礦山環(huán)境評價方法綜述與治理經(jīng)驗探討

王鈞超

（1.中國地質大學（北京），北京100083；2.國家信息中心，北京100045）

我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展離不開礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用。但隨著礦產(chǎn)資源長期大規(guī)模粗放式開采，導致礦山環(huán)境不斷惡化，嚴重影響了生態(tài)平衡。礦山環(huán)境評價一直是學者們研究的重要課題。

礦山環(huán)境評價是進行礦山環(huán)境研究的關鍵問題之一，與評價后的治理和修復等環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，緊密連接。礦山環(huán)境評價是在進行現(xiàn)場調查之后，對收集到的資料進行分析整理，把礦區(qū)的各種環(huán)境問題剖析后進行模擬和預測。由環(huán)境評價要素，礦山環(huán)境評價可分為單環(huán)境問題評價和多環(huán)境問題評價兩類［1］。

1 礦山環(huán)境問題幾大類型

根據(jù)問題的性質可以把礦山環(huán)境問題分為五大類：地面變形問題、礦山給排水問題、“廢石、廢渣、廢氣物”三廢問題、沙漠化及水土流失問題和生態(tài)環(huán)境保護與礦山開發(fā)矛盾問題。

2 礦山環(huán)境問題評價

目前我國礦區(qū)礦產(chǎn)資源的不合理開發(fā)利用導致的環(huán)境問題主要有以上幾種，我國的一些礦山可能只存在上述問題中的一種，而有的礦山存在多個問題，所不同的是問題輕重程度不同。

2.1 單環(huán)境問題評價

這里主要從地面變形、“三廢”問題和沙漠化三個問題進行系統(tǒng)分析。

第一，地面變形問題。對于開采沉陷而致地面變形的主要評價方法有：影響函數(shù)法、剖面函數(shù)法、經(jīng)驗公式法、解析模型法等。

影響函數(shù)法和剖面函數(shù)法均根據(jù)實地采礦條件，確定具體參數(shù)，然后套用相應的數(shù)學公式，最后計算得出沉陷值。但是這兩種方法都是較為簡單地模擬開采沉陷，如用影響函數(shù)法來計算，就是一點沉陷值的簡單疊加，點與點的影響沒有多加考慮；而剖面函數(shù)法中所用的剖面函數(shù)與實際沉降盆地的形狀不一定完全契合，剖面函數(shù)中有些未考慮的因素可能會存在沉降盆地形狀的影響中，尤其是在預測地表變形值時偏差較大。因此，由以上兩種函數(shù)法計算出的結果不夠可靠。經(jīng)驗公式法是根據(jù)地表情況測量的數(shù)據(jù)進行分析，由經(jīng)驗構建公式，進而預測開采沉陷的數(shù)值結果。解析模型法是針對開采沉陷情況構建方程組，這個方程組是根據(jù)巖體特征而建立在原有的數(shù)理模型基礎上的。這種方法的弊端在于選擇巖體的特征參數(shù)時較為困難，一般情況下先建模型，然后再建立方程組。這種方法在選擇參數(shù)時較為困難，因為巖體本身的特征難以反映實際的情況。

第二，“三廢”問題?！叭龔U”中的固體廢棄物：這是影響礦山環(huán)境的主要問題，包括煤矸石、廢石廢渣、廢棄物剝離、放射性物質、粉煤灰和尾礦庫等固體廢料［2］。固體廢棄物堆積一般會導致六大環(huán)境效應問題：廢棄物占地效應、淋濾污染效應、煤矸石等自燃而致的大氣污染效應、廢料放射性效應、堆積體邊坡穩(wěn)定和風化揚塵污染。

占地效應評價：根據(jù)航衛(wèi)片關于固體廢棄物的各種識別標志如顏色、形態(tài)、圖案等，運用遙感對廢棄物的占地面積進行解譯，然后計算出結果。各種不同的固體廢棄物在航衛(wèi)片上呈現(xiàn)不同的顏色和形態(tài)。此外，GPS在占地效應評價中已有應用。

在運用遙感解譯法時，可得到內(nèi)容豐富、范圍廣泛、直觀性強等一系列優(yōu)點的解譯內(nèi)容，但是人為主觀因素較大且航衛(wèi)片在拍攝時受氣候等條件的影響，解譯效果有時大打折扣，所以在評價時建議將多種技術路線結合起來共同使用，以提高評價效果的精度，減少誤差。

煤矸石等廢棄物自燃的大氣污染效應評價：煤矸石暴露大氣中易于被氧化，當溫度達到燃點便發(fā)生自燃，自燃后熱量不能充分散發(fā)，產(chǎn)生的氣體如CO、SO2排入大氣造成嚴重的污染，危及人體健康。煤矸石氧化引致自燃等一系列過程使得地層溫度與正常地層差異較大，與遙感影像資料顯示的也有差別。因此，在遙感解譯時，應對自燃要素進行解譯，可進一步提高煤矸石等廢棄物自燃的污染評價精度。

