礦山地質環境質量綜合評價例項

2021-03-13 19:58:44 字數 4840 閱讀 2550

1樓:中地數媒

根據前面的評價方法,結合湖南省礦山地質環境問題狀況,將礦產資源開發誘發的礦區資源毀損、地質災害和環境汙染等礦山環境地質問題的3個主要型別(要素)作為乙個整體,來考慮評價礦業開發對地質環境的負面影響。依據礦山地質環境質量量化指標型別不同,通過引用、適當調整、選擇基準值、確定等級、不同量綱指標的無量綱化等方法思路,建立包含幾乎所有礦山的環境地質問題的指標量化評價模型。下面分別針對不同評價方法的適用範圍進行例項分析:

一、單個礦山的礦山地質環境質量綜合評價

下面以平江萬古金礦的質量評價為例,對整個評價過程進行解析。

(一)確定待評價的礦山

平江縣萬古金礦位於平江縣三陽鄉萬古村境內,北距平江縣城約8km,地理座標為:東經113°34′06″~113°35′09″,北緯28°37′41″~28°38′16″。礦區內有縣級公路通過,由礦區往北約4km與106國道相連,至平江縣城約12km,交通比較方便(圖5-3)。

圖5-3 萬古金礦交通位置圖

礦區位於汨羅江中游南側,屬剝蝕構造丘陵谷地地貌,區內總體西高東低、北高南低,最高海拔標高為185.5m,最低海拔標高為99.5m,相對高差為86m。

礦山位於丘崗區內,丘崗以北西西—南東東方向延伸為主,坡度為10°~30°,沖溝比較發育,縱坡降一般為8°~10°,沖溝方向一般為南東或向南。谷地位於礦山南邊清水河段,河岸兩側為一級階地,高出河床約2m左右。丘崗為冷家溪群坪源組板岩、砂質板岩分布區,森林茂密,植被覆蓋率高。

區內屬大陸性**帶季風濕潤氣候,溫暖多雨,四季分明。礦山區內無大的地表水體,僅南邊有1條清水河(雨季最大流量為6m3/s,枯季流量為32.5l/s,平水期流量為150l/s),清水河流入礦山東面(水平距離約700m)的江東水庫,江東水庫庫容量約243萬m3。

礦山西側約1100m處有白荊水庫,庫容量約28萬m3,位於清水河上游。水庫及清水河均為農田灌溉主要水源,也是村民生活用水水源之一。飲水主要為板岩中風化裂隙潛水。

(二)礦山地質環境條件

1)萬古金礦礦山屬剝蝕丘陵谷地地貌,礦山位於丘崗處,丘崗大體呈北西南東延伸,最高海拔185.5m,最低海拔99.5m;最大相對高差約86m,一般高差20~40m,山坡坡度一般為10°~30°,地形條件簡單;

2)區內地表水不發育,南邊區外有清水河流過,屬常年性水流,一般水量較小,對礦床充水有較小影響;

3)區內地層以淺變質砂質板岩、板岩為主,礦脈圍巖淺部風化裂隙發育,地質構造以北西向斷裂構造破碎帶為主,構造破碎帶及風化裂隙帶對礦床充水有一定影響;

4)區內民採老窿較多,開採淺,規模小,無重複採動,區內採空塌陷現象不嚴重,礦體頂、底板工程地質條件中等;

5)由於民採,開採淺,規模小,區內廢石尾砂堆集高度小,渣堆較穩定,神衝及剪刀衝有尾砂庫汙水汙染;

6)由於礦山淺部民採,誘發小型崩塌體2個。

綜上所述,礦山地質環境條件屬中等複雜型別。

(三)各引數的賦值

採用要素指標加權分值綜合評價法對平江萬古金礦的礦山地質環境質量進行評價。按照前面描述的,仍選取資源毀損、地質災害和環境汙染三要素和土地壓佔與破壞、水資源破壞、崩塌滑坡泥石流、地面塌陷地裂縫、固體廢棄物、水汙染和土壤汙染等八項指標進行評價。根據萬古金礦的礦山地質環境實際情況,可對其進行如下賦值(表5-11)。

表5-11 平江萬古金礦賦值情況表

根據前面關於要素指標加權分值綜合評價方法,在求出各評價指標和要素的綜合權之後,利用公式(5-3)和(5-4)即可分層次計算出各礦評價要素指標加權分值,分值從小到大排序,分值越大說明其地質環境質量越差。再由表5-2所示指標加權評定分值劃分地質環境質量等級的標準,即可定出礦山在用不同權值情況下指標加權平均分值的等級(表5-12)。

表5-12 平江萬古金礦山地質環境質量指標加權綜合評定結果

(四)模型應用

首先根據本礦山的實際情況,確定出3個要素中7項指標的評定等級(分值)fi;然後根據前述公式(5-1、5-2、5-3、5-4、5-5)計算出wsj、wzj、w0j值;再求出指標加權分值、要素分值、要素加權分值fj;最後由平均分值可以得出該礦地質環境質量等級。

在表5-12中,由綜合評定結果可知:該礦地質環境質量指標加權評定平均分值為0.422,查表5-2可得,該礦的地質環境質量屬於較好(ⅰ級)。

二、多個礦山的礦山地質環境質量綜合評價

下面以乙個區域內任意六個礦的質量評價為例,對整個評價過程進行解析。

在對某一地區內的多個礦山地質環境質量進行評價時,

由 ,

得出評價指標熵hj及其熵權wj之後,當知道被評價物件某指標取值rij(i=1,2,…,m)佔全部被評價物件某指標取值之和

的比重時,則可視為該指標某一可能結果對應的概率值(5-6式):

