甘 濤,姜 烈,雷雨露
(1.江西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站,江西 南昌 330012;2.長(zhǎng)安大學(xué),陜西 西安 710021)
江西省地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,巖漿活動(dòng)頻繁,成礦條件優(yōu)越,礦產(chǎn)資源較豐富。主要礦集區(qū)為贛東北、贛西北銅及多金屬礦,萍樂(lè)拗陷帶煤礦,贛南鎢及稀土礦[1]。
據(jù)國(guó)土廳礦產(chǎn)權(quán)登記,截止2013年底,全省已利用礦種97種,在采礦山4757座、基建757座、閉坑(停產(chǎn))691座。由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,礦產(chǎn)資源的需求量必然增加,礦產(chǎn)資源的開(kāi)采規(guī)模與強(qiáng)度相應(yīng)增大。礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)導(dǎo)致土地破壞、水土流失、水土污染、地下水枯竭和崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害等環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題,危害居民的生產(chǎn)與生活[2-5]。
因此,國(guó)外早在20世紀(jì)70年代就開(kāi)始建立嚴(yán)格的礦山地質(zhì)環(huán)境評(píng)估制度[6-10]。Legg等人利用遙感技術(shù)對(duì)露天采礦引起的環(huán)境問(wèn)題和礦區(qū)土地恢復(fù)治理做定性評(píng)價(jià)[11]。Mularz[12]利用Landsat TM和SPOT衛(wèi)星遙感影像對(duì)貝烏哈圖夫褐煤露天開(kāi)采礦區(qū)多年土地利用狀況及覆被變化情況進(jìn)行了監(jiān)測(cè),認(rèn)為L(zhǎng)andsat TM和SPOT全色影像的融合圖像是最經(jīng)濟(jì)有效的監(jiān)測(cè)礦區(qū)環(huán)境變化的方法。英國(guó)于2005年建立了以WEBGIS平臺(tái)為基礎(chǔ)的地質(zhì)環(huán)境決策系統(tǒng),為11種地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題評(píng)價(jià)提供對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)模型[13]。我國(guó)礦山環(huán)境調(diào)查工作是中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局于2000年啟動(dòng),目的是全面、系統(tǒng)地摸清我國(guó)礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀,查明存在的主要環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題及潛在危害[14]。武強(qiáng)等[15]認(rèn)為礦山環(huán)境評(píng)價(jià)是礦山環(huán)境問(wèn)題研究的一個(gè)重要環(huán)節(jié),是以礦山環(huán)境問(wèn)題分類(lèi)和調(diào)查為基礎(chǔ),能夠?yàn)榈V山環(huán)境修復(fù)和信息系統(tǒng)提供支持。徐友寧等[16]應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)多層次綜合評(píng)判法、要素指標(biāo)加權(quán)分值綜合評(píng)價(jià)法、灰局勢(shì)評(píng)價(jià)法綜合評(píng)價(jià)西北地區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題。王炳強(qiáng)[17]采用層次分析法(AHP)評(píng)價(jià)了晉陜蒙礦區(qū)礦山環(huán)境地質(zhì)質(zhì)量,取得了滿意的評(píng)價(jià)結(jié)果。
本文采用綜合指數(shù)評(píng)判法對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境影響分區(qū),采用定性方法進(jìn)行礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理分區(qū),為全省礦山環(huán)境恢復(fù)和治理提供依據(jù)。
礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題的發(fā)生、發(fā)展主要受礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)利用條件所制約,為便于礦山環(huán)境評(píng)估,將礦山相對(duì)集中的區(qū)域劃為不同的單元來(lái)評(píng)估[18]。
