摘 要：為評價礦山地質(zhì)環(huán)境影響程度，從礦山地質(zhì)災害、地形地貌景觀破壞、含水層結(jié)構(gòu)破壞以及土地資源占用破壞4個方面選取14個評價指標，應用層次分析法對各評價指標的權(quán)重進行量化，建立基于APH的加權(quán)分值綜合評價數(shù)學模型，并將此模型應用于榆神礦區(qū)某礦。結(jié)果表明：井田西部工業(yè)場地區(qū)域地質(zhì)環(huán)境影響程度為較嚴重區(qū)，其他區(qū)域影響程度較輕。

關(guān)鍵詞：層次分析法；加權(quán)分值綜合評價；礦山地質(zhì)環(huán)境；影響程度評價

引言

礦山的生產(chǎn)活動對礦區(qū)及周圍環(huán)境的影響破壞明顯，如礦山地質(zhì)災害、地形地貌景觀破壞以及含水層結(jié)構(gòu)破壞等，這些問題嚴重影響了礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境，不同程度地威脅居民的生命財產(chǎn)安全[1-3]。因此，客觀準確地評價礦山地質(zhì)環(huán)境影響程度，有助于合理規(guī)劃礦產(chǎn)資源和環(huán)境保護[4]。為此，筆者歸納收集了礦山地質(zhì)環(huán)境問題有關(guān)的指標因素資料，建立基于層次分析法的加權(quán)分值綜合評價模型，以期對礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境評價與保護提供理論支撐。

1 評價模型建立

1.1 選取評價指標

根據(jù)礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查的內(nèi)容，考慮到參評因子要易于量化，且所選因素必須具有特定地質(zhì)環(huán)境條件的代表性及區(qū)域范圍內(nèi)的系統(tǒng)性[3]。歸納總結(jié)后最終確定評估的4個子系統(tǒng)，其中包含了14個評估指標。

礦山地質(zhì)環(huán)境評價子系統(tǒng)為礦山地質(zhì)災害（A1）、含水層破壞（A2）、地形地貌景觀破壞（A 3）、土地資源占用破壞（A 4）。礦山地質(zhì)災害子系統(tǒng)的二級評估指標為地質(zhì)災害規(guī)模（B1）、地質(zhì)災害的易發(fā)性（B 2）、影響對象的重要程度（B 3）、經(jīng)濟損失（B 4）、受威脅人數(shù)（B 5）；含水層破壞子系統(tǒng)的二級評估指標為含水層結(jié)構(gòu)破壞（B 6）、礦井正常涌水量（B 7）、主要含水層地下水位下降或疏干程度（B 8）、礦區(qū)及周圍地表水體漏失程度（B 9）、對礦區(qū)及周圍生產(chǎn)生活用水的影響程度（B10）；地形地貌景觀破壞子系統(tǒng)的二級評估指標為對原生地形地貌景觀的影響程度（B11）、對可視范圍內(nèi)地形地貌景觀的影響程度（B12）；土地資源占用破壞系統(tǒng)的二級評估指標為占用破壞的土地類型（B13）、占用破壞的土地面積（B14）。

1.2 評價指標取值與分級

根據(jù)有關(guān)規(guī)范及礦山實際情況，結(jié)合專家評定意見，確定評價指標間的大小關(guān)系即影響嚴重的取為10，影響較嚴重的取為5，影響較輕的取為2（表1）[4]。

1.3確定評價系統(tǒng)權(quán)值

本文采用層次分析法確定各指標的權(quán)重。由專家對地質(zhì)環(huán)境影響要素及因子的相對重要性進行評估，通常按1～9標度法對重要性程度賦值，然后構(gòu)建一個能夠反應評價因子之間關(guān)系的判斷矩陣，綜合分析各位專家提供的判斷矩陣，構(gòu)造最終的判斷矩陣，再利用層次分析法計算各評價因子的權(quán)重，并進行一致性檢驗[5]。

