矿山地质环境质量综合评价实例

矿山地质环境质量综合评价~

4.7.3.1 分区原则
——位于相同或相近的自然地理区；
——矿产类型、开发方式相同或相近；
——矿山历史、现状和潜在的环境地质问题为主要评价分区依据。
4.7.3.2 矿山地质环境质量综合评价分区
根据实地调查和收集的资料，通过考虑矿山历史环境地质问题、矿山环境地质问题现状、矿山潜在环境地质问题、区位条件及矿山恢复治理的难易程度等五个因子，将矿山地质环境问题的严重程度划分为极严重、严重、中等和轻度四级，在此基础上，提出矿山地质环境质量综合评价分区(表4-25)，为矿山生态环境恢复治理和预防提供参考依据。
(1)极严重区(差区)：18处，其对地质环境的影响控制面积约12.77×104km2。
(2)严重区(较差区)：17处，其对地质环境的影响控制面积约7.44×104km2。
(3)中等区(较好区)：4处，其对地质环境的影响控制面积约2.4×104km2。
(4)(较轻区)：由于各矿山均存在着不同方面、不同程度的环境地质问题，因调查收集资料有限，大量的矿山因缺乏区域性轻度环境地质问题资料，故未评价。

表4-23 西北地区矿山环境地质问题历史与现状评价结果简表


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表4-24 西北地区矿山环境地质问题预测分区一览表


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表4-25 西北地区矿山环境地质问题综合评价分区一览表


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按照前述的矿山地质环境质量评价体系与质量综合评价模型，对全省所有矿山进行矿山地质环境质量综合评价，并以不同分区内矿山地质环境质量评价为基础，将全省的矿山地质环境质量划分为较好、中等、差三个等级的不同级别，用阿拉伯数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示质量差、中等和较好区，亚区用阿拉伯数字1、2、3—表示。全省共划分为45个矿山地质环境质量差区、21个矿山地质环境质量中等区、1个矿山地质环境质量较好区，分区结果及各区矿山地质环境问题见表5-16和图5-4。

表5-16 湖南省矿山地质环境质量综合评价分区表


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图5-4 湖南省矿山地质环境质量综合评价分区示意图

根据前面的评价方法，结合湖南省矿山地质环境问题状况，将矿产资源开发诱发的矿区资源毁损、地质灾害和环境污染等矿山环境地质问题的3个主要类型（要素）作为一个整体，来考虑评价矿业开发对地质环境的负面影响。依据矿山地质环境质量量化指标类型不同，通过引用、适当调整、选择基准值、确定等级、不同量纲指标的无量纲化等方法思路，建立包含几乎所有矿山的环境地质问题的指标量化评价模型。下面分别针对不同评价方法的适用范围进行实例分析：

一、单个矿山的矿山地质环境质量综合评价

下面以平江万古金矿的质量评价为例，对整个评价过程进行解析。

（一）确定待评价的矿山

平江县万古金矿位于平江县三阳乡万古村境内，北距平江县城约8km，地理坐标为：东经113°34′06″～113°35′09″，北纬28°37′41″～28°38′16″。矿区内有县级公路通过，由矿区往北约4km与106国道相连，至平江县城约12km，交通比较方便（图5-3）。

图5-3 万古金矿交通位置图

矿区位于汨罗江中游南侧，属剥蚀构造丘陵谷地地貌，区内总体西高东低、北高南低，最高海拔标高为185.5m，最低海拔标高为99.5m，相对高差为86m。矿山位于丘岗区内，丘岗以北西西—南东东方向延伸为主，坡度为10°～30°，冲沟比较发育，纵坡降一般为8°～10°，冲沟方向一般为南东或向南。谷地位于矿山南边清水河段，河岸两侧为一级阶地，高出河床约2m左右。丘岗为冷家溪群坪源组板岩、砂质板岩分布区，森林茂密，植被覆盖率高。

区内属大陆性亚热带季风湿润气候，温暖多雨，四季分明。矿山区内无大的地表水体，仅南边有1条清水河（雨季最大流量为6m³/s，枯季流量为32.5L/s，平水期流量为150L/s），清水河流入矿山东面（水平距离约700m）的江东水库，江东水库库容量约243万m³。矿山西侧约1100m处有白荆水库，库容量约28万m³，位于清水河上游。水库及清水河均为农田灌溉主要水源，也是村民生活用水水源之一。饮水主要为板岩中风化裂隙潜水。

