李 艷，焦 莉

(陜西交通職業(yè)技術學院 公路與鐵道工程學院，陜西 西安 710018)

隨著各項技術的進步和發(fā)展，礦區(qū)的建設規(guī)模逐漸擴大，帶來巨大的經(jīng)濟效益。礦區(qū)發(fā)展推動經(jīng)濟發(fā)展的同時，也給礦區(qū)附近生態(tài)環(huán)境帶來一系列的問題。由于長期開采導致礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境惡化，環(huán)境污染嚴重[1]，尤其是礦區(qū)地面的建設，對礦區(qū)周圍大面積范圍內(nèi)的空氣環(huán)境、噪聲環(huán)境、生態(tài)景觀等造成嚴重影響，對于礦區(qū)附近的生態(tài)環(huán)境、社會環(huán)境等造成了不可逆的改變[2-3]。隨著人們環(huán)境保護意識的提高，基于生態(tài)環(huán)保交互設計需求的礦區(qū)地面環(huán)境建設成為礦區(qū)地面發(fā)展、建設的主要理念。該理念將現(xiàn)有的礦區(qū)地面建設與生態(tài)環(huán)境建設分開進行的2類工程進行結(jié)合，在礦區(qū)地面設計和建設過程中體現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護理念，優(yōu)化國家資源的利用，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的協(xié)調(diào)發(fā)展和統(tǒng)一[4-5]。對礦區(qū)地面環(huán)境工程進行綜合評價，能夠為礦區(qū)的發(fā)展和生態(tài)保護提供科學、可靠的理論依據(jù)，對于生態(tài)環(huán)保交互設計的礦區(qū)地面環(huán)境工程具有重要意義。通過對礦區(qū)地面工程綜合評價，可以確定其對生態(tài)環(huán)境造成的影響程度，從而針對一些不合理的因素采取相應的措施，實現(xiàn)礦區(qū)建設和生態(tài)環(huán)境建設的和諧可持續(xù)發(fā)展。

1 礦區(qū)地面建設工程對環(huán)境的影響

礦區(qū)地面建設工程牽涉的范圍大、地區(qū)較廣，不同地區(qū)對其所帶來的影響產(chǎn)生的反應也不盡相同[6-7]。礦區(qū)地面建設工程尤其是公路工程的建設，延伸距離較遠、線路長、牽涉地區(qū)廣，影響范圍較大，在礦區(qū)地面建設施工期間以及營運期間都會對周圍環(huán)境產(chǎn)生較大的影響。礦區(qū)地面建設對周圍環(huán)境的影響如圖1所示。

圖1 礦區(qū)地面建設工程對周圍環(huán)境的影響

1.1 建設期間對環(huán)境的影響

(1)礦區(qū)地面建設會占用鄰近區(qū)域的農(nóng)田和林地，使得占地范圍內(nèi)土地的使用形式發(fā)生變化，農(nóng)田減少，原有地表植被被鏟除或壓占，區(qū)域內(nèi)植被覆蓋面積減少、生物量減少，進而引起水土流失量增加。另外，部分區(qū)域可能會涉及房屋的拆遷，造成一部分人口的遷移，影響該地區(qū)的社會經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境。

(2)礦區(qū)道路修筑會引起局部地貌發(fā)生改變，加上地表植被的破壞，將會使區(qū)域內(nèi)工礦景觀面積增加，同時對局部地表土壤造成擾動，引起擾動范圍內(nèi)短時期水土流失量的增加。在較為干燥的環(huán)境中又容易造成揚塵，使空氣中的懸浮顆粒物增多，污染空氣環(huán)境。

(3)礦區(qū)大多位于較為偏遠的地區(qū)，因此會涉及橋梁、隧道等工程，這一類工程更容易引起水土流失，進一步影響周圍的水環(huán)境。這類工程在施工過程中所產(chǎn)生的噪聲較大，對周圍環(huán)境產(chǎn)生較大的噪聲影響。另外，礦區(qū)部分地面尤其是公路的鋪設過程中需要熬煉瀝青，產(chǎn)生的瀝青煙中含有很多有害物質(zhì)，污染空氣，對周圍人群身體健康帶來危害。

