华东地区矿山地质环境定量评价研究

■ 邢怀学/李君浒/董永观/葛伟亚/田福金/常晓军

（南京地质矿产研究所，江苏 南京 210016）

随着矿产资源开发规模、强度、深度的不断扩大，不断带来了诸多负面因素，矿山地质环境问题越来越突出，矿山及矿山周边的生活环境受到不同程度的影响[1-2]。为此，国土资源部于2007年5月21日发布了《矿山环境保护与综合治理方案编制规范(DZ/T223—2007)》，2009年3月2日又发布了《矿山地质环境保护规定(中华人民共和国国土资源部令第44号)》。这些规范和规定的发布使得矿山地质环境保护工作有了法律法规依据，也为矿山地质环境评价工作提供了指导。

国内学者大多侧重于对矿山地质环境的定性研究，发表的定量研究的论文展示不多[3]。在地质环境的定性研究方面，有关地质环境评价模型研究成果较为丰富，如乔晓英、王文科等对冯家山灌区地质环境质量进行评价[4]；武健强等建立了苏、锡、常地区地质环境信息系统[5]，并进行了地质环境质量现状分析评价[6]；赵法锁等建立了略阳县地质环境质量评价模型[7]；鲁明星等建立了唐山市区环境地质模糊综合评价模型[8]；李娜和高德政采用GIS方法建立地质环境评价模型[9]，并对嘉陵江上游地区的地质环境进行了评价[10]。如何对矿业开发引起的矿山环境地质问题正确地进行定性与定量评价，可为地方政府合理规划、开发和利用矿产资源提供科学依据，对矿山环境复垦与治理，恢复被破坏的矿山环境，维护区域的生态环境，促进可持续发展战略的实施，具有重要意义。

华东地区包括江苏省、安徽省、江西省、福建省、浙江省和上海市等五省一市，全区陆地面积为625062km2。区内矿产资源丰富，开发历史悠久，开发的矿种多，数量大，矿产资源开发利用普遍，在为华东地区国民经济做出重大贡献的同时，也产生了明显的矿山环境地质问题。华东地区主要的矿山环境地质问题有土地资源毁损和占用、矿山地质灾害以及环境污染等三种类型。产生矿山环境地质问题的原因是自然因素和人为因素共同作用的结果，其中人为因素起重要作用[11]。本文以华东地区为例，依托《华东地区不同类型矿产开发环境地质研究》项目的部分研究成果，试对矿山地质环境的定量评价方法进行探讨。

1 评价指标体系的建立

评价指标体系是综合评价的基本条件，是矿山地质环境评价的核心和关键环节[12]。矿山地质环境评价是一个复杂的系统工程，在不同地质环境背景区以不同开采方式开采的不同矿产类型所导致的主要环境地质问题不同，影响矿山地质环境质量评价结果的因素众多，只有筛选出正确的评价因子，制定合理的评价等级，选用正确的评价方法，才有可能保证评价结果的科学性、客观性与可比性。目前国内尚无一个统一的矿山地质环境评价指标体系，在评价矿区地质环境时,各家采用的评价指标不一致、方法不统一[12-13]。

1.1 评价体系选取的依据

矿山地质环境评价的评价体系研究应根据不同矿山地质环境特征，以各类矿山地质环境问题的分布、发育现状及矿山地质环境问题发展趋势为重点，以采矿对环境影响程度、兼顾地质环境背景和突出重点为依据。

1.2 评价指标的选择

评价指标的选择应遵循如下原则:

(1)科学性、客观性、实用性；

(2)目的要求明确；

(3)评价因子要适合当地的地质背景；

(4)指标或因子要量化；

(5)数据的可靠性。

根据以上原则和华东地质矿山地质环境的特点，参照相关标准、规范，确定以矿山开采对矿山地质环境影响为主、兼顾地质环境背景的5个评价子系统，分为16个评价指标，分别为：矿山种类、矿山数量、矿山规模、固体废弃物存放量、废水废液年排放量、压占破坏耕地面积、造成的危害及损失、地质灾害数量、地质灾害规模、开采方式、易发程度分区、地形地貌条件、工程岩组条件、区位经济条件、矿山开发规划分区、治理难易程度分级。

2 评价方法及评价模型的选择

本次矿山地质环境综合评价分区，主要是在综合分析各种矿山地质环境问题发育特点、分布特征、危害程度的基础上采用质量指数模型方法，对华东地区矿山地质环境进行评价分区。即按一定的标准，将华东地区矿山区域划分为若干单元，采用专家评分法，赋予各个单元所有的矿山地质环境问题（因子）一定的值，以表示各矿山地质环境问题在系统中的相对重要性，然后对每一单元均按矿山地质环境质量标准计算其质量指数，根据质量指数即按质量等级进行华东地区矿山地质环境分区。

