CN109636104A - 矿山地质环境质量演变规律的综合评价方法 - Google Patents

矿山地质环境质量演变规律的综合评价方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109636104A
CN109636104A CN201811311494.XA CN201811311494A CN109636104A CN 109636104 A CN109636104 A CN 109636104A CN 201811311494 A CN201811311494 A CN 201811311494A CN 109636104 A CN109636104 A CN 109636104A
Authority
CN
China
Prior art keywords
quality
geological environment
index
mining
mine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201811311494.XA
Other languages
English (en)
Inventor
贺可强
信校阳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingdao University of Technology
Original Assignee
Qingdao University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qingdao University of Technology filed Critical Qingdao University of Technology
Priority to CN201811311494.XA priority Critical patent/CN109636104A/zh
Publication of CN109636104A publication Critical patent/CN109636104A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/18—Complex mathematical operations for evaluating statistical data, e.g. average values, frequency distributions, probability functions, regression analysis
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0639—Performance analysis of employees; Performance analysis of enterprise or organisation operations
    • G06Q10/06395—Quality analysis or management
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services
    • G06Q50/26—Government or public services

Abstract

本发明涉及一种矿山地质环境的综合评价方法，具体涉及一种矿山地质环境质量演变规律的综合评价方法，属于矿山地质环境质量评价与监测预警技术领域。一种矿山地质环境质量演变规律的综合评价方法，包括如下步骤：步骤一、确定矿山地质环境质量评价指标体系；步骤二、确定矿山区域地质灾害发育指数评价指标；步骤三、确定矿山区域土地资源的占用及破坏指数评价指标；步骤四、确定矿山地质环境质量评价指标分级标准；步骤五、确定矿山地质环境质量评价指标权重；步骤六、确定矿山地质环境质量评价等级；步骤七、确定矿山地质环境质量损益性系数；步骤八、确定矿山地质生态环境质量变化规律评价标准；步骤九、确定矿山地质环境质量监测预警判据准则。

Description

矿山地质环境质量演变规律的综合评价方法
技术领域
本发明涉及一种矿山地质环境的综合评价方法，具体涉及一种矿山地质环境质量演变规律的综合评价方法，属于矿山地质环境质量评价与监测预警技术领域。
背景技术
随着我国矿产资源勘查开发能力不断增强，矿产资源为国家经济建设做出巨大贡献的同时，人类在开发利用矿产资源的过程中对环境造成的负面影响也日益凸显。人类对自然资源的开发利用是一把双刃剑，不合理或者过度地开发矿产资源，不仅会引起资源迅速枯竭、环境污染，还可能会引发一系列地质环境问题，加之矿山生态环境脆弱，使矿山地质环境加剧退化，进而导致尾矿泛滥、地面塌陷、土地破坏、山体滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害频发，往往造成人员伤亡和巨大的经济损失。矿山地质环境研究已引起相关专家学者的注意，并进行了大量相关研究。
