周云帆　楊顯華　莫東林

【摘 要】基于“3S”技術(shù)，利用土地變更影像，以攀西地區(qū)的礦山環(huán)境現(xiàn)狀遙感調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，根據(jù)研究區(qū)的地質(zhì)、地理等數(shù)據(jù)和對(duì)不同礦山開(kāi)發(fā)類型的充分調(diào)研，結(jié)合不同類型礦山開(kāi)發(fā)特點(diǎn)與規(guī)律，建立礦山地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與評(píng)價(jià)方法，并對(duì)研究區(qū)的礦山地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析。

【Abstract】Based on the 3S technology， using land change image， status of mine environment remote sensing survey data in Panxi area as the foundation， according to the study area geology and geography data and the full investigation of different types of mine development， combined with the characteristics of mine development and law of different type， establish the evaluation index system and evaluation method of mine geological environment. And mine geological environment of the study area was evaluated and analyzed.

【關(guān)鍵詞】攀西地區(qū)；礦山環(huán)境；3S技術(shù)

【Keywords】Panxi area； mine environment； 3S technology

【中圖分類號(hào)】TD167 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）03-0148-02

1 概述

礦產(chǎn)資源是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們?nèi)粘Ｉ钪匾奈镔|(zhì)基礎(chǔ)。因此，為實(shí)施礦山環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展和加強(qiáng)礦山環(huán)境的管理及保護(hù)，需要對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境做出客觀有效的評(píng)價(jià)。隨著“3S”技術(shù)的飛速發(fā)展，其已成為研究地表環(huán)境的常用手段之一。目前，許多學(xué)者利用“3S”技術(shù)對(duì)礦山環(huán)境的監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行研究并取得了豐碩的成果。

攀西地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造上屬?zèng)錾今薨檸Ш腿A力西-印支期古裂谷帶。埋藏多種礦床，已探明有大型釩鈦磁鐵礦、稀土、銅、鉛、鋅、煤、金等54種礦產(chǎn)，其中鐵礦儲(chǔ)量約達(dá)六十多億噸，是中國(guó)第二大鐵礦生產(chǎn)區(qū)。通過(guò)多年的對(duì)礦山環(huán)境的遙感監(jiān)測(cè)來(lái)看，攀西地區(qū)開(kāi)采礦山分布廣、開(kāi)采礦種齊全。此外，長(zhǎng)期以來(lái)受經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展導(dǎo)致礦產(chǎn)資源需求增加等因素的影響，我國(guó)的礦山開(kāi)采利用比較粗放，對(duì)礦山環(huán)境的管理和保護(hù)也存在一系列的問(wèn)題。為了更好地貫徹執(zhí)行國(guó)土資源部治理和保護(hù)礦山生態(tài)環(huán)境的目標(biāo)。本研究在進(jìn)行攀西地區(qū)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)工作基礎(chǔ)上，基于“3S”技術(shù)，根據(jù)攀西地區(qū)的地理、地質(zhì)等數(shù)據(jù)和對(duì)不同礦山開(kāi)發(fā)類型的充分調(diào)研，結(jié)合不同類型礦山開(kāi)發(fā)特點(diǎn)與規(guī)律，建立一套科學(xué)合理、行之有效的礦山地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與評(píng)價(jià)方法，對(duì)攀西地區(qū)的礦山地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行評(píng)價(jià)，為攀西地區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境的管理和恢復(fù)治理提供決策依據(jù)。

2 礦山地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)

2.1 研究區(qū)概況

攀西地區(qū)位于四川省西南部，包括攀枝花市和涼山彝族自治州，共計(jì)22縣（市、區(qū)）。南起攀枝花市，北到冕寧，縱貫340km，面積6.75萬(wàn)km2，人口451.55萬(wàn)。該區(qū)位于橫斷山脈構(gòu)造帶，海拔介于488和4409m之間，地貌類型復(fù)雜多樣。屬干熱河谷氣候，明顯呈現(xiàn)出立體氣候?？偟貋?lái)說(shuō)，區(qū)內(nèi)屬于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，干濕分明，冬半年日照充足，少雨干暖；夏半年云雨較多，氣候涼爽。日溫差大，年溫差小，年均氣溫

