礦區地面環境工程綜合評價體系構建

李 艷，焦 莉

(陜西交通職業技術學院 公路與鐵道工程學院，陜西 西安 710018)

隨著各項技術的進步和發展，礦區的建設規模逐漸擴大，帶來巨大的經濟效益。礦區發展推動經濟發展的同時，也給礦區附近生態環境帶來一系列的問題。由于長期開采導致礦區地質環境惡化，環境污染嚴重[1]，尤其是礦區地面的建設，對礦區周圍大面積范圍內的空氣環境、噪聲環境、生態景觀等造成嚴重影響，對于礦區附近的生態環境、社會環境等造成了不可逆的改變[2-3]。隨著人們環境保護意識的提高，基于生態環保交互設計需求的礦區地面環境建設成為礦區地面發展、建設的主要理念。該理念將現有的礦區地面建設與生態環境建設分開進行的2類工程進行結合，在礦區地面設計和建設過程中體現生態環境保護理念，優化國家資源的利用，實現經濟效益和環境效益的協調發展和統一[4-5]。對礦區地面環境工程進行綜合評價，能夠為礦區的發展和生態保護提供科學、可靠的理論依據，對于生態環保交互設計的礦區地面環境工程具有重要意義。通過對礦區地面工程綜合評價，可以確定其對生態環境造成的影響程度，從而針對一些不合理的因素采取相應的措施，實現礦區建設和生態環境建設的和諧可持續發展。

1 礦區地面建設工程對環境的影響

礦區地面建設工程牽涉的范圍大、地區較廣，不同地區對其所帶來的影響產生的反應也不盡相同[6-7]。礦區地面建設工程尤其是公路工程的建設，延伸距離較遠、線路長、牽涉地區廣，影響范圍較大，在礦區地面建設施工期間以及營運期間都會對周圍環境產生較大的影響。礦區地面建設對周圍環境的影響如圖1所示。

圖1 礦區地面建設工程對周圍環境的影響

1.1 建設期間對環境的影響

(1)礦區地面建設會占用鄰近區域的農田和林地，使得占地范圍內土地的使用形式發生變化，農田減少，原有地表植被被鏟除或壓占，區域內植被覆蓋面積減少、生物量減少，進而引起水土流失量增加。另外，部分區域可能會涉及房屋的拆遷，造成一部分人口的遷移，影響該地區的社會經濟和生態環境。

(2)礦區道路修筑會引起局部地貌發生改變，加上地表植被的破壞，將會使區域內工礦景觀面積增加，同時對局部地表土壤造成擾動，引起擾動范圍內短時期水土流失量的增加。在較為干燥的環境中又容易造成揚塵，使空氣中的懸浮顆粒物增多，污染空氣環境。

(3)礦區大多位于較為偏遠的地區，因此會涉及橋梁、隧道等工程，這一類工程更容易引起水土流失，進一步影響周圍的水環境。這類工程在施工過程中所產生的噪聲較大，對周圍環境產生較大的噪聲影響。另外，礦區部分地面尤其是公路的鋪設過程中需要熬煉瀝青，產生的瀝青煙中含有很多有害物質，污染空氣，對周圍人群身體健康帶來危害。

(4)大型機器，如推土機、裝載機、挖掘機等都是礦區地面工程必不可少的工具，在施工作業過程中會產生大量的噪聲。

(5)礦區開采期間，采空區主要依靠洞壁和支撐柱維持圍巖穩定。隨著采空區范圍的增大，圍巖強度不足以抵抗上覆巖土體重力時，頂板巖層內部形成的拉張應力超過巖層抗拉強度極限時產生向下的彎曲和移動，進而發生斷裂、破碎并相繼垮落，最終可能在地表形成塌陷區。

1.2 營運期間對環境的影響

(1)礦區營運過程中需要大量的運輸車輛，運輸車輛排放的廢氣、噪聲、振動等對周圍人類和動物等的生存環境造成影響，降低了生存環境的質量。生產運營階段交通噪聲對運礦道路兩側的動物棲息場所環境會有一定的不利影響。

(2)礦區運營期間，礦產品的搬運、運輸等過程中產生的油污等污染物遺留在地面，隨著雨水的沖刷進入周圍的水體環境中，造成水環境的污染。

(3)在礦區地面環境的維護過程中，機械工作也會產生大量的噪聲，對周圍的聲環境造成一定的影響。

2 礦區地面環境工程評價模型的構建

礦區地面建設對環境影響綜合評價過程中，評價方法是其中關鍵的手段。就當前國內外的相關研究和項目實施情況來看，目前環境綜合評價的方法有層次分析法、圖形疊置法、指數評價法、矩陣法、模糊評價法等6種主要方法。本文主要采用模糊評價和層次分析相結合的方法，以模糊數學為理論基礎，結合GIS平臺，以相關的計算機語言作為工具，建立礦區地面環境工程定量評價模型。礦區地面環境工程綜合評價屬于多級模糊綜合評價問題，可以先對較低層次進行第一級綜合評價，得到第一級的評判結果，并在此基礎上進行第二級評判。

