地质环境

矿山地质环境问题是指受矿业活动影响而对岩石圈、水圈、生物圈产生地质环境破坏的现象，主要包括矿山地质灾害、土地占用及毁损破坏、地下水系统破坏、三废排放及水土污染、地形地貌景观破坏等。湖南省矿产资源开发引发的矿山地质环境问题十分突出，且具有地方特色。截至2013年年底，湖南省有826个矿山发生了矿山地质灾害1620处，造成直接经济损失达7亿元以上；矿业活动占用及破坏土地面积约21380hm2；采矿废水年产出量约78550万m3，年排放量约72720万m3；采矿废渣年产出量约5700万t，年排放量约4730万t，累计积存量约61070万t。湖南省矿山地质环境问题分布有明显的地域性与集中性，与全省矿产资源禀赋特征及开发现状关系密切。区域上，湖南省矿山地质环境问题最突出的地区主要为湘南耒阳—鲁塘—瑶岗仙煤炭、有色金属资源集中开采区，湘中冷水江—恩口—洪山殿煤炭、石膏、锑矿资源集中开采区，湘北广福桥—合口石膏、煤炭、石煤集中开采区；次为花垣铅锌矿区、辰溪煤矿区、邵阳黄亭煤矿区、武冈文坪煤矿区、零陵东湘桥锰矿区、观音滩煤矿区、宁乡煤炭坝煤矿区、浏阳澄潭江煤矿区、攸县黄丰桥—兰村煤矿区、衡山白果—界牌石膏及高岭土等集中开采区。从开采矿种分析，煤炭资源开采引发的矿山地质环境问题最突出，次为有色金属矿及石膏矿。从矿山地质环境问题类型分析，地面变形灾害以地下开采的煤矿、石膏矿最突出，崩塌、滑坡灾害以露天开采的建筑材料矿山为主，泥石流灾害主要分布在湘南有色金属矿区；占用破坏土地以煤矿、建筑材料矿山、有色金属矿山最严重；地下水系统破坏以岩溶充水的煤及有色金属大水矿区最突出；矿山水土环境污染以煤炭、有色金属、硫铁矿、砷矿、铀矿、盐类矿山等较突出。新中国成立以来至20世纪末，湖南省矿山地质环境问题的发展总体呈逐步上升趋势，与新中国成立以来湖南省矿山数量逐步增多、矿业开发和利用程度逐步增强基本同步；21世纪初至今，进入缓和平缓阶段，与国家、地方及矿山企业对矿山地质环境问题的投入和治理力度基本同步。20世纪50～60年代，矿山地质灾害发生频次较少，70～80年代，随着矿业经济的发展，引发的矿山地质环境问题逐渐增多。进入80年代中后期，特别是80年代末至90年代末，受“大矿大开，小矿放开，有水快流，大力鼓励民营经济发展”思想的影响，矿业无序发展，开采高峰时期，湖南省各类矿山近两万处，部分采矿权人法制观念淡薄，缺乏应有的地质环境保护意识，乱采滥挖，引发了大量矿山地质环境问题。这一时期，湖南省矿山地质环境问题无论从数量、类型或危害程度看，都进入一个跳跃式的高峰发展阶段。

矿山地质环境保护规定是未取得采矿许可证擅自采矿的，擅自进入国家规划矿区、对国民经济具有重要价值的矿区范围采矿的，擅自开采国家规定实行保护性开采的特定矿种的，责令停止开采、赔偿损失，没收采出的矿产品和违法所得，可以并处罚款。国内因采矿活动造成采空塌陷、地下水疏干、地质地貌景观破坏等问题，已严重危害矿区人民正常的生产生活，制约了当地经济社会的可持续发展。据统计，全国113108座矿山中，采空区面积约为134.9万公顷，占矿区面积的26%；采矿活动占用或破坏的土地面积238.3万公顷，占矿区面积的47%；采矿引发的矿山次生地质灾害累计12366起，造成直接经济损失166.3亿元，人员伤亡约4250人，面临的地质环境形势十分严峻。按照相关法律法规的规定违反矿产资源法的规定，未取得采矿许可证擅自采矿，擅自进入国家规划矿区、对国民经济具有重要价值的矿区和他人矿区范围采矿，或者擅自开采国家规定实行保护性开采的特定矿种，情节严重的，处三年以下有期徒刑、拘役或者管制，并处或者单处罚金，情节特别严重的，处三年以上七年以下有期徒刑，并处罚金。违反矿产资源法的规定，采取破坏性的开采方法开采矿产资源，造成矿产资源严重破坏的，处五年以下有期徒刑或者拘役，并处罚金。未取得采矿许可证擅自采矿的，擅自进入国家规划矿区、对国民经济具有重要价值的矿区和他人矿区范围采矿的，擅自开采国家规定实行保护性开采的特定矿种，经责令停止开采后拒不停止开采，造成矿产资源破坏的行为，属于非法采矿罪。综上所述:关于矿山地质环境保护规定的问题，建议大家仔细看下中华人民共和国矿产资源法并可以询问本地政策，采矿规范，一定要遵守国家法律法规。（ 法律依据：）《中华人民共和国矿产资源法》第三十九条违反本法规定，未取得采矿许可证擅自采矿的，擅自进入国家规划矿区、对国民经济具有重要价值的矿区范围采矿的，擅自开采国家规定实行保护性开采的特定矿种的，责令停止开采、赔偿损失，没收采出的矿产品和违法所得，可以并处罚款；拒不停止开采，造成矿产资源破坏的，依照刑法有关规定对直接责任人员追究刑事责任。单位和个人进入他人依法设立的国有矿山企业和其他矿山企业矿区范围内采矿的，依照前款规定处罚。第四十条超越批准的矿区范围采矿的，责令退回本矿区范围内开采、赔偿损失，没收越界开采的矿产品和违法所得，可以并处罚款；拒不退回本矿区范围内开采，造成矿产资源破坏的，吊销采矿许可证，依照刑法有关规定对直接责任人员追究刑事责任。《中华人民共和国刑法》第三百四十三条违反矿产资源法的规定，未取得采矿许可证擅自采矿，擅自进入国家规划矿区、对国民经济具有重要价值的矿区和他人矿区范围采矿，或者擅自开采国家规定实行保护性开采的特定矿种，情节严重的，处三年以下有期徒刑、拘役或者管制，并处或者单处罚金；情节特别严重的，处三年以上七年以下有期徒刑，并处罚金。违反矿产资源法的规定，采取破坏性的开采方法开采矿产资源，造成矿产资源严重破坏的，处五年以下有期徒刑或者拘役，并处罚金。

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一、矿山地质环境的有关概念矿山环境是指矿产资源开发活动影响到的区域内自然因素的总体。矿山环境问题是指矿产资源勘查、开采、洗选和闭坑等过程中对环境造成的不良影响和损害，主要包括：占用与损毁土地资源、破坏水均衡、引发地质灾害、废水废气废渣污染环境、破坏自然景观与生态等。矿山地质环境指矿床及其周围地区矿业活动影响到的岩石圈部分，与大气、水、生物圈之间相互联系（物质交换）和能量流动组成的环境系统。矿山地质环境治理是指由于采矿及相关活动影响，致使原来的矿山生态环境、地质环境遭受破坏、变异，甚至形成地质灾害。通过人工措施使生态环境得到恢复或改善；使地质环境条件得到优化；使有关灾害得到有效控制以达到新的环境平衡。矿区地质灾害是指采矿活动诱发的地质灾害，主要有崩塌、滑坡、泥石流、开采沉陷、岩溶塌陷、地裂缝等。地下水资源枯竭指过量抽排地下水，地下水位超常降低，使含水层中储存量及补给量被消耗，在一定时期内不能恢复的现象，包括井泉干涸、含水层疏干、地下水位超常降低、地表水漏失等问题。