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評價物件指標熵熵權加權綜合評價值aj可按5-7式計算:

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用上述方法求出指標熵加權綜合評價值aj及其倍比αi後即可對各被評價物件做出定量評價排序和分析。

使用熵熵權加權綜合評價法對某地區的六個礦山地質環境質量進行綜合評價,可以得到如下結果(表5-13)。

三、不同區域的礦山地質環境質量評價對比

下面以不同區域內任意六個礦的質量評價為例,對不同區域的礦山地質環境質量進行對比分析。

(一)選取評價物件

首先根據對礦山環境地質問題的實地調研資料和資料,選取要進行評價的物件;然後,以前述礦區地質環境質量評價體系和指標等級確定方法,確定各礦山地質環境質量評價指標的等級和相應的分值;在此基礎上,對所選取的礦山地質環境質量進行比較。

(二)灰局勢評價的具體步驟

1.步驟一:確定事件、物件、局勢、指標

1)事件:評價礦山地質環境質量為事件a。

2)物件:指評價礦區不同礦山。「物件1」(記為b1),評價一礦;「物件2」(記為b2),評價二礦;「物件3」(記為b3),評價三礦;「物件4」(記為b4),評價四礦;「物件5」(記為b5),評價五礦;「物件6」(記為b6),評價六礦。

3)局勢:si=(a,bi)=(評價礦山地質環境質量,評價i礦)。s1=(a,b1)=(評價礦山地質環境質量,評價一礦)。

s2=(a,b2)=(評價礦山地質環境質量,評價二礦)。s3=(a,b3)=(評價礦山地質環境質量,評價三礦)。s4=(a,b4)=(評價礦山地質環境質量,評價四礦)。

s5=(a,b5)=(評價礦山地質環境質量,評價五礦)。s6=(a,b6)=(評價礦山地質環境質量,評價六礦)。

表5-13 六個礦山評價指標熵熵權加權綜合評價礦山地質環境質量等級

續表注:①k=1/lnn=1/ln6=0.558;②標準化分值

( ,所要標準化的某礦某評價指標等級分值);③熵權加權綜合評價值最低的是三礦(0.034),設為1.00,其餘礦的熵權加權綜合評價值與0.034之比值為倍比ai。

4)指標:指標1,土地壓佔與破壞;指標2,水資源破壞;指標3,崩塌滑坡泥石流;指標4,地面塌陷地裂縫;指標5,固體廢棄物;指標6,水汙染;指標7,土壤汙染。

2.步驟二:給出礦山地質環境質量的指標樣本

上述7個評價指標分別用x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7表示(表5-14)。

表5-14 礦山地質環境質量灰局勢評價指標分值表

3.步驟三:確定指標極性作效果測度變換(數值計算以指標1為例)

指標1,土地壓佔與破壞分值為極大值指標,即數值大者地質環境質量差,為我們擬優先防治物件。

1)上限效果測度算式:

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2)各礦指標1質量分值標本:

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3) :

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4)各礦指標1質量測度計算:

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同理,我們得出各礦指標2、指標3、指標4、指標5、指標6、指標7、指標8的質量測度值:

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由以上算式可得出指標2~8的質量測度計算值(表5-15)。

表5-15 礦山地質環境質量灰局勢評價指標質量測度計算表

4.步驟四:建立統一測度空間

計算各礦礦山地質環境質量si的統一測度。以i=1,si=(a,b1)為例。

(1)效果測度

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(2)統一測度

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同理,可得i=2,3,…,6的統一測度

(表5-15)。

5.步驟五:找出地質環境質量差和較差的礦山

1)礦山地質環境質量統一測度空間r:

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2)礦山地質環境質量由好到差排序:

r中的統一測度

值越大的礦山地質環境質量越差,各礦山的地質環境質量由好到差的排序如下(表5-2):

五礦~二礦、三礦、四礦~六礦~一礦。

(三)不同分割槽之間礦山地質環境質量評價對比

由上所述方法可知:對不同分割槽之間的礦山地質環境進行質量評價時,只要計算出分區內所選取樣本(要求:數量相同、礦產型別相同、所選礦山具有代表性)的礦山地質環境質量統一測度空間r,如a區的6個煤礦山:

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則統一測度值之和為0.781+0.688+0.688+0.688+0.656+0.719=4.22。

同理,如果求得b區的6個煤礦山的統一測度值之和為:

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

由4.765大於4.22可以得到結論:

a區煤礦山地質環境質量較好;b區煤礦山地質環境質量較差。

即:統一測度值之和越大的分割槽,其礦山地質環境質量越差。

從上述礦山地質環境質量灰局勢評價過程可見,灰局勢評價並沒有引入「權值」,因為「權值」的確定是比較煩瑣的;並且,一般常見的主觀賦權法所得到的權值還會出現因人而異的不同,而權值又會使指標加權評價法所得到的結果具有一定的不確定性。

因此,當只要比較不同區域的礦山地質環境質量相對「好」與「差」時,可以直接應用灰局勢評價方法,可以避免因人而異的不確定性,從而得出礦山地質環境質量由「好」到「差」的相對客觀排序。

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