張豐，張海燕，胡波*，王夏夏，黎逢良，陳奇，劉洪亮，羅梅

(1.山東省魯南地質(zhì)工程勘察院(山東省地勘局第二地質(zhì)大隊(duì))，山東 濟(jì)寧 272100；2.濟(jì)寧市國土空間生態(tài)修復(fù)中心，山東 濟(jì)寧 272000；3.山東省國土空間生態(tài)修復(fù)中心，山東 濟(jì)南 250014)

0 引言

濟(jì)寧市礦產(chǎn)資源豐富，開發(fā)歷史悠久，開發(fā)利用程度高。目前已開發(fā)利用的非煤礦產(chǎn)有鐵、輕稀土、建筑用灰?guī)r、水泥用石灰?guī)r、磚瓦用黏土、水泥配料用泥巖、建筑用花崗巖、礦泉水等[1]。

多年來，隨著礦業(yè)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，礦產(chǎn)資源開發(fā)規(guī)模以及開發(fā)強(qiáng)度都日益增大，在礦產(chǎn)資源的開發(fā)過程中，給地質(zhì)環(huán)境造成了較大的破壞，尤其是露天開采的大中型礦山及礦產(chǎn)集中開采區(qū)，生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重受損，土地資源破壞及地型地貌景觀破壞等礦山地質(zhì)環(huán)境問題尤為突出，制約了礦產(chǎn)資源的可持續(xù)開發(fā)和利用。摸清現(xiàn)狀，開展礦山地質(zhì)環(huán)境綜合評價是推動礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)開發(fā)與保護(hù)平衡的需要，也是科學(xué)開展礦政管理的需求[2-4]。前人對礦山地質(zhì)環(huán)境評價工作進(jìn)行了許多方法研究。常用方法有模糊綜合評價法、綜合指數(shù)分析法、層次分析法、灰色關(guān)聯(lián)綜合法、物元分析法等等[5]。層次分析法和模糊綜合評價法已廣泛應(yīng)用于地質(zhì)環(huán)境評價，評定結(jié)果與實(shí)際符合性較好，較為可靠。

1 研究區(qū)概況

20世紀(jì)90年代以來，濟(jì)寧市內(nèi)形成了國有、集體、個體一起上，大、中、小型礦山并舉的礦業(yè)開發(fā)格局，鄉(xiāng)鎮(zhèn)集體、個體采礦業(yè)發(fā)展迅速。主要開采礦種有鐵、建筑用石灰?guī)r、水泥用石灰?guī)r、磚瓦用黏土、水泥配料用泥巖、建筑用花崗巖、礦泉水等。近年來，隨著大氣污染防治任務(wù)的加重及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，一大批露天開采礦山陸續(xù)關(guān)閉或整合，持證非煤礦山數(shù)量逐年減少，廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境問題突出。

2 礦山地質(zhì)環(huán)境問題現(xiàn)狀

2.1 礦山地質(zhì)環(huán)境問題類型

濟(jì)寧市非煤礦山地質(zhì)環(huán)境問題主要有：礦業(yè)活動造成山體破損、植被破壞、巖石裸露，破壞地形地貌景觀；礦業(yè)活動剝離挖損土地導(dǎo)致土地原有功能喪失，破壞土地資源；礦業(yè)廢渣不合理堆放及露天開采造成的崩塌地質(zhì)災(zāi)害隱患；抽排礦坑水造成地下水位下降等。

2.2 礦山地質(zhì)環(huán)境問題分布及特征

(1)分布具有明顯的地域與及集中性。礦產(chǎn)資源賦存特征及開發(fā)利用歷史，決定了礦山地質(zhì)環(huán)境問題分布，濟(jì)寧市非煤礦山地質(zhì)環(huán)境問題最突出的地區(qū)主要為嘉祥縣南部石灰?guī)r集中開采區(qū)、汶上縣白石鎮(zhèn)花崗巖集中開采區(qū)、微山縣兩城鎮(zhèn)石灰?guī)r集中開采區(qū)、鄒城市西南石灰?guī)r集中開采區(qū)、鄒城市東北—曲阜市東南石灰?guī)r集中開采區(qū)、泗水縣南部石灰?guī)r集中開采區(qū)、泗水縣北部花崗巖集中開采區(qū)。這些區(qū)域均位于低山丘陵地帶，一般遠(yuǎn)離居民聚集區(qū)，擁有豐富的山石資源，且開發(fā)利用程度高(圖1)。

1—嘉祥縣南部石灰?guī)r集中開采區(qū)；2—汶上縣北部花崗巖集中開采區(qū)；3—微山縣兩城石灰?guī)r集中開采區(qū)；4—鄒城市西南石灰?guī)r集中開采區(qū)；5—鄒城市東北—曲阜市東南石灰?guī)r集中開采區(qū)；6—泗水縣南部石灰?guī)r集中開采區(qū)；7—泗水縣北部花崗巖集中開采區(qū)