区域地下水均衡破坏指由于大量抽排地下水，使一个较大面积的地区或含水层的地下水总补给量与总消耗量及贮存量的均衡受到破坏的过程和现象。抽排量不超过补给量和可动用的贮存量为均衡，消耗量大于补给量为负均衡。地表水、地下水水质污染指由于人类活动造成地表水或地下水中溶解和悬浮的成分超过国家允许最大浓度含量标准的现象。矿区水土流失指由于矿业活动使土壤及其母质岩石的结构发生破碎和松散，被水流大量搬动散失的过程和现象。矿区土地荒漠化指由于矿业活动使地表翻动，以及产生地面塌陷、开裂、地下水位降低及土地污染等使土地荒芜，变成类似沙漠景观的环境退化现象。二、矿山地质环境问题据《全国矿山地质环境调查和评估》项目统计数据得知，全国矿山总共达13.2225万座。其中东北地区矿山总数为1.3503万座，华北地区为4.036万座，华东地区为2.6601万座，中南地区为1.9923万座，西南地区为1.0765万座，西南地区为2.1073万座（表5-1-1）。表5-1-1 全国矿山数量表续表我国开采矿产资源的历史悠久，新中国成立以来矿业发展更加迅速，为中国经济的发展作出了巨大贡献的同时也付出了巨大的环境代价。由于初期的认识不够，加之错误思想的引导，只注重经济利益，牺牲了环境资源，造成了矿产资源的浪费。改革开放以来，大量的私有新开矿山不断涌出，使矿山地质环境问题呈现分散普遍的趋势。随着旧有的矿山地质环境问题的堆积和新矿山的破坏，将矿山地质环境问题由局部点上破坏，演化成区域性地质环境问题，影响到人居环境的安全和生活质量。矿产品在被消耗以前，一般会完成矿产品的开采、加工、运输、买卖和使用5个环节，在每个环节中都有可能造成对环境的污染和破坏，尤其是开采过程中对环境的破坏程度最大，也是引发环境问题最多的一个环节。矿山地质环境问题目前比较普遍的分类如下：（1）三废污染：固体废弃物污染、水污染、大气污染；（2）资源损毁：水资源破坏、侵占土地、土地功能退化（水土流失、土地沙化）、海水入侵等；（3）地质灾害：崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面塌陷、地面沉降、山体开裂等。（一）“三废”污染1.固体废弃物的污染在矿山开采过程中的主要废弃物有废石、尾矿等。废弃物的长久堆积除了占用大量土地，也会引起扬尘自燃等废气污染，加上常年降雨的冲刷和淋滤作用，使很多有害成分进入土壤和地表水体，造成土壤污染和水污染问题，给矿区周围的生存环境带来了不安全因素。表5-1-2 全国采矿固体废弃物产生及排放情况注：数据来自《中国统计年鉴2005》。2.大气污染大气污染主要来自矿区扬尘、矸石自燃、有害气体挥发等。暴露在地表的堆积物，在气候作用下，容易产生自燃、爆炸等结构变化，发生气体释放和表面成分风化进入大气。并且容易引起酸雨等二次污染。3.水污染水污染主要来自于矿井水的排放，其次来自于废石堆淋滤作用产生的渗出液，还有选矿、冶炼废水及尾矿池水的排放。这些废水中含有大量的重金属离子、酸离子、有的伴有油污，一般未经处理直接排放，对地表水、地下水污染十分严重。地下水的污染一般局限于矿山附近，为废水及废渣、尾矿堆经淋滤下渗或被污染的地表水下渗所致。表5-1-3 全国采矿业工业废气排放情况注：数据来自《中国统计年鉴2005》。表5-1-4 全国采矿业废水排放及处理情况注：数据来自《中国统计年鉴2005》。（二）资源毁损1.采矿破坏大量的土地资源采矿工业占用破坏土地资源，其中占用的土地是指生产、生活设施及开发破坏影响的土地和为矿山服务的交通占地；其中破坏的土地是指露天采矿场、排土场、尾矿场、塌陷区及其他矿山地质灾害破坏的土地面积。据统计，一座大型矿山平均占地达18～20万m2，小矿山也有几万平方米。我国每年工业固体废物排放量中，85%以上来自矿山开采。全国国有煤矿现有矸石山1500余座，历年堆积量达3亿t，占地5000hm2。各种尾矿累计约25亿t。据不完全统计，截至2003年，全国部分省区矿业开发占用和破坏的土地共计560665hm2，其中尾矿堆放占用土地43815hm2，露天采矿占用土地144240hm2，采矿塌陷244713hm2。废石和尾矿任意排放，不仅占用土地，污染土壤、水、空气，还会造成地表的植被破坏和诱发地质灾害。土地占用比较严重的有山西、辽宁、吉林、黑龙江、湖南、云南等省。2.水平衡系统的破坏疏干排水破坏地表水、地下水均衡系统，造成大面积疏干漏斗、泉水干枯、水资源逐步枯竭、河水断流、地表水入渗或经塌陷灌入地下等现象，影响了矿山地区的生态环境。沿海地区的一些矿山因疏干漏斗不断发展，当其边界达到海水面时，易引起海水入侵现象。3.土地功能退化矿业活动，特别是露天开采，大量破坏了植被和山坡土体，产生的废石、废渣等松散剥离物质极易导致矿山地区水土流失。疏干排水和地下采空，破坏了水平衡系统，地面缺水，植被干枯，从而导致荒漠化趋势。此外，采矿工程与矿坑排水使地下水头压力、矿山压力与围岩之间失去平衡，从而引起一系列环境工程地质问题。如地下采空区顶板冒落及塌陷、巷道底板鼓胀、露天采矿场边坡的滑动、矿坑涌水等，均可造成严重的危害。4.采矿破坏地表景观对地表景观的破坏主要表现为其开发活动对自然景观、地貌、地形、地质遗迹、土地及地表植被的破坏，废弃物等对地表景观和地质遗迹的污染和侵蚀。（三）采矿诱发地质灾害由于矿山开采需要对地表或者地下进行大规模采掘，改变了矿区的地应力平衡，采矿遗留下来的废石堆、尾矿库、地下巷道等都极易在一定的诱因下衍变成地质灾害。露天开采的矿山会破坏土壤结构、破坏生态环境，在气候变化的时候，由于风或者雨水作用，造成滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害。并且容易造成地下开采矿山破坏地下地质结构、破坏地下水均衡，在雨水或地质条件作用下，容易引起地面塌陷、地裂缝等地质灾害。全国因采矿引起的地面塌陷达180处以上，其中塌陷坑1600个，塌陷面积达1150km2。全国发生采矿塌陷灾害的矿业城市近40个，其中严重的有25个。全国每年仅因采矿导致的地面塌陷造成的经济损失达4亿元以上。