評(píng)價(jià)單元根據(jù)礦產(chǎn)資源分布及規(guī)劃開(kāi)采分區(qū)界線、采礦對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響程度的區(qū)域、礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題所涉及的區(qū)域確定評(píng)價(jià)最小單元。依據(jù)上述原則,江西省共劃分為92個(gè)評(píng)估單元。
依據(jù)區(qū)內(nèi)礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題的發(fā)育特征和整治現(xiàn)狀,選取出與礦山地質(zhì)環(huán)境相關(guān)的13項(xiàng)指標(biāo)因子。其中負(fù)效應(yīng)因子有:滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂縫等5項(xiàng)礦山地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估因子;對(duì)土地資源的破壞、對(duì)水資源的破壞、對(duì)景觀(自然景觀、城市景觀)的破壞等3項(xiàng)生態(tài)環(huán)境破壞評(píng)估因子;水(地表水、地下水)污染、土壤污染2項(xiàng)環(huán)境污染評(píng)估因子。正效應(yīng)因子有:土地復(fù)墾、裸巖復(fù)綠、廢棄資源綜合利用等3項(xiàng)礦山地質(zhì)環(huán)境整治成效評(píng)估因子。
礦山地質(zhì)環(huán)境評(píng)估以定性為主、定量為輔,采用綜合指數(shù)評(píng)判法,進(jìn)行二級(jí)評(píng)估。即將影響礦山地質(zhì)環(huán)境的各項(xiàng)因子分為指標(biāo)因子和要素因子兩個(gè)層次,先對(duì)各指標(biāo)因子進(jìn)行一級(jí)評(píng)估,其數(shù)學(xué)模型見(jiàn)公式(1)。然后對(duì)各要素因子進(jìn)行二級(jí)評(píng)估,其數(shù)學(xué)模型見(jiàn)公式(2)??紤]礦山地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育和影響程度對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境的影響較大,強(qiáng)調(diào)其重要性。
式(1)、(2)中,A為礦山地質(zhì)環(huán)境評(píng)估指數(shù);A1為礦山地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估指數(shù);A2為生態(tài)環(huán)境破壞評(píng)估指數(shù);A3為環(huán)境污染評(píng)估指數(shù);A4為礦山環(huán)境整治成效評(píng)估指數(shù);ai為評(píng)估因子賦值,根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)確定;bi為評(píng)估因子權(quán)重,根據(jù)對(duì)評(píng)估區(qū)的打分確定。根據(jù)調(diào)查區(qū)內(nèi)各礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀,按評(píng)估單元的礦山地質(zhì)環(huán)境評(píng)估指數(shù),將礦區(qū)劃分成礦山地質(zhì)環(huán)境影響嚴(yán)重區(qū)、較嚴(yán)重區(qū)和輕微區(qū)三級(jí):①礦山地質(zhì)環(huán)境影響嚴(yán)重區(qū):A>1;②礦山地質(zhì)環(huán)境影響較嚴(yán)重區(qū):0.5≤A≤1;③礦山地質(zhì)環(huán)境影響輕微區(qū):0.1≤A<0.5。
依據(jù)上述礦山地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)方法,對(duì)全省礦山開(kāi)發(fā)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響現(xiàn)狀進(jìn)行分區(qū),共圈定影響嚴(yán)重區(qū)20個(gè),面積3275平方公里。較嚴(yán)重區(qū)36個(gè),面積4130平方公里;輕微區(qū)35個(gè),面積3943平方公里;其他區(qū)1個(gè),面積155102平方公里。分區(qū)基本情況見(jiàn)圖1、表1。
表1 江西省主要礦區(qū)或群采區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境影響評(píng)估成果表
圖1 江西省礦山地質(zhì)環(huán)境影響程度分區(qū)略圖
礦山環(huán)境保護(hù)與治理分區(qū),在礦山現(xiàn)狀評(píng)估分區(qū)的基礎(chǔ)上進(jìn)行分區(qū),原則如下:①以人為本,突出重點(diǎn),全面規(guī)劃、分區(qū)實(shí)施;②與江西省環(huán)境保護(hù)規(guī)劃與礦產(chǎn)資源總體規(guī)劃相協(xié)調(diào);③符合礦山環(huán)境保護(hù)與治理分級(jí)標(biāo)準(zhǔn);④與礦山環(huán)境現(xiàn)狀評(píng)估分區(qū)相協(xié)調(diào);⑤分區(qū)應(yīng)符合區(qū)內(nèi)相似,區(qū)間相異的原則。