16～17℃。如開(kāi)展旅游活動(dòng)，無(wú)淡旺季之分。

2.2 指標(biāo)體系的構(gòu)建

①科學(xué)性原則，指標(biāo)體系能夠較客觀和真實(shí)地反映礦山環(huán)境的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)及內(nèi)在機(jī)制，從而保證礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的真實(shí)性和客觀性；②完整性原則，指標(biāo)體系的設(shè)立不僅要有生態(tài)環(huán)境本身質(zhì)量的指標(biāo)，還應(yīng)考慮對(duì)生態(tài)環(huán)境的調(diào)控指標(biāo)，如礦山環(huán)境的恢復(fù)治理程度，從而完整地反映礦山環(huán)境的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)及內(nèi)在機(jī)制；③實(shí)用性原則，評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)計(jì)要實(shí)用，要考慮數(shù)據(jù)獲取的可靠性和難易程度；④動(dòng)態(tài)性原則：礦山地質(zhì)環(huán)境是一個(gè)隨社會(huì)發(fā)展需要而變化的系統(tǒng)，因此在評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取上要考慮與社會(huì)發(fā)展需求的對(duì)應(yīng)性，具有一定的動(dòng)態(tài)性。針對(duì)礦區(qū)環(huán)境系統(tǒng)的復(fù)雜性，參考已有研究[1-2]，并根據(jù)攀西礦區(qū)的現(xiàn)狀進(jìn)行多次修改，確定了以礦山開(kāi)采為主，兼顧礦山地質(zhì)環(huán)境背景，結(jié)合礦區(qū)恢復(fù)治理情況，對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)共選取地形、降雨量、植被覆蓋度、區(qū)域重要程度、構(gòu)造、巖性、邊坡結(jié)構(gòu)、開(kāi)采強(qiáng)度、開(kāi)采方式、礦種、開(kāi)采密度、占地面積、災(zāi)害、災(zāi)害隱患、水資源破壞程度以及恢復(fù)治理情況等16個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。參照已有研究[3]，對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)類型進(jìn)行分級(jí)和確定指標(biāo)權(quán)重。

2.3 數(shù)據(jù)處理與信息提取

遙感數(shù)據(jù)采用研究區(qū)2014年度的高分影像數(shù)據(jù)，主要包括ZY-3、ZY-102C和GF-1號(hào)等數(shù)據(jù)。信息提取以人工目視解譯為主，提取內(nèi)容有開(kāi)采面、開(kāi)采點(diǎn)、礦山占地、礦山恢復(fù)治理、地質(zhì)災(zāi)害和地質(zhì)災(zāi)害隱患等6個(gè)礦業(yè)活動(dòng)類型。地質(zhì)數(shù)據(jù)包括攀西地區(qū)的巖性組合、地質(zhì)構(gòu)造和巖層走向數(shù)據(jù)；地理數(shù)據(jù)包括攀西地區(qū)的植被覆蓋度、年均降水量和空間分辨率為30米的坡度數(shù)據(jù)；邊坡結(jié)構(gòu)和水資源破壞程度主要是結(jié)合實(shí)地調(diào)查、遙感影像及巖層走向等所得。

2.4 評(píng)價(jià)方法

在研究區(qū)范圍內(nèi)建立2km×2km的網(wǎng)格，對(duì)礦山開(kāi)發(fā)所影響的網(wǎng)格（區(qū)域）作為評(píng)價(jià)區(qū)域進(jìn)行礦山地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)，對(duì)非礦山開(kāi)發(fā)影響網(wǎng)格（區(qū)域）則不進(jìn)行評(píng)價(jià)，其優(yōu)點(diǎn)在于可以有針對(duì)性地對(duì)礦山開(kāi)發(fā)所影響的區(qū)域進(jìn)行礦山地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)。以單個(gè)礦業(yè)活動(dòng)類型及其所影響的范圍作為單個(gè)評(píng)價(jià)單元對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)域進(jìn)行評(píng)價(jià)。

基于評(píng)價(jià)區(qū)域16個(gè)單項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)，根據(jù)給定的各指標(biāo)權(quán)重，得到每個(gè)評(píng)價(jià)單元礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)（MGEQI），其計(jì)算方法為：MGEQI =0.03×（地形地貌+降雨量+植被覆蓋度+區(qū)域重要程度+構(gòu)造+巖性組合+邊坡結(jié)構(gòu)）+0.05×（開(kāi)采強(qiáng)度+主要開(kāi)采方式+主要開(kāi)采礦種）+0.10×（開(kāi)采點(diǎn)密度+占用土地比例+地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量+地質(zhì)災(zāi)害隱患+水資源破壞程度）+0.14×礦山環(huán)境恢復(fù)治理情況。

