济宁市非煤矿山地质环境影响综合评价

张丰，张海燕，胡波*，王夏夏，黎逢良，陈奇，刘洪亮，罗梅

(1.山东省鲁南地质工程勘察院(山东省地勘局第二地质大队)，山东 济宁 272100；2.济宁市国土空间生态修复中心，山东 济宁 272000；3.山东省国土空间生态修复中心，山东 济南 250014)

0 引言

济宁市矿产资源丰富，开发历史悠久，开发利用程度高。目前已开发利用的非煤矿产有铁、轻稀土、建筑用灰岩、水泥用石灰岩、砖瓦用黏土、水泥配料用泥岩、建筑用花岗岩、矿泉水等[1]。

多年来，随着矿业经济的不断发展，矿产资源开发规模以及开发强度都日益增大，在矿产资源的开发过程中，给地质环境造成了较大的破坏，尤其是露天开采的大中型矿山及矿产集中开采区，生态环境严重受损，土地资源破坏及地型地貌景观破坏等矿山地质环境问题尤为突出，制约了矿产资源的可持续开发和利用。摸清现状，开展矿山地质环境综合评价是推动矿业可持续发展、实现开发与保护平衡的需要，也是科学开展矿政管理的需求[2-4]。前人对矿山地质环境评价工作进行了许多方法研究。常用方法有模糊综合评价法、综合指数分析法、层次分析法、灰色关联综合法、物元分析法等等[5]。层次分析法和模糊综合评价法已广泛应用于地质环境评价，评定结果与实际符合性较好，较为可靠。

1 研究区概况

20世纪90年代以来，济宁市内形成了国有、集体、个体一起上，大、中、小型矿山并举的矿业开发格局，乡镇集体、个体采矿业发展迅速。主要开采矿种有铁、建筑用石灰岩、水泥用石灰岩、砖瓦用黏土、水泥配料用泥岩、建筑用花岗岩、矿泉水等。近年来，随着大气污染防治任务的加重及产业结构调整，一大批露天开采矿山陆续关闭或整合，持证非煤矿山数量逐年减少，废弃矿山地质环境问题突出。

2 矿山地质环境问题现状

2.1 矿山地质环境问题类型

济宁市非煤矿山地质环境问题主要有：矿业活动造成山体破损、植被破坏、岩石裸露，破坏地形地貌景观；矿业活动剥离挖损土地导致土地原有功能丧失，破坏土地资源；矿业废渣不合理堆放及露天开采造成的崩塌地质灾害隐患；抽排矿坑水造成地下水位下降等。

2.2 矿山地质环境问题分布及特征

(1)分布具有明显的地域与及集中性。矿产资源赋存特征及开发利用历史，决定了矿山地质环境问题分布，济宁市非煤矿山地质环境问题最突出的地区主要为嘉祥县南部石灰岩集中开采区、汶上县白石镇花岗岩集中开采区、微山县两城镇石灰岩集中开采区、邹城市西南石灰岩集中开采区、邹城市东北—曲阜市东南石灰岩集中开采区、泗水县南部石灰岩集中开采区、泗水县北部花岗岩集中开采区。这些区域均位于低山丘陵地带，一般远离居民聚集区，拥有丰富的山石资源，且开发利用程度高(图1)。

1—嘉祥县南部石灰岩集中开采区；2—汶上县北部花岗岩集中开采区；3—微山县两城石灰岩集中开采区；4—邹城市西南石灰岩集中开采区；5—邹城市东北—曲阜市东南石灰岩集中开采区；6—泗水县南部石灰岩集中开采区；7—泗水县北部花岗岩集中开采区

(2)矿山地质环境问题类型较为单一。济宁市非煤矿山主要开采黏土、石灰岩、花岗岩等建材类非金属，相关的洗选、冶炼行业较少，且多为露天开采，形成了数量众多的破损山体与露天采坑(照片1)。破损山体与露天采坑引起的矿山地质环境问题主要为土地资源占损、地形地貌景观破坏及少量的矿山地质灾害。

照片1 典型非煤矿山地形地貌景观损毁特征

(3)矿山地质灾害危险性普遍较小。济宁市非煤矿山地质灾害多因建材类矿产开发引起，类型主要为崩塌。受开采振动的影响，矿区边坡岩体的完整性较差，会对坡底一定范围内造成威胁，受开采微地貌控制，崩塌(隐患)影响范围一般较小，又因各矿山多远离居民聚集区，矿山地质灾害的危险性普遍较小。