国内外专家学者对矿山地质环境评价方法的研究取得了许多成果，也提出了很多行之有效的评价模型和方法。当前矿山地质环境评价方法可归纳主要有以下几种：一、德尔菲法(专家打分法)，该方法主要是根据不同专家对各因素对环境质量的“贡献”打分，而后根据总分大小确定质量的好坏，其评价受人为因素影响较大，也缺乏数学依据；二、模糊数学多层次评判法，由于各因素对矿山地质环境影响的程度不尽相同，以其作为划分矿山地质环境影响程度与界限具有外延的模糊性，很难用精确的定量化关系来划分和表达；三、回归分析法，但无论是一次回归还是逐步回归，都涉及到给单元的综合评价指标赋初值的问题，赋初值的过程和专家打分法一样，人为因素较大，赋值不当，回归的效果就不显著；四、判别分析法，其实质上可以说是一种类比法，但与传统地质学中所用类比法不同，其区别在于前者是定量的，综合考虑多种因素或标志，以某种最优化准则作为分类标志，但如果参加判别分析的变量很多，则除了计算时间加长外，同时还由于变量间不是独立的，可能导致计算协方差矩阵的逆矩阵时精度降低或出现困难，以至于最后建立的判别函数可能不稳定，判别效果差；五、聚类分析法，是一种考虑了多因素的数学分类方法，并且是在不知道可分几类和这几类内容的情况下，研究对象之间的相似性，从而确定其聚合对象能够聚合成多少类型，利用聚类分析进行分类，不曾事先进行人为定性分级，但这种不经定性分类，直接用聚类成果分类，其结果往往缺乏可比性，可能出现定量分析所划的等级与定性分类的等级不一致的情况等等。因此，大多数情况下上述矿山地质环境质量评价结果还是不太理想。
发明内容
针对上述不足，提供一种运用灰色关联理论和综合指数法及损益性系数对矿山地质环境质量变化规律进行综合分析，并利用数理统计原理制定了一个矿山地质环境质量监测预警判据，发明了一种新的完善的监测预警方法。具体发明思路是首先确定矿山地质环境评价指标体系及其分级标准，并获取近十年矿山地质环境质量评价指标的相关资料，利用灰色关联理论和综合指数评判法计算矿山地质环境质量等级，特提出了矿山地质环境质量损益性系数的新评价参数，再利用数理统计原理分析近十年的矿山地质环境质量和矿山地质环境质量损益性系数的变化规律，计算确定了矿山地质环境质量监测预警判据准则，并根据近一年的矿山地质环境质量和损益性系数值与矿山地质环境质量监测预警判据准则比较，对近一年的矿山地质环境质量做出正确判断，为制定新一年的矿山地质环境保护政策提供参考依据。
一种矿山地质环境质量演变规律的综合评价方法是通过下述步骤实现的：
步骤一、矿山地质环境质量评价指标体系的确定
矿山地质环境质量评价必须综合考虑对矿山地质环境有危害的负效应评价指标和有利于矿山地质环境改善的正效应评价指标，遵循客观科学性、主导性、区域性、可操作性、整体完备性原则，参照《矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范》(DZT0233-2016)相关要求，提出和确定了以矿山地质环境恢复治理指数作为矿山地质环境正效应评价指标，以水资源破坏指数、地质灾害发育强度指数、土地资源的占用及破坏指数作为矿山地质环境负效应评价指标，构成矿山地质环境评价指标体系，具体见表1。
表1矿山地质环境质量评价指标
(1)矿山地质环境正效应评价指标的确定
对待评价矿山区域进行初步地质勘察与统计，并结合历史统计资料确定该矿山区域的总面积S(km2)、固体废渣年排放量V3(m3)、固体废渣综合再利用量V4(m3)、农田耕地占用与破坏面积S1(km2)、复垦土地面积S2(km2)。根据《地下水动态监测规程》(DZ/T 0133-1994)、《地下水环境监测技术规范》(HJ/T164-2004)和《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017)对待评价矿山区域进行地下水的水质、地下水位降幅监测，统计水质污染与恶化的水体积V5(m3)、综合治理后水质量达标体积V6(m3)，并向当地矿山企业的污水处理部门进行调研，统计废水年排放量V1(m3)、废水年处理达标量V2(m3)，利用公式(1-4)计算废水年处理率(A11)、固体废渣综合利用率(A12)、土地复垦率(A13)和水污染综合治理率(A14)：
(2)矿山区域水资源破坏指数评价指标的确定
根据(1)中的矿山区域地下水动态监测结果，统计受矿山排水影响作用下，因地下水污染导致地下水水质不达标的区域面积与地下水水位大幅下降或呈疏干状态的区域面积之和，作为矿山排水作用影响区域面积S3(km2)，并向当地矿山企业进行调研，统计实际生产能力，即矿山年开采量V8(m3)，利用公式(5-6)计算废水排放量指数(B11)、废水排放影响指数(B12)：
步骤二、矿山区域地质灾害发育指数评价指标的确定
对待评价矿山区域进行初步地质勘察与统计，并结合历史统计资料确定该矿山区域的地质灾害经济损失M(万元)和伤亡人数R(人)。
根据《滑坡防治工程勘察规范》(DZ/T0218-2006)及相关规范的要求对滑坡应调查滑坡要素及变形特征，分析滑坡的规模、类型、主要引发因素及滑坡影响范围，评价其现状和不利工况下的稳定性，统计滑坡灾害影响面积S4(km2)；根据《滑坡防治工程勘察规范》(DZ/T0218-2006)及相关规范的要求对危岩崩塌应调查陡崖的形态、岩性组合、岩体结构、结构面性状、危岩体被裂隙切割的程度、基座变形情况，分析危岩的形态、类型、规模及崩塌影响范围，评价其现状和不利工况下的稳定性，统计崩塌灾害影响面积S5(km2)；
根据《泥石流灾害防治工程勘察规范》(DZ/T0220-2006)的要求调查泥石流形成的物质条件、地形地貌条件、水文条件、植被发育情况、人类活动的影响，分析泥石流的形成条件、规模、类型、活动特征、侵蚀方式、破坏方式及泥石流影响范围，预测不利工况下泥石流的发展趋势，统计泥石流灾害影响面积S6(km2)；
根据《地质灾害危险性评估规范》(DZ/T0286-2015)及相关规范的要求调查地裂缝出现时间、单缝发育规模和特征以及群缝分布特征和分布范围，分析地裂缝的发育程度、诱发因素、危害程度，评估地裂缝的危险性现状，统计地裂缝灾害影响面积S7(km2)；同理，根据《地质灾害危险性评估规范》(DZ/T0286-2015)及相关规范的要求调查评价地面塌陷和沉降，统计地面塌陷和沉降灾害影响面积S8(km2)、S9(km2)。利用公式(7-10)计算次生灾害(地面塌陷、沉降和地裂缝)密度(B21)、不稳定斜坡密度(崩塌、滑坡、泥石流)(B22)、单位面积财产损失(B23)和单位面积人员伤亡(B24)：