（二）矿山地质环境条件

1）万古金矿矿山属剥蚀丘陵谷地地貌，矿山位于丘岗处，丘岗大体呈北西南东延伸，最高海拔185.5m，最低海拔99.5m；最大相对高差约86m，一般高差20～40m，山坡坡度一般为10°～30°，地形条件简单；

2）区内地表水不发育，南边区外有清水河流过，属常年性水流，一般水量较小，对矿床充水有较小影响；

3）区内地层以浅变质砂质板岩、板岩为主，矿脉围岩浅部风化裂隙发育，地质构造以北西向断裂构造破碎带为主，构造破碎带及风化裂隙带对矿床充水有一定影响；

4）区内民采老窿较多，开采浅，规模小，无重复采动，区内采空塌陷现象不严重，矿体顶、底板工程地质条件中等；

5）由于民采，开采浅，规模小，区内废石尾砂堆集高度小，渣堆较稳定，神冲及剪刀冲有尾砂库污水污染；

6）由于矿山浅部民采，诱发小型崩塌体2个。

综上所述，矿山地质环境条件属中等复杂类型。

（三）各参数的赋值

采用要素指标加权分值综合评价法对平江万古金矿的矿山地质环境质量进行评价。按照前面描述的，仍选取资源毁损、地质灾害和环境污染三要素和土地压占与破坏、水资源破坏、崩塌滑坡泥石流、地面塌陷地裂缝、固体废弃物、水污染和土壤污染等八项指标进行评价。根据万古金矿的矿山地质环境实际情况，可对其进行如下赋值（表5-11）。

表5-11 平江万古金矿赋值情况表

根据前面关于要素指标加权分值综合评价方法，在求出各评价指标和要素的综合权之后，利用公式（5-3）和（5-4）即可分层次计算出各矿评价要素指标加权分值，分值从小到大排序，分值越大说明其地质环境质量越差。再由表5-2所示指标加权评定分值划分地质环境质量等级的标准，即可定出矿山在用不同权值情况下指标加权平均分值的等级（表5-12）。

表5-12 平江万古金矿山地质环境质量指标加权综合评定结果

（四）模型应用

首先根据本矿山的实际情况，确定出3个要素中7项指标的评定等级（分值）F_i；然后根据前述公式（5-1、5-2、5-3、5-4、5-5）计算出W_sj、W_zj、W_0j值；再求出指标加权分值、要素分值、要素加权分值F_j；最后由平均分值可以得出该矿地质环境质量等级。

在表5-12中，由综合评定结果可知：该矿地质环境质量指标加权评定平均分值为0.422，查表5-2可得，该矿的地质环境质量属于较好（Ⅰ级）。

二、多个矿山的矿山地质环境质量综合评价

下面以一个区域内任意六个矿的质量评价为例，对整个评价过程进行解析。

在对某一地区内的多个矿山地质环境质量进行评价时，

由

，

得出评价指标熵H_j及其熵权W_j之后，当知道被评价对象某指标取值r_ij（i=1，2，…，m）占全部被评价对象某指标取值之和

的比重时，则可视为该指标某一可能结果对应的概率值（5-6式）：

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评价对象指标熵熵权加权综合评价值A_j可按5-7式计算：

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用上述方法求出指标熵加权综合评价值A_j及其倍比α_i后即可对各被评价对象做出定量评价排序和分析。

使用熵熵权加权综合评价法对某地区的六个矿山地质环境质量进行综合评价，可以得到如下结果（表5-13）。

三、不同区域的矿山地质环境质量评价对比

下面以不同区域内任意六个矿的质量评价为例，对不同区域的矿山地质环境质量进行对比分析。

（一）选取评价对象

首先根据对矿山环境地质问题的实地调研资料和数据，选取要进行评价的对象；然后，以前述矿区地质环境质量评价体系和指标等级确定方法，确定各矿山地质环境质量评价指标的等级和相应的分值；在此基础上，对所选取的矿山地质环境质量进行比较。