(2)礦山地質(zhì)環(huán)境問題類型較為單一。濟(jì)寧市非煤礦山主要開采黏土、石灰?guī)r、花崗巖等建材類非金屬，相關(guān)的洗選、冶煉行業(yè)較少，且多為露天開采，形成了數(shù)量眾多的破損山體與露天采坑(照片1)。破損山體與露天采坑引起的礦山地質(zhì)環(huán)境問題主要為土地資源占損、地形地貌景觀破壞及少量的礦山地質(zhì)災(zāi)害。

照片1 典型非煤礦山地形地貌景觀損毀特征

(3)礦山地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性普遍較小。濟(jì)寧市非煤礦山地質(zhì)災(zāi)害多因建材類礦產(chǎn)開發(fā)引起，類型主要為崩塌。受開采振動的影響，礦區(qū)邊坡巖體的完整性較差，會對坡底一定范圍內(nèi)造成威脅，受開采微地貌控制，崩塌(隱患)影響范圍一般較小，又因各礦山多遠(yuǎn)離居民聚集區(qū)，礦山地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性普遍較小。

(4)露天黏土礦自然恢復(fù)效果好，治理程度高。黏土礦一般分布于土層厚度較大的平原地帶，即使表土剝離也具有良好的自然恢復(fù)條件。此外，露天黏土礦復(fù)墾治理難度較小，工礦廢棄地治理復(fù)墾項(xiàng)目實(shí)施較多，且周邊村民的復(fù)墾利用意愿較強(qiáng)，整體治理程度較高。

3 礦山地質(zhì)環(huán)境影響評價

礦山地質(zhì)環(huán)境影響評價是一種復(fù)雜、開放的量化評價，需要考慮多因素的相互疊加、相互交叉作用，需要綜合分析問題因子、危害程度和區(qū)域性差異；需要定性方法與定量方法相結(jié)合[6-7]。

3.1 評價原則

(1)突出重點(diǎn)礦山地質(zhì)環(huán)境問題要素原則。以人為本，重點(diǎn)考慮自然地理環(huán)境與采礦工程活動之間相互矛盾和突出的環(huán)境地質(zhì)問題，兼顧地質(zhì)環(huán)境背景。評價過程中提高礦山地質(zhì)災(zāi)害、土地資源破壞及地形地貌景觀破壞等礦山地質(zhì)環(huán)境問題在評價因子中的比重。

(2)定量評價與定性分析相結(jié)合的原則。評價過程中適當(dāng)考慮了礦山地質(zhì)環(huán)境問題對“三區(qū)兩線”區(qū)域的影響程度及治理的難易程度，并據(jù)此對分區(qū)評價結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?/p>

(3)適當(dāng)考慮礦產(chǎn)資源開發(fā)利用現(xiàn)狀及規(guī)劃。在評價過程中，除了重視現(xiàn)狀還根據(jù)現(xiàn)有礦權(quán)設(shè)置及開采情況、礦產(chǎn)資源規(guī)劃重點(diǎn)開采區(qū)分布情況綜合考慮礦山地質(zhì)環(huán)境問題的影響程度。

3.2 評價單元劃分

為保證較為精確的評價，需建立能夠代表局部區(qū)域差異性和復(fù)雜性的評價單元。同一評價單元內(nèi)地質(zhì)環(huán)境條件方面具有相似性，不同單位之間具有可比性。

(1)將生產(chǎn)礦山中心點(diǎn)坐標(biāo)和礦區(qū)范圍投影到分區(qū)圖上，以礦界范圍為評價單元，關(guān)閉及廢棄礦山以現(xiàn)狀影響范圍外擴(kuò)1km為評價單元。

(2)多個礦山集中分布(>2個)，且礦山之間相距<2km，可作為一個集中連片評價單元；單一礦山獨(dú)立分布，且影響面積<1km2時，不進(jìn)行分區(qū)評價，作為單點(diǎn)進(jìn)行評價。

(3)當(dāng)兩個集中連片評價單元相距<2km，且主要礦山地質(zhì)環(huán)境問題相似時，將2個集中連片區(qū)合并為同一個區(qū)進(jìn)行評價。

(4)評價單元邊界穿過村莊、城鎮(zhèn)、湖泊等不宜穿過的地區(qū)時，向內(nèi)側(cè)偏移盡可能避過。

本次按照以上述方法劃分出17個評價單元。

3.3 模糊綜合評價法

模糊綜合評價法是利用模糊線性變換原理和最大隸屬度原則，對受到多種因素制約的事物或?qū)ο笞龀鲆粋€總體的評價。該評價法通過隸屬函數(shù)，將不確定性在形式上轉(zhuǎn)化為確定性，使模糊數(shù)據(jù)得以量化。它具有結(jié)果清晰，系統(tǒng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，能較好地解決模糊的、難以量化的問題，適合各種非確定性問題的解決[8-9]。