步骤三、矿山区域土地资源的占用及破坏指数评价指标的确定
占用与破坏是指矿山采矿场+废石场+尾矿库+地质灾害破坏及占压土地面积总和(km2)，根据《矿山地质环境调查评价规范》(DD2014-05)及相关规范的要求对矿山区域土地资源占用和破坏影响程度以及地形地貌景观破坏影响程度进行评价，统计占用与破坏基本农田耕地、林地、草地的占压土地面积总和S10(km2)，分析对原生的地形地貌景观、各类自然保护区、人文景观、风景旅游区、城市周围、主要交通干线两侧可视范围内地形地貌景观的影响和破坏程度，统计地形地貌景观破坏率大于20％的土地面积总和S11(km2)。利用公式(11-12)计算土地占用与破坏比率(B31)、地貌景观破坏指数(B32)：
步骤四、矿山地质环境质量评价指标分级标准的确定
正确选择评价指标是真实地揭示矿山地质环境优劣的前提和基础，评价指标体系是由若干个单项评价指标组成的层次分明的有机整体，矿山地质环境质量评价分级标准根据《矿山地质环境调查评价规范》(DD2014-05)及相关标准规定和矿山地质环境调查结果及经验丰富的专家综合决定。
根据矿山综合评估结果和相关标准以及专家经验，将矿山地质环境质量影响程度划分为影响一般、影响较严重和影响严重三个等级。根据这三个等级的划分，评价因素的指标界线也分三个等级即{Ⅰ(优良)、Ⅱ(合格)、Ⅲ(差)}。具体分级见表2：
表2矿山地质环境质量评价指标分级标准及赋值
步骤五、矿山地质环境质量评价指标权重的确定
为保证确定指标权重的科学性，采用灰色关联分析法确定指标的权重，其具体步骤如下：
(1)对不同计量单位的指标数据进行的无量纲归一化处理；
分析矿山地质环境质量评价指标与矿山地质环境质量评价等级的关系，可以看出，矿山地质环境质量评价指标可分为2类，第一类指标值越小，矿山地质环境质量评价等级越好，为负效应指标；而第二类是指标值越大，矿山地质环境质量评价等级越好，为正效应指标。对于正、负效应指标，进行归一化处理时，其效应函数如下：
式中：Pi—单元内某指标代表值；Pimin—单元内某指标的最小值；Pimax—单元内某优势指标的最大值；P'i负为各单元内负效应指标的性质特征值；P'i正为各单元内正效应指标的性质特征值，
(2)选取其中一个评价指标序列作为参考数列，记为Y0，表示为：
Y0＝(y0(1),y0(2),Λy0(m))T (15)
其余12个评价指标的量化数值构成比较数列，分别记作：
Yi＝(yi(1),yi(2),Λyi(m))T i＝1,2，3，4,5,6,7 (16)
(3)根据灰色关联分析法计算各评价指标的关联度，具体步骤见原理一；
(4)分别以每一个指标序列作为参考数列，重复(2-3)确定各评价指标的关联度rij，根据公式(17)确定各评价指标的平均关联度ri：
式中：rij为当第j个评价指标序列作为参考数列时，第i个评价指标的关联度。
(5)利用(4)中的各评价指标的关联度确定各评价指标的权重Wi。
步骤六、矿山地质环境质量评价等级的确定
采用综合指数法确定矿山地质环境质量评价等级，根据公式(19)计算矿山地质环境质量综合指数值：
根据上式求得的矿山地质环境质量综合指数值，并进行分析研究，确定矿山地质环境质量等级标准见表3。
表3矿山地质环境质量等级标准
质量等级 优良(Ⅰ) 合格(Ⅱ) 差(Ⅲ)
综合指数值Z ＜1.67 1.67-2.33 ＞2.33
步骤七、矿山地质环境质量损益性系数的确定
根据矿山地质环境质量综合指数值评价结果和矿山地质环境质量损益性系数的定义，矿山地质环境质量损益性系数是矿山地质环境质量综合指数值与时间关系曲线的斜率。计算出矿山地质环境质量损益性系数P，并确定出矿山地质环境质量综合指数曲线图。
步骤八、矿山地质生态环境质量变化规律评价标准的确定
综合分析矿山地质环境质量综合指数值与时间关系曲线的变化规律及矿山地质环境质量损益性系数变化规律，可确定矿山地质环境质量与时间发展关系，见表4。
表4矿山地质生态环境质量变化规律评价标准
损益性系数P 矿山地质环境质量变化趋势
＞0 降低
＜0 提高
＝0 不变
由表4可知当损益性系数P＝0时，矿山地质环境质量保持不变，当P＞0时矿山地质环境质量综合指数值增大，说明矿山地质环境质量呈下降趋势，当P＜0时矿山地质环境质量综合指数值减小，说明矿山地质环境质量呈上升趋势。因此，可利用表4对矿山地质环境质量等级及变化趋势进行综合分析与评价。
步骤九、矿山地质环境质量监测预警判据准则的确定
当矿山地质环境质量呈下降趋势时，应当根据损益性系数对矿山地质环境质量变化确定预警判据，当损益性系数达到预警值时，政府应该重视对矿山地质环境质量的保护。
确定矿山地质环境质量监测预警判据准则的步骤如下：
1)为分析矿山地质环境质量在监测时间内是否出现较大幅度下降，应先计算近十年矿山地质环境质量损益性系数的平均值和均方差：
2)将近十年矿山地质环境损益性系数的平均值和一倍均方差之和作为矿山地质环境质量监测预警判据准则，即：
式中：[P]为矿山地质环境临界恶化预警判据，σ为矿山地质环境质量损益性系数的平均值和均方差。
3)根据上述步骤八的原理，划分矿山地质环境质量监测预警等级(蓝色预警、橙色预警、红色预警)。
当矿山地质环境质量为I级且损益性系数P＞0时，可将矿山地质环境质量变化分为以下阶段，当时启动蓝色预警，则判定矿山地质环境质量基本保持不变；当时则判定矿山地质环境质量处于恶化阶段，其中当时启动橙色预警，则判定矿山地质环境质量处于缓慢下降阶段，政府应该重视对矿山地质环境的保护和恢复治理；当时启动红色预警，则判定矿山地质环境质量处于急速下降阶段，政府急需采取相关措施对矿山地质环境加强保护和恢复治理。
