基于RS和GIS技術的礦山環境恢復與治理規劃
——以云南省元陽某金礦礦集區為例

陳琪， 趙志芳， 何彬仙， 王頔， 習靖

(1.云南大學資源環境與地球科學學院，昆明 650091；2.云南省遙感中心，昆明 650091)

基于RS和GIS技術的礦山環境恢復與治理規劃
——以云南省元陽某金礦礦集區為例

陳琪1，2， 趙志芳1，2， 何彬仙1，2， 王頔1，2， 習靖1，2

(1.云南大學資源環境與地球科學學院，昆明 650091；2.云南省遙感中心，昆明 650091)

礦產資源開發利用導致環境問題日益嚴重，為了給《礦產資源總體規劃(2008—2015)》(簡稱二輪規劃)方案的動態調整提供可視化的信息參考，為“礦山復綠”行動提供基礎信息。該文以云南省元陽某金礦礦集區為試驗區，利用GIS和遙感技術，提取該區礦業開發信息，結合自然地理和基礎地質等資料，采用網格法對該區礦山地質環境進行評價，根據評價結果探索性地開展了礦山環境恢復與治理規劃方案研究。結果表明，該方案比二輪規劃方案更為合理可行。

遙感(RS)；地理信息系統(GIS)；礦山環境狀況評價；礦山復綠；元陽某金礦

0 引言

隨著我國對礦產品需求的日益增加，礦產資源的開采力度也不斷加大，從而加劇了環境破壞，人類生存空間也受到嚴重威脅，因此恢復礦山生態環境顯得十分重要[1-2]。近20 a來，一些發達國家制訂了較完善的礦山環境管理制度(如澳大利亞制訂了抵押金制度、年度礦山環境評價制度及礦山監察員巡回檢查制度[3]；美國制訂了礦山環境影響評價制度、礦山環境恢復許可證制度、礦山環境恢復保證金制度、礦山環境監督制度及礦山環境保護的激勵制度等)，擁有先進的礦山環境恢復與治理技術(如將CAD與GIS技術綜合應用于礦山環境恢復與治理、無覆土的生物復墾及抗侵蝕復墾工藝等[4-5])。雖然我國亦建立了礦山環境恢復治理保證金制度，但尚處于摸索階段，存在一些問題，如保證金收取金額沒有統一標準，全國各省保證金制度差距大等[6]；而且我國礦山環境恢復與治理主要是簡單的人工林草種植。總體來說，礦山環境管理制度還不夠完善，技術亦有待提高。

為了推進礦山地質環境保護工作，加大恢復治理力度，2008年國家編制并實施了《礦產資源總體規劃(2008—2015年)》(簡稱二輪規劃)；2012年，由國土資源部牽頭啟動了全國“礦山復綠”行動。二輪規劃及“礦山復綠”方案主要由臨時組建的規劃編制技術專家組依據基礎性地質調查等資料進行編制。該編制方法存在較大的局限性，不夠細致，容易存在遺漏區域，且耗時耗力。基于此，本文以云南省元陽某金礦礦集區為例，采用遙感(remote sensing,RS)和地理信息系統(geographic information system,GIS)提取該區礦業開發狀況信息，結合自然地理和基礎地質等資料，對礦山地質環境進行評價，根據評價結果探索編制相應的環境恢復與治理規劃，確定環境恢復與治理面積、對象、治理任務、治理措施，不僅可為云南省二輪規劃的實施與動態管理提供參考，也可為“礦山復綠”提供有利借鑒。

1 研究區概況及數據源

1.1 研究區概況

研究區位于云南省東南部元陽縣和金平縣境內(包含元陽某金礦礦集區)，介于E102°53′～103°13′，N22°46′～22°58′之間，面積753 km2，地跨哀牢山和華南成礦帶。該區成礦條件優越，最有影響力的是產于哀牢山變質帶南西側哀牢山基底逆推帶之韌性剪性帶中的巖金礦床(點)。區內登記采礦權共21個，包括金礦、鐵礦、銅礦、鎳礦和灰巖礦。

