GIS在礦山生態修復工作中的應用研究

重慶地質礦產研究院 王素偉，王琛

在當前各個礦井大規模開采的背景下，礦山周邊的生態環境保護工作得到了社會各界的重點關注，如果不能及時治理開采過程中引發的各種生態問題，就會對周邊環境極大的破壞以及污染，甚至還會引發安全隱患。為了對礦山生態進行更加科學合理的治理，就必須科學合理地引入GIS技術，針對工程地質、礦山地質災害以及地質環境等多方面的問題，制定出有針對性的地質環境治理措施以及恢復措施，并根據不同地區的實際情況進行對應的調整，通過GIS等現代化技術的應用，最大程度地降低礦產開發過程中各類地質環境問題的發生概率。

一、GIS技術的基本概述

GIS技術，全稱為地理信息系統技術，是一種能夠更好地收集各種三維立體數據信息，并且具備可視化功能、分析功能以及技術儲存功能的現代化信息管理系統。GIS技術大部分情況下都用于區域范圍內各類事物的處理，并針對管理或是設施等多種關鍵問題進行科學合理的解決。同時，在科學技術高速發展的背景下，各種互聯網技術以及可視化技術得到了全面的發展優化，這也使得地理信息系統技術得到了對應的發展。舉例說明，在ComGIS中，其就在原本內容的基礎上，進一步融入了各類不同的語言，其中充分結合了各種開發語言資源。同時，GIS作為一種將計算機技術作為輔助的學科內容，其內部也靈活運用了各種網絡技術以及信息化技術，主要作用就在于對三維空間位置進行管理以及分析，并提供對應的定位數據信息。而在GIS當中所涉及的地理內容，并不代表實際工作環境當中的地理位置，代表的只是空間地理坐標系統當中的空間屬性數據信息以及坐標數據信息[1]。

二、國內外礦山生態修復模式探究

（一）國內礦山生態修復模式

在當前的社會環境中，國內的礦山生態修復模式可以詳細劃分為多種類型，而站在投資主體的角度來看，可以將其進一步歸納為政府購買服務、政企合作、企業投入以及政府融資平臺這四種不同的修復模式。簡單來說，就是生態修復工程與相應產業開發一同推進的修復模式、設計建設融資一體化的生態修復模式、采購設計一體化的修復模式以及融資運營融合的修復模式。同時，從流域以及全域的角度上，則可以分為產業基金模式以及生態樹模式等多種不同類型。上述幾種比較成功的礦山生態修復模式，由于區域不同、政策不同以及地理條件不同，都存在著較為明顯的差異，具備極其顯著的可借鑒性，但卻不具備全盤復制性。其中相對比較成功的方式，基本上就是政府授權過后搭建出的平臺公司或是政企平臺，同時還有其他以政府部門為主導的模式，比如農業合作社模式或是PPP模式等，總體來說，在市場價值取向方面，礦山市場修復的本質內容就在于收益問題以及產權問題，產權作為各類企業獲得合法收益的基本法律保證，收益則是企業積極主動參與到各類礦山生態修復活動中的結伴需求。最后在市場化實施路徑方面，礦山生態環境修復工作的核心就在于協調問題以及融資問題，其中的融資則是重點所在，而資金政策問題也是影響礦山生態環境修復的重點內容，資金屬于驅動，政策則是關鍵內容，一個好的政策能夠進一步促進礦山生態環境的修復。

（二）國外礦山生態修復模式

在國外，礦山生態環境修復的案例相對較少，但與礦山生態環境類似的國家公園修復或是國家濕地修復等，卻取得了十分優異的效果，比如美國濕地采用的抵消信用交易模式，相應的生態修復企業，比如濕地環節銀行發起人就可以通過租賃土地或是購買土地的方式來建設相應的濕地，在政府部門同意后可以生成抵消信用額度，并且通過出售這部分抵消信用的方式來為各類責任主體獲取相應的優勢。其次，美國所采用的生態旅游特許經營權模式，主要就是利用各類法律規定，將國家公園的管理權、經營權以及所有權進行分離處理，并根據實際情況在公園內部開展除生態旅游之外的特許經營模式，并通過公開招標的方式，確定出特定的經營主體。再比如，英國所采用的水務特許經營權模式，就是將各類基礎設施的投資權、運營權以及建設權全部轉移給相應的水務公司，以此為基礎來建立獨立、協同的分權監督管理機制。在瑞士的綠色水電認證模式當中，可以通過認證的方式來逐步提升電力產品的具體附加值，將其中出現的溢價現象對環境進行改善優化。這些國外的修復模式都值得我國借鑒，特別是特許經營權模式，其可以有效解決礦山修復過程當中存在的問題，并由相應的政府部門來對廢棄礦產地用權來進行統一的接收管理，確保礦產地的土地產權可以更好地交由政府部門來展開統一化管理，在建立起廢棄礦產地特許經營權制度的同時，明確市場經營的具體收益路徑[2]。