原理一：
(1)根据步骤七中公式(15-16)确定无量纲评价指标体系矩阵即如下矩阵：
(2)计算每个评价指标序列与参照序列的序列差的绝对值。按式(25)计算：Δoi(k)＝|y′o(k)-y′i(k)|i＝0,1,Λ,n；k＝1,2,Λ,m (25)
(3)找出序列差中的最大值和最小值，记为△max和△min：
(4)计算各评价序列与参考序列的关联系数：
式中：ξ为分辨系数，一般在(0，1)之间取值，ξ取值越小，关联系数之间的差异就越明显即区分能力越强，通常ξ取0.5。
(5)计算各评价指标与参考指标的关联度。比较序列Yi与参考序列Y0的关联程度是通过m个关联系数来确定的，对m个关联系数求平均即可得到Yi与Y0关联度：
与现有技术相比，本发明的有益效果是：针对上述矿山地质环境质量评价方法、监测和预警预报体系的不足，提出了一种矿山地质环境质量监测预警判据准则的确定及监测预警方法，新定义一种地质生态环境质量损益性系数的概念(矿山地质环境质量损益性系数是地质生态环境最大隶属度与时间关系曲线的斜率)，并运用该指标可对矿山地质环境质量动态变化规律及其可持续发展协调关系进行综合分析，再利用数理统计原理分析近十年的矿山地质环境质量等级动态变化规律和矿山地质环境质量损益性系数的变化规律，计算确定了矿山地质环境质量监测预警判据准则，该监测预警判据准则可以对每年的矿山地质环境质量变化趋势做出评判，为政府和企业在矿山地质环境保护和恢复治理方面制定下一步规划提供参考依据，在矿山地质环境质量监测预警领域具有广泛的应用前景与重要的应用价值。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
选取某Ⅰ省某A矿山地区作为评价单元，地质环境质量评价指标可以从Ⅰ省统计年鉴、矿山地区地质环境调查报告、国家地质资料数据中心、国家数字地质资料馆中获得。
步骤一、矿山地质环境质量评价指标体系的确定
矿山地质环境质量评价必须综合考虑对矿山地质环境有危害的负效应评价指标和有利于矿山地质环境改善的正效应评价指标，遵循客观科学性、主导性、区域性、可操作性、整体完备性原则，参照《矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范》(DZT0233-2016)相关要求，提出和确定了以矿山地质环境恢复治理指数作为矿山地质环境正效应评价指标，以水资源破坏指数、地质灾害发育强度指数、土地资源的占用及破坏指数作为矿山地质环境负效应评价指标，构成矿山地质环境评价指标体系，具体见表4。
表4矿山地质环境质量评价指标
(1)矿山地质环境正效应评价指标的确定
对待评价矿山区域进行初步地质勘察与统计，并结合历史统计资料确定该矿山区域的总面积S＝100km2、固体废渣年排放量V3(m3)、固体废渣综合再利用量V4(m3)、农田耕地占用与破坏面积S1(km2)、复垦土地面积S2(km2)。根据《地下水动态监测规程》(DZ/T 0133-1994)、《地下水环境监测技术规范》(HJ/T164-2004)和《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017)对待评价矿山区域进行地下水的水质、地下水位降幅监测，统计水质污染与恶化的水体积V5(m3)、综合治理后水质量达标体积V6(m3)，并向当地矿山企业的污水处理部门进行调研，统计废水年排放量V1(m3)、废水年处理达标量V2(m3)，利用公式(1-4)计算废水年处理率(A11)、固体废渣综合利用率(A12)、土地复垦率(A13)和水污染综合治理率(A14)，计算结果见表5：
表5
(2)矿山区域水资源破坏指数评价指标的确定
根据(1)中的矿山区域地下水动态监测结果，统计受矿山排水影响作用下，因地下水污染导致地下水水质不达标的区域面积与地下水水位大幅下降或呈疏干状态的区域面积之和，作为矿山排水作用影响区域面积S3(km2)，并向当地矿山企业进行调研，统计实际生产能力，即矿山年开采量V8(m3)，利用公式(5-6)计算废水排放量指数(B11)、废水排放影响指数(B12)，计算结果见表6：
表6
时间 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014
B<sub>11</sub>/％ 0.04 0.07 0.09 0.06 0.11 0.15 0.05 0.08 0.10 0.13
B<sub>12</sub>/％ 0.25 0.22 0.35 0.24 0.36 0.27 0.52 0.34 0.48 0.19
步骤二、矿山区域地质灾害发育指数评价指标的确定
对待评价矿山区域进行初步地质勘察与统计，并结合历史统计资料确定该矿山区域的地质灾害经济损失M(万元)和伤亡人数R(人)。
根据《滑坡防治工程勘察规范》(DZ/T0218-2006)及相关规范的要求对滑坡应调查滑坡要素及变形特征，分析滑坡的规模、类型、主要引发因素及滑坡影响范围，评价其现状和不利工况下的稳定性，统计滑坡灾害影响面积S4(km2)；根据《滑坡防治工程勘察规范》(DZ/T0218-2006)及相关规范的要求对危岩崩塌应调查陡崖的形态、岩性组合、岩体结构、结构面性状、危岩体被裂隙切割的程度、基座变形情况，分析危岩的形态、类型、规模及崩塌影响范围，评价其现状和不利工况下的稳定性，统计崩塌灾害影响面积S5(km2)；