3.2.1.1 矿山地质环境(mine geological environment)矿山地质环境是指曾经开采、正在开采或准备开采的矿山及其邻近地区的岩石圈表层与大气圈、水圈、生物圈组分之间不断进行物质交换和能量流动的一个相对独立的环境系统。这个系统以岩石圈为依托，以矿产资源开发为主导，不断改变着地球表面岩石圈自然环境平衡中的地质环境。在矿山建设与采选过程中，矿业开发的人为作用对矿山地质环境施加的直接和间接的作用力总称，亦称矿山地质作用，是影响矿山地质环境的重要因素。一旦矿山地质作用超过地质环境的质量和容量时，就会对矿山地质环境产生不利影响，严重者，甚至会引发严重的地质灾害和水土环境污染事件。3.2.1.2 矿山地质环境质量矿山地质环境是由地质环境质量和地质环境容量构成的。良好的矿山地质环境质量有利于矿产开发活动；反之，则不利于矿业开发，为了避免不良地质环境对矿产资源开发产生的负面影响，就必须事先采取有针对性的防治措施。如在山地地区，自然因素极易引发崩塌、滑坡等地质灾害，因而，矿山建设及生产过程中就必须加强对原生地质灾害的防治工作。同时，采取有关措施，避免加剧、诱发上述灾害的发生与发展。可见，不良的地质环境质量会影响矿山正常生产，从而加大矿业开发成本。3.2.1.3 矿山地质环境容量矿山地质环境容量是指矿业活动中安全开发强度、矿区承纳“三废”的能力，以及矿区地应力和地质结构状态自然平衡的最大值。因此，地质环境容量应从以下几个方面进行评价：(1)如果矿产资源开发导致地质环境质量开始发生变异，甚至危及人类的生存和发展，则此时的开发强度或开发量临界值即为矿山地质环境容量。(2)矿山地质环境具有“自净”功能，土壤、岩石、水、气体和生物体等对有害物质有吸附、迁移和转化功能，从而消减其危害性。“自净”能力有一定限度，即环境对各种有害废弃物的容纳能力有一定限度，超过这个阈值就会导致矿山地质环境的组成物质发生变异，从而导致环境污染，对人居生态环境安全构成危害。(3)在矿产开发过程中，人施加给矿山地质环境的直接或间接作用，从总体上破坏了地应力的自然平衡，致使矿山地质结构与状态发生变化。一旦地应力失衡，就会导致矿山地质结构与状态的改变，当其超过临界值时，就会发生地质灾害，这个临界值就是地应力和矿山地质结构与状态的地质环境容量。如地下开采活动超过结构与状态环境容量，将引起地面塌陷、山体失稳、山体开裂，形成诸如崩塌、滑坡等地质灾害。因此，开发矿产资源时，应结合矿床地质结构、岩体应力状态，研究确定地应力和地质结构状态变化的临界值，尽可能控制人为地质作用对矿山地质环境的影响不超过其矿山地质环境容量，从而保护矿区的地质环境。因此，矿山地质环境容量是矿山地质环境系统中所具有的一种性质，或者说它也是一种资源，利用其自然“净化”能力和不超过临界值的应力变化，排放限量的污染物和改变有限的地应力场，不会造成环境污染和地质灾害。

第一章　总则第一条　为保护矿山地质环境，减少矿产资源勘查开采活动造成的矿山地质环境破坏，保护人民生命和财产安全，促进矿产资源的合理开发利用和经济社会、资源环境的协调发展，根据《中华人民共和国矿产资源法》《地质灾害防治条例》《土地复垦条例》，制定本规定。第二条　因矿产资源勘查开采等活动造成矿区地面塌陷、地裂缝、崩塌、滑坡，含水层破坏，地形地貌景观破坏等的预防和治理恢复，适用本规定。　　开采矿产资源涉及土地复垦的，依照国家有关土地复垦的法律法规执行。第三条　矿山地质环境保护，坚持预防为主、防治结合，谁开发谁保护、谁破坏谁治理、谁投资谁受益的原则。第四条　自然资源部负责全国矿山地质环境的保护工作。　　县级以上地方自然资源主管部门负责本行政区的矿山地质环境保护工作。第五条　国家鼓励开展矿山地质环境保护科学技术研究，普及相关科学技术知识，推广先进技术和方法，制定有关技术标准，提高矿山地质环境保护的科学技术水平。第六条　国家鼓励企业、社会团体或者个人投资，对已关闭或者废弃矿山的地质环境进行治理恢复。第七条　任何单位和个人对破坏矿山地质环境的违法行为都有权进行检举和控告。第二章　规划第八条　自然资源部负责全国矿山地质环境的调查评价工作。　　省、自治区、直辖市自然资源主管部门负责本行政区域内的矿山地质环境调查评价工作。　　市、县自然资源主管部门根据本地区的实际情况，开展本行政区域的矿山地质环境调查评价工作。第九条　自然资源部依据全国矿山地质环境调查评价结果，编制全国矿山地质环境保护规划。　　省、自治区、直辖市自然资源主管部门依据全国矿山地质环境保护规划，结合本行政区域的矿山地质环境调查评价结果，编制省、自治区、直辖市的矿山地质环境保护规划，报省、自治区、直辖市人民政府批准实施。　　市、县级矿山地质环境保护规划的编制和审批，由省、自治区、直辖市自然资源主管部门规定。第十条　矿山地质环境保护规划应当包括下列内容：　　（一）矿山地质环境现状和发展趋势；　　（二）矿山地质环境保护的指导思想、原则和目标；　　（三）矿山地质环境保护的主要任务；　　（四）矿山地质环境保护的重点工程；　　（五）规划实施保障措施。第十一条　矿山地质环境保护规划应当符合矿产资源规划，并与土地利用总体规划、地质灾害防治规划等相协调。第三章　治理恢复第十二条　采矿权申请人申请办理采矿许可证时，应当编制矿山地质环境保护与土地复垦方案，报有批准权的自然资源主管部门批准。　　矿山地质环境保护与土地复垦方案应当包括下列内容：　　（一）矿山基本情况；　　（二）矿区基础信息；　　（三）矿山地质环境影响和土地损毁评估；　　（四）矿山地质环境治理与土地复垦可行性分析；　　（五）矿山地质环境治理与土地复垦工程；　　（六）矿山地质环境治理与土地复垦工作部署；　　（七）经费估算与进度安排；　　（八）保障措施与效益分析。第十三条　采矿权申请人未编制矿山地质环境保护与土地复垦方案，或者编制的矿山地质环境保护与土地复垦方案不符合要求的，有批准权的自然资源主管部门应当告知申请人补正；逾期不补正的，不予受理其采矿权申请。第十四条　采矿权人扩大开采规模、变更矿区范围或者开采方式的，应当重新编制矿山地质环境保护与土地复垦方案，并报原批准机关批准。第十五条　采矿权人应当严格执行经批准的矿山地质环境保护与土地复垦方案。　　矿山地质环境保护与治理恢复工程的设计和施工，应当与矿产资源开采活动同步进行。第十六条　开采矿产资源造成矿山地质环境破坏的，由采矿权人负责治理恢复，治理恢复费用列入生产成本。　　矿山地质环境治理恢复责任人灭失的，由矿山所在地的市、县自然资源主管部门，使用经市、县人民政府批准设立的政府专项资金进行治理恢复。　　自然资源部，省、自治区、直辖市自然资源主管部门依据矿山地质环境保护规划，按照矿山地质环境治理工程项目管理制度的要求，对市、县自然资源主管部门给予资金补助。

