王洪迪

（新疆生產建設兵團水資源管理中心，新疆 烏魯木齊 830000）

對新疆地區(qū)礦山地質條件進行地質勘查與實地考察，在區(qū)域內，對最新發(fā)現(xiàn)的礦化蝕變帶分布區(qū)，按照1.0：1.0 比例的地質草測技術、1.0：1.0×104 比例的土壤化探測量技術、1.0：1.0×105 比例的物探激電中梯掃面技術，對區(qū)域礦山水文地質條件進行測深，綜合探測結果，可圈定區(qū)域內含礦斷裂區(qū)域的物化探異常反應。為了進一步驗證此種異常，以槽探工程作為工程實施的主要手段，通過此種方式，揭露并驗證含礦斷裂和物化探異常，以此為依據(jù)，選擇有利地段進行少量深部鉆探工程驗證[1]。2018 年4 月23 日至25 日，新疆維吾爾自治區(qū)國土資源廳聘請地質專家對地區(qū)礦帶進行了野外驗收工作。綜合驗收結果可知，新疆地區(qū)勘查工程施工及野外地質工作質量總體符合設計及相關規(guī)范要求，與實際相符，但預計找礦效果較差，主要是由于地區(qū)礦帶地形與地勢較為復雜，存在地質災害潛在發(fā)生概率。而此種問題不僅會影響到我國礦山工程的有序實施，甚至也會在一定程度上對礦山工作者的個人安全造成威脅，為了解決與此方面的相關問題，本文將以新疆地區(qū)為例，引進層次分析法，設計一種針對此區(qū)域的水文地質災害危險性評價方法，以此種方式，進一步掌握礦區(qū)地質環(huán)境變化規(guī)律。

1 基于層次分析法的新疆地區(qū)礦山水文地質災害危險性評價方法設計

1.1 提取新疆地區(qū)水文地質災害危險性評價因子

綜合礦山工作者通過多次調研反饋的數(shù)據(jù)與資料可知，新疆地區(qū)礦山是一個地質災害頻發(fā)的地區(qū)，為了進一步掌握災害發(fā)生的可能性，需要在設計危險性評價方法前，提取災害危險性評價因子。在此過程中，可采用構建評價網(wǎng)絡的方式，構建一個可用于描述新疆地區(qū)礦山水文地質的概況圖，并按照網(wǎng)絡的層次化結構，對網(wǎng)絡圖結構進行填充，以此用于描述新疆地區(qū)的礦山水文地質原貌[2]。如下圖1 所示。

圖1 新疆地區(qū)災害危險性評價因素網(wǎng)絡結構圖

按照上述圖1 中提出的內容，獲取新疆地區(qū)地質基本條件、植被賦存條件、災害發(fā)育程度、人類活動等信息，將與此相關的信息作為危險性評價因子。

1.2 基于層次分析法構造危險性判斷矩陣

在完成對評價因子的提取后，引進AHP 評價法，對不同評價因子的權重，及其對地質災害發(fā)生可能性的影響進行分析。在評價因子重要性時，可根據(jù)不同因子的發(fā)生次數(shù)進行專家判斷，例如，新疆地區(qū)礦山內，人類活動次數(shù)較低，區(qū)域內的礦產資源正處于一種待開發(fā)狀態(tài)，因此，地質結構復雜[3]。以此可得出礦山地勢因子的危險度>人類工程活動因子的危險度。同時，考慮到區(qū)域內當下仍沒有工程對其進行生態(tài)規(guī)劃，因此大部分區(qū)域的地貌結構復雜，賦存的植被也屬于原生類植被，以此可得出地形坡度因子的危險度>原生植物因子的危險度。按照依次遞減的層級結構，對危險性評價因子的等級進行排序：a（新疆地區(qū)礦山地勢陡峭坡度）>b（地質結構）>c（原生植物覆蓋率）>d（地質災害發(fā)育密度）>e（人類工程活動）。以此為依據(jù)，構建一個初步的危險性判斷矩陣，如下公式所示。