根据《泥石流灾害防治工程勘察规范》(DZ/T0220-2006)的要求调查泥石流形成的物质条件、地形地貌条件、水文条件、植被发育情况、人类活动的影响，分析泥石流的形成条件、规模、类型、活动特征、侵蚀方式、破坏方式及泥石流影响范围，预测不利工况下泥石流的发展趋势，统计泥石流灾害影响面积S6(km2)；根据《地质灾害危险性评估规范》(DZ/T0286-2015)及相关规范的要求调查地裂缝出现时间、单缝发育规模和特征以及群缝分布特征和分布范围，分析地裂缝的发育程度、诱发因素、危害程度，评估地裂缝的危险性现状，统计地裂缝灾害影响面积S7(km2)；同理，根据《地质灾害危险性评估规范》(DZ/T0286-2015)及相关规范的要求调查评价地面塌陷和沉降，统计地面塌陷和沉降灾害影响面积S8(km2)、S9(km2)。利用公式(7-10)计算次生灾害(地面塌陷、沉降和地裂缝)密度(B21)、不稳定斜坡密度(崩塌、滑坡、泥石流)(B22)、单位面积财产损失(B23)和单位面积人员伤亡(B24)，计算结果见表7：
表7
步骤三、矿山区域土地资源的占用及破坏指数评价指标的确定
占用与破坏是指矿山采矿场+废石场+尾矿库+地质灾害破坏及占压土地面积总和(km2)，根据《矿山地质环境调查评价规范》(DD2014-05)及相关规范的要求对矿山区域土地资源占用和破坏影响程度以及地形地貌景观破坏影响程度进行评价，统计占用与破坏基本农田耕地、林地、草地的占压土地面积总和S10(km2)，分析对原生的地形地貌景观、各类自然保护区、人文景观、风景旅游区、城市周围、主要交通干线两侧可视范围内地形地貌景观的影响和破坏程度，统计地形地貌景观破坏率大于20％的土地面积总和S11(km2)。利用公式(11-12)计算土地占用与破坏比率(B31)、地貌景观破坏指数(B32)，计算结果见表8：
表8
时间 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014
B<sub>31</sub>/％ 5.7 6.2 4.9 8.2 7.8 6.7 5.9 7.4 3.2 5.7
B<sub>32</sub>/％ 8.97 13.65 14.29 17.26 21.40 29.07 18.61 21.37 9.91 12.54
步骤四、矿山地质环境质量评价指标分级标准的确定
正确选择评价指标是真实地揭示矿山地质环境优劣的前提和基础，评价指标体系是由若干个单项评价指标组成的层次分明的有机整体，矿山地质环境质量评价分级标准根据《矿山地质环境调查评价规范》(DD2014-05)及相关标准规定和矿山地质环境调查结果及经验丰富的专家综合决定。
根据矿山综合评估结果和相关标准以及专家经验，将矿山地质环境质量影响程度划分为影响一般、影响较严重和影响严重三个等级。根据这三个等级的划分，评价因素的指标界线也分三个等级即{Ⅰ(优良)、Ⅱ(合格)、Ⅲ(差)}。具体分级见表9：
表9矿山地质环境质量评价指标分级标准及赋值
步骤五、矿山地质环境质量评价指标权重的确定
为保证确定指标权重的科学性，采用灰色关联分析法确定指标的权重，其具体步骤如下：对不同计量单位的指标数据进行的无量纲归一化处理；分析矿山地质环境质量评价指标与矿山地质环境质量评价等级的关系，可以看出，矿山地质环境质量评价指标可分为2类，第一类指标值越小，矿山地质环境质量评价等级越好，为负效应指标；而第二类是指标值越大，矿山地质环境质量评价等级越好，为正效应指标。对于正、负效应指标，进行归一化处理时，其效应函数如下：
式中：Pi—单元内某指标代表值；Pimin—单元内某指标的最小值；Pimax—单元内某优势指标的最大值；P'i负为各单元内负效应指标的性质特征值，P'i正为各单元内正效应指标的性质特征值。
选取其中一个评价指标序列作为参考数列，记为Y0，表示为：
Y0＝(y0(1),y0(2),Λy0(m))T (15)
其余12个评价指标的量化数值构成比较数列，分别记作：
Yi＝(yi(1),yi(2),Λyi(m))T i＝1,2，3，4,5,6,7 (16)
根据灰色关联分析法计算各评价指标的关联度，具体步骤见原理一；
分别以每一个指标序列作为参考数列，重复(2-3)确定各评价指标的关联度rij，根据公式(17)确定各评价指标的平均关联度ri：
式中：rij为当第j个评价指标序列作为参考数列时，第i个评价指标的关联度。利用(4)中的各评价指标的关联度确定各评价指标的权重Wi。
计算结果见表10：
表10
步骤六、矿山地质环境质量评价等级的确定
采用综合指数法确定矿山地质环境质量评价等级，根据公式(19)计算矿山地质环境质量综合指数值，计算结果见表11：
表11
根据求得的矿山地质环境质量综合指数值，根据矿山地质环境质量等级标准(3)确定矿山地质环境质量等级，见表12：
表12
时间 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014
等级 Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅰ Ⅱ
步骤七、矿山地质环境质量损益性系数的确定
根据矿山地质环境质量综合指数值评价结果和矿山地质环境质量损益性系数的定义，矿山地质环境质量损益性系数是矿山地质环境质量综合指数值与时间关系曲线的斜率。计算出矿山地质环境质量损益性系数P，并确定出矿山地质环境质量综合指数曲线图，计算结果见表13：
表13
步骤八、矿山地质生态环境质量变化规律评价标准的确定
综合分析矿山地质环境质量综合指数值与时间关系曲线的变化规律及矿山地质环境质量损益性系数变化规律，可确定矿山地质环境质量与时间发展关系，见表14。
表14矿山地质生态环境质量变化规律评价标准
损益性系数P 矿山地质环境质量变化趋势
＞0 降低
＜0 提高
＝0 不变