堆積體邊坡穩(wěn)定性評價與廢棄物邊坡不同之處在于組成物質不同，它主要是以在巖土體堆成的基礎上形成的邊坡評價理論為基準。因此，在堆積體邊坡評價時可以采用巖土體的邊坡評價方法。

邊坡的形成主要是因為人為造成的廢棄物堆積，其評價主要包括：邊坡遭到破壞的方式、變形形式以及整個演變過程；影響邊坡穩(wěn)定性的因素；邊坡穩(wěn)定性影響概率等。影響邊坡穩(wěn)定性的主要有自然和人為兩種因素，具體表現(xiàn)為組成斜坡的各種物質構成以及斜坡的各類特征如高坡度、結構形態(tài)、氣候因素等，這是邊坡失穩(wěn)的決定性條件，在評價中起關鍵作用。

揚塵風化污染效應評價：固體廢棄物長期暴露在空氣中，加上周圍各種環(huán)境因素的影響，發(fā)生一系列的物理和化學變化后，逐漸風化解體，形成風化物質，這些風化物質經(jīng)過風吹產(chǎn)生揚塵，污染大氣環(huán)境。

第三，沙漠化問題。根據(jù)目前的研究，沙漠化問題評價主要有以下幾種方法：沙漠化監(jiān)測指標評價、遙感解譯評價、地理信息系統(tǒng)、遙感與層次分析法、耦合法等。監(jiān)測指標評價是首先確定各個參數(shù)和指標，然后再進行逐個監(jiān)測，便完成了沙漠化指標評價；遙感解譯評價是從周期性、現(xiàn)有走勢、宏觀情況等方面對遙感的各種優(yōu)勢進行分析，進行評價沙漠化問題，這種方法所得到的結果較可靠；地理信息系統(tǒng)、遙感與層次分析法、耦合法是對影響沙漠化的各種因素，先利用遙感破譯出各種數(shù)據(jù)的影響因素，再運用地理信息系統(tǒng)把各個影響因素統(tǒng)一起來，運用層次分析法分析各種因素對沙漠化的影響輕重，繼而根據(jù)多源地學信息復合疊加原理，建立耦合模型，對沙漠化做出動態(tài)化的評價［3］。

2.2 多環(huán)境問題綜合評價

很多礦區(qū)都同時存在多個礦山環(huán)境問題，因此，在進行環(huán)境評價時，應綜合評價多環(huán)境問題，這也是多礦山環(huán)境評價的難題。對于多環(huán)境綜合評價，我國取得了一些成績，主要體現(xiàn)在“指標相關性”、“現(xiàn)代化體系”和“上市業(yè)績效”等方面的研究，但這些指標均是確定性的［4］；盡管我國學者在礦山環(huán)境評價方面做過一些研究，并提出了相應的評價方法，但這些評價方法大都不夠可靠，很多地質環(huán)境問題的不可量化和不可確定性沒有涉及到，所以在進行礦山環(huán)境綜合評價時可信度不高［5］。

3 我國礦山環(huán)境治理的主要經(jīng)驗總結

近年來，我國在礦山環(huán)境治理上力度較大，堅持治理和保護并重，在資源開發(fā)的同時，加強環(huán)境保護，扮演好“五種角色”，處理好“三個關系”，為實現(xiàn)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，積累了豐富的經(jīng)驗。

1）充分發(fā)揮“五種角色”的作用。

第一，中央政府起主導作用。礦山環(huán)境的治理需要政策、投入和科技這三大要素的支持。政策引導著經(jīng)濟發(fā)展的方向，投入決定著環(huán)境治理的深度，科技支撐著環(huán)境治理的深入，中央政府在這幾大要素上發(fā)揮主導作用，礦山環(huán)境治理得好壞取決于中央政府的重視程度，我國的礦山環(huán)境治理近年來取得的成績正式中央政府重視的結果。

第二，地方政府起關鍵作用。礦山環(huán)境的治理和保護必須由地方政府統(tǒng)一謀劃和實施。我國礦區(qū)較多，地質條件各異，資源稟賦不同，環(huán)境破壞程度不一樣，加上經(jīng)濟發(fā)展水平不均衡和管理方式的差異，礦山環(huán)境治理的難度和重點也不一樣，必須因勢利導、因地制宜，根據(jù)地方政府制定的政策和規(guī)章制度執(zhí)行。

第三，礦山企業(yè)發(fā)揮主體作用。礦山企業(yè)在礦山環(huán)境保護方面應發(fā)揮主體作用。按照一貫的“誰開發(fā)，誰保護”、“誰污染，誰治理”的原則，礦山企業(yè)應在礦山環(huán)境治理上承擔主要責任。但由于環(huán)境治理意識不夠，又缺乏制度上的約束和監(jiān)管部門的監(jiān)督，礦山企業(yè)的主體地位一直沒有有效確立，逃避責任，未盡到應有的責任，反而把礦山環(huán)境治理的責任推給國家和政府。