公式（1）中：A 表示為判斷矩陣表達式。在完成對危險性判斷矩陣的構建后，計算對應矩陣A 中，每行的幾何平均值，以此作為描述因子指標權重值的依據(jù)。計算過程如下。

公式（2）中：wi表示為評價因子i 的幾何權重值；n 表示為A 對應的行數(shù)；a表示為元素數(shù)量；i表示為評價因子；j表示為A 對應的列數(shù)。其中i 的取值為[1，n]中任意一個整數(shù)值，為了確保計算結果與新疆地區(qū)礦山水文地質環(huán)境具備一定適配性，可按照i 在A 中對應的層次，對其進行歸一處理。處理過程可用如下計算公式表示。

公式（4）中：CI表示為對A 中位于同一行、同一列的元素一致化檢驗結果；CR表示為平均一致性隨機指標；RI表示為隨機一致率；λmax表示為危險性最大特征。按照上述計算公式，將新疆地區(qū)地質調查數(shù)據(jù)結果與計算公式進行匹配，輸出真實的計算結果。在計算結果中，當CR小于或等于0.1 時，此時可認為構造的判斷矩陣A 中各個元素具有一致性特征，即使用A評價危險性是合理的。當CR大于0.1 時，此時可認為構造的判斷矩陣A 中各個元素不具備一致性特征，即無法將A 作為評價危險性依據(jù)，有必要重新選定評價因子。

1.3 基于危險性等級的評價結果量化

在完成上述相關研究后，引進指數(shù)綜合評價模型，量化處理評價因子，對照不同評價因子在判斷矩陣中的權重，對其危險性等級進行劃分。其中指數(shù)綜合評價模型的表達式如下。

公式（5）中：I k表示為對新疆地區(qū)礦山內k 單元災害危險性評價的結果；iW表示為第i 個評價因子的權重值；P表示為區(qū)域環(huán)境危險性系數(shù)。按照上述公式計算結果，對評價因子危險性等級進行賦值，如下表1 所示。

表1 新疆地區(qū)礦山水文地質災害危險性等級

按照上述表1 中內容，對應危險性系數(shù)計算結果，便可完成對新疆地區(qū)礦山水文地質災害危險性的評價。

2 實驗論證分析

綜合本文上述論述，結合層測分析法對新疆地區(qū)礦山水文地質的災害危險性，提出了一種全新的評價方法，為進一步驗證該方法在實際應用中的效果，將其與傳統(tǒng)基于多目標模型的評價方法應用到相同的實驗環(huán)境當中，驗證兩種方法的實際應用效果。將新疆地區(qū)某礦山作為實驗對象，分別利用兩種評價方法對其水文地質的危險性進行分析，被評價區(qū)域的整體面積約為82.32km2。在被評價區(qū)域內隨機劃分五個不同分區(qū)，并將其分別標號為1～5，利用兩種評價方法的應用思路，完成評價，并將評價結果代入公式（4）中，利用該公式完成對兩種評價方法得出結果的一致性進行檢驗，并將其繪制成如圖2 所示的實驗結果對比圖。

圖2 兩種評價方法實驗結果對比圖

從圖2 中得出的兩種評價方法實驗結果可以看出，本文評價方法得出的結果CR值均小于0.1，而傳統(tǒng)評價方法得出的結果均超過0.1。通過本文上述可知，CR值越小，則說明其一致性越高，得出的評價結果與實際水文地質災害的危險性情況越接近，反之同理。因此，通過對比實驗證明，本文提出的評價方法在應用到實際礦山當中，針對其水文地質的危險性評價結果更準確，充分體現(xiàn)了該方法的準確性和合理性。

3 結語

相關水文地質災害的研究，一直是我國礦山工作者的關注重點，為了進一步落實與此方面相關的研究，本文結合對新疆地區(qū)地勢、地形、地貌的考察，對水文地質災害危險性評價方法展開設計，并在完成與此相關的研究后，通過實驗驗證的方式，證明了此方法在評價危險性方面，具有真實的應用效果，并且，可在真正意義上為我國礦山工程的有序實施提供幫助。