旺苍县废弃矿山生态修复地质环境评价.pdf
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1、2023年8 月第43卷增刊第1期四川地质学报Vol.43Suppl.No.1Aug.,2023旺苍县废弃矿山生态修复地质环境评价阳宇,顾彩玉,刘涛,张君,杨红,龙艳梅(四川九0 九建设工程有限公司,四川绵阳6 2 10 0 0)摘要:上世纪以来,随着矿产资源的开发利用,促进经济增长的同时也带来一系列地质环境问题,生态破坏导致的地质灾害频发和环境污染促使我们不得不正视这一问题,以广元市旺苍县废弃矿山为例,依托旺苍县废弃矿山综合治理项目,将层次分析法和权法相结合,得到评价指标的组合权重,在此基础上构建地质环境评价模型,并进一步结合地理环境条件、地质灾害治理难度、生态环境修复等因素,进行矿山地质环
2、境保护与修复分区,提出具体的地质环境保护建议,以期为相关单位制定生态修复对策作参考。关键词:废弃矿山;地质环境评价;层次分析法;熵权法中图分类号:1P691DOI:10.3969/j.issn.1006-0995.2023.S1.010通过定量的方式评判矿山地质环境质量及采矿活动对矿山地质环境影响程度,作为资源合理开发利用与生态环境保护的科学依据。周建伟等(2 0 16)文将加权信息量模型应用于矿山地质环境影评价,采用判断矩阵间接给出法与层次分析法综合确定指标权重,基于ILWIS软件应用模型进行四川省矿山地质环境影响评价探索。上述研究中,未提及生态地质环境评价应用于环境保护管理的具体措施,造成
3、研究与实际应用脱节。本文以广元市旺苍县废弃煤矿为对象,通过调查和文献资料,基于层次分析法和熵权法耦合结果,计算各评价指标组合权重,构建旺苍县废弃矿山地质环境评价数学模型,运用Arcgis空间叠加功能进行指标因子加权叠加,将研究区地质环境条件、地质灾害治理难度、生态环境修复整合到评价体系中,得到矿山地质环境保护与修复分区图,并提出具体的地质环境保护建议。1矿区概况旺苍县是四川省重要煤炭产地,上世纪八十年代出现群众性建井采煤高潮,小煤窑遍地开花;随国家加强矿山管理,大量乡镇小煤窑被关闭合并。旺苍县现有煤矿118 家(在建和在生产煤矿31家,本次涉及矿山32 座),矿渣138 处(图1),堆积体方量
4、8 5.8 万m。弃渣数量多、规模大、分布极分散;弃渣位置交通条件差,集中处置困难;加之矿渣斜坡在降雨诱发形成地质灾害隐患,造成了大量土地浪费和生态环境污染。急需对旺苍县矿山地质环境进行综合评价,为生态修复治理提供基础资料。文献标识码:A10600东非0.0 9N非.03F0.08非F.0.02三.0.010600东文章编号:10 0 6-0 995(2 0 2 3)S1-0053-05106100东旺苍县煤矿矿渣空间分布图0510106100东106200东图1日旺苍县煤矿型矿渣分布图106200东1106300东120米106*30:0东106400东图例乡镇界矿渣位置非0.010640:
5、0东非0.0 9非.0.03F.0.02尊镇非.0.0 1收稿日期:2 0 2 2-12-0 6作者简介:阳宇(198 3一),男,四川绵阳人,高级工程师,研究方向:水文地质、工程地质和环境地质53旺苍县废弃矿山生态修复地质环境评价2评价体系建立根据矿山地质环境评价相关规范,参考近年来研究者对于矿山地质环境评价研究选取的指标因子(吴晨阳等,2 0 2 1;东启亮等,2 0 2 0;孙厚云等,2 0 19;尹俊凯等,2 0 18),结合旺苍县矿山地质问题,构建矿山地质环境评价指标见表1。表1矿山地质环境评价指标表目标层矿山地质环境评价A将各个评价指标根据专家经验,参考相关文献分为五个等级分别赋予
6、不同分值,分值表征评价因子的影响程度,具体分级标准见表2。赋值地形坡度(C1)岩土体强度(C2)斜坡结构类型(C3)开采规模/万方(C4)对地质环境的影响(C5)可能成灾规模(C6)经济损失/万元(C7)地貌景观破坏比例/%(C8)土地资源破坏比例/%(C9)含水层破坏比例/%(C10)地表水污染(C11)地下水污染(C12)土壤污染(C13)注:地表水污染和土壤污染采用内梅罗污染指数法分别对研究区采样点土壤中Pb、Ca、Zn、A s、H g、Cu、N;等高背景元素进行污染综合评价;地下水污染评价时以各矿区周边2 km范围内监测井取样值进行研究。不同区域矿山地质环境影响因素表现出不同特征,将研
7、究区划分成若干小区域(0.5km0.5km评价单元)。本次采用不规则多边形网格划分法,将评价区划分成1933个评价单元。3权重计算准则层地质环境条件B1矿山开发B2矿山地质灾害B3资源破坏问题B4环境污染问题B5表2 各项指标分级赋值表544535 45极软岩软岩顺向坡顺斜坡400200 400特别大较大特大型大型100050010008010050 808010050 80801005080P棕 32 32 32P棕3指标层地形坡度(C1)岩土体强度(C2)斜坡结构类型(C3)开采规模(C4)对地质环境的影响(C5)可能成灾规模(C6)经济损失(C7)地貌景观破坏比例(C8)土地资源破坏比例
8、(C9)含水层破坏比例(C10)地表水污染(C11)地下水污染(C12)土壤污染(C13)3225351025较软岩较坚硬岩横向坡逆斜坡100 20050 100一般较小中型小型100 50001002050520205052020 505201P棕20.5P棕11P棕20.5P 棕11P棕20.5P棕1110坚硬岩逆向坡0 50无影响无00505050P标0.50P棕0.50P棕0.53.1基于层次分析法的主观权重计算3.1.1建立层次结构模型先确定矿山地质环境影响较大的5个一级因子:地质环境条件、矿产开发、地质灾害、资源破坏、环境污染;再通过现有资料和野外踏勘、遥感数据等资料的综合分析,确
9、定表1所示13个二级因子,建542023年8 月第43卷增刊第1期立层次分析结构模型。3.1.2构造判断矩阵依据19度等比率标度法,通过专家打分及参考其它相关资料得出,可得判断矩阵如表3表8。3.1.3层次单排序及其一致性检验(1)对一级因子的判断矩阵A-B进行一致性检验表 4 B1-C 判断矩阵B1C1C11C23C32计算出A-B的最大特征值为入A=5.0866,对应的特征向量wA=(0.0 39,0.410,0.2 53,0.149,0.149)T。入A-n5.0866-5CI:n-1一致性指标 RI=1.12CI0.022CR=0.019 0.1RI1.12A通过一致性检验。(2)对二
10、级因子的判断矩阵B-C进行一致性检验计算出B1-C,B2-C,B3-C,B4-C,B5-C的最大特征入max(表9)其对应的特征向量B值。地质环境条件特征值B1入max3.018WB1=(0.169,0.443,0.387);wB2-(0.33,0.667)T;WB3-(0.25,0.75)T;wB4=(0.089,0.588,0.323);wB5=(0.109,0.309,0.582);计算出 B1-C,B2-C,B3-C,B4-C,B5-C的CI和 CR如表10。CR均小于 0.1,B1-C,B2-C,B3-C,B4-C,B5-C均通过一致性检验。3.1.4层次总排序及其一致性检验CR=0
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