由表14可知当损益性系数P＝0时，矿山地质环境质量保持不变，当P＞0时矿山地质环境质量综合指数值增大，说明矿山地质环境质量呈下降趋势，当P＜0时矿山地质环境质量综合指数值减小，说明矿山地质环境质量呈上升趋势。因此，由表13和表14得到表15对矿山地质环境质量等级及变化趋势进行综合分析与评价。
表15
步骤九、矿山地质环境质量监测预警判据准则的确定
当矿山地质环境质量呈下降趋势时，应当根据损益性系数对矿山地质环境质量变化确定预警判据，当损益性系数达到预警值时，政府应该重视对矿山地质环境质量的保护。确定矿山地质环境质量监测预警判据准则的步骤如下：为分析矿山地质环境质量在监测时间内是否出现较大幅度下降，应先计算近十年矿山地质环境质量损益性系数的平均值和均方差：
当矿山地质环境质量为I级且损益性系数P＞0时，可将矿山地质环境质量变化分为以下阶段，当时启动蓝色预警，则判定矿山地质环境质量基本保持不变；当时则判定矿山地质环境质量处于恶化阶段，其中当时启动橙色预警，则判定矿山地质环境质量处于缓慢下降阶段，政府应该重视对矿山地质环境的保护和恢复治理；当时启动红色预警，则判定矿山地质环境质量处于急速下降阶段，政府急需采取相关措施对矿山地质环境加强保护和恢复治理。
由以上可知2014年某Ⅰ省某A矿山地区地质生态环境质量为II级且P＝0.408＞0，启动红色预警，则判定矿山地质环境质量处于急速下降阶段，政府急需采取相关措施对矿山地质环境加强保护和恢复治理。
以上所述仅为的较佳实施例，并不用以限制，凡在的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种矿山地质环境质量演变规律的综合评价方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、确定矿山地质环境质量评价指标体系；步骤二、确定矿山区域地质灾害发育指数评价指标；步骤三、确定矿山区域土地资源的占用及破坏指数评价指标；步骤四、确定矿山地质环境质量评价指标分级标准；步骤五、确定矿山地质环境质量评价指标权重；步骤六、确定矿山地质环境质量评价等级；步骤七、确定矿山地质环境质量损益性系数；步骤八、确定矿山地质生态环境质量变化规律评价标准；步骤九、确定矿山地质环境质量监测预警判据准则。
2.根据权利要求1所述的矿山地质环境质量演变规律的综合评价方法，其特征在于，步骤一、确定矿山地质环境质量评价指标体系的方法如下：(1)确定矿山地质环境正效应评价指标：确定该矿山区域的总面积S(km2)、统计废水年排放量V1(m3)、废水年处理达标量V2(m3)、固体废渣年排放量V3(m3)、固体废渣综合再利用量V4(m3)、统计水质污染与恶化的水体积V5(m3)、综合治理后水质量达标体积V6(m3)，农田耕地占用与破坏面积S1(km2)和复垦土地面积S2(km2)，计算废水年处理率A11、固体废渣综合利用率A12、土地复垦率A13、水污染综合治理率A14：
(2)确定矿山区域水资源破坏指数(负效应)评价指标：计算废水排放量指数(B11)、废水排放影响指数(B12)：
式中，V8-矿山年开采量(m3)，S3-矿山排水作用影响区域面积(km2)。
3.根据权利要求2所述的矿山地质环境质量演变规律的综合评价方法，其特征在于，步骤二、确定矿山区域地质灾害发育指数评价指标的方法如下：计算次生灾害(地面塌陷、沉降和地裂缝)密度(B21)、不稳定斜坡密度(崩塌、滑坡、泥石流)(B22)、单位面积财产损失(B23)和单位面积人员伤亡(B24)：
式中，S4-滑坡灾害影响面积(km2)，S5-崩塌灾害影响面积(km2)，S6-泥石流灾害影响面积(km2)，S7-地裂缝灾害影响面积(km2)，S8-地面塌陷影响面积(km2)，S9(km2)-沉降灾害影响面积(km2)，M-该矿山区域的地质灾害经济损失(万元)，R-伤亡人数(人)。
4.根据权利要求3所述的矿山地质环境质量演变规律的综合评价方法，其特征在于，步骤三、确定矿山区域土地资源的占用及破坏指数评价指标的方法如下：计算土地占用与破坏比率(B31)、地貌景观破坏指数(B32)：
式中，S10-统计占用与破坏基本农田耕地、林地、草地的占压土地面积总和(km2)，S11-地形地貌景观破坏率大于20％的土地面积总和(km2)。
5.根据权利要求4所述的矿山地质环境质量演变规律的综合评价方法，其特征在于，步骤四、确定矿山地质环境质量评价指标分级标准：将矿山地质环境质量影响程度划分为影响一般、影响较严重和影响严重三个等级，即{Ⅰ(优良)、Ⅱ(合格)、Ⅲ(差)}。
6.根据权利要求5所述的矿山地质环境质量演变规律的综合评价方法，其特征在于，步骤五、确定矿山地质环境质量评价指标权重的步骤如下：
(1)对不同计量单位的指标数据进行无量纲归一化处理，对于正、负效应指标，进行归一化处理时，其效应函数如下：
式中，Pi—单元内某指标代表值，Pimin—单元内某指标的最小值，Pimax—单元内某优势指标的最大值，P'i负为各单元内负效应指标的性质特征值，P'i正为各单元内正效应指标的性质特征值，
(2)选取其中一个评价指标序列作为参考数列，记为Y0，表示为：
Y0＝(y0(1),y0(2),Λy0(m))T (15)
其余12个评价指标的量化数值构成比较数列，分别记作：
Yi＝(yi(1),yi(2),Λyi(m))T i＝1,2，3，4,5,6,7 (16)
(3)根据灰色关联分析法计算各评价指标的关联度，
(4)分别以每一个指标序列作为参考数列，重复(2-3)确定各评价指标的关联度rij，根据公式(17)确定各评价指标的平均关联度ri：
式中，rij-当第j个评价指标序列作为参考数列时，第i个评价指标的关联度，