矿业开发或多或少会对地质环境造成影响破坏，有些矿山地质环境问题的产生具有必然性，有些矿山地质环境问题的产生则与矿业行为的规范程度关系密切，总而言之，导致湖南省矿山地质环境问题产生的因素主要有采矿行为、采选冶及治理技术以及自然因素。一、采矿行为因素矿业开发活动过程中，地下开采掘进及主动放顶、矿山地面工程建设、露天采场开挖及表土剥离等采矿行为，很难避免采空地面变形、地下水位下降、土地资源占用破坏等矿山地质环境问题的发生，这是矿业活动的基本属性所致。但规范的矿业活动或矿业活动过程中事先主动采取有效的矿山地质环境防护措施，将大大减少或消除采矿活动对矿山地质环境的破坏程度，即使产生破坏，其恢复治理也较容易。综合分析，目前湖南省因采矿行为不恰当而导致大量环境问题发生的主要方面有：1.过度开采、掠夺式开采受“大矿大开，小矿放开，有水快流，大力鼓励民营经济发展”思想的影响，矿业发展无序，高峰时期，湖南省各类矿山近两万处。据不完全统计，1998年，湖南省各类大小矿山达12417座，且还有不少非法开采、民采矿硐。一些矿山企业或私人团伙见矿就采，盲目乱采滥挖，越层越界，不留设甚至偷采保安矿墙（柱）等现象十分严重，导致全省矿山地质环境问题急剧爆发，为早期矿山地质环境问题恶化的主要原因。2.环保意识薄弱，过度追求经济效益为了追求经济效益最大化，历史上，不顾环境和他人利益，开采过程中不重视环境的保护及预防。主要表现为：废渣随意堆放而不惜占用农田、水库、河谷；废水肆意排放而不采取任何净化措施；居民区、重要设施区及基本农田下方开采而不留设保安矿柱，形成超深、超宽的采空区；不合法采矿权人或非法个人盗采保安矿柱等。3.矿山地质环境保护方面技术人员匮乏现有的众多小矿山，或无环境保护方面的技术员，或已有的技术人员水工环专业知识欠缺，对矿床水文地质条件、工程地质条件及其复杂性等开采技术条件不了解或认识不足，对可能引发的地质环境问题不会科学合理采取相应的预防措施，不自觉造成了对矿山地质环境的破坏，这是造成湖南省矿山地质环境问题的一个重要因素。4.地方保护主义思想过重在一些地方，矿产资源开发成为当地的主要经济支柱，是地方财政的最大来源。历史时期，部分地方政府和部门片面理解“发展才是硬道理”，存在“先发展起来，再改善生态和保护环境”的错误认识，对矿产资源管理秩序整顿、关停小矿山、保护矿山地质环境的要求执行不力，加重了矿山地质环境的破坏。二、技术因素1.矿山采、选技术落后，加剧了矿山地质环境问题的发生受矿产资源禀赋条件限制，矿山开采技术落后，采用落后的“崩塌法”、“放大炮”等开采技术，造成了地面塌陷、崩塌、滑坡等地质灾害。部分井下开采矿山的探水技术落后，对老窑、老采空区、岩溶管道探测不完全而发生突水突泥事故，从而造成地面塌陷的发生。选矿工艺简单落后，如省内曾存在大量土法采选金矿、土法炼汞、炼砷、炼硫、炼矾、炼铅锌、氰化选矿的矿山，对矿山地质环境造成了污染。全省很多矿产资源，特别是有色金属资源，共（伴）生矿多、贫矿多，由于选矿技术落后，资源综合利用水平低，总回收率仅40%左右，综合利用水平低，不仅浪费资源，增加固体废弃物排放量，而且增加了尾砂中重金属的排放，加重了环境影响的程度。2.废渣、废水综合利用程度低，矿山地质环境恢复治理技术落后矿业活动过程中有大量废渣、废水排放，对其综合利用，不仅能变废为宝，节约资源，而且能有效保护矿山地质环境。湖南省矿山废渣、废水的综合治理率不高，矿山废渣综合利用率为26.83%，废水综合利用率为11.89%。同时，目前全省矿业废渣、废水综合治理利用的技术水平较低，方法工艺较落后。矿山地质环境恢复治理是一项专业性和技术性很强的工作，但当前矿山地质灾害防治和矿区土地复垦技术研究还很薄弱。如地面变形监测可有效预防地面塌陷、采空地面变形对地面设施的破坏，但目前地面变形监测尚处于探索研究阶段，而没有一套完整经济适用的监测技术体系及早掌控地面形变。就土地复垦而言，采矿废水、废渣造成的以重金属污染为代表的水土污染治理难度大，目前没有形成一套普适性的治理技术来恢复治理已污染破坏的土地，致使已破坏土地的恢复治理进度十分缓慢。三、资金因素历史上，由于采矿权人追求经济效益最大化，往往不主动对矿山地质环境破坏的风险进行及时防控。即使问题已经产生，但并不投入足够的资金进行治理恢复，从而导致大量的环境问题遗留。虽然近十年国家及地方政府和采矿权人对矿山地质环境问题已投入了大量的治理资金进行治理，但历史欠账多，治理面积有限。四、自然因素矿业活动破坏了矿山地质环境平衡条件是造成矿山地质环境问题的根本原因，但湖南省矿山地质环境条件脆弱是矿业活动容易导致矿山地质环境问题加剧的另一因素。（一）气象与水文湖南省降水量丰富，但年分布不均，全省多年平均降水量为1426.6mm，最大可达3089mm。由于大气降水丰沛，雨量集中，常出现暴雨，日最大降雨量达423.1mm。降雨是湖南矿山产生崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷及水土流失的一个重要因素。气候条件十分有利于岩石的风化作用，许多矿区岩石风化强烈，降低了岩体的完整性和稳定性；同时，强烈的风化作用也降低了废石堆的稳定性，容易产生矿山地质灾害。湖南季风变化大，夏、秋季干燥风大，是尾矿库产生扬尘污染的原因之一。地表水系发育，河网密布，许多矿区地表水与地下水之间具有水力联系，地表水往往成为矿井充水、突水的主要来源。尤其是极端天气的出现，如久旱逢暴雨，随之产生大量的矿山地质环境问题。（二）地形地貌地形强烈切割的深沟大川是崩塌、滑坡最有利的发生地段；各级阶地和剥夷面间的斜坡地带，崩塌、滑坡也十分发育；上下陡、中间缓的折线山坡，当山坡上部成马蹄形环状地形且汇水面积大时，易产生沿基岩面滑动的土层滑坡。湖南有色金属矿床多产于崇山峻岭之中，复杂的地形条件易发生崩塌、滑坡、泥石流地质灾害。（三）矿床地质环境条件湖南省能源矿产赋矿层主要为二叠系龙潭煤系、石炭系测水煤系，其次为二叠系吴家坪煤系、二叠系黔阳煤系、上三叠统、下侏罗统含煤岩系等。各含煤岩系岩性主要为粉砂岩、页岩、泥岩夹砂岩或互层，页岩、泥岩力学强度低，矿井工程地质条件大多为中等至差；而龙潭煤系北型、吴家坪煤系、黔阳煤系顶板、底板或顶底板为岩溶发育且富含岩溶地下水的碳酸岩盐，断裂构造发育且导水性强，水文地质条件及矿区构造大多复杂。建筑材料矿山的石膏矿产主要赋存层位有下石炭统梓门桥组、白垩系、古近—新近系，其中梓门桥组含膏岩系直接顶板为岩溶发育中等至强烈的梓门桥组上段灰岩，间接顶板为岩溶强发育的壶天群，水文地质条件大多为复杂至中等，白垩系及古近—新近系含膏岩系岩性多为泥岩、粉砂岩，岩石固结程度较低，岩体力学强度低，矿床工程地质条件大多较差。湖南省柿竹园多金属矿、黄沙坪、宝山、水口山铅锌矿、七宝山金银黄铁矿等主要有色金属矿床均为接触交代型矿床，其容矿层位均为岩溶发育的碳酸岩盐，水文地质条件复杂，花垣铅锌矿赋矿层位亦为寒武系下统清虚洞组灰岩，地下河等岩溶极发育。