基于层次分析法的煤矿矿山生态环境评价定量模型研究.pdf

Vol . 29,No. 7 Jul y 2020 第29卷第7期 2020年7月 中国矿业 CHINA MINING MAGAZINE 基于层次分析法的煤矿矿山生态环境 评价定量模型研究 王红梅 山东省煤田地质局第四勘探队，山东潍坊261200 摘 要煤矿矿山生态环境评价是促进煤炭资源利用及环境保护相协调的重要环节。但不同类型矿山开 采对环境影响过程及结果不尽相同，构建适合煤矿矿山生态环境特性的评价模型对煤矿可持续发展具有 重要意义。本文提出一套由评价因子体系、评价方法和等级标准构成的煤矿矿山生态环境概念模型10. 12075/j. i ssn. 1004- 4051 2020 07 027 第7期王红梅基于层次分析法的煤矿矿山生态环境评价定量模型研究 71 108 m2，破坏地下水资源22亿占⑷。因此，如何使 煤矿矿业活动与矿区生态环境保护相协调，是煤矿 可持续发展面临问题之一对各指标进行等级 划分，结合指标权重和量化方法，确定等级阈值，建 立煤矿矿山生态环境等级标准。以此建立起煤矿矿 山生态环境评价规范化程序和方法③对％i 2 , 进行归一化，％ 8耳即为求得的特征向量对于不能用数字表达的评价指标,用专家打分法 或经验值赋值，如基础地质特征、环境管理指数等 各指标意义及赋值方法见表2。 该评价体系所用具体指标量纲存在明显差异， 为了消除量纲差异对评价值的影响，需对量化的各 指标标准化。常见的数据标准化方法有极差标准化 法、模糊数学法、百分比标准化法、正逆指标标准化 法、分级给分法等［12-13］。本模型采用百分比标准化 法， 其 法 下所述。 对于正向指标，即数值越大越好，如降水量、植 被覆盖面积比等指标D C5。 对于负向指标，即数值越小越好，如土壤、水污 染指数D 1 C/5。 第7期王红梅基于层次分析法的煤矿矿山生态环境评价定量模型研究 73 表表2 煤矿矿矿矿山生态环境综生态环境综合评价因子权重及等级评价因子权重及等级 Table2 Theweightandgradeofuationfactor5ofcoalmineeco-environment5 指数 评价指标 量化方法权重 标准化 评价等级 参照值 基础地质 特征 考虑构造、岩性、边坡、地形地0.26/ 貌等，专家打分或经验值 〉0. 80 8 〜0 60 6 〜0 380 80 〜7070 〜600 8 0 8 〜0 50 5 〜0 3 1500 mm 1500〜 1000 mm 1000〜 500 mm 500 mm 9 9 〜66 〜3 70 70 〜5050 〜3030 水污染指 数 水质综合指数 0 141107 2 生态环境指数 （权重少生 0.443 0） 土壤污染 数 0 1523 0 内梅罗污染指数 p- 槡占［ ）ax ）） 产尘强度单位产煤量的产尘量 0 11171000g/t88〜6640 80. 8〜060. 6〜030 4 0 4 〜0 20 2 〜0 1 0 8 0 8 〜0 60 6 〜0 3 0 9 0.9 〜 0. 6 0. 6〜 04 1 8 1.8 〜1.2 〜 0.784 4/0 3061 0 57220 3061 2案例应用案例应用 本文以黑龙江伊兰县某煤矿矿山为例，详细说 明其应用过程。该煤矿矿田面积2.49 km2,露天开 采，开采深度90〜150 m。在地形上，矿区位于松花 江畔的冲积平原，东部为低山丘陵沟壑带，西部为开 阔地带，标高在96〜98 m之间。矿区气候属中温 带大陆性气候，四季分明，气候差异较大 首先收集矿区基础地质、地质灾害、矿山复垦、 环境监测等资料，获取评价因子指标值，对指标量 化，其中基础地质特征、地貌破坏、矿区环境管理指 数采用专家打分或经验值，取值范围为［0,1（,对生 态环境影响越小，赋值越高。参照前述方法,对指标 标准化（表4） 然后对目标层逐层加权求和，计算该矿 山生态环境质量评价值，其具体过程见式（4）〜⑺。 F时- - 0. 263 3 X 0. 75 Q 0. 184 5 X 0. 48 Q 0. 159 7 X 0. 577 1 0. 151 3 X 0. 45 Q 0. 241 2 X 0. 30 0. 518 6 （4） F生怎 生D 0. 117 3 X 0. 574 0. 125 7 X 0. 200 0. 141 2 X 0. 672 0. 152 2 X 0. 695 0. 111 7 X 0. 57 2 Q 0. 139 6 X 0. 645 0. 122 4 X 0. 600 Q 0. 089 9 X 0. 620 0. 576 2 （5） F人文 ,人文D, 0. 214 5 X 0. 33 0. 312 9 X 0. 570 0. 221 4 X 0. 417 0. 251 2 X 0. 500 0. 467 1 （6 ） F综合一 D, 0. 295 3 X 0.518 6 0.443 X 0.57 6 2 0.261 7 X 0. 467 1 0.530 6 （7） 该煤矿生态环境质量评价结果值为0. 530 6,参 照建立的等级标准，该矿山生态环境质量属于（级 表表4黑龙江伊兰县煤矿评价指标量化及数据标准化黑龙江伊兰县煤矿评价指标量化及数据标准化 Table 4 The data quantification and standardization of uation factors of coal mine in Yilan county, Heilongjiang province 价值数据标准化 基础地质特征 0 75 0. 750（正向指标） 年开采量 260 t 0.480（负相指标） 自然状态指数 剥采比4. 231 0577（ ） 土层厚度 0 45m0450（ 向 ） 年降水量 600 mm0 300（ 向 ） 续表表4 价值数据 植被覆盖面积比620574（ 向 ） 年尾矿废物利用率170200（ 向 ） 水污染指数 3 280672（ ） 生态环境指数 土壤污染指数 1 220695（ ） 产尘强度428 g/t 0572（ ） 地质灾害面积比33 0645（ ） 矿山冶理面积比60600（ 向 ） 地貌破坏 0 620620（ 向 ） 人文管理指数 煤矿区位指数 0 330 330（ 向 ） 管理 数 0 570570（ 向 ） 环境治理投入比050417（ 向 ） 环境科技人员比120500（ 向 ） 第7期王红梅基于层次分析法的煤矿矿山生态环境评价定量模型研究 75 3 煤矿矿山在提供资源的同时，也引起了 一系列 生态环境问题，而煤矿矿山生态环境具有自身特性。 本研究从煤矿矿山生态环境特性出发，构建一套由 自然状态指数、生态环境指数和人文管理指数组成 的包含18项二级指标的煤矿矿山生态环境定量评 价指标体系。运用层次分析法确定了该指标体系因 子权重、指标量化和标准化方法，建立了煤矿矿山生 态环境定量评价方法。将煤矿矿山生态环境划分为 四个等级，通过划分指标层每个因子等级，确定了煤 矿矿山生态环境各等级区间范围值，建立起了煤矿 矿山生态环境等级标准采用该评价模型，对伊兰 县煤矿生态环境质量进行评价，该煤矿矿山生态环 境综合评价值为0.530 6,属于皿级。该模型适合煤 矿矿山生态环境特性、具有规范化和定量化的特点 参考文献 1王雪峰，薛亚洲，王海军.煤炭矿山资源综利用产业多元化 的思考中国国土资源经济，2016,2992934. 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