(4)大型機器，如推土機、裝載機、挖掘機等都是礦區(qū)地面工程必不可少的工具，在施工作業(yè)過程中會產(chǎn)生大量的噪聲。

(5)礦區(qū)開采期間，采空區(qū)主要依靠洞壁和支撐柱維持圍巖穩(wěn)定。隨著采空區(qū)范圍的增大，圍巖強度不足以抵抗上覆巖土體重力時，頂板巖層內(nèi)部形成的拉張應力超過巖層抗拉強度極限時產(chǎn)生向下的彎曲和移動，進而發(fā)生斷裂、破碎并相繼垮落，最終可能在地表形成塌陷區(qū)。

1.2 營運期間對環(huán)境的影響

(1)礦區(qū)營運過程中需要大量的運輸車輛，運輸車輛排放的廢氣、噪聲、振動等對周圍人類和動物等的生存環(huán)境造成影響，降低了生存環(huán)境的質(zhì)量。生產(chǎn)運營階段交通噪聲對運礦道路兩側(cè)的動物棲息場所環(huán)境會有一定的不利影響。

(2)礦區(qū)運營期間，礦產(chǎn)品的搬運、運輸?shù)冗^程中產(chǎn)生的油污等污染物遺留在地面，隨著雨水的沖刷進入周圍的水體環(huán)境中，造成水環(huán)境的污染。

(3)在礦區(qū)地面環(huán)境的維護過程中，機械工作也會產(chǎn)生大量的噪聲，對周圍的聲環(huán)境造成一定的影響。

2 礦區(qū)地面環(huán)境工程評價模型的構(gòu)建

礦區(qū)地面建設對環(huán)境影響綜合評價過程中，評價方法是其中關鍵的手段。就當前國內(nèi)外的相關研究和項目實施情況來看，目前環(huán)境綜合評價的方法有層次分析法、圖形疊置法、指數(shù)評價法、矩陣法、模糊評價法等6種主要方法。本文主要采用模糊評價和層次分析相結(jié)合的方法，以模糊數(shù)學為理論基礎，結(jié)合GIS平臺，以相關的計算機語言作為工具，建立礦區(qū)地面環(huán)境工程定量評價模型。礦區(qū)地面環(huán)境工程綜合評價屬于多級模糊綜合評價問題，可以先對較低層次進行第一級綜合評價，得到第一級的評判結(jié)果，并在此基礎上進行第二級評判。

2.1 評價因素指標體系的構(gòu)建

礦區(qū)地面環(huán)境建設過程中對環(huán)境的影響因素多種多樣，因此，需要建立評價因素指標體系，設定一個評價因素集T。

T={T1，T2，T3，…，Tn}

(1)

式中，Ti(i=1，2，3，…，n)為第i個影響因素子集。根據(jù)對環(huán)境造成的不同影響，這些影響因素子集主要包括生態(tài)環(huán)境、噪聲環(huán)境、空氣環(huán)境、社會環(huán)境、水環(huán)境等子集。而這些影響因素子集中又包含了多個影響因素，因此設Tij={Ti1，Ti2，Ti3，…，Tim}。其中，Tij(i=1，2，3，…，n；j=1，2，3，…，m)為第i個影響因素子集中的第j個影響因素。當然，由于因素的不確定性，不同的影響因素子集中所包含的影響因素的個數(shù)也不盡相同。例如，生態(tài)環(huán)境子集中包含野生動物、植物植被、水土流失、自然景觀4個因素；噪聲環(huán)境子集包括施工噪聲和營運噪聲2個影響因素；空氣環(huán)境子集包括二氧化氮、一氧化碳、懸浮微粒、瀝青煙4個影響因素；社會環(huán)境子集包含發(fā)展規(guī)劃、民眾生活質(zhì)量、征遷與安置、基礎設施、資源利用5個影響因素；水環(huán)境子集包括pH值、化學需氧量、生化需氧量、氨氮含量、石油類、懸浮物6個影響因素。

