沙國聰

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

關(guān)鍵詞：礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境；評價方法；治理方案

1 引言

從根本上來說，礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境評價與治理研究的對象是地質(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)，并具有相對完善和穩(wěn)定的物質(zhì)遷移和能量轉(zhuǎn)換機制，它是整個自然環(huán)境系統(tǒng)的重要組成部分，也是與人類的生產(chǎn)生活關(guān)系最為密切的環(huán)境空間，對于維護整個生態(tài)系統(tǒng)的平衡發(fā)展和平穩(wěn)運行具有十分重要的作用和意義。對于礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境來說，一般是指曾經(jīng)開采、正在開采或準備開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，不斷地進行著聯(lián)系（物質(zhì)交換）和能量流動，這一部分組成一個相對獨立的環(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行依托，并伴隨著較長時間的礦產(chǎn)資源開發(fā)，且對其所在的地質(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)害問題。簡單地說，礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境評價就是對礦業(yè)開發(fā)生產(chǎn)項目規(guī)劃和建設(shè)可能對環(huán)境造成的影響進行有效的分析與評估，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施辦法，以便更好地維護該地區(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)境評價與治理是一項牽涉面廣、復(fù)雜度高的大工程，涉及到景觀生態(tài)學理論、系統(tǒng)理論、統(tǒng)籌人與自然和諧發(fā)展理論等專業(yè)知識，并且需要經(jīng)過很長時間的具體實踐才能取得比較良好的效果。

隨著經(jīng)濟建設(shè)進程的不斷加快，礦產(chǎn)資源開發(fā)和生產(chǎn)企業(yè)也得到了長足的發(fā)展，一方面極大地促進了國民經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展步伐，但是同時也造成了不可忽視的地質(zhì)環(huán)境問題。礦產(chǎn)資源開發(fā)利用率不高，且存在比較嚴重的浪費現(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)境問題正在一步步地威脅到人類的正常生活和發(fā)展空間。在可持續(xù)發(fā)展目標的指導下，我國正在積極構(gòu)建資源節(jié)約型和環(huán)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(yè)生產(chǎn)所面臨的一項十分緊迫的任務(wù)。

2 礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境綜合評價的主要流程

2.1 劃分評價單元

總的來說，礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境是一個十分復(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，為了盡可能準確和全面地對礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境做出評價，通常的做法是首先對具體的研究對象區(qū)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(qū)域的評價結(jié)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(zhì)環(huán)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(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價單元來對研究礦區(qū)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(shù)據(jù)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(qū)域劃分比較合理，在使用過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價、地面沉降分析計算等。二是正方形網(wǎng)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(guān)鍵是確定和控制各個劃分網(wǎng)格的大小，范圍可以達到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)境評價問題，如土壤環(huán)境質(zhì)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(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價指標值，在實際工作應(yīng)用較多。尤其是對于范圍面積較小的礦區(qū)進行評價時，如果忽略其中的地質(zhì)條件，將違背評價工作的初衷和原則，得到的評價結(jié)果也很難具有可靠的參考價值。

2.2 選取評價指標與優(yōu)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(jié)合礦區(qū)的實際情況，針對不同的礦產(chǎn)資源類型以及其對地質(zhì)環(huán)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(zhì)災(zāi)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(yīng)的標準值，從而對所研究礦區(qū)的地質(zhì)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(yōu)化，一方面評價指標太多不利于進行數(shù)據(jù)采集和處理，而且不同的評價指標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)化評價指標方面，主要有經(jīng)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(jīng)線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，通過對少數(shù)綜合性指標的分析達到評價目的。

2.3 確定權(quán)重

從本質(zhì)上來說，權(quán)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(quán)重系數(shù)對于客觀地反映礦區(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。也就是在對礦區(qū)地質(zhì)環(huán)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(shù)據(jù)位完全無序，對評價結(jié)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(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)境綜合評價結(jié)果，在了解了不同評價區(qū)域的地質(zhì)破壞情況和主要矛盾的基礎(chǔ)之上，就要有針對采取一些治理措施，一方面對已經(jīng)存在的各種問題進行及時有效地處理和恢復(fù)，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(zhì)環(huán)境問題主要有以下幾種：一是地面塌陷，例如玉溪礦業(yè)獅鳳山礦三家廠礦段，這是各個坑采礦山開采區(qū)普遍存在的問題和隱患，對耕地和各種基礎(chǔ)設(shè)施造成了嚴重的破壞。目前治理塌陷區(qū)主要是采用填埋法，將已經(jīng)出現(xiàn)塌陷問題的區(qū)域進行填埋，并結(jié)合礦區(qū)當?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填充和彌補地裂縫，并且一般來說，對于巖質(zhì)裂縫宜采用水泥漿和混凝土充填，對于土質(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，如果不采取及時有效的處理措施，往往會引發(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)境問題，要盡量貫穿于礦產(chǎn)資源的生產(chǎn)全過程，將恢復(fù)治理措施與礦區(qū)生產(chǎn)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(huán)境監(jiān)測工程

建立礦山環(huán)境監(jiān)測工程是當前我國礦區(qū)開展地質(zhì)環(huán)境評價與治理工作的一個重要方面，結(jié)合實際工作情況來看，主要有以下各個監(jiān)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(zhì)破壞問題的監(jiān)測，為了能夠及時監(jiān)測到這類地質(zhì)問題的發(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)測點，采集有效地監(jiān)測數(shù)據(jù)，并對其未來發(fā)展情況進行科學地預(yù)測；其次是對于地下水水質(zhì)污染和水量變化的監(jiān)測，要在礦區(qū)的每一個有效開采區(qū)域布置相應(yīng)的監(jiān)測點，如果某一個區(qū)域出現(xiàn)了污染破壞問題，就要及時對整個礦區(qū)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(zhì)問題的監(jiān)測，這類礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境問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，針對這類問題，在監(jiān)測點的布置上要結(jié)合該地區(qū)的地形走勢和過去此類問題的發(fā)生情況來綜合考慮，同時應(yīng)該盡可能多地設(shè)置監(jiān)測點，提高監(jiān)測的力度和頻度。

4 結(jié)束語

礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境評價與治理是一項復(fù)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(tài)度和嚴謹細致的精神來做好每一個環(huán)節(jié)的工作；另一方面要注意進行技術(shù)創(chuàng)新，積極采用先進的技術(shù)裝備和理論知識來提高評價與治理工作的質(zhì)量，為經(jīng)濟建設(shè)與環(huán)境保護的協(xié)調(diào)發(fā)展提供堅強的保障。

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