(5)利用(4)中的各评价指标的关联度确定各评价指标的权重Wi：
式中，rij-当第j个评价指标序列作为参考数列时，第i个评价指标的关联度。
7.根据权利要求6所述的矿山地质环境质量演变规律的综合评价方法，其特征在于，步骤六、确定矿山地质环境质量评价等级的方法如下：计算矿山地质环境质量综合指数值Z并确定矿山地质环境质量等级标准为优良(Ⅰ)、合格(Ⅱ)和差(Ⅲ)：
8.根据权利要求7所述的矿山地质环境质量演变规律的综合评价方法，其特征在于，步骤七，确定矿山地质环境质量损益性系数的方法如下：计算出矿山地质环境质量损益性系数P，确定出矿山地质环境质量综合指数曲线图，
9.根据权利要求8所述的矿山地质环境质量演变规律的综合评价方法，其特征在于，步骤八，确定矿山地质生态环境质量变化规律评价标准的方法如下：当损益性系数P＝0时，矿山地质环境质量保持不变，当P＞0时矿山地质环境质量综合指数值增大，说明矿山地质环境质量呈下降趋势，当P＜0时矿山地质环境质量综合指数值减小，说明矿山地质环境质量呈上升趋势。
10.根据权利要求9所述的矿山地质环境质量演变规律的综合评价方法，其特征在于，步骤九，确定矿山地质环境质量监测预警判据准则的方法如下：(1)计算矿山地质环境质量损益性系数的平均值和均方差σ：
(2)矿山地质环境损益性系数的平均值和一倍均方差之和作为矿山地质环境质量监测预警判据准则，即：
式中：[P]为矿山地质环境临界恶化预警判据，
(3)根据步骤八，划分矿山地质环境质量监测预警等级：蓝色预警、橙色预警、红色预警，当矿山地质环境质量为I级且损益性系数P＞0时，将矿山地质环境质量变化分为以下阶段，当时启动蓝色预警，则判定矿山地质环境质量基本保持不变；当时则判定矿山地质环境质量处于恶化阶段，其中当时启动橙色预警，则判定矿山地质环境质量处于缓慢下降阶段，当时启动红色预警，则判定矿山地质环境质量处于急速下降阶段。
CN201811311494.XA 2018-11-06 2018-11-06 矿山地质环境质量演变规律的综合评价方法 Withdrawn CN109636104A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811311494.XA CN109636104A (zh) 2018-11-06 2018-11-06 矿山地质环境质量演变规律的综合评价方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811311494.XA CN109636104A (zh) 2018-11-06 2018-11-06 矿山地质环境质量演变规律的综合评价方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109636104A true CN109636104A (zh) 2019-04-16

Family

ID=66067308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811311494.XA Withdrawn CN109636104A (zh) 2018-11-06 2018-11-06 矿山地质环境质量演变规律的综合评价方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109636104A (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111260187A (zh) * 2020-01-08 2020-06-09 长春工程学院 一种智能矿山地质环境信息评价系统及评价方法
CN112557585A (zh) * 2019-09-25 2021-03-26 上海迪勤智能科技有限公司 基于韦伯-费希纳拓广定律的学习环境质量评估系统和方法
CN112987079A (zh) * 2021-03-15 2021-06-18 河北省地质环境监测院(河北省地质灾害应急技术中心、河北省地质环境监测总站) 一种矿山地质环境水土检测指标实时传输分析系统
CN113780719A (zh) * 2021-07-26 2021-12-10 重庆地质矿产研究院 一种矿山地质环境综合评价方法
CN113807702A (zh) * 2021-09-18 2021-12-17 中铝环保生态技术(湖南)有限公司 一种矿山生态修复评价方法
CN114912851A (zh) * 2022-07-18 2022-08-16 生态环境部华南环境科学研究所(生态环境部生态环境应急研究所) 一种矿山越界开采生态环境损害评估系统及其方法
CN116608900A (zh) * 2023-05-11 2023-08-18 武汉工程大学 一种地质生态环境动态评价方法
CN117010719A (zh) * 2023-08-14 2023-11-07 湖南省自然资源事务中心 一种矿山地质环境影响综合调查评价的方法
CN117196350A (zh) * 2023-11-06 2023-12-08 天津市地质研究和海洋地质中心 一种矿山地质环境特征监测与恢复治理方法及系统

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112557585A (zh) * 2019-09-25 2021-03-26 上海迪勤智能科技有限公司 基于韦伯-费希纳拓广定律的学习环境质量评估系统和方法
CN111260187A (zh) * 2020-01-08 2020-06-09 长春工程学院 一种智能矿山地质环境信息评价系统及评价方法