当开采上述矿产资源时，由于工程地质条件差，易引发采空区地面变形矿等矿山地质灾害；水文地质条件复杂，则易产生岩溶地面塌陷，并导致含水层结构破坏。这也是湖南省采空区地面变形灾害主要与测水煤系煤矿山、龙潭煤系（南型）煤矿山、石膏矿山有关及岩溶塌陷、含水层结构破坏主要与龙潭煤系（北型）、吴家坪煤系、黔阳煤系煤矿山、柿竹园多金属矿、黄沙坪、宝山铅锌矿、七宝山多金属矿等有色金属矿山有关的重要因素。湖南省露天开采矿山绝大多数为砂石黏土矿山，花岗岩、石灰岩、石英岩等采石场，风化程度高，当节理、裂隙发育，开采形成较陡峻的临空面时，易发生崩塌；采砂场、砖瓦厂、高岭土矿、红土型金矿、淋积型锰矿开采对象为第四系土（砂）体，土体力学强度低，遇水易软化，采场边坡易发生崩滑现象；此外，石煤矿大多露天开采，部分沉积型铁矿、磷矿也有露天开采矿山，赋矿层位主要为震旦系至寒武系的江口组、陡山沱组、小烟溪组，岩性多为板岩、炭质板岩、砂质板岩，除层理外，板理、劈理均较发育，浅部风化节理十分发育，采场边坡易发生滑坡与崩塌。同时，采场剥离废石及采矿废石量较大，往往成为泥石流的物质来源。有色金属及石煤矿山的废渣、废水中含大量重金属元素及放射性元素，化工盐类矿山废渣、废水中含卤族元素，中高硫煤矿山及硫铁矿山废渣、废水中含大量黄铁矿，均是矿山水土污染的污染物来源。

山东省矿山地质环境问题较多，重要类型为地质环境污染和地质灾害。一、水土污染(一)地下水串层污染1.串层污染现状与危害淄博市煤炭资源经过长期的开采，特别是20世纪的大规模开采，淄博煤田已进入衰老期，境内矿山相继闭坑，目前已闭坑的矿山有6处共18个井口。根据设计服务年限，在今后5～10年内，淄博市境内的所有统配煤矿都将闭坑停产。煤矿闭坑、停排矿坑水，改变了地下水系统的原有状态，对地下水水动力场和水化学场产生重大影响，并引起地下水水质恶化，给当地居民生活和工农业生产带来不利影响。淄博市矿区的地下水“串层”污染早在20世纪90年代初便已形成。据1990年12月提交的《淄博市矿区水资源污染调研及防治措施研究》，龙泉428号井奥灰水受上部煤系地层地下水“串层”污染，各组分的含量较其他地段的奥灰水发生了明显变化。进入90年代末，随着煤炭资源的日渐枯竭，闭坑停采的国营矿井亦随之增多，其中以淄川境内闭坑的矿井最多，该区共有国营煤矿7个，独立生产井13眼，截止到1996年已有7眼报废，其他各井亦都属衰老矿井，也将先后停采报废。目前已停采的7个独立井口其开采范围从北部罗村镇的聂村和双沟镇的双沟一线，南到龙泉镇的麓村和南旺一带，西部以王母山断层为界，东部沿10层煤风化带为界，面积约57km2。部分矿井停止排水后，地下水位急剧上升。如原寨里煤矿北斜井1996年2月初停止抽水时，矿井水位由－24m急剧回升，至今已上升至+24m左右。矿坑水位的大幅度上升已对矿区煤系下伏奥灰水及上部砂岩裂隙水形成了不同程度的污染。其中以洪山煤矿大吊桥至小吊桥一带的奥灰水受污染最为严重，地下水中SO2－4平均含量1265.4mg/L，超出生活饮用水标准5.06倍，总硬度平均含量1517mg/L，超标3.37倍。其含量不但远远高出外围地段的奥灰水，而且较矿区部分井孔终孔时奥灰水质发生了明显变化。大吊桥133号孔，1993年7月份的水质分析结果表明，奥灰水中SO2－4含量已达1320.82mg/L，总硬度1664.0mg/L。很显然，矿井水(包括煤系劣质裂隙水)位的上升，已对矿区部分地带的奥灰水形成了“串层”污染。2.污染通道矿坑水污染岩溶水属串层污染，其中必有污染通道，在洪山煤矿区矿坑水与岩溶水可能沟通途径有3种:一是断层构造;二是坑道钻孔;三是供水井。据初步调查，洪山矿区周边虽为断裂构造包围，但矿区内断裂不发育，存在少量小规模断层，有的未能沟通两者水力联系，对采矿有威胁的断裂在开采过程中已实施了有效的注浆封堵，因而在开采期间未发生大的突水事故。洪山煤矿确实存在坑道供水钻孔，但随地面供水井的施工，为保证矿山安全生产，该矿从1979年到1982年先后5次对井下钻孔实施了有效封堵，共减少坑道涌水量17308.8m3/d。封堵各类充水水源是矿山的一贯做法，其目的就是为了减少排水成本，保证安全生产。因此，沟通矿坑水与岩溶水的主要途径就是供水井。如前所述，本区开采岩溶水的供水井多数要穿越煤系地层，但早期施工的供水井和部分农灌井根本没有止水措施。有些供水井成井质量低劣，止水效果不好。另有部分供水井止水套管被矿坑水腐蚀或因煤矿采空区地层变形井孔扭曲，导致止水工艺失效。所有这些，都沟通了优质岩溶水与劣质煤矿矿坑水的水力联系。尽管早已存在奥陶系含水层与矿坑水沟通的事实，但在煤矿正常生产期间，由于疏干排水，矿坑水位被降得很低，远低于同期奥陶系岩溶水水位(两者水位差多在40～50m)，岩溶水补给矿坑水，因而不存在矿坑水串层污染岩溶水问题。但一旦煤矿闭坑，停止疏排矿坑水，导致矿坑水水位的急剧抬升，当矿坑水水位高于岩溶水时，首先在沟通水井部位产生串层污染，之后污染不断扩散，污染范围也逐渐增大，直接危及生活和工农业生产供水(图9-5)。淄博煤田洪山煤矿正常开采期间，矿坑水位被降至－24m以下，同期奥陶系岩溶水位在30～50m。1994年4月洪山矿批准报废，1996年7月矿坑水位已升到+45m，1997年8月矿坑水位上升到+73m水平，矿坑水沿斜井自流地表，而此时岩溶水位却因过量开采降至5m左右，矿坑水位高于岩溶水位近70m，从而导致大量矿坑水反向补给岩溶水，造成供水井串层污染，水质急剧恶化，洪山煤矿所在的罗村一带居民吃水困难，工农业供水发生危机，社会影响极大。3.串层污染成因石炭、二叠系煤系地层一般由砂岩、页岩、灰岩、煤层等互层组成，煤层是相对隔水层，在天然条件下，煤系地层中各含水层因煤层的阻隔，使彼此之间的水力联系较弱。煤层采出后，矿层顶板(含老顶板)产生断裂并错动，层位发生位移(塌陷)，且在采动影响带内出现大量裂隙，甚至使上下含水层与河水发生水力联系，破坏了地下水赋存条件。矿井停止排水或排水量减少后，随着含水层地下水位的不断上升，一方面使浅埋区优质地下水通过各种导水裂隙充入采空区转化为矿坑水形成污染，或矿区深部承压含水层的劣质水通过采空区与上部含水层发生水力联系，造成对地下水(煤系砂岩裂隙水)的“串层”污染;另一方面，当劣质矿坑水水位高于下伏优质奥陶系灰岩岩溶水水位时，将渗漏补给并对其形成“串层”污染。淄川区位于孝妇河流域的中上游地带，是淄博煤田的主要集中分布区，矿井的大面积闭坑与停止排水，不仅对矿区及下游的工农业生产和人们生活造成严重影响，同时对流域生态环境将造成严重破坏，因此，如何妥善处理矿井排水与污染之间的矛盾，有效地遏制矿坑水对地下水环境的污染，已是目前的当务之急。