(4)露天黏土矿自然恢复效果好，治理程度高。黏土矿一般分布于土层厚度较大的平原地带，即使表土剥离也具有良好的自然恢复条件。此外，露天黏土矿复垦治理难度较小，工矿废弃地治理复垦项目实施较多，且周边村民的复垦利用意愿较强，整体治理程度较高。

3 矿山地质环境影响评价

矿山地质环境影响评价是一种复杂、开放的量化评价，需要考虑多因素的相互叠加、相互交叉作用，需要综合分析问题因子、危害程度和区域性差异；需要定性方法与定量方法相结合[6-7]。

3.1 评价原则

(1)突出重点矿山地质环境问题要素原则。以人为本，重点考虑自然地理环境与采矿工程活动之间相互矛盾和突出的环境地质问题，兼顾地质环境背景。评价过程中提高矿山地质灾害、土地资源破坏及地形地貌景观破坏等矿山地质环境问题在评价因子中的比重。

(2)定量评价与定性分析相结合的原则。评价过程中适当考虑了矿山地质环境问题对“三区两线”区域的影响程度及治理的难易程度，并据此对分区评价结果进行适当的修正。

(3)适当考虑矿产资源开发利用现状及规划。在评价过程中，除了重视现状还根据现有矿权设置及开采情况、矿产资源规划重点开采区分布情况综合考虑矿山地质环境问题的影响程度。

3.2 评价单元划分

为保证较为精确的评价，需建立能够代表局部区域差异性和复杂性的评价单元。同一评价单元内地质环境条件方面具有相似性，不同单位之间具有可比性。

(1)将生产矿山中心点坐标和矿区范围投影到分区图上，以矿界范围为评价单元，关闭及废弃矿山以现状影响范围外扩1km为评价单元。

(2)多个矿山集中分布(>2个)，且矿山之间相距<2km，可作为一个集中连片评价单元；单一矿山独立分布，且影响面积<1km2时，不进行分区评价，作为单点进行评价。

(3)当两个集中连片评价单元相距<2km，且主要矿山地质环境问题相似时，将2个集中连片区合并为同一个区进行评价。

(4)评价单元边界穿过村庄、城镇、湖泊等不宜穿过的地区时，向内侧偏移尽可能避过。

本次按照以上述方法划分出17个评价单元。

3.3 模糊综合评价法

模糊综合评价法是利用模糊线性变换原理和最大隶属度原则，对受到多种因素制约的事物或对象做出一个总体的评价。该评价法通过隶属函数，将不确定性在形式上转化为确定性，使模糊数据得以量化。它具有结果清晰，系统性强的特点，能较好地解决模糊的、难以量化的问题，适合各种非确定性问题的解决[8-9]。

3.4 层次分析法

层次分析法(Analytic Hierarchy Process，简记AHP)是由一种能把复杂系统的决策思维进行层次化，把决策过程中定性和定量的因素有机的结合起来运算评价方法。层次分析法可将人的主观性依据用数量的形式表达出来，使之条理化、科学化，从而可避免由于人的主观性导致权重预测与实际情况相矛盾的现象发生，提高了决策的有效性，在多目标规划领域具有广泛的应用价值。层次分析法需要三个基本步骤，即：建立评价要素系统递阶层次结构，判断矩阵生成及两两比较数据输入，判断矩阵一致性检验及各要素排序权重计算[10-12]。

3.5 矿山地质环境分区评述

矿山地质环境影响评价是将矿山各种环境地质问题的严重程度给予定量综合评定，本次研究采用层次分析法和模糊综合评价法对矿山地质环境质量进行评价结果如表1。

表1 济宁市矿山地质环境影响分区评价一览表

由表1可知，由于济宁市矿山地质环境问题以面状的地形地貌景观破坏和土地资源占损为主，两类评价方法在体系组成和指标选取方面虽有区别，但评价的倾向性较为一致，得出评价结果基本相同，仅部分分区的结果存在差别。邹城西南部石灰岩矿区层次分析法评价为严重区，模糊综合评价法评价为较严重区，结合两种评价方法的分区指标分析该矿区主要地质环境问题为破损山体，但多远离“三区两线”范围，对人居环境影响程度较小，且该区矿山多关闭时间久远、破损面风化较严重、植被自然恢复较好，最终评定为较严重区，这说明层次分析法评价过程中对三区两线可视范围的影响和自然恢复程度方面的属性权重和要素赋值还需进一步优化。曲阜市防山镇-泗水县南部石灰岩矿区层次分析法评价为较严重区，模糊综合评价法评价为严重区，该区矿山占用破坏土地类型多为裸地及工矿用地，考虑到该区多处大型水泥用灰岩矿山经济实力雄厚，矿业活动较为规范，矿山地质环境治理保证条件充分，最后评定为较严重区，这也说明层次分析法中选取土地占损类型和治理难易程度作为参评因子起到很好的校正作用。

