襄陽市礦山地質環境問題及保護建議

曾 洋，劉 徽

（1.湖北省地質環境總站，湖北 武漢430043；2.湖北省地質局第一地質大隊，湖北 大冶 435100）

1 研究區概況

襄陽市位于湖北省西北部，漢水中游，地理坐標：東經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。區內地層出露較齊全，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造；北部為后加里東蓋層構造[1]。本區地質構造十分復雜，橫跨秦嶺地槽、揚子地臺兩個性質不同的大地構造單元，控制性斷裂主要有青峰－襄廣斷裂。

2 礦產資源開發利用現狀

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

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

3 礦山地質環境問題及危害

襄陽市礦山開采的種類較多，開采方式、生產工藝、礦山規模差異大，地質環境條件各不相同，由此而決定了礦山環境地質問題的多樣性。目前，襄陽市礦山環境地質問題主要表現在以下幾個方面。

3.1 礦業開發占用及破壞土地資源及其危害

從礦山開發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，占破壞面積總數的74.49%；其次是草地，破壞面積為129.44hm2，占總數的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 礦山地質災害及其危害

根據本次調查統計，襄陽市因礦山活動引發的地質災害及隱患共計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，造成經濟損失為352.5萬元；威脅人數為298人，威脅財產6083.6萬元

3.3 礦山廢水及廢渣及其危害

礦山開發過程中會產生大量的廢水及廢渣，根據調查進行統計，其規模分別為316.54萬m3、665.68萬噸。礦山廢水、廢液會直接匯入河流，流向農田、草地，還有部分滲入地下，造成地下水的污染。礦山廢渣經長期堆浸形成區域水、土污染危害，容易造成區域水質污染、土壤板結、重金屬污染等，對區內的農業、林業、養殖業及畜牧業造成危害。

3.4 礦山開發對地下水系統的破壞及影響

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

4 礦山地質環境綜合評價

4.1 評價原則

礦山地質環境綜合評估分區，依據“區內相似、區際相異”的原則進行。在所劃分的不同的環境地質問題區和亞區內，礦山地質環境的影響程度、區域地質背景以及礦山開采活動的特點應存在明顯差異，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，將礦山地質環境問題的發育及危害程度作為單元格指標等級的判別依據，根據不同等級，開展礦山地質環境問題評估分區。

4.2.1 評價因子的選取

綜合考慮區內地質環境背景、主要礦山地質環境問題及礦山開采活動等因素，選取區域地質背景、礦山地質環境、人類活動、恢復治理四個大類13個因子作為評價指標。

區域地質背景：包含3個因子，分別為地形地貌、工程地質條件、構造條件；

礦山地質環境：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：主要是企業規模；

恢復治理：主要是礦山生態環境恢復治理的難易程度。

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、定量相結合的方法，計算步驟如下：

（1）對原始數據的預處理。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目；j為某評價因子組成要素的構成要素。

（2）計算距離系數陣。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。區域地質背景、礦山地質環境、人類活動、恢復治理，權重分別為20%、50%、15%、15%。

4.3 評價結果

分別計算各單元格的礦山地質環境及恢復治理、人類活動及礦山地質背景的得分，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。

根據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）。分別對應于礦山環境地質問題的發育程度：Ⅰ級（M≥25）為嚴重區、二級（15≤M＜25）為較嚴重區、三級（M＜15）為較輕區。

根據礦山地質環境評價結果，襄陽市礦山地質環境分為嚴重區、較嚴重區、輕微區3個等級20個區，各區面積與分布見表1。

表1 礦山地質環境評價分區統計表

5 礦山地質環境保護對策建議

（1）規范開采，合理堆放。為減少礦山地質災害的發生，各礦山企業必須規范開采，根據礦山開發利用方案及礦山環境恢復治理方案進行開采。

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

（3）加強礦山環境的監督檢查。對各礦區內亂采濫挖、隨意棄置廢渣、尾礦對地質環境造成極大破壞的個體私營礦點進行清理、關閉、整頓、恢復礦業秩序，保護礦山地質環境。

（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，發揮其經濟效益。

（5）加強礦山環境恢復治理工作，開展礦山生態修復，樹立“綠色礦山”理念。

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

6 結論

（1）襄陽市礦山地質環境問題主要有：礦業開發占用、破壞土地資源，礦山地質災害，礦業廢水、廢渣對環境的影響，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合的方法，對襄陽市礦山環境地質問題進行綜合評估分區。將評價單元劃分為三個等級：Ⅰ級（4個亞區），為嚴重區、Ⅱ級（9個亞區），為較嚴重區、Ⅲ級（7個亞區），為較輕區。

（3）綜合分析、總結了目前地質環境保護與治理現狀，針對各類地質環境問題提出了具體防治防治措施和建議。