(二)油气开采区散落油污染山东省油气资源丰富，主要分布在东营市及滨州市。多年来，油气开采活动对区内地表水、地下水和土壤环境已造成不同程度的污染。1.东营市采油污染现状石油开采业为东营市首要污染行业，其污染负荷占全市跨行业污染负荷的49.5%。据东营市地质环境监测报告(1996～2000年)，在该市常年监测的11条河流中，除黄河污染较轻外，织女河、阳河、淄河、小清河、广利河等10条河流污染较重，其中石油类检出率和超标率均高达100%，平均含量1.314mg/L，最大超标倍数(地表水环境质量标准Ⅲ类)70余倍。近岸海域石油类检出率亦较普遍，且多有超标现象，如盐业养殖区和自然保护区内石油类超标倍数皆为2倍多。东营市地下水污染尤其是石油污染非常普遍，由于广泛分布不能饮用的咸水，故危害并不突出，但在浅层淡水分布区此种危害较明显。1999年对淄河沿岸地下水污染现状调查表明，淄河沿岸浅、深层地下水均受到不同程度污染，污染因子以油类为主，其次为CODCr、矿物质等。浅层地下水受污染面积45.8～52.5km2，深层地下水中油类检出最大值为1.32mg/L。图9-5 闭坑矿山串层污染示意图2.滨州市采油污染现状据滨州市地质环境监测报告(1996～2000年)，对区内小清河、朱龙河、孝妇河、支脉沟、德惠新河等10条河流水质监测表明，河水中石油类检出率及超标率(按地下水Ⅲ类标准)高达100%，平均含量1.667mg/L，最大超标倍数100余倍。下河、单寺、杜店、小营、纯化5个集中采油区地下水已遭受石油类污染。二、矿山地质灾害目前山东省矿区地质灾害问题较为突出的矿种为煤、铁、金、建材、石膏、滑石矿等。主要灾害有采空塌陷、岩溶塌陷、矿坑突水等。(一)采空塌陷采空塌陷是山东省矿区最主要的地质灾害，涉及煤矿、金矿、铁矿、石膏、滑石等矿种，其中以煤矿采空塌陷造成的危害最为突出。伴随采空塌陷出现的往往还有地裂缝、山体开裂等。采空塌陷主要分布于煤矿采空区，其次是金、铁矿及石膏、滑石矿等采空区，但从突发性和对人民的生命财产安全上来讲，又以金、铁、石膏、滑石矿更为严重。全省17个城市中有10个存在规模不同的采空塌陷。塌陷面积规模较大的依次为泰安(主要分布于煤炭资源丰富的新泰、宁阳、肥城三地)、济宁(主要分布于兖州及济宁煤田)、枣庄(主要分布于滕州及陶枣煤田、峄城及底阁石膏矿区)、莱芜(四大国有煤矿区、张家洼及小官庄铁矿区、莱芜铁矿马庄矿区)、烟台(主要分布于金矿资源开采强烈的招远、莱州、牟平及龙口煤矿区)。采空塌陷是由于矿层(体)采出后，采空区上方岩层在重力作用下发生弯曲、离层以致冒落形成的。按岩石的破坏程度，自采空区地表可划分3个不同的变形影响带，即冒落带、裂隙扩展带和弯曲变形带。有关资料表明，冒落带与裂隙带影响高度是矿层开采厚度的十倍甚至数十倍，当采空区冒落带影响到地表时，地表出现塌陷坑;若只有裂隙带发育到地表，则地表以地裂缝为主;当三带均发育时，弯曲变形带上方地表往往形成塌陷盆地，盆地中心下沉深度最大，边缘最小。由于塌陷体的四周断面与水平面的夹角较大，故塌陷盆地面积一般略大于采空区面积。采空塌陷的影响因素错综复杂，其发生发展过程及地表形态特征主要取决于矿层条件、顶板岩性特征、地质构造和采高、开采条件等。采空塌陷是危害极大的矿区地质灾害之一，它使地表植被、土壤及地层结构遭到破坏，严重恶化了自然生态环境，其所造成的经济损失是巨大的，直接影响着人们的生活、生产环境，严重威胁着人们的生命财产安全，制约着国民经济可持续发展健康发展。对人们生产、生活产生重大影响，山东省煤炭资源大多集中分布于山前平原及山间平原内，这些地段土地肥沃，地势平坦，又常是村镇集中、人口稠密的地段。因此，采矿引发的地面塌陷不但使其影响范围内的大量村庄被迫迁移、建筑物遭受破坏，而且使大面积良田因受地形起伏过大、地面积水、地裂缝等影响而荒废或绝产，浪费巨大的人力物力财力，甚至发生死亡事故。除去因煤炭开采而搬迁居民地的费用不计，按每亩年创收2000元计算，每年新增塌陷地约20km2，每年损失就达6000万元;荒废5年就会损失3亿元。根据经验，塌陷地若要实现复垦，每亩需投入资金平均在10000元以上，因而每年因采煤引起的地面塌陷所造成的经济损失，在不包括道路维修、建筑物拆迁费用前提下，仍在1亿元以上，这是一个非常可观的数字。采空塌陷还严重破坏公共设施、道路交通，对深部采矿构成威胁，对地表水及地下水资源产生破坏。据近几年调查资料，山东省各类矿山采空塌陷面积为403.01km2，其中煤矿采空塌陷最大，占采空塌陷面积的97%。各主要矿种的采空塌陷现状分述如下:1.煤矿区采空塌陷山东省采煤历史悠久，开采方式从以往的小规模开采转入现今的机械化深部大规模开采，随着采空面积和采空范围的不断扩大，各采煤区相应的发生了一系列规模不等、形状各异的采空塌陷。据不完全统计，全省因采煤造成的采空塌陷已达800余处，累计塌陷面积392.625km2，其中农作物绝产面积大于50km2，平均万吨煤地面塌陷率达0.0037km2。山东省煤矿区采空塌陷情况见表9-3。表9-3 山东省煤矿区采空塌陷情况统计表塌陷的平面形态多为圆形、椭圆形的塌陷盆地，盆地中心下沉深度各地不一，最大下沉深度12.5m(肥城王瓜店)，最小下沉深度0.1m(枣庄黄庄煤矿)。其中塌陷区最大下沉深度小于1.5m，地表形态相对变化较轻的塌陷面积累计124.6km2，占全省总塌陷面积的31.74%;塌陷区下沉深度大于1.5m，地表形态相对变化较大的塌陷面积累计268.03km2，占全省总塌陷面积的68.26%。后一类塌陷分布区，地表地形起伏较大，在第四系沉积厚度较大或地下水位埋深较浅的地段，常形成季节性乃至常年性积水洼地，导致土地复垦困难或不能复垦。据不完全统计，目前，全省部分老塌陷区的常年积水面积已达48.2km2以上，造成了耕地的大面积绝产。由于各地区成煤条件(厚度、埋深、顶底板岩性等)的差异，以及各采煤区开采方式的不同，使得各采区采空塌陷的发育规模差异较大。省内济宁、枣庄、泰安、龙口、临沂、淄博和坊子七大采煤区，除淄博采煤区的采空塌陷的发育规模较小外，其他地区的采空塌陷均较严重。尤其以济宁、枣庄、泰安三地市所辖煤田区的采空塌陷最为严重，累计塌陷面积达312.81km2，占全省采空塌陷总面积的79.67%，不但塌陷分布面积大，下沉深度深，而且积水面积广，造成的损失和社会影响亦极大。(1)济宁煤矿区主要包括兖州煤田、济宁煤田，可采煤层2～3层，煤层倾角8°～12°，厚度8～12m，最大18.77m，煤层埋深200～1000m不等。现有煤矿矿山企业40个。自1968年以来，各矿井陆续建成投产，现年生产能力达4838万t，开采深度100～600m。