1.2 數據源

數據源有：①研究區自然地理和地質環境背景等資料；②IKONOS遙感數據(時相為2012年1月20日、2012年1月28日和2012年2月5日)，共5個波段，包括1個1 m空間分辨率的全色波段和4個4 m空間分辨率的多光譜波段；③研究區采礦權、探礦權、礦產資源二輪規劃及DEM等資料。

2 礦山地質環境評價

利用IKONOS數據，采用GIS和RS技術提取該區的礦山開發信息和礦山地質災害及其隱患信息[7-8]，為礦山地質環境評價提供數據基礎。

本次評價按礦山行業的礦山地質環境評價指標體系與分級標準，選取自然地理(A)、基礎地質(B)和礦山開發對環境的影響(C)3個評價子系統和15個指標，并賦不同的權重，如表1所示。其中，結合該區特點對植被覆蓋度與開采強度2個指標值進行了調整。采用500 m×500 m單元劃分網格，通過對各網格賦值和疊加得出礦山地質環境質量指數[9-10]，將研究區劃分為嚴重區、較嚴重區及一般區3種類型(表2)。

表1 礦山地質環境評價指標體系與分級標準Tab.1 Indicator system and the grading standard for the mine geological environment assessment

表2 礦山地質環境評價分值Tab.2 Score for the mine geological environment assessment

按上述礦山地質環境評價指標體系與分級標準對元陽某金礦礦集區進行礦山地質環境評價，劃分出環境恢復治理問題嚴重區、較嚴重區和一般區，如圖1所示。

圖1 元陽某金礦礦集區礦山環境恢復治理區規劃分布圖Fig.1 Map of Yuanyang gold mining area environment recovery and management planning

3 礦山環境恢復與治理方案編制

本次礦山環境恢復與治理工作分“區域規劃”和“詳細規劃”2個層次開展。

首先，分析區內的礦山地質環境狀況，確定區域規劃原則，即確定礦山環境恢復治理問題嚴重區和較嚴重區的分布位置、范圍以及涉及的礦山等信息。根據這些信息制訂區域礦山環境恢復與治理規劃目標。如表3元陽某金礦礦集區，將礦山地質環境恢復治理問題嚴重區及較嚴重區集中分布地區規劃為“礦山環境重點治理區”，建議礦政監管部門優先部署這些地區的礦山環境恢復治理工作；礦山地質環境恢復治理問題嚴重區分布較零星、礦山地質環境評價較嚴重區分布較集中的區域則建議規劃為“礦山環境恢復一般治理區”，建議礦政監管部門加強這些區域的礦山環境恢復治理工作。

表3 元陽某金礦礦集區礦山環境恢復治理區規劃一覽表Tab.3 Table of Yuanyang gold mining area environment recovery and management planning

其次，在上述區域規劃基礎上開展更深入詳細的規劃分析，即根據礦山遙感監測成果，確定具體礦山所涉及的占地目標，落實植被遭受破壞的原因(開采面、固體廢棄物、中轉場地、地質災害及環境污染)，詳細統計占地要素的范圍和面積，制訂相應的環境恢復與治理規劃目標，確定環境恢復與治理面積、對象、治理任務、治理措施等，從而切實地為礦政管理部門提供第一手資料及操作性較強的規劃建議。本文選擇元陽某金礦礦集區進行環境恢復與治理詳細規劃研究(表4)。研究結果表明，區內主要礦山環境問題為固體廢棄物堆放及由滑坡地質災害所造成的土地植被破壞。本文還量算了固體廢棄物堆放場的位置及其范圍、滑坡地質災害特征及其破壞土地植被的面積等，確定了礦山環境恢復治理的目標(即固體廢棄物堆放場土地復墾、植被恢復及地質災害防治等)，并根據所獲取的定量信息制訂出規劃任務、內容與相關措施等(圖2)；同時建議礦政監管部門引導礦山企業在環境恢復治理保證金制度支持與制約下，按詳細規劃目標進行礦山環境恢復治理，并實時監管礦山環境恢復治理情況。