3.4 層次分析法

層次分析法(Analytic Hierarchy Process，簡記AHP)是由一種能把復(fù)雜系統(tǒng)的決策思維進(jìn)行層次化，把決策過程中定性和定量的因素有機(jī)的結(jié)合起來運(yùn)算評價方法。層次分析法可將人的主觀性依據(jù)用數(shù)量的形式表達(dá)出來，使之條理化、科學(xué)化，從而可避免由于人的主觀性導(dǎo)致權(quán)重預(yù)測與實(shí)際情況相矛盾的現(xiàn)象發(fā)生，提高了決策的有效性，在多目標(biāo)規(guī)劃領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價值。層次分析法需要三個基本步驟，即：建立評價要素系統(tǒng)遞階層次結(jié)構(gòu)，判斷矩陣生成及兩兩比較數(shù)據(jù)輸入，判斷矩陣一致性檢驗(yàn)及各要素排序權(quán)重計(jì)算[10-12]。

3.5 礦山地質(zhì)環(huán)境分區(qū)評述

礦山地質(zhì)環(huán)境影響評價是將礦山各種環(huán)境地質(zhì)問題的嚴(yán)重程度給予定量綜合評定，本次研究采用層次分析法和模糊綜合評價法對礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評價結(jié)果如表1。

表1 濟(jì)寧市礦山地質(zhì)環(huán)境影響分區(qū)評價一覽表

由表1可知，由于濟(jì)寧市礦山地質(zhì)環(huán)境問題以面狀的地形地貌景觀破壞和土地資源占損為主，兩類評價方法在體系組成和指標(biāo)選取方面雖有區(qū)別，但評價的傾向性較為一致，得出評價結(jié)果基本相同，僅部分分區(qū)的結(jié)果存在差別。鄒城西南部石灰?guī)r礦區(qū)層次分析法評價為嚴(yán)重區(qū)，模糊綜合評價法評價為較嚴(yán)重區(qū)，結(jié)合兩種評價方法的分區(qū)指標(biāo)分析該礦區(qū)主要地質(zhì)環(huán)境問題為破損山體，但多遠(yuǎn)離“三區(qū)兩線”范圍，對人居環(huán)境影響程度較小，且該區(qū)礦山多關(guān)閉時間久遠(yuǎn)、破損面風(fēng)化較嚴(yán)重、植被自然恢復(fù)較好，最終評定為較嚴(yán)重區(qū)，這說明層次分析法評價過程中對三區(qū)兩線可視范圍的影響和自然恢復(fù)程度方面的屬性權(quán)重和要素賦值還需進(jìn)一步優(yōu)化。曲阜市防山鎮(zhèn)-泗水縣南部石灰?guī)r礦區(qū)層次分析法評價為較嚴(yán)重區(qū)，模糊綜合評價法評價為嚴(yán)重區(qū)，該區(qū)礦山占用破壞土地類型多為裸地及工礦用地，考慮到該區(qū)多處大型水泥用灰?guī)r礦山經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚，礦業(yè)活動較為規(guī)范，礦山地質(zhì)環(huán)境治理保證條件充分，最后評定為較嚴(yán)重區(qū)，這也說明層次分析法中選取土地占損類型和治理難易程度作為參評因子起到很好的校正作用。

從評價單元的基礎(chǔ)上來看，單點(diǎn)礦山一般面積小(土地占損率小)、礦山地質(zhì)環(huán)境問題數(shù)量少(問題分布密度小)，同時礦山地質(zhì)災(zāi)害不易發(fā)，模糊綜合評價結(jié)果均為輕微。層次分析法主觀性更強(qiáng)，不涉及評價單元和比率的問題。平原區(qū)黏土礦均無礦山地質(zhì)災(zāi)害、原生地形地貌景觀破壞較輕、土地原有功能喪失程度較輕—較嚴(yán)重、礦山地質(zhì)環(huán)境治理較容易，評價結(jié)果均為輕微；鄒城市、梁山縣和嘉祥縣單點(diǎn)石灰?guī)r礦無礦山地質(zhì)災(zāi)害、原生地形地貌景觀破壞嚴(yán)重—較嚴(yán)重、土地原有功能喪失程度較輕—較嚴(yán)重、礦山地質(zhì)環(huán)境治理較難、礦山地質(zhì)環(huán)境自然恢復(fù)程度一般，評價結(jié)果均為較嚴(yán)重。層次分析法融入了較多的主觀判斷過程，其評價結(jié)論更符合實(shí)際；模糊綜合評價效果不佳，分析其原因在于本次模糊綜合評價構(gòu)建的評價函數(shù)更適宜于大區(qū)域評價，用于單點(diǎn)礦山評價還需進(jìn)一步調(diào)整參數(shù)(圖2)[13-14]。