近年来，因长期大规模开采地下煤层，导致了采空区地面塌陷的相继发生。据不完全统计，区内采空塌陷面积已达127.96km2，占矿区总面积的9.91%，其中已复垦面积36km2。下沉深度一般2.5～7.5m，最大达9.2m。由于塌陷区下沉深度普遍较深，地形起伏较大，而且塌陷区第四系沉积厚度大，因此，各塌陷多为常年或季节性积水盆地。据不完全统计，塌陷区累计积水面积达20km2，平均积水深度4m。(2)枣庄煤矿区枣庄矿区采空塌陷主要分布于区内的西北部、中部、东南部的山前平原区，区内煤田有:陶枣煤田、官桥煤田、滕州煤田和韩台煤田，矿区面积1546km2。可采煤层6层，其中以石炭系太原组第十四层煤(煤层厚度1.4m左右)和二叠系山西组第三层煤(煤层厚度3～8m)为主要开采层，煤层埋深20～500m不等。矿区内现有采煤矿山企业18个，自1965年至今相继发生采空塌陷，累计塌陷面积达79.01km2，占矿区总面积的5.1%。目前，采空塌陷主要集中于陶枣煤田，塌陷面积45km2，其次是滕州煤田和官桥煤田，塌陷面积分别为27.51km2、6.5km2，塌陷区下沉深度一般为1～2.3m，最深9m(柴里煤矿)。(3)泰安煤矿区泰安市是山东重要的煤炭生产基地，煤矿主要分布于肥城、新泰、宁阳等地，含煤面积840km2，占全市总面积的10.8%，可开采面积240km2。可采煤层5～8层，煤层平均总厚度2.5～8m。全市现有煤矿矿山企业81个。采空沉陷主要分布于肥城市、新泰市及宁阳县煤田开采区，以肥城煤田沉陷面积最大，对地质环境、工农业生产及城乡建设破坏最为严重。目前，全市累计沉陷面积已达105.84km2。2.铁矿区采空塌陷省内铁矿采空塌陷相对较轻，尽管目前济南、莱芜、淄博等铁矿主要产地的矿山开采已具规模，但由于矿石采出后对采空区大都进行了尾矿充填，因此，铁矿采空塌陷的发生得到了有效地控制。据调查，至2002年底，全省仅发生3处采空塌陷，莱芜2处、淄博1处，累计塌陷面积2.673km2。(1)淄博黑旺铁矿朱崖矿区庙子区采空塌陷发生于1987年10月7日，塌陷的形成具有突发性特点，塌陷的平面形态呈长条状，长310m，宽8～12m，深6～8m。坑内陷入8户人家，死、伤各12人，百余间民房遭受不同程度破坏。(2)莱芜张家洼小官庄铁矿区采空区塌陷小官庄铁矿采空区塌陷发生于小官庄东、西采区，累计塌陷面积2.3km2，塌陷的平面形态呈圆形盆地状，其形成过程具渐变特征。塌陷盆地形成之初，首先在采空区上方产生小范围的地表沉降变形，之后，地表变形范围及沉降量由边缘向中心逐年增大，年沉降率0.69m(西采区)，至沉降中心出现圆桶状塌坑。塌坑直径10～30m，深20m，塌后坑中有积水，塌坑发生后地面沉降仍呈继续发展趋势。(3)马庄铁矿采空区塌陷马庄铁矿采空区塌陷发生于马庄铁矿区内，累计塌陷面积0.37km2，塌陷区沿采空区呈条带状延展1000m分布，最大塌陷坑深达10m，现塌陷已呈稳定状态。目前，马庄采空区采用了尾矿充填新技术，采空塌陷得到了有效控制，今后一般不会发生采空塌陷。3.金矿采空区塌陷金矿采空塌陷主要分布于胶东金矿区的招远、莱州、牟平、威海等地。据不完全统计，到目前为止，金矿开采区发生采空塌陷160多处，累计塌陷面积约0.851km2。塌陷的形态多为条形塌坑，走向与矿脉走向一致。塌坑两侧边坡陡立，地表岩体内沿矿脉走向的张性裂隙发育，裂隙宽度可达20cm，受矿脉地质特征和开采规模的控制，塌坑的发育规模(长、宽、深)差异悬殊。塌坑长度一般十余米至数十米不等，最长达800m。4.石膏、滑石等矿区采空塌陷山东省石膏矿储量十分丰富，石膏生产量呈逐年上升，产量供大于求，因此矿区采空塌陷也越发突出。目前采空塌陷主要分布于临沂市平邑县、苍山县石膏矿区和枣庄底阁石膏矿区，累计塌陷面积1.774km2。2001～2002年度临沂市、枣庄市国土资源局成功预报了两起石膏矿采空塌陷，避免了重大的人员伤亡和财产损失。(1)平邑石膏矿区采空塌陷面积0.038km2，2001年8月26日，平邑县卞桥镇石膏矿采空区发生地面塌陷，面积1万多平方米，中心区塌坑深5m多，塌陷上方正对着小东庄30多户村民住宅。由于预报成功，避免了小东庄116户村民的人员伤亡和财产损失。(2)枣庄底阁石膏矿区现有石膏矿山21个，多数矿山已有近20年的开采历史，开采规模已基本趋于稳定。采空沉陷始于1990年，现有塌坑16处，沉陷坑多呈东西向长条状，采空塌陷面积1.72km2，塌陷区下沉深度一般0.5～2.5m，最深处达7m。2002年5月20日21时，峄城区底阁镇市联营石膏矿区发生一次大规模地面塌陷，一次连片塌陷面积达214亩，后又续塌40余亩。由于监测准确，预报成功，避免了正在作业的6个矿井的400余名矿工的伤亡，避免经济损失460余万元。(3)滑石矿采空区塌陷主要分布于栖霞、莱州等地，现已发生采空塌陷3处。最大的一处发生在莱州市滑石矿采空区，塌陷形态为椭圆形盆地状，面积约0.45km2，塌陷中心下沉深度3m左右，该塌陷的发生对位于其西部的莱州市滑石矿构成了很大威胁，目前矿院围墙已有多处倾斜开裂，墙体裂缝最宽可达10cm。(4)重晶石矿采空区塌陷临沂、潍坊等地在开采重晶石矿的过程中，曾先后发生较大规模的采空塌陷，并造成了严重的人员伤亡事故。1981年10月，临沂市临沭县曹庄镇大哨村南500m的重晶石矿区发生采空塌陷，致使井下正在采矿的工人6人伤亡;潍坊高密市王吴乡东南西化山村附近的重晶石矿区，1982年至1986年间，亦发生两次采空塌陷，塌陷的平面形态为条带状，塌陷中心最大塌陷深度5m，累计塌陷面积4.5km2。其中1982年发生地面塌陷时致使4人死亡，直接经济损失20余万元;1986年矿区又形成一宽5m，长50～60m，深4～5m的塌坑。塌陷发生后，对部分地段进行了回填，到目前为止，矿区未再发生地面塌陷。(二)岩溶地面塌陷岩溶地面塌陷是一种发生在隐伏碳酸盐岩地区的突发性地质灾害。全省因开采固体矿产而引发的岩溶塌陷面积约30.6544hm2。相对于采空塌陷，岩溶塌陷面积较小，目前只局限于莱芜铁矿区、蒙阴洪沟煤矿区、沂南金矿区3个矿区。1.莱芜铁矿区矿区内分布着十余处不同规模的热液交代式铁矿，自20世纪50年代末相继建矿开采。塌陷最早发生于谷家台矿区，1973年谷家台矿区大抽水，当水位降深22.4m，涌水量21385m3/d，赵庄“天窗”及其附近，沿张公清断裂东侧发生走向北北东向的突发地面塌陷群，较明显的塌陷有12处。目前，矿区地面塌陷已发展到117处，累计塌陷面积6320m2。塌陷的形态多为井筒状或坛状，直径0.4～35m，可见深度0.4～13m。塌陷造成了部分农田被毁，房屋开裂，给人们生命财产安全造成很大威胁。