步驟簡要如下[5]：

①構(gòu)造判斷矩陣

判斷矩陣體現(xiàn)了各評價因素之間的相對重要性，層次分析法導出權(quán)重的方法就是兩兩比較，并且把各評價因素之間的重要性進行了量化。用1～9標度法作為比較判斷的依據(jù)，來定義判斷矩陣。

②層次單排序及一致性檢驗

計算一致性指標CI，并查找一致性指標RI。然后計算一致性比例CR。

其中， 為判斷矩陣最大特征值。

當CR<0.10時，認為判斷矩陣的一致性可以接受，否則重新修正。

③層次總排序及一致性檢驗

這一過程是最高層次到最低層次逐層進行，判斷底層中指標對目標層的排序權(quán)重，并作一致性檢驗。

根據(jù)上述模型，建立比較判斷矩陣，并確定各指標的權(quán)重（表2～表5）。

2.評價方法

綜合評價法是將礦山地質(zhì)環(huán)境的嚴重程度給予定量綜合評定，本文采用評價指標加權(quán)分值綜合評價法。

2.1因子指標加權(quán)分值綜合評價[6-7]

因子指標加權(quán)分值綜合評價模型：

（6）

其中，F(xiàn)j—子系統(tǒng)要素加權(quán)分值（j=A1、A2、A3、A4）；Fi—每個評價因子中指標分值；Wi—各評價要素的權(quán)值；n—各子系統(tǒng)的評價因子數(shù)；

礦山地質(zhì)環(huán)境綜合評價模型：

（7）

其中，F(xiàn)0—礦山地質(zhì)環(huán)境綜合評價分值；Wj—各子系統(tǒng)評價要素的權(quán)值；m—子系統(tǒng)要素個數(shù)，對應為（A1、A2、A3、A4）；

2.2綜合評價結(jié)果劃分

本文將礦山地質(zhì)環(huán)境影響程度劃分為三個等級，即“嚴重”、“較嚴重”和“較輕”三個等級（表7）。

3應用實例

選取陜北榆神礦區(qū)某礦為例，對其礦山地質(zhì)環(huán)境影響程度進行評價。該礦地處陜北黃土高原的北端和毛烏素沙漠東南緣的接壤地帶，面積9.4735km2，生產(chǎn)規(guī)模0.60Mt/a，為中型煤礦。區(qū)內(nèi)地形地貌可分為風沙區(qū)、河谷區(qū)和黃土梁峁區(qū)三種地貌類型，地質(zhì)環(huán)境脆弱，煤炭開采引起的主要地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)有地面塌陷多樣。本文將井田分為工業(yè)場地及其以外的區(qū)域，進行礦山地質(zhì)環(huán)境影響程度評價（表8、圖1）。

由圖1，該礦地質(zhì)環(huán)境影響較嚴重區(qū)分布在工業(yè)場地內(nèi)，面積約0.16km2，占評估區(qū)面積的1.46%，主要的礦山地質(zhì)環(huán)境問題為新建工業(yè)場地占壓土地資源。其他區(qū)域地質(zhì)環(huán)境影響程度較輕。

4 結(jié)論

（1）采用層次分析法確定評價系統(tǒng)各指標權(quán)重，將層次分析法與加權(quán)分值綜合評價法有機結(jié)合，建立礦山地質(zhì)環(huán)境危害程度評價模型。將礦山地質(zhì)環(huán)境影響程度劃分為“嚴重”、“較嚴重”和“較輕”三個等級。

（2）根據(jù)評價模型對榆神礦區(qū)某礦礦山地質(zhì)環(huán)境危害程度進行評價，地質(zhì)環(huán)境影響較嚴重區(qū)分布在工業(yè)場地內(nèi)，其他區(qū)域影響程度較輕。

參考文獻

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作者簡介

席國強（1984-），男，陜西臨潼人，工學碩士，地質(zhì)環(huán)境影響評價、水處理技術(shù)、礦井水再生利用等研究。電話：18591995661.

（作者單位：中煤科工集團西安研究院有限公司）