統造成了一定的破壞。因此，我們談到礦區地質環境總是著眼于其身上所存在的諸多地質環境和地質災害問題。簡單地說，礦區地質環境評價就是對礦業開發生產項目規劃和建設可能對環境造成的影響進行有效的分析與評估，在此基礎上提出相應的預防和減輕不良影響的具體實施辦法，以便更好地維護該地區地質環境生態系統的平衡發展。礦區地質環境評價與治理是一項牽涉面廣、復雜度高的大工程，涉及到景觀生態學理論、系統理論、統籌人與自然和諧發展理論等專業知識，并且需要經過很長時間的具體實踐才能取得比較良好的效果。

隨著經濟建設進程的不斷加快，礦產資源開發和生產企業也得到了長足的發展，一方面極大地促進了國民經濟建設的發展步伐，但是同時也造成了不可忽視的地質環境問題。礦產資源開發利用率不高，且存在比較嚴重的浪費現象；耕地面積不斷減少，糧食產生面臨極大的挑戰；房屋倒坍、飲用水污染、公路等基礎設施建設遭到破壞。這些因礦業生產引發的地質環境問題正在一步步地威脅到人類的正常生活和發展空間。在可持續發展目標的指導下，我國正在積極構建資源節約型和環境友好型社會，因此積極探索和研究行之有效的評價體系和治理方法，成為了當前我國礦業生產所面臨的一項十分緊迫的任務。

2 礦區地質環境綜合評價的主要流程

2.1 劃分評價單元

總的來說，礦區地質環境是一個十分復雜的系統，包含很多組成部分和影響要素，并且在不同的局部區域之間往往還表現出很大的差異性。在這種情況下，為了盡可能準確和全面地對礦區地質環境做出評價，通常的做法是首先對具體的研究對象區域進行劃分，得到一系列比較小的單元，也可以看作是一個評價單元；然后這些小的單元賦予一定的評價指標值，最后通過綜合所有單元的評價屬性來得到整個區域的評價結果。對研究對象進行有效劃分的標準和原則是每一個具體的評價單元在地質環境條件方面具有很大的相似度和一致性，不同的評價單元在地質環境條件方面具有一定的差異性和區分度。

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價單元來對研究礦區進行劃分。這種方法在操作過程中具有很大的靈活性，可以自由地選擇和組合各個單元。但是為了操作方便和簡化數據處理過程，在劃分過程中要求三角形的任意一角不得大于90°，三條邊的長度要近似地成等邊三角形分布。三角形剖分法對小范圍評價區域劃分比較合理，在使用過程中大多與有限元或數值模擬相關聯，主要用于地下水資源評價、地面沉降分析計算等。二是正方形網格法，這種方法一般是采用地理坐標來控制具體的劃分過程和精度，其操作關鍵是確定和控制各個劃分網格的大小，范圍可以達到0.01km2到數平方千米。正方形網格法主要用于大面積的礦區地質環境評價問題，如土壤環境質量評、地下水污染評價和耕地面積破壞評價等方面。三是不規則多邊形網格劃分法，這種劃分方法一般是結合研究區域的地質分布情況，以地質環境條件突變的界限為劃分邊界。由于考慮了實際的地質條件分布狀況，不規則多邊形網格劃分法具有很大的適應性，能夠得到比較合理的評價指標值，在實際工作應用較多。尤其是對于范圍面積較小的礦區進行評價時，如果忽略其中的地質條件，將違背評價工作的初衷和原則，得到的評價結果也很難具有可靠的參考價值。

2.2 選取評價指標與優化

評價指標的選取具有很大的針對性和依賴性，一方面要結合礦區的實際情況，針對不同的礦產資源類型以及其對地質環境造成的主要危害來選取，并且要注意抓住主要矛盾，兼顧次要矛盾。一般來說，植被覆蓋率、地質災害、人類活動、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是實際評價工作中普遍都會涉及到的。選取了合適的評價指標后還需要對評價因素進行等級劃分，按照嚴重（Ⅰ）、較嚴重（Ⅱ）和一般（Ⅲ）來表示不同等級的破壞程度，并賦予相應的標準值，從而對所研究礦區的地質情況有一個相對客觀的評價。表1列出了幾個常用的評價指標及其標準值。