調(diào)查區(qū)內(nèi)采用定性方法進(jìn)行分區(qū)。劃分出礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)區(qū)、礦山地質(zhì)環(huán)境預(yù)防區(qū)、礦山地質(zhì)環(huán)境治理區(qū),見(jiàn)表2。
表2 礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理分區(qū)表
根據(jù)上述分區(qū)原則及方法,調(diào)查區(qū)共劃分8個(gè)礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)區(qū),總面積2355.1平方公里、29個(gè)礦山地質(zhì)環(huán)境預(yù)防區(qū)(見(jiàn)圖2、表3)。
圖2 江西省礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與預(yù)防分區(qū)略圖
表3 江西省礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與預(yù)防分區(qū)表
依據(jù)礦山地質(zhì)環(huán)境治理分區(qū)原則,對(duì)全省礦山開(kāi)采劃分了91個(gè)區(qū),其中重點(diǎn)治理區(qū)20個(gè),面積3724.67平方公里;次重點(diǎn)治理區(qū)36個(gè),面積4130.32平方公里;加強(qiáng)保護(hù)區(qū)35個(gè),面積3943.07平方公里;基本情況見(jiàn)表4及圖3。
表4 江西省礦山地質(zhì)環(huán)境治理分區(qū)結(jié)果表
圖3 江西省礦山地質(zhì)環(huán)境治理分區(qū)略圖
根據(jù)江西省礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀提出以下防治對(duì)策:①加強(qiáng)礦山地質(zhì)環(huán)境工作;②嚴(yán)格礦山地質(zhì)環(huán)境管理;③建立完善的礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò);④改進(jìn)采礦方法,控制采空區(qū)的地面塌陷;⑤對(duì)廢棄礦山進(jìn)行有計(jì)劃的土地復(fù)墾;⑥廢石堆放應(yīng)采用周緣堆放法;⑦控制廢水廢渣外排;⑧治理水土污染與礦山次生地質(zhì)災(zāi)害。
(1)礦山占用土地953.80平方公里,破壞土地194.10平方公里;廢渣累計(jì)積存量30.93億噸,年排放4.68億噸;廢水年產(chǎn)出1.61億噸,年排放1.35億噸。礦山次生地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育,主要類(lèi)型有地面塌陷及其伴生的地裂縫、泥石流、崩塌滑坡、礦坑突水及地下水均衡受到破壞等。次生地質(zhì)災(zāi)害及隱患578處,死亡人數(shù)156人(未包括瓦斯爆炸的死亡人數(shù)),造成的直接經(jīng)濟(jì)損失25482.32萬(wàn)元。
(2)礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀分為礦山開(kāi)發(fā)對(duì)地質(zhì)環(huán)境影響嚴(yán)重區(qū)、較嚴(yán)重區(qū)、輕微區(qū)和其他區(qū)。其中影響嚴(yán)重區(qū)20個(gè),面積3275平方公里;較嚴(yán)重區(qū)36個(gè),面積4130平方公里;輕微區(qū)35個(gè),面積3943平方公里;其他區(qū)1個(gè),面積155102平方公里。礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀總體情形不容樂(lè)觀。
(3)礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理分區(qū)共分為礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)區(qū)、預(yù)防區(qū)、治理區(qū)三個(gè)等級(jí)。其中保護(hù)區(qū)8個(gè),面積2355.1平方公里;預(yù)防區(qū)29個(gè),面積4096.12平方公里。礦山地質(zhì)環(huán)境治理區(qū)又分為重點(diǎn)治理區(qū)、次重點(diǎn)治理區(qū)、一般治理區(qū),共91個(gè)。其中重點(diǎn)治理區(qū)20個(gè),面積3724.67平方公里;次重點(diǎn)治理區(qū)36個(gè),面積4130.32平方公里;加強(qiáng)保護(hù)區(qū)35個(gè),面積3943.07平方公里。
(4)通過(guò)礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查與評(píng)價(jià),可以合理開(kāi)發(fā)礦產(chǎn)資源,有利于礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理,為礦山科學(xué)管理提供服務(wù)。