祝嘉興

(成都理工大學(xué)，四川 成都 610059)

攀枝花市是一個(gè)因礦業(yè)開(kāi)采而發(fā)展起來(lái)的城市，礦產(chǎn)資源十分豐富，主要的礦產(chǎn)資源有釩鈦磁鐵礦、煤礦、頁(yè)巖礦、砂石礦等，礦山開(kāi)采歷史悠久，采礦強(qiáng)度較大，因早期開(kāi)礦對(duì)自然環(huán)境的保護(hù)意識(shí)較為薄弱，所以，沒(méi)有形成規(guī)范的采礦方式和管理制度，造成礦山地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生。而筆者以攀枝花市的各大礦山為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)礦山基礎(chǔ)地質(zhì)地理環(huán)境分析，總結(jié)目前攀枝花市礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育現(xiàn)狀與具體情況，找出影響攀枝花市礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的影響因子，采用層次分析法，通過(guò)專家打分的方式，對(duì)攀枝花市礦山地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)研究，根據(jù)評(píng)價(jià)分區(qū)結(jié)果針對(duì)各礦山地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)地區(qū)提出建議和措施，以期為國(guó)土部門開(kāi)展礦山地質(zhì)災(zāi)害防治和監(jiān)管提供參考和借鑒。

國(guó)內(nèi)的很多學(xué)者通過(guò)不同的方法對(duì)不同的礦山地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行研究討論。1991年，高慶華初步建立了自然災(zāi)害的總體評(píng)估系統(tǒng)[1]。1994年，張梁等人通過(guò)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的不同的類型進(jìn)行分析，對(duì)其成因進(jìn)行深入研究，初步論述了關(guān)于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的方法[2]。蔡鶴生、周家國(guó)等人引入層次分析法對(duì)礦山地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，利用層次分析法將各個(gè)指標(biāo)體系中的指標(biāo)因子進(jìn)行量化并確定了各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重值[3]。隨著對(duì)各大礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)研究的發(fā)展，國(guó)外在滑坡、泥石流、坍塌等地質(zhì)災(zāi)害的研究取得了一定成效，并且形成了一套相當(dāng)完備的礦區(qū)環(huán)境保護(hù)和管理制度，通過(guò)這些嚴(yán)格的管理制度，礦區(qū)的開(kāi)采得到了改善與規(guī)范[4]。20世紀(jì)90年代，阿萊奧蒂采用了以地信息系統(tǒng)技術(shù)為工具對(duì)阿爾卑斯山前緣地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題進(jìn)行了研究分析，并對(duì)其發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了區(qū)域等級(jí)劃分[5]。

1 研究區(qū)概況

攀枝花市位于四川省的西南地區(qū)，氣候溫暖，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，東接涼山，南鄰云南，地跨東經(jīng)100°00′～104°00′，北緯26°00′～29°45′。地勢(shì)西高東低，北高南低，該區(qū)域部分礦山坡度大，地形較陡，不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，因采礦引發(fā)的礦山環(huán)境問(wèn)題也較為嚴(yán)重。

2 礦山地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)

2.1 評(píng)價(jià)單元的確定

筆者考慮到攀枝花市復(fù)雜的地質(zhì)地理環(huán)境特征，選取2 km×2 km的網(wǎng)格單元作為攀枝花市礦山地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)單元。

2.2 礦山地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)指標(biāo)因子的選取

筆者將地質(zhì)災(zāi)害密度分為3級(jí)，分別為低密度區(qū)、一般密度區(qū)、高密度區(qū)[6]。將攀枝花的地形坡度分為3個(gè)等級(jí)，分別為0～15°、15°～30°、>30°。將攀枝花的年降雨量分為3個(gè)等級(jí)，分別為818 mm～900 mm、900 mm～1 000 mm、1 000 mm以上。將攀枝花地層巖性分為3種類型，分別為軟性巖性、硬性巖性和軟硬間夾巖性。攀枝花地區(qū)的礦山開(kāi)采方式主要有3種，分別為地下開(kāi)采、露天/地下開(kāi)采聯(lián)合開(kāi)采、露天開(kāi)采。將該地開(kāi)采規(guī)模分為3種噸位等級(jí)，分別為0～10萬(wàn)t/年、10萬(wàn)t/年～50萬(wàn)t/年、50萬(wàn)t/年以上。將攀枝花市的礦產(chǎn)占地分為中轉(zhuǎn)場(chǎng)地、固體廢棄物場(chǎng)地和開(kāi)采面3種方式。