从评价单元的基础上来看，单点矿山一般面积小(土地占损率小)、矿山地质环境问题数量少(问题分布密度小)，同时矿山地质灾害不易发，模糊综合评价结果均为轻微。层次分析法主观性更强，不涉及评价单元和比率的问题。平原区黏土矿均无矿山地质灾害、原生地形地貌景观破坏较轻、土地原有功能丧失程度较轻—较严重、矿山地质环境治理较容易，评价结果均为轻微；邹城市、梁山县和嘉祥县单点石灰岩矿无矿山地质灾害、原生地形地貌景观破坏严重—较严重、土地原有功能丧失程度较轻—较严重、矿山地质环境治理较难、矿山地质环境自然恢复程度一般，评价结果均为较严重。层次分析法融入了较多的主观判断过程，其评价结论更符合实际；模糊综合评价效果不佳，分析其原因在于本次模糊综合评价构建的评价函数更适宜于大区域评价，用于单点矿山评价还需进一步调整参数(图2)[13-14]。

1—矿山地质环境影响严重区；2—矿山地质环境影响较严重区；3—矿山地质环境影响轻微区；4—矿山地质环境影响较严重矿山；5—矿山地质环境影响轻微矿山

4 矿山地质环境保护与治理建议

4.1 矿产资源开发与地质环境保护相结合

在多数矿山地质环境影响严重区，自然恢复难度大，工程治理投入高，且修复意义不大。应综合决策、合理开发矿产资源，在保护中开发，在开发中保护，明确矿山开发中的地质环境保护的责、权、利，坚持谁开发谁保护，谁破坏谁恢复，充分运用法律、经济、行政和技术手段保护矿山地质环境。

4.2 抓住重点综合治理

在部分矿山地质环境影响严重区和较严重区，未形成大面积集中连片的破损山体。分布相对零散、破损面积较小的矿山地质环境问题使用少量资金或利用残余资源的处置费用即可完成矿山地质环境的生态修复。此类区域宜结合“山水林田湖草一体化保护修复”进行统一规划治理，做到目标明确、重点突出、总量控制、综合治理，分步实施。

4.3 预防为主强化管理

在矿山地质环境影响轻微区，各类问题较为分散、治理难度较小且自然恢复条件较好。此类区域应严把新建矿山准入条件、加强矿山地质环境保护与治理监督检查力度、严查矿山地质环境保护与治理恢复方案的执行情况，健全矿山地质环境管理与监测体系，加大执法力度[15-17]。

4.4 治理方式建议

(1)自然恢复为主，人工修复为辅。以细致地现状调查为手段开展矿山地质环境问题识别与诊断，指导矿山地质环境保护修复。对于轻度受损、恢复力强的区域采取自然恢复为主的措施；对于中度受损的区域，结合自然恢复采取辅助再生措施；对于严重受损的区域进行工程重建。

(2)统筹空间规划，服务土地高效利用。对于需要工程重建的区域，其治理模式与方向应匹配国土空间用途管制相关要求，系统结合农业、生态、城镇等不同空间用途属性关于土地高效利用的需求。

(3)创新治理工艺手段、降低治理成本。矿山地质环境恢复治理的数十年来取得了丰硕的成果，积累了较为丰富的工作经验教训，还应继续加强矿山生态环境治理新技术新方法的试验与研究，进一步降低治理成本。

5 结语

济宁市非煤矿山地质环境问题主要是丘陵山区露天开采形成破损山体造成地型地貌景观破坏及土地资源占损。以地质灾害、地形地貌景观破坏和土地资源占损为重要评价指标，运用模糊综合评价法和层次分析法两种方法进行评价分区，在大区域评价单元上得出的评价结果基本相同。选用占损土地类型、治理难易程度、自然恢复程度等要素对评价结果进行辅助校正，基本符合区域实际情况，较为合理，但属性权重和要素赋值还需结合实际进一步优化。