尾礦庫生態環境模糊綜合評判應急響應體系及治理初探

唐 宇，李瑞軍，王海軍

（中國國土資源經濟研究院，北京101149）

1 模糊數學方法概述

1．1 模糊綜合評價的基本原理

模糊綜合評價是在考慮多種因素的影響下，運用模糊數學工具對評價對象作出綜合評價。設U＝｛u1，u2，L，am｝為描述被評價對象的 m 種因素，V＝｛v1，v2，L，vn｝為刻劃每1種因素所處狀態的n種決斷。這里存在著兩類模糊集，以主觀賦權為例，一類是標志因素集U中諸元素在人們心目中的重要程度的量，表現為因素集U上的模糊權重向量A＝（a1，a2，L，am）；另一類是 U×R上的模糊關系，表現為m×n模糊矩陣R，這兩類模糊集都是人們價值觀念或偏好結構的反映。再對這兩類集施加某種模糊運算，便得到V上的1個模糊子集B＝（b1，b2，L，bn）。因此，模糊綜合評價是指尋找模糊權重向量A＝（a1，a2，L，am）∈F（U），以及1個從 U 到 V 的模糊變換f，即對每一因素ui單獨做出1個判斷f（ui）＝（ri1，ri2，L，rin）∈F（V），i＝1，2，L，m，據此構造模糊矩陣R＝［rij］m×n∈F（U×V），其中rij表示因素ui具有評語vj的程度。進而求出模糊綜合評價B＝（b1，b2，L，bn）∈F（V）。

其中bj表示被評價對象具有評語vj的程度，即vj對模糊集B的隸屬度。由此可見，對于因素U上的權重模糊向量 A＝（a1，a2，L，am），通過 R變換為決斷集V上的模糊集B＝AR，于是（U，V，R）構成1個綜合評價模型。

1．2 模糊綜合評價的合成算子分析

在模糊綜合評價的基本公式B＝AR中，A與R如何合成，對綜合評價結果有很大的影響。因此，合成算子的選擇很重要，不同的算子適合解決不同的實際問題。表1對常用的4個合成算子作了一些比較。

對綜合評價而言，M（·，8）較為合適并在實際中常被采用，即，

表1 模糊合成算子的比較

2 尾礦庫生態環境模糊綜合評判應急響應體系

2．1 尾礦庫生態環境質量模糊綜合評價的基本步驟

1）指標體系的建立。根據指標體系的建立原則，結合尾礦庫環境狀況的實際特點，建立了如圖1所示的指標體系。

2）各層評價指標的權重分配。指標權重是以定量方式反映各項指標在整體中所占的比重。它在很大程度上決定了評價指標體系的有效性，因而要盡可能地在正確認識事物本質的基礎上做出符合實際的權重分配。

3）建立評語集為｛差，較差，中，較好，好｝，并根據專家評分得出第3層次的模糊關系綜合矩陣Ri。

4）根據公式Bi＝AiRi求出各因素的模糊評價矩陣Bi。

5）建立總模糊評價矩陣R。

6）由公式Bi＝AiRi求出尾礦庫環境質量模糊綜合評價矩陣。

7）尾礦庫環境質量總得分的計算。

尾礦庫環境質量模糊綜合評價表明了系統的環境質量按5個等級評價時所得結果的分布，如對各種級別都按百分制給分（表2），可求得系統的總得分f：f＝e1b1＋e2b2＋e3b3＋e4b4＋e5b5。

8）環境質量等級的確定：根據系統的總得分由表3，可知尾礦庫的環境質量等級。

表2 環境質量級別賦分

表3 系統得分與環境質量級別對照

2．2 案例分析

江西某尾礦壩采用管架式筑壩，全部壩體由黏土經過分層壓實筑成，壩體滲透系數為1．01～2．26m／d。尾礦壩基巖為花崗巖和含礫砂巖。到退役時，尾礦庫共堆積尾礦石約43×105t，尾礦庫壩址匯水面積1．72km2。研究資料表明，礦區所在地區的地震強度為Ⅵ度，百年一遇洪水水位為52．8m，千年一遇洪水水位為53．6m，此尾礦壩屬于Ⅲ級水工構筑物。