2.2 評分集的建立

為了進一步明確礦區(qū)地面建設工程對環(huán)境所造成的影響水平，需要建立一定的評分集U，將0～100分為5份，80～100評為優(yōu)，60～80為良，40～60為一般，20～40為較差，0～20為很差。設定：U={90(優(yōu))，70(良)，50(一般)，30(較差)，10(很差)}，在賦予其數(shù)值時，采用百分制的形式，評價結(jié)果大于等于90則為優(yōu)，位于70～90則為良，位于50～70則為一般，位于30～50則為較差，位于10～30則為很差。

2.3 定量、定性指標的處理

(1)定量指標分值化。在確定評分集后，根據(jù)不同的評價指標對礦區(qū)地面建設工程的敏感程度賦予一定的分值：

x=|(f-f2)/(f1-f2)|×100

(2)

式中，x為評價指標的分值；f為定量指標的實際值；f1為評價結(jié)果為優(yōu)的指標的標準值；f2為評價結(jié)果為差的指標的標準值。

(2)定性指標定量化。礦區(qū)地面建設工程對環(huán)境影響的因素中既包含定量指標也包含定性指標，在建立定量評價模型過程中，需要對定性指標進行定量化處理。將影響因素對于環(huán)境的影響指標劃分5個級別，按照一定的賦值標準賦予其一定的分值。5個級別如圖2所示。

圖2 礦區(qū)地面建設對環(huán)境影響定性指標的影響大小賦值標準

具體操作過程為，聘請該領域的多個(n)專家學者分別多次對定性指標進行評分，并根據(jù)以下公式進行定性指標的量化處理：

(3)

2.4 評價模型的構(gòu)建

在建立評價模型時，首先需要設定評價指標的特征值集XT={x1，x2，x3，…，xn}，評價集Y={y1，y2，y3，y4，y5}，則XTOY上的模糊隸屬關系矩陣為：

(4)

2.5 礦區(qū)地面建設工程綜合評價

3 實例分析

以上述所構(gòu)建的礦區(qū)地面環(huán)境工程綜合評價體系、評價模型，以及選取的評價方法為依據(jù)，本文選取某一礦區(qū)地面環(huán)境對其進行綜合評價。在該礦區(qū)地面環(huán)境綜合評價過程中選取的因素子集主要包括社會環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、噪聲環(huán)境、水環(huán)境、空氣環(huán)境5個指標。本文給出了各項因素的其中6個得分情況，各因素子集所包含的影響因素及其得分和權(quán)重信息見表1。

表1 礦區(qū)地面建設工程綜合評價信息

結(jié)合各專家對該礦區(qū)地面環(huán)境工程的打分結(jié)果進行統(tǒng)計分析，確定各指標的隸屬度向量，得到矩陣R。綜合評價結(jié)果D=WR=(0.100，0.133，0.133，0.133，0.035)，對D進行歸一化處理得到D=(0.188，0.249，0.249，0.249，0.065)，計算最終的評分結(jié)果為P=UDT=(90，70，50，30，10)×(0.188，0.249，0.249，0.249，0.065)T=54.89，該礦區(qū)地面環(huán)境工程綜合評價得分位于50～70，可以判斷該礦區(qū)地面環(huán)境工程綜合評價結(jié)果為一般。

4 結(jié)語

我國可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)過程中，環(huán)境保護是一項重要舉措，在不斷推動經(jīng)濟建設的同時，必須要注重對資源和自然環(huán)境的保護，及時對建設過程中對環(huán)境所帶來的破壞進行治理和修復。礦區(qū)地面建設工程作為經(jīng)濟建設的重要部分，其中，環(huán)境影響評價是整個礦區(qū)地面建設中環(huán)境保護的重要環(huán)節(jié)，本文針對基于生態(tài)環(huán)保交互設計需求的礦區(qū)地面環(huán)境工程所構(gòu)建的綜合評價體系，能夠直觀地體現(xiàn)礦區(qū)地面建設工程對周圍環(huán)境所造成的影響程度，便于進一步針對環(huán)境污染和生態(tài)破壞采取預防和治理措施，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和自然環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。