2.3 攀枝花市礦山地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)

2.3.1 層次分析法。層次分析法是美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家薩迪在研究工業(yè)部門對(duì)國(guó)家福利的貢獻(xiàn)中提出來(lái)的，在當(dāng)時(shí)不僅結(jié)合了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)理論，并且運(yùn)用了多目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)方法，是一種權(quán)重分析方法[7]。

2.3.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建。筆者參照不同指標(biāo)選取的原則與方法，將影響攀枝花市礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的指標(biāo)層分為3層，分別為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和子準(zhǔn)則層，由降雨量、坡度、地質(zhì)災(zāi)害密度、工程地質(zhì)巖組、開(kāi)發(fā)占地、開(kāi)采方式和開(kāi)采規(guī)模7個(gè)指標(biāo)因子構(gòu)成，如圖1所示。

圖1 礦山地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)的層次結(jié)構(gòu)模型

2.3.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)分級(jí)。通過(guò)對(duì)影響攀枝花市礦山地質(zhì)災(zāi)害的影響因子進(jìn)行綜合分析，結(jié)合前人對(duì)礦山地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)指標(biāo)因子分級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)，將選取的地質(zhì)災(zāi)害密度、坡度、工程地質(zhì)巖組、降雨量、開(kāi)發(fā)占地、開(kāi)采方式、開(kāi)采規(guī)模7個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)因子分為3個(gè)等級(jí)，如表1所示。

表1 攀枝花市礦山地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)指標(biāo)分級(jí)

圖2 評(píng)價(jià)結(jié)果

2.3.4 單因子權(quán)重及加權(quán)疊加權(quán)重值的確定。在此基礎(chǔ)上，基于AHP軟件對(duì)影響攀枝花市礦山地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)的單因子指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，得到單因子權(quán)重值，降雨量權(quán)重為0.020 6、坡度權(quán)重為0.041 3、工程地質(zhì)巖組權(quán)重為0.111 8、開(kāi)采規(guī)模權(quán)重為0.125 4、開(kāi)發(fā)占地權(quán)重為0.328 6、開(kāi)采方式權(quán)重為0.071 5。

通過(guò)對(duì)單因子評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)疊加得到礦山地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)綜合權(quán)重值。

(1)

式(1)中Q為地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)分值，W為評(píng)價(jià)因子權(quán)重值，F(xiàn)為評(píng)價(jià)因子等級(jí)[8]。

筆者采用AHP軟件計(jì)算得出在影響攀枝花市礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的單因子權(quán)重值的基礎(chǔ)上，采用公式中加權(quán)疊加得到影響礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的綜合權(quán)重值，通過(guò)對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)因子權(quán)重值的分類，得到評(píng)價(jià)結(jié)果圖，如圖2所示。

3 結(jié)論

筆者以攀枝花市為研究對(duì)象，分析了研究區(qū)的地質(zhì)地理環(huán)境特征和礦山開(kāi)發(fā)開(kāi)采現(xiàn)狀，對(duì)因采礦活動(dòng)引發(fā)的崩塌、滑坡、泥石流和地面塌陷礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育現(xiàn)狀進(jìn)行了分析和研究，選取了地質(zhì)災(zāi)害密度、坡度、工程地質(zhì)巖組、開(kāi)發(fā)方式、開(kāi)采規(guī)模、開(kāi)采強(qiáng)度、降雨量7個(gè)指標(biāo)因子，采用層次分析法開(kāi)展了攀枝花市礦山地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)研究，得到攀枝花市礦山地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)結(jié)果圖，評(píng)價(jià)結(jié)果如下：①攀枝花市礦山地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性較高和高危險(xiǎn)區(qū)主要和礦山開(kāi)發(fā)活動(dòng)密切相關(guān)，礦山開(kāi)發(fā)活動(dòng)強(qiáng)烈的地區(qū)礦山地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性較高。②攀枝花市地質(zhì)災(zāi)害高危險(xiǎn)區(qū)、極高危險(xiǎn)區(qū)所處的區(qū)域位置相近，中危險(xiǎn)區(qū)的區(qū)域面積有擴(kuò)張的趨勢(shì)。③礦山地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)區(qū)主要分布在仁和區(qū)的寶頂煤礦、東區(qū)的朱家包包鐵礦、米易縣的白馬鐵礦和花崗巖礦區(qū)等地區(qū)。