根據(jù)礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)（MGEQI）計(jì)算結(jié)果和《礦山遙感監(jiān)測(cè)成果數(shù)據(jù)技術(shù)要求》，將礦山地質(zhì)環(huán)境分為3級(jí)，即差、中等和一般。

3 評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)礦山環(huán)境遙感解譯，得到研究區(qū)內(nèi)礦山占地網(wǎng)格面積為3140.00km2。按照上述評(píng)價(jià)體系和評(píng)價(jià)方法，得到研究區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量結(jié)果。從攀西地區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境的評(píng)價(jià)等級(jí)來(lái)看，礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量差的面積為320.00km2，占攀西地區(qū)礦山占地網(wǎng)格面積的10.19%；礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量中等的面積為940.00km2，占攀西地區(qū)礦山占地網(wǎng)格面積的29.95%；礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量一般的面積為1880.00km2，占攀西地區(qū)礦山占地網(wǎng)格面積的59.87%。總體上看，攀西地區(qū)的礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量為中等。

礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量差的主要分布在攀西金屬礦區(qū)和冕寧稀土礦區(qū)，該區(qū)內(nèi)礦山開(kāi)采密集，其中攀西金屬礦區(qū)以露天開(kāi)采的鐵礦和銅礦為主，此類礦山地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，巖層破碎，根據(jù)遙感解譯的該類礦山占地面積達(dá)80.85km2，占攀西地區(qū)礦山占地面積的61.85%，尾礦庫(kù)多達(dá)113個(gè)，且占用了大量的土地資源形成規(guī)模大、穩(wěn)定性差的排土場(chǎng)，嚴(yán)重影響了該類礦山的環(huán)境質(zhì)量；冕寧稀土礦區(qū)以露天開(kāi)采的稀土礦為主，據(jù)調(diào)查顯示，該礦區(qū)開(kāi)采規(guī)模大，開(kāi)采點(diǎn)密集，其面積為8.97km2，大量的廢石沿河堆積，使該礦區(qū)形成15處泥石流、2處滑坡，且嚴(yán)重污染了當(dāng)?shù)氐乃Y源和土地資源；礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量中等的礦區(qū)主要分布在會(huì)理縣、會(huì)東縣和攀枝花仁和區(qū)境內(nèi)，其中會(huì)理縣和會(huì)東縣境內(nèi)以露天開(kāi)采的銅礦、鐵礦和鉛鋅礦為主，開(kāi)采規(guī)模中等，但其礦區(qū)主要分布在山腰且坡度較大，礦山開(kāi)采產(chǎn)生的大量廢石堆沿坡堆放、易產(chǎn)生滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，影響該類礦區(qū)環(huán)境質(zhì)量；攀枝花仁和區(qū)也分布了大量地質(zhì)環(huán)境中等的礦區(qū)，該區(qū)以地下開(kāi)采的煤礦為主，開(kāi)采硐口達(dá)62個(gè)，大量的煤礦開(kāi)采造成礦區(qū)約8.66km2的地面沉降和地下水資源破壞等一系列環(huán)境問(wèn)題。礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量一般的礦區(qū)遍布全研究區(qū)，以非金屬礦為主，此類礦區(qū)開(kāi)采規(guī)模較小、植被覆蓋較高、水資源程度破壞較低且地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單。

4 結(jié)語(yǔ)

基于土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)，結(jié)合“3S”技術(shù)，對(duì)攀西地區(qū)的礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀進(jìn)行遙感調(diào)查，選取了影響礦山地質(zhì)環(huán)境的16個(gè)指標(biāo)，建立了比較科學(xué)的評(píng)價(jià)模型，對(duì)攀西地區(qū)的礦山地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行評(píng)價(jià)。從結(jié)果來(lái)看，整體上攀西地區(qū)的礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量屬于中等。分等級(jí)來(lái)看，礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量差的礦區(qū)占網(wǎng)格面積的10.19%；礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量中等的礦區(qū)占地網(wǎng)格面積的29.95%；礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量一般的礦區(qū)占地網(wǎng)格面積的59.87%。礦山地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量差的礦區(qū)主要為金屬礦區(qū)和稀土礦區(qū)，與實(shí)地調(diào)查結(jié)果吻合，是礦山環(huán)境治理的重點(diǎn)礦區(qū)。

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