（二）灰局势评价的具体步骤

1.步骤一：确定事件、对象、局势、指标

1）事件：评价矿山地质环境质量为事件a。

2）对象：指评价矿区不同矿山。“对象1”（记为b₁），评价一矿；“对象2”（记为b₂），评价二矿；“对象3”（记为b₃），评价三矿；“对象4”（记为b₄），评价四矿；“对象5”（记为b₅），评价五矿；“对象6”（记为b₆），评价六矿。

3）局势：s_i=（a，b_i）=（评价矿山地质环境质量，评价i矿）。s₁=（a，b₁）=（评价矿山地质环境质量，评价一矿）。s₂=（a，b₂）=（评价矿山地质环境质量，评价二矿）。s₃=（a，b₃）=（评价矿山地质环境质量，评价三矿）。s₄=（a，b₄）=（评价矿山地质环境质量，评价四矿）。s₅=（a，b₅）=（评价矿山地质环境质量，评价五矿）。s₆=（a，b₆）=（评价矿山地质环境质量，评价六矿）。

表5-13 六个矿山评价指标熵熵权加权综合评价矿山地质环境质量等级

续表

注：①k=1/lnn=1/ln6=0.558；②标准化分值

（

，所要标准化的某矿某评价指标等级分值）；③熵权加权综合评价值最低的是三矿（0.034），设为1.00，其余矿的熵权加权综合评价值与0.034之比值为倍比a_i。

4）指标：指标1，土地压占与破坏；指标2，水资源破坏；指标3，崩塌滑坡泥石流；指标4，地面塌陷地裂缝；指标5，固体废弃物；指标6，水污染；指标7，土壤污染。

2.步骤二：给出矿山地质环境质量的指标样本

上述7个评价指标分别用x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆、x₇表示（表5-14）。

表5-14 矿山地质环境质量灰局势评价指标分值表

3.步骤三：确定指标极性作效果测度变换（数值计算以指标1为例）

指标1，土地压占与破坏分值为极大值指标，即数值大者地质环境质量差，为我们拟优先防治对象。

1）上限效果测度算式：

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2）各矿指标1质量分值标本：

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3）

：

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4）各矿指标1质量测度计算：

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同理，我们得出各矿指标2、指标3、指标4、指标5、指标6、指标7、指标8的质量测度值：

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由以上算式可得出指标2～8的质量测度计算值（表5-15）。

表5-15 矿山地质环境质量灰局势评价指标质量测度计算表

4.步骤四：建立统一测度空间

计算各矿矿山地质环境质量s_i的统一测度。以i=1，s_i=(a，b₁)为例。

（1）效果测度

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（2）统一测度

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同理，可得i=2，3，…，6的统一测度

（表5-15）。

5.步骤五：找出地质环境质量差和较差的矿山

1）矿山地质环境质量统一测度空间r：

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2）矿山地质环境质量由好到差排序：

R中的统一测度

值越大的矿山地质环境质量越差，各矿山的地质环境质量由好到差的排序如下（表5-2）：

五矿～二矿、三矿、四矿～六矿～一矿。

（三）不同分区之间矿山地质环境质量评价对比

由上所述方法可知：对不同分区之间的矿山地质环境进行质量评价时，只要计算出分区内所选取样本（要求：数量相同、矿产类型相同、所选矿山具有代表性）的矿山地质环境质量统一测度空间r，如A区的6个煤矿山：

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则统一测度值之和为0.781+0.688+0.688+0.688+0.656+0.719=4.22。

同理，如果求得B区的6个煤矿山的统一测度值之和为：

0.923+0.803+0.798+0.786+0.722+0.733=4.765。

由4.765大于4.22可以得到结论：

A区煤矿山地质环境质量较好；B区煤矿山地质环境质量较差。

即：统一测度值之和越大的分区，其矿山地质环境质量越差。

从上述矿山地质环境质量灰局势评价过程可见，灰局势评价并没有引入“权值”，因为“权值”的确定是比较烦琐的；并且，一般常见的主观赋权法所得到的权值还会出现因人而异的不同，而权值又会使指标加权评价法所得到的结果具有一定的不确定性。

因此，当只要比较不同区域的矿山地质环境质量相对“好”与“差”时，可以直接应用灰局势评价方法，可以避免因人而异的不确定性，从而得出矿山地质环境质量由“好”到“差”的相对客观排序。

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