表1 評價指標及其標準值

另外，在實際工作中往往還要考慮對選取的評價指標進行優化，一方面評價指標太多不利于進行數據采集和處理，而且不同的評價指標往往還存在一定的重復和交叉，使得數據上具有一定的冗余性。在優化評價指標方面，主要有經驗法、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價指標信息損失最小的前提下，經線性變換和舍棄部分信息，獲得少數新的綜合變量，以取代原始采用的多維變量，通過對少數綜合性指標的分析達到評價目的。

2.3 確定權重

從本質上來說，權重主要反映的是評價體系對其中每一個評價指標的重視程度，科學合理的權重系數對于客觀地反映礦區地質情況具有十分重要的作用和意義。確定權重系數的方法有確定，目前主要采用的是墑值求權法。也就是在對礦區地質環境進行綜合評價時，運用熵值來判斷事物的隨機性、判斷某個指標的離散程度。每個指標都具有自己所特屬的熵值。熵值越大，表示該指標無序性越大，對評價的影響程度越小，反之，熵值越小，指標的效用值越高。熵值等于l時表示指標的數據位完全無序，對評價結果的貢獻程度為零，各指標對評價的影響程度取決于該指標熵值與1的差值。

3 礦區地質環境治理

3.1 地質環境分區治理

根據礦區地質環境綜合評價結果，在了解了不同評價區域的地質破壞情況和主要矛盾的基礎之上，就要有針對采取一些治理措施，一方面對已經存在的各種問題進行及時有效地處理和恢復，同時嚴格防范破壞范圍的進一步擴大，有效地避免和消除各種潛在的問題和隱患。在實際的治理過程中，比較常見的地質環境問題主要有以下幾種：一是地面塌陷，例如玉溪礦業獅鳳山礦三家廠礦段，這是各個坑采礦山開采區普遍存在的問題和隱患，對耕地和各種基礎設施造成了嚴重的破壞。目前治理塌陷區主要是采用填埋法，將已經出現塌陷問題的區域進行填埋，并結合礦區當地的地質構造情況，盡可能地恢復原有的耕地和植被。二是地裂縫，例如玉溪礦業獅鳳山礦鳳山礦段，一般是采用粘土或者灌漿填充的方法來填充和彌補地裂縫，并且一般來說，對于巖質裂縫宜采用水泥漿和混凝土充填，對于土質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，如果不采取及時有效的處理措施，往往會引發一系列連鎖破壞反應。治理地形地貌景觀破壞這種礦區地質環境問題，要盡量貫穿于礦產資源的生產全過程，將恢復治理措施與礦區生產同步進行，這樣一方面可以有效地減少破壞范圍和影響程度，同時也能夠極大地降低后期治理工作的成本投入。

3.2 礦山環境監測工程

建立礦山環境監測工程是當前我國礦區開展地質環境評價與治理工作的一個重要方面，結合實際工作情況來看，主要有以下各個監測重點：首先是對于地表變形、裂縫和塌陷等具有明顯變化特征的地質破壞問題的監測，為了能夠及時監測到這類地質問題的發展程度和影響范圍，一般是要沿礦體的走向和傾向布置地表變形監測點，采集有效地監測數據，并對其未來發展情況進行科學地預測；其次是對于地下水水質污染和水量變化的監測，要在礦區的每一個有效開采區域布置相應的監測點，如果某一個區域出現了污染破壞問題，就要及時對整個礦區的地下水保護措施進行檢查和維護；最后是滑坡和泥石流等地質問題的監測，這類礦區地質環境問題的破壞力和影響力極大，一旦出現將造成不可估量的損失，針對這類問題，在監測點的布置上要結合該地區的地形走勢和過去此類問題的發生情況來綜合考慮，同時應該盡可能多地設置監測點，提高監測的力度和頻度。

4 結束語

礦區地質環境評價與治理是一項復雜度很高的工作，牽涉到方方面面的問題。在實際工作中，我們一方面要提高思想認識，以高度負責的態度和嚴謹細致的精神來做好每一個環節的工作；另一方面要注意進行技術創新，積極采用先進的技術裝備和理論知識來提高評價與治理工作的質量，為經濟建設與環境保護的協調發展提供堅強的保障。

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