基于AHP—加权分值法的矿山地质环境影响评价

摘 要：为评价矿山地质环境影响程度，从矿山地质灾害、地形地貌景观破坏、含水层结构破坏以及土地资源占用破坏4个方面选取14个评价指标，应用层次分析法对各评价指标的权重进行量化，建立基于APH的加权分值综合评价数学模型，并将此模型应用于榆神矿区某矿。结果表明：井田西部工业场地区域地质环境影响程度为较严重区，其他区域影响程度较轻。

关键词：层次分析法；加权分值综合评价；矿山地质环境；影响程度评价

引言

矿山的生产活动对矿区及周围环境的影响破坏明显，如矿山地质灾害、地形地貌景观破坏以及含水层结构破坏等，这些问题严重影响了矿区的生态环境，不同程度地威胁居民的生命财产安全[1-3]。因此，客观准确地评价矿山地质环境影响程度，有助于合理规划矿产资源和环境保护[4]。为此，笔者归纳收集了矿山地质环境问题有关的指标因素资料，建立基于层次分析法的加权分值综合评价模型，以期对矿区地质环境评价与保护提供理论支撑。

1 评价模型建立

1.1 选取评价指标

根据矿山地质环境调查的内容，考虑到参评因子要易于量化，且所选因素必须具有特定地质环境条件的代表性及区域范围内的系统性[3]。归纳总结后最终确定评估的4个子系统，其中包含了14个评估指标。

矿山地质环境评价子系统为矿山地质灾害（A1）、含水层破坏（A2）、地形地貌景观破坏（A 3）、土地资源占用破坏（A 4）。矿山地质灾害子系统的二级评估指标为地质灾害规模（B1）、地质灾害的易发性（B 2）、影响对象的重要程度（B 3）、经济损失（B 4）、受威胁人数（B 5）；含水层破坏子系统的二级评估指标为含水层结构破坏（B 6）、矿井正常涌水量（B 7）、主要含水层地下水位下降或疏干程度（B 8）、矿区及周围地表水体漏失程度（B 9）、对矿区及周围生产生活用水的影响程度（B10）；地形地貌景观破坏子系统的二级评估指标为对原生地形地貌景观的影响程度（B11）、对可视范围内地形地貌景观的影响程度（B12）；土地资源占用破坏系统的二级评估指标为占用破坏的土地类型（B13）、占用破坏的土地面积（B14）。

1.2 评价指标取值与分级

根据有关规范及矿山实际情况，结合专家评定意见，确定评价指标间的大小关系即影响严重的取为10，影响较严重的取为5，影响较轻的取为2（表1）[4]。

1.3确定评价系统权值

本文采用层次分析法确定各指标的权重。由专家对地质环境影响要素及因子的相对重要性进行评估，通常按1～9标度法对重要性程度赋值，然后构建一个能够反应评价因子之间关系的判断矩阵，综合分析各位专家提供的判断矩阵，构造最终的判断矩阵，再利用层次分析法计算各评价因子的权重，并进行一致性检验[5]。

步骤简要如下[5]：

①构造判断矩阵

判断矩阵体现了各评价因素之间的相对重要性，层次分析法导出权重的方法就是两两比较，并且把各评价因素之间的重要性进行了量化。用1～9标度法作为比较判断的依据，来定义判断矩阵。

②层次单排序及一致性检验

计算一致性指标CI，并查找一致性指标RI。然后计算一致性比例CR。

其中， 为判断矩阵最大特征值。

当CR<0.10时，认为判断矩阵的一致性可以接受，否则重新修正。

③层次总排序及一致性检验

这一过程是最高层次到最低层次逐层进行，判断底层中指标对目标层的排序权重，并作一致性检验。

根据上述模型，建立比较判断矩阵，并确定各指标的权重（表2～表5）。

2.评价方法

综合评价法是将矿山地质环境的严重程度给予定量综合评定，本文采用评价指标加权分值综合评价法。

2.1因子指标加权分值综合评价[6-7]

因子指标加权分值综合评价模型：

（6）

其中，Fj—子系统要素加权分值（j=A1、A2、A3、A4）；Fi—每个评价因子中指标分值；Wi—各评价要素的权值；n—各子系统的评价因子数；

矿山地质环境综合评价模型：

（7）

其中，F0—矿山地质环境综合评价分值；Wj—各子系统评价要素的权值；m—子系统要素个数，对应为（A1、A2、A3、A4）；

2.2综合评价结果划分

本文将矿山地质环境影响程度划分为三个等级，即“严重”、“较严重”和“较轻”三个等级（表7）。

3应用实例

選取陕北榆神矿区某矿为例，对其矿山地质环境影响程度进行评价。该矿地处陕北黄土高原的北端和毛乌素沙漠东南缘的接壤地带，面积9.4735km2，生产规模0.60Mt/a，为中型煤矿。区内地形地貌可分为风沙区、河谷区和黄土梁峁区三种地貌类型，地质环境脆弱，煤炭开采引起的主要地质环境地质有地面塌陷多样。本文将井田分为工业场地及其以外的区域，进行矿山地质环境影响程度评价（表8、图1）。

由图1，该矿地质环境影响较严重区分布在工业场地内，面积约0.16km2，占评估区面积的1.46%，主要的矿山地质环境问题为新建工业场地占压土地资源。其他区域地质环境影响程度较轻。

4 结论

（1）采用层次分析法确定评价系统各指标权重，将层次分析法与加权分值综合评价法有机结合，建立矿山地质环境危害程度评价模型。将矿山地质环境影响程度划分为“严重”、“较严重”和“较轻”三个等级。

（2）根据评价模型对榆神矿区某矿矿山地质环境危害程度进行评价，地质环境影响较严重区分布在工业场地内，其他区域影响程度较轻。

参考文献

[1]王心义，李任政，李建林.矿区地质环境破坏程度评价及其恢复治理[J].河南理工大学学报（自然科学版），2014，33（05）：681-685.

[2]孙魁，李永红，刘海南，等.彬长矿区“对滑型”黄土滑坡及其形成机制[J].煤炭学报，2017，42（11）：2989-2997.

[3]杨梅忠，胡勇.基于专家可信度的矿山地质灾害危险性评价[J].西部探矿工程，2016，28（09）：184-186+191.

[4]马伟，徐素宁，王润生，等.基于证据权法的赣南稀土矿山地质环境评价[J].地球学报，2015，36（01）：103-110.

[5]陈建平，范立民，李成，等.基于模糊综合评判和GIS技术的矿山地质环境影响评价[J].中国煤炭地质，2014，26（02）：43-48.

[6]邓雪，李家铭，曾浩健，等.层次分析法权重计算方法分析及其应用研究[J].数学的实践与认识，2012，42（07）：93-100.

[7]何芳，徐友宁，袁汉春.矿山环境地质问题综合评价客观权值确定方法探讨[J].中国地质，2008（02）：337-343.

作者简介

席国强（1984-），男，陕西临潼人，工学硕士，地质环境影响评价、水处理技术、矿井水再生利用等研究。电话：18591995661.

（作者单位：中煤科工集团西安研究院有限公司）