表4 元陽某金礦礦山環境恢復治理詳細規劃一覽表Tab.4 Table of Yuanyang gold mining environment recovery and management particular planning

圖2 元陽某金礦礦山環境恢復治理詳細規劃圖Fig.2 Map of Yuanyang gold mining environment recovery and management particular planning

對比二輪規劃方案及本次研究成果(圖1)，可見本次制訂的元陽某金礦礦集區區域礦山環境恢復與治理規劃方案更為合理，區域規劃除包含原二輪規劃中涉及的元陽某金礦區(ZQⅢ45)及金平某礦區(ZQⅢ46)以外，還較好地精簡了二輪規劃中環境治理范圍，將金平某礦區礦山環境重點治理區(ZQⅢ46)細化為礦山環境恢復治理重點區Ⅰ—Ⅳ,將元陽某金礦區礦山環境重點治理區(ZQⅢ45)細化為礦山環境恢復治理一般區(圖1上的2區)；并對原二輪規劃中未涉及的元陽某金礦礦山環境較差區也納入了礦山環境恢復治理重點區Ⅰ，補充了5個礦山環境恢復治理一般區(圖1上的1，3，4，5，6區)。

4 結論

本次探索性的規劃方案研究可為二輪規劃方案的動態調整提供可視化的信息參考，并且可為二輪規劃的實施提供具體可行的指導。建議在二輪規劃ZQⅢ46區內3個區域重點進行環境恢復治理，另外在元陽某金礦及周邊重點進行礦山環境恢復治理；同時將ZQⅢ45簡化為1個區域進行重點環境恢復治理，并在ZQⅢ45和ZQⅢ46區以外的5處礦山也重點開展礦山環境恢復治理。采用本研究方法可以很好地指導二輪規劃的實施，以投入更少的人力、物力就可以達到二輪規劃制訂的目標。

本次使用的二輪規劃數據源自整個云南省的總體二輪規劃，尚不夠細致。若能獲取相應的縣市級二輪規劃數據，可以制訂出更為詳細具體的二輪規劃方案，更好地指導二輪規劃的實施。

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(責任編輯：邢宇)

Environmental recovery and management planning based on RS and GIS techniques: A case study of the Yuanyang gold mining area in Yunnan Province

CHEN Qi1,2， ZHAO Zhifang1,2， HE Binxian1,2， WANG Di1,2, XI Jing1,2

(1.ResourcesandEnvironmentCollege,YunnanUniversity,Kunming650091,China；2.YunnanRemoteSensingCenter,Kunming650091,China)

More and more serious environment problems have been caused by mineral resources development and utilization. In order to provide the visual reference for the dynamic adjustment of “the second round planning” and the basic information for “mine greening”action, the authors chose the Yuanyang mining area as the study area, utilized RS and GIS techniques to acquire mining development information, combined the data of physical geography and basic geology, used the grid method to begin the mine geological environment assessment and, on such a basis, compiled mine environmental recovery and management planning in a exploratory way. The results show that the planning is better than “the second round planning”.

remote sensing (RS)；geographic information system (GIS)；mining area environment condition evaluation；mine greening action；Yuanyang gold mining area

2014-04-11；

2014-08-04

中國地質調查局地質調查工作項目“云南省礦山開發遙感調查與監測”(編號：1212011120042)資助。

10.6046/gtzyyg.2015.03.26

陳琪，趙志芳，何彬仙,等.基于RS和GIS技術的礦山環境恢復與治理規劃——以云南省元陽某金礦礦集區為例[J].國土資源遙感,2015,27(3):167-171.(Chen Q，Zhao Z F，He B X,et al.Environmental recovery and management planning based on RS and GIS techniques:A case study of the Yuanyang gold mining area in Yunnan Province[J].Remote Sensing for Land and Resources,2015,27(3):167-171.)

TP 79

A

1001-070X(2015)03-0167-05

陳琪(1991-)，男，研究生，主要從事遙感地質應用研究。Email: 857389833@qq.com。

趙志芳(1971-)，女，博士，教授，主要從事遙感地質應用研究。Email: zzf_1002@163.com。