三、礦山生態環境中存在的主要地質問題

（一）礦山地質災害

依據《地質災害危險性評估》當中的主要內容，充分結合圖斑的調查情況以及無人機的測量結果，可以明顯看出礦山周邊環境中的主要地質災害大多為落石地質災害，在實際調查過程中，擁有落石地質災害隱患的危險巖體數量相對較多，其大多數都分布在各類開采地。

（二）含水層產生的破壞

根據相應的調查內容可以看出，在對地下水以及地表水的部分資料進行分析后，根據區域當中的主要地下水資料內容，可以看出礦山生態環境中地下水的位埋相對較大，地表露采產生的影響要遠遠低于地下水位埋深，由此可見，在具體采礦活動中，并沒有對含水層產生破壞，也不會對含水量產生較大的影響。

（三）土壤污染問題

由人為活動所制造的污染物，其在進入土壤內部后會不斷累積，最終引發土壤質量惡化的問題出現，甚至還會產生較為嚴重的危害，這被稱作為土壤污染問題。同時，如果土壤內部各類有害物質含量較多，一旦超出了土壤的自凈能力，就會對土壤結構、土壤功能以及土壤組成產生變化，同時各類微生物的活動也受到了極大的抑制，有害物質以及其分解過后產生的危害產物會在土壤當中逐步積累，并通過土壤植物人體，間接被人體所吸收。除此之外，這種土壤污染問題也會降低農產品品質、降低大氣環境質量，還會出現地表水污染以及地下水污染問題，并對人體健康產生極大的危害[3]。

四、GIS技術在礦山生態修復工作當中的具體應用措施

（一）輔助修復技術

GIS技術當中的輔助修復技術，主要就是處理邊坡以及整理場地，以此來穩步提升邊坡的安全性以及穩定性。在具體的項目開展過程中，完全可以通過現場生態系統自身所具備的修復能力、支撐能力以及組織能力來實現礦山生態環境的修復處理，確保當地生態環境的多樣性以及平衡性。大部分礦區在地勢方面都存在著較大差異，地質構成也十分復雜，這就需要進一步了解礦山的具體生態破壞程度，以此為基礎來修復現場的地形內容，通過填方山體與挖方山體來保證施工現場的改造以及植物種植等，都能夠與實際情況保持一致，并將排水溝科學合理地布置在局部位置當中，提升施工現場的安全性與排水性。而在實際處理階段，還要將原本那些非臺階式的邊坡裸巖有效轉變為具備階梯性特征的坡地，進一步降低邊坡的基本坡度，確保其不會超出安全角。一般情況下，塌陷地并不會對土層結果產生影響，但具體的塌陷程度會決定礦山生態修復工作的開展難度。在對塌陷區域采用GIS輔助修復技術進行修復時，則要在這一區域覆蓋好各類植物，科學合理地搭配植物類型，實現水土的全面穩固。

（二）改良土地基質

在礦山生態修復工作的施工現場，如果重金屬污染情況相對較為嚴重，并且還缺少對應的土壤層，就需要工作人員根據實際情況選擇能夠對基層方法進行改良的傳統方式，根據恢復完畢后的應用方向以及理化性質等來明確覆土的具體厚度。而在實踐中可以明顯看出，如果覆土的厚度穩定在十厘米左右，就能夠有效提升植物覆蓋度，覆土超過三十厘米時，覆蓋度還會進一步提升到70%。同時通過GIS技術的應用，還可以更好地為土地基質改良工作奠定堅實基礎，利用GIS技術來進一步明確礦山生態環境中的實際地理情況，而如果在礦山周邊缺少土源的情況下就可以采用秸稈、稻草以及谷殼等材料來進行替代，將其粉碎發酵后，用這部分物質來代替原本的土壤，通過這種方式可以促進養分總體含量的穩步提升，確保GIS技術能夠有效發揮出自身的實際作用[4]。

五、結論

總而言之，在當前的礦山地區，其內部的生態破壞以及土地失調等問題十分嚴重，為了有效降低礦山生態環境問題產生的影響，應當充分引入GIS技術，通過其內部所具備的輔助修復技術來優化基本的土地基質，在確定各項工作內容得到有效落實的同時，為整體社會經濟的可持續發展起到良好的促進作用。