CN112987079A (zh) * 2021-03-15 2021-06-18 河北省地质环境监测院(河北省地质灾害应急技术中心、河北省地质环境监测总站) 一种矿山地质环境水土检测指标实时传输分析系统
CN113780719A (zh) * 2021-07-26 2021-12-10 重庆地质矿产研究院 一种矿山地质环境综合评价方法
CN113807702A (zh) * 2021-09-18 2021-12-17 中铝环保生态技术(湖南)有限公司 一种矿山生态修复评价方法
CN113807702B (zh) * 2021-09-18 2023-12-12 中铝环保生态技术(湖南)有限公司 一种矿山生态修复评价方法
CN114912851A (zh) * 2022-07-18 2022-08-16 生态环境部华南环境科学研究所(生态环境部生态环境应急研究所) 一种矿山越界开采生态环境损害评估系统及其方法
CN116608900A (zh) * 2023-05-11 2023-08-18 武汉工程大学 一种地质生态环境动态评价方法
CN117010719A (zh) * 2023-08-14 2023-11-07 湖南省自然资源事务中心 一种矿山地质环境影响综合调查评价的方法
CN117010719B (zh) * 2023-08-14 2024-01-30 湖南省自然资源事务中心 一种矿山地质环境影响综合调查评价的方法
CN117196350A (zh) * 2023-11-06 2023-12-08 天津市地质研究和海洋地质中心 一种矿山地质环境特征监测与恢复治理方法及系统
CN117196350B (zh) * 2023-11-06 2024-01-05 天津市地质研究和海洋地质中心 一种矿山地质环境特征监测与恢复治理方法及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109636104A (zh) 矿山地质环境质量演变规律的综合评价方法
CN109034582B (zh) 基于云模型和组合赋权的隧道穿越断层突水突泥风险评价方法
CN105678481B (zh) 一种基于随机森林模型的管线健康状态评估方法
CN113487123B (zh) 高光谱监测与gis耦合山洪灾害动态风险评估方法
CN109767042A (zh) 基于用地评估的人防专业队工程选址方法
CN103218522A (zh) 一种划分洪灾风险等级的方法及装置
CN110929939B (zh) 一种基于聚类-信息量耦合模型下的滑坡灾害易发性空间预测方法
CN107145672B (zh) 平原河网区域地下水脆弱性及污染风险评估方法及系统
Ma et al. Weighted clustering-based risk assessment on urban rainstorm and flood disaster
CN104778369A (zh) 一种基于地面沉降监测的决策与预警方法及其系统
CN114330812A (zh) 基于机器学习的滑坡灾害风险评估方法
Hou et al. Study on hierarchical transformation mechanisms of regional ecological vulnerability and its applicability
CN109447493A (zh) 一种基于物源活动强度的震后泥石流危险性评价方法
CN111144637A (zh) 基于机器学习的区域电网地质灾害预报模型构建方法
CN111882244A (zh) 基于层次框架的多源国土开发风险评估体系的构建方法
CN113222347A (zh) 露天爆破安全风险灰色系统评估方法
CN113554345A (zh) 地震滑坡灾害区域及灾害链风险评估方法
Weldu et al. Identification of potential sites for housing development using GIS based multi-criteria evaluation in Dire Dawa City, Ethiopia
Shenavr et al. Comparison of Multi-criteria evaluation (AHP and WLC approaches) for land capability assessment of urban development in GIS
Lai et al. Waterlogging risk assessment based on self-organizing map (SOM) artificial neural networks: a case study of an urban storm in Beijing
CN113128811A (zh) 一种基于强降水的电网系统地质灾害风险评估方法及系统
CN112308424A (zh) 一种基于配变数据的供电能力分析方法
CN105718668A (zh) 一种露天矿抛爆效果分析方法
Petrova Vulnerability of Russian regions to natural risk: experience of quantitative assessment
CN111724059B (zh) 一种改进的底板突水脆弱性变权评价方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20190416

WW01 Invention patent application withdrawn after publication