2.1 評價因素指標體系的構建

礦區地面環境建設過程中對環境的影響因素多種多樣，因此，需要建立評價因素指標體系，設定一個評價因素集T。

T={T1，T2，T3，…，Tn}

(1)

式中，Ti(i=1，2，3，…，n)為第i個影響因素子集。根據對環境造成的不同影響，這些影響因素子集主要包括生態環境、噪聲環境、空氣環境、社會環境、水環境等子集。而這些影響因素子集中又包含了多個影響因素，因此設Tij={Ti1，Ti2，Ti3，…，Tim}。其中，Tij(i=1，2，3，…，n；j=1，2，3，…，m)為第i個影響因素子集中的第j個影響因素。當然，由于因素的不確定性，不同的影響因素子集中所包含的影響因素的個數也不盡相同。例如，生態環境子集中包含野生動物、植物植被、水土流失、自然景觀4個因素；噪聲環境子集包括施工噪聲和營運噪聲2個影響因素；空氣環境子集包括二氧化氮、一氧化碳、懸浮微粒、瀝青煙4個影響因素；社會環境子集包含發展規劃、民眾生活質量、征遷與安置、基礎設施、資源利用5個影響因素；水環境子集包括pH值、化學需氧量、生化需氧量、氨氮含量、石油類、懸浮物6個影響因素。

2.2 評分集的建立

為了進一步明確礦區地面建設工程對環境所造成的影響水平，需要建立一定的評分集U，將0～100分為5份，80～100評為優，60～80為良，40～60為一般，20～40為較差，0～20為很差。設定：U={90(優)，70(良)，50(一般)，30(較差)，10(很差)}，在賦予其數值時，采用百分制的形式，評價結果大于等于90則為優，位于70～90則為良，位于50～70則為一般，位于30～50則為較差，位于10～30則為很差。

2.3 定量、定性指標的處理

(1)定量指標分值化。在確定評分集后，根據不同的評價指標對礦區地面建設工程的敏感程度賦予一定的分值：

x=|(f-f2)/(f1-f2)|×100

(2)

式中，x為評價指標的分值；f為定量指標的實際值；f1為評價結果為優的指標的標準值；f2為評價結果為差的指標的標準值。

(2)定性指標定量化。礦區地面建設工程對環境影響的因素中既包含定量指標也包含定性指標，在建立定量評價模型過程中，需要對定性指標進行定量化處理。將影響因素對于環境的影響指標劃分5個級別，按照一定的賦值標準賦予其一定的分值。5個級別如圖2所示。

圖2 礦區地面建設對環境影響定性指標的影響大小賦值標準

具體操作過程為，聘請該領域的多個(n)專家學者分別多次對定性指標進行評分，并根據以下公式進行定性指標的量化處理：

(3)

2.4 評價模型的構建

在建立評價模型時，首先需要設定評價指標的特征值集XT={x1，x2，x3，…，xn}，評價集Y={y1，y2，y3，y4，y5}，則XTOY上的模糊隸屬關系矩陣為：

(4)

2.5 礦區地面建設工程綜合評價

3 實例分析

以上述所構建的礦區地面環境工程綜合評價體系、評價模型，以及選取的評價方法為依據，本文選取某一礦區地面環境對其進行綜合評價。在該礦區地面環境綜合評價過程中選取的因素子集主要包括社會環境、生態環境、噪聲環境、水環境、空氣環境5個指標。本文給出了各項因素的其中6個得分情況，各因素子集所包含的影響因素及其得分和權重信息見表1。

表1 礦區地面建設工程綜合評價信息

結合各專家對該礦區地面環境工程的打分結果進行統計分析，確定各指標的隸屬度向量，得到矩陣R。綜合評價結果D=WR=(0.100，0.133，0.133，0.133，0.035)，對D進行歸一化處理得到D=(0.188，0.249，0.249，0.249，0.065)，計算最終的評分結果為P=UDT=(90，70，50，30，10)×(0.188，0.249，0.249，0.249，0.065)T=54.89，該礦區地面環境工程綜合評價得分位于50～70，可以判斷該礦區地面環境工程綜合評價結果為一般。

4 結語

我國可持續發展目標的實現過程中，環境保護是一項重要舉措，在不斷推動經濟建設的同時，必須要注重對資源和自然環境的保護，及時對建設過程中對環境所帶來的破壞進行治理和修復。礦區地面建設工程作為經濟建設的重要部分，其中，環境影響評價是整個礦區地面建設中環境保護的重要環節，本文針對基于生態環保交互設計需求的礦區地面環境工程所構建的綜合評價體系，能夠直觀地體現礦區地面建設工程對周圍環境所造成的影響程度，便于進一步針對環境污染和生態破壞采取預防和治理措施，實現經濟效益和自然環境的協調統一。