第四，市場起調節(jié)作用。長期以來，由于礦山企業(yè)的污染成本較低，在政策方面沒有污染付費之類的具體規(guī)定，礦山環(huán)境治理缺乏有效的制度約束。礦山環(huán)境污染治理的費用并未列入礦山經(jīng)營成本，不利于礦山經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。因此，應如十八屆三中全會所提出的“發(fā)揮市場的決定性作用”，拓寬礦山環(huán)境治理資金渠道，國家和地方財政以及企業(yè)自身三者共同為礦山環(huán)境治理籌集資金。

第五，民眾起監(jiān)督作用。加大宣傳力度，發(fā)揮民眾的監(jiān)督作用。使政府、企業(yè)和民眾都能充分認識到生態(tài)環(huán)境的價值，提高環(huán)境保護的意識，改變過去的“只開發(fā)、不保護”的粗放式經(jīng)濟增長方式和生產(chǎn)消費方式。由媒體宣傳和廣大民眾的積極監(jiān)督作為政府和礦山企業(yè)自覺加強環(huán)保的推動力，切實治理保護好礦山生態(tài)環(huán)境。

2）處理好“三個關系”。

第一，處理好資源開發(fā)與環(huán)境保護的關系。以“統(tǒng)籌兼顧，協(xié)調發(fā)展”為原則，既做好資源開發(fā)，又加強環(huán)境保護。一方面，我國作為資源生產(chǎn)、消費大國，經(jīng)濟增長需由資源作為支撐，加上每年對資源的剛性需求不斷增長，礦山開發(fā)的任務異常繁重；另一方面，礦產(chǎn)資源開發(fā)強度較大，大多為粗放式的開發(fā)方式，生態(tài)環(huán)境遭受嚴重破壞，生態(tài)系統(tǒng)難以維持平衡。而經(jīng)濟要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須兼顧環(huán)境保護，大力建設綠色礦山。因此，在礦山治理方面，應從集約式開發(fā)、土地復墾、生態(tài)恢復等方面加大整頓力度，提高礦業(yè)開發(fā)門檻，杜絕已有的粗放式的開發(fā)和人為破壞活動，做到資源開發(fā)與環(huán)境保護和諧、統(tǒng)一。

第二，處理好政府、企業(yè)與市場的關系。發(fā)揮政府和礦山企業(yè)的積極性，做到“責任與權力相統(tǒng)一”，明確礦山環(huán)境治理的權力和責任，政府做好礦山開發(fā)的管理和監(jiān)督職責，礦山企業(yè)對礦山環(huán)境治理和生態(tài)環(huán)境恢復有不可推卸的主體責任，同時，政府應在政策和資金上給予相應的支持，把政府和企業(yè)的責任、權力和義務劃分清楚，并形成文件或規(guī)章制度加以約束。此外，還需發(fā)揮市場的作用，引入市場機制，運用市場方法籌集環(huán)境治理資金，通過競爭遴選優(yōu)勢企業(yè)，逐步培育和規(guī)范生態(tài)環(huán)境治理與恢復的運作機制，使市場機制與經(jīng)濟利益有機結合。

第三，處理好實踐探索與理論創(chuàng)新的關系。我國多個地區(qū)地質環(huán)境復雜，地質災害頻發(fā)，經(jīng)常引發(fā)嚴重的礦山環(huán)境問題，治理任務尤為繁重。一方面，在礦山環(huán)境治理方面，選擇礦山環(huán)境治理較好的礦區(qū)作為試點，總結環(huán)境治理的經(jīng)驗，并加以推廣，再以后的治理繼續(xù)完善，直到形成比較成熟的礦山環(huán)境治理的經(jīng)驗和模式。另一方面，在礦山環(huán)境治理實踐的基礎上，多運用相關理論，對重點難點問題多方位、多角度、多領域的分析研究，探索新思路、新理論、新方法，并逐步應用到實踐中，以達到更好地為礦山環(huán)境治理的目的。

［1］ 武強.我國礦山環(huán)境地質問題類型劃分研究［J］.水文地質工程地質，2003，30（5）：107－112.

［2］ 孔德坊.生活垃圾衛(wèi)生填埋及地質環(huán)境效應概論［J］.地質災害與環(huán)境保護，1999，（3）：10－14.

［3］ 武強，楊明，董東林.基于GIS與AHP耦合技術的土地沙漠化模型研究［J］.工程勘察，2003，（2）：30－33.

［4］ 李銳，楊勤科，趙永安.水土流失動態(tài)監(jiān)測與評價研究現(xiàn)狀與問題［J］.中國水土保持，1999，（11）：31－33.

［5］ 宋之杰，高曉紅.一種多指標綜合評價中確定指標權重的方法［J］.燕山大學學報，2002，（1）：20－26.