本次评价使用的数学模型为加权指数模型，即按一定的标准给予区域中所有的环境要素的不同因子一定的值，再加权求和。其数学模式为：

式中：F—综合质量指数；Fi—某一组成要素单项分值；Wi—因子权重。

3 评价单元与评价指标的量化

本次评价采用正方形网格单元的划分方法，以20×20=400km2为一单元格，共划分为1728个单元格。各指标的量化、评分如表1所示。

4 权重值的确定

权重反映不同评价指标间的相对重要程度，具有明显的数学模糊性特征。在评价指标等级一定的情况下，综合评价中指标权重的大小是左右评价结果的关键因素。本次评价各因子权值的确定采用专家打分法。对矿山环境地质问题子系统及其包含的各因子给予较大数值，对矿山地质环境问题影响因素及恢复治理难易程度因子给予次级数值（表1）。

表1 评价指标体系赋值、评分、权重表

5 评价结果分级

按《全国矿山地质环境调查技术要求实施细则》，将华东地区矿山地质环境综合评价分区划为严重区、较严重区、一般区三级（表2）。

6 评价结果

根据上述评价方法，将华东地区划分为30个矿山地质环境极严重区、40个矿山地质环境严重区和49个矿山地质环境一般区，三者总面积达到26910693公顷（图1）。

极严重区面积达2859265公顷,占华东地区总面积的4.57%，极严重区内矿区面积为351441.42公顷，占整个矿区面积的36.45%。极严重区有大型矿山61座，占大型矿山总数的37%，中型矿山105座，占中型矿山总数的28%，小型矿山3386座，占小型矿山总数的16%。极严重区主要沿长江中下游铜铁金多金属成矿带、武夷山铜铅锌多金属成矿带、东南沿海建材非金属成矿带和南岭钨锡多金属成矿带东段四个华东地区成矿带分布，此外在赣西、两淮和徐州地区还有少量分布，总体上与成矿带的空间分布基本一致。

严重区面积达到12675261公顷，占华东地区总面积的20.3%，严重区有大型矿山76座，占华东地区大型矿山总数的46%，严重区矿山149座，占华东地区中型矿山总数的39%，小型矿山7500座，占华东地区小型矿山总数的36%，采空区范围达到14151.44公顷，占华东地区矿山采空区总面积的14%，严重区面积较大，在华东地区各矿山区域均有较大面积分布，呈面状分布在华东地区成矿带边缘和矿山集中区。

表2 矿山地质环境综合评价分区标准

图1 华东地区矿山地质环境综合评价分区图

一般区面积达到11376167公顷,占华东地区总面积的18.2%，中等区内矿区面积为28734.49公顷，占整个矿区面积的3.35%。中等区内没有大型矿山，中型矿山79座，占华东地区中型矿山总数的26.51%，小型矿山3234座，占华东地区小型矿山总数的26.80%，一般区分布比较分散，呈点状分布，零星分布在华东地区各类小型矿山区。

7 结语

本文在华东各省矿山地质环境调查评估资料的基础上，选取了影响矿山地质环境的16个指标，开展了华东地区矿山地质环境评价工作。并在专家打分的基础上，确定各指标的权重值。经数据空间分析、专家修正等工作之后，编制了华东地区矿山地质环境评价图。评价结果表明，选用的评价方案切实可行，评价结果与实际情况较为吻合。但矿山地质环境评价工作仍属于较新的工作领域，至今还没有形成成熟的、被业内专家公认的方法与理论体系。因此，矿山地质环境评价工作还需要有志之士继续探索，从评价方案的选择，到评价指标的选取、指标权重的确定，直至成果图件的表达等方面都需要深入地开展大量探索工作。

[1]闫国杰．矿山地质灾害研究与防治探讨[J].中国矿业，2004，13(3):66-68.

[2]况顺达，赵震海．遥感技术在贵州矿山地质环境调查中的应用[J]．中国矿业,2006，15(6):49-52.

[3]王海庆,陈玲．玲珑—莱西地区矿山地质环境评价[J].资源与产业，2011）(6):72-76.

[4]乔晓英,王文科.基于GIS的冯家山灌区地质环境调查中的应用[J]．西安工程学院学报,2002，24(1):39-42.

[5]武建强,于军,余勤．苏锡常地区地质环境信息系统设计与实践[J].地质与勘探,2002，38(6):66-69.

[6]武健强,余勤．基于GIS的苏锡常地区地质环境现状评价[J].水文地质工程地质,2002(3):63-67.

[7]赵法锁,宋飞．基于GIS的略阳县地质环境质量评价[J].地球科学与环境学报,2006,28(1):88-91.

[8]鲁明星,孙金华,吴班．基于GIS的唐山市区环境地质模糊评价分析[J].地震工程与工程振动,2006,26(3):34-36.

[9]李娜,高德政.基于GIS的地质环境评价研究[J].四川地质学报,2007,27(4):292-295.

[10]李娜,高德.基于GIS的嘉陵江上游地质环境评价[J].资源与产业,2007,9(6):32-35.

[11]徐友宁.矿山地质环境调查研究现状及展望[J].地质通报,2008,27(8):1235-1243.

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[13]胡明安,徐伯骏,张晓军,等.鄂东南大型矿业基地资源开发的环境影响评价指标及生态重建示范工程调研[M].武汉:中国地质大学出版社,2004.