1—礦山地質(zhì)環(huán)境影響嚴(yán)重區(qū)；2—礦山地質(zhì)環(huán)境影響較嚴(yán)重區(qū)；3—礦山地質(zhì)環(huán)境影響輕微區(qū)；4—礦山地質(zhì)環(huán)境影響較嚴(yán)重礦山；5—礦山地質(zhì)環(huán)境影響輕微礦山

4 礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理建議

4.1 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)相結(jié)合

在多數(shù)礦山地質(zhì)環(huán)境影響嚴(yán)重區(qū)，自然恢復(fù)難度大，工程治理投入高，且修復(fù)意義不大。應(yīng)綜合決策、合理開發(fā)礦產(chǎn)資源，在保護(hù)中開發(fā)，在開發(fā)中保護(hù)，明確礦山開發(fā)中的地質(zhì)環(huán)境保護(hù)的責(zé)、權(quán)、利，堅(jiān)持誰開發(fā)誰保護(hù)，誰破壞誰恢復(fù)，充分運(yùn)用法律、經(jīng)濟(jì)、行政和技術(shù)手段保護(hù)礦山地質(zhì)環(huán)境。

4.2 抓住重點(diǎn)綜合治理

在部分礦山地質(zhì)環(huán)境影響嚴(yán)重區(qū)和較嚴(yán)重區(qū)，未形成大面積集中連片的破損山體。分布相對零散、破損面積較小的礦山地質(zhì)環(huán)境問題使用少量資金或利用殘余資源的處置費(fèi)用即可完成礦山地質(zhì)環(huán)境的生態(tài)修復(fù)。此類區(qū)域宜結(jié)合“山水林田湖草一體化保護(hù)修復(fù)”進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃治理，做到目標(biāo)明確、重點(diǎn)突出、總量控制、綜合治理，分步實(shí)施。

4.3 預(yù)防為主強(qiáng)化管理

在礦山地質(zhì)環(huán)境影響輕微區(qū)，各類問題較為分散、治理難度較小且自然恢復(fù)條件較好。此類區(qū)域應(yīng)嚴(yán)把新建礦山準(zhǔn)入條件、加強(qiáng)礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理監(jiān)督檢查力度、嚴(yán)查礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理恢復(fù)方案的執(zhí)行情況，健全礦山地質(zhì)環(huán)境管理與監(jiān)測體系，加大執(zhí)法力度[15-17]。

4.4 治理方式建議

(1)自然恢復(fù)為主，人工修復(fù)為輔。以細(xì)致地現(xiàn)狀調(diào)查為手段開展礦山地質(zhì)環(huán)境問題識別與診斷，指導(dǎo)礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)修復(fù)。對于輕度受損、恢復(fù)力強(qiáng)的區(qū)域采取自然恢復(fù)為主的措施；對于中度受損的區(qū)域，結(jié)合自然恢復(fù)采取輔助再生措施；對于嚴(yán)重受損的區(qū)域進(jìn)行工程重建。

(2)統(tǒng)籌空間規(guī)劃，服務(wù)土地高效利用。對于需要工程重建的區(qū)域，其治理模式與方向應(yīng)匹配國土空間用途管制相關(guān)要求，系統(tǒng)結(jié)合農(nóng)業(yè)、生態(tài)、城鎮(zhèn)等不同空間用途屬性關(guān)于土地高效利用的需求。

(3)創(chuàng)新治理工藝手段、降低治理成本。礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理的數(shù)十年來取得了豐碩的成果，積累了較為豐富的工作經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，還應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)礦山生態(tài)環(huán)境治理新技術(shù)新方法的試驗(yàn)與研究，進(jìn)一步降低治理成本。

5 結(jié)語

濟(jì)寧市非煤礦山地質(zhì)環(huán)境問題主要是丘陵山區(qū)露天開采形成破損山體造成地型地貌景觀破壞及土地資源占損。以地質(zhì)災(zāi)害、地形地貌景觀破壞和土地資源占損為重要評價指標(biāo)，運(yùn)用模糊綜合評價法和層次分析法兩種方法進(jìn)行評價分區(qū)，在大區(qū)域評價單元上得出的評價結(jié)果基本相同。選用占損土地類型、治理難易程度、自然恢復(fù)程度等要素對評價結(jié)果進(jìn)行輔助校正，基本符合區(qū)域?qū)嶋H情況，較為合理，但屬性權(quán)重和要素賦值還需結(jié)合實(shí)際進(jìn)一步優(yōu)化。