根據此尾礦庫的具體情況，由專家評分法對指標體系中各因素及其子因素賦予權值（權向量分別為A和Ai），并由專家評分法建立第3層次的模糊關系綜合矩陣Ri，由Bi＝AiRi可計算出每個因素的模糊綜合評價結果Bi，詳見表4、表5。從而得到第二層次的模糊關系綜合矩陣R（R＝［B1，B2，B3，B4，B5］T）。

表4 各層次評價指標的權重分配

尾礦環境質量的模糊綜合評價矩陣為：

根據f＝e1b1＋e2b2＋e3b3e4b4＋e5b5，查表4、表5可知，系統總得分為64．125，尾礦庫環境質量綜合評價為“中”。

3 尾礦庫生態環境綜合治理

尾礦庫生態環境防治主要包括：“三廢”（廢水、廢氣、廢渣）的防治，尾礦濾液對周邊土壤和水體污染的防治，因尾礦庫潰壩造成的滑坡、泥石流等災害的防治等。下面分別從各類問題防治思路上開展尾礦庫生態環境綜合治理。

3．1 “三廢”防治

3．1．1 廢氣治理

尾礦廢氣防治主要針對尾礦露天堆放而產生的揚塵，以及尾礦庫內部分易揮發物質（諸如和部分有機物堆積而自燃）的排放問題。因此，從工程手段上，多為拉網覆蓋尾礦庫，并定期進行灑水、覆綠，減少這類環境問題。

3．1．2 廢水處理

我國礦山排放的廢水種類主要有酸性廢水、含懸浮物的廢水、含鹽廢水和選礦廢水等。為防止對環境的污染，目前主要從改革工藝、更新設備、減少廢水和污染物排放，提高水的重復利用率；以廢治廢、將廢水作為一種資源綜含利用三個方面進行治理。

3．1．3 廢渣處理

礦山廢渣的處理主要是綜合利用，即廢渣減量化、資源化、能源化。這是一項保護環境、保護一次原材料、促進增產節約的有效措施。綜合而言，礦業廢渣占全國固體廢物總量的一半，但處置利用率最低，對礦山環境的影響大。從各類礦業看，煤炭、建材非金屬采選業的廢渣利用率較高，而黑色金屬采選業的廢渣處置率較高。

3．2 尾礦庫誘發的地質災害及生態環境影響防治

3．2．1 泥石流防治

礦山泥石流通常發生在尾礦庫閉庫前以及部分老病庫閉庫后，長期疏于監管，受季節性雨水沖刷而造成。因此，對尾礦庫泥石流防治的關鍵是預防。我國目前所采取的預防措施主要有，合理選擇剝離物排棄場場址，慎重采用“高臺階”的排棄方法；清除地表水對剝離排棄物的不利影響；有計劃地安排巖土堆置、復墾等。對泥石流的治理，可采取生物措施（如植樹、種草），但其時間長、見效慢。目前除加強排土場和尾礦庫的管理外，大多采用工程治理措施，主要是欄擋、排導及跨越措施。

3．2．2 尾礦淋濾液對周邊環境影響的防治

針對尾礦庫淋濾液對周邊水體和土壤的影響問題，我國自20世紀70年代起，開始在一些礦山相繼采用防滲帷幕、防滲墻等工程，堵截尾礦庫淋濾液，并在尾礦庫下游構筑尾礦庫淋濾液池塘，集中收集這些廢水，進而通過工程措施、生物化學措施等手段進行無害化處理后排放，取得了顯著的環境效益和經濟效益。

表5 各層次模糊關系綜合矩陣

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