据调查，受岩溶塌陷影响，矿区范围内至今已有10个自然村328户被迫搬迁，不需搬迁但要维修的危房户有996户。2.蒙阴洪沟煤矿区1991年5月28日，洪沟煤矿地下150m处巷道发生突水事故，巷道内地下水位以2.4m/h的速度上升，次日凌晨矿井全部被淹。与此同时，距突水点0.4km的洪沟村西南、洪沟河东岸出现塌陷坑69个，形成塌陷高峰。随后，5月30日～6月3日又相继发生地面塌陷，使矿区塌陷达到78处，最后1处发生于1992年3月18日。塌陷坑群沿洪沟古河床东侧分布，在长2000m、宽400m的范围内出现塌坑148个。形态多为圆形井筒状，直径2～10m，可见深度3～5m，最深15m，最浅0.5m，累计塌陷面积约0.3km2。3.沂南金矿区1992年3月21日晚，沂南金矿发生突水，之后突水点上部地面即发生地面塌陷。塌陷分布于铜井镇东南1000m的铜井河床内，共有塌陷坑13个，直径1.5～7m不等，可见深度4～10m，累计塌陷面积约224m2，塌陷区内的塌陷坑现已填平。(三)崩、滑、流等重力地质灾害采矿引发的岩体开裂、崩塌、滑坡等重力地质灾害主要分布于胶西北中低山金矿开发区，金矿脉沿山体被采出后，如果不及时进行回填处理等，即可引发上覆岩体开裂、崩塌等。目前，在烟台市的招远、龙口、莱州、牟平等金矿区，此类重力地质灾害非常普遍，金矿毛石、尾矿不合理堆放引发的渣石流在区内也时常发生。另外，石材开发易造成边坡失稳，产生崩塌、滑坡等，此类地质灾害主要分布于鲁中南、鲁东石材开发区。1.矸石堆引发的重力地质灾害矸石堆自然安息角38°～40°，在人为开挖和降雨等外力作用下，易失稳引发重力灾害，如渣石流、坍塌等。自20世纪80年代以来，省内已发生较严重的矸石堆重力灾害10多起，造成20多人死亡，多人受伤。山东省枣庄煤矿北煤井一矸石堆于1994年发生坍塌，导致17人死亡、7人受伤。2002年，枣庄蒋庄煤矿一座高50余米的自燃矸石山发生塌落事故，主要原因是矿主经营煤矸石山却无任何保护措施，山体下部被挖成垂直状，上部因震动向下滑动，造成一辆汽车被埋烧焦，1人被烧焦，4人严重烧伤的严重事故。目前，全省多处矿山存在矸石堆重力地质灾害，如淄博矿业集团有7处矸石堆存在坍塌隐患。夏庄矿矸石堆坍塌，已危及附近居民的安全，应引起有关部门的重视。2.尾矿坝引发的重力地质灾害尾矿坝失稳造成的灾害在全省矿山中时有发生，主要分布于胶东金矿区。尾矿稳定性危害表现形式有两种:1)水和风力的常规搬运作用造成的水土流失;2)尾矿渣石流及尾矿库坝等重力稳定性问题。其中以后者危害更为严重。1997年8月，招远金矿玲珑选矿厂尾矿库排水斜槽盖板发生断裂损坏，山洪挟尾矿砂顺流而下，冲毁台上村果园10余亩，农田25亩，淤塞小型水库一座，17户村民无家可归。1989年，招远金矿九曲蒋家矿区太坑巷道大量涌水，涌水把蒋家村尾矿库坝冲毁造成渣石流，造成直接经济损失50多万元。九曲蒋家村另一座尾矿库坝由于设计及施工质量差，也曾在汛期发生塌滑事故，造成较大经济损失。玲珑镇罗山河两岸堆放着几十座尾矿库，每年汛期都有大量尾矿砂淤积到界河床中，需花费大量的人力、物力清淤，给当地的经济发展造成很大影响。三、资源毁损(一)矿业开发占用及破坏土地资源目前，全省矿山企业矿区总面积约8049.76km2，占全省国土总面积的5.1%。矿山开发建设占用及破坏土地的类型主要为耕地。矿山开发占用及破坏土地的方式主要有露天采矿场、固体废料场、尾矿场、地面塌陷区等。山东省土地利用率较高，2007年全省耕地面积707万hm2，人均耕地1.066亩，低于全国人均水平。近几年耕地面积逐年下降，由1990年的103013万亩降至2007年的9480万亩。(二)地貌景观的破坏近年来，山东工程建设高速发展(全国水泥生产第一大省及高速公路通车里程最多省份)，对水泥、砂石料等各种建筑材料需求量大增，特别是建材矿山数量迅速增多，其点多、面广，影响范围几乎涉及城乡各地，其开发引发的植被破坏、水土流失、景观损失等生态环境问题十分突出，矿山生态环境恢复工作难度非常大。长期的露天采石、采砂、采土和工程施工建设，留下或正形成许多采石(砂、土)坑、挖掘面、滚石带和众多废石(土)堆，严重破坏了地质地貌形态，使原本美丽天然的地质地貌景观变得满目疮痍，恶化了自然生态环境。

矿山地质环境保护规定是未取得采矿许可证擅自采矿的，擅自进入国家规划矿区、对国民经济具有重要价值的矿区范围采矿的，擅自开采国家规定实行保护性开采的特定矿种的，责令停止开采、赔偿损失，没收采出的矿产品和违法所得，可以并处罚款。国内因采矿活动造成采空塌陷、地下水疏干、地质地貌景观破坏等问题，已严重危害矿区人民正常的生产生活，制约了当地经济社会的可持续发展。据统计，全国113108座矿山中，采空区面积约为134.9万公顷，占矿区面积的26%；采矿活动占用或破坏的土地面积238.3万公顷，占矿区面积的47%；采矿引发的矿山次生地质灾害累计12366起，造成直接经济损失166.3亿元，人员伤亡约4250人，面临的地质环境形势十分严峻。按照相关法律法规的规定违反矿产资源法的规定，未取得采矿许可证擅自采矿，擅自进入国家规划矿区、对国民经济具有重要价值的矿区和他人矿区范围采矿，或者擅自开采国家规定实行保护性开采的特定矿种，情节严重的，处三年以下有期徒刑、拘役或者管制，并处或者单处罚金，情节特别严重的，处三年以上七年以下有期徒刑，并处罚金。违反矿产资源法的规定，采取破坏性的开采方法开采矿产资源，造成矿产资源严重破坏的，处五年以下有期徒刑或者拘役，并处罚金。未取得采矿许可证擅自采矿的，擅自进入国家规划矿区、对国民经济具有重要价值的矿区和他人矿区范围采矿的，擅自开采国家规定实行保护性开采的特定矿种，经责令停止开采后拒不停止开采，造成矿产资源破坏的行为，属于非法采矿罪。综上所述:关于矿山地质环境保护规定的问题，建议大家仔细看下中华人民共和国矿产资源法并可以询问本地政策，采矿规范，一定要遵守国家法律法规。（法律依据：）《中华人民共和国矿产资源法》第三十九条违反本法规定，未取得采矿许可证擅自采矿的，擅自进入国家规划矿区、对国民经济具有重要价值的矿区范围采矿的，擅自开采国家规定实行保护性开采的特定矿种的，责令停止开采、赔偿损失，没收采出的矿产品和违法所得，可以并处罚款；拒不停止开采，造成矿产资源破坏的，依照刑法有关规定对直接责任人员追究刑事责任。单位和个人进入他人依法设立的国有矿山企业和其他矿山企业矿区范围内采矿的，依照前款规定处罚。第四十条超越批准的矿区范围采矿的，责令退回本矿区范围内开采、赔偿损失，没收越界开采的矿产品和违法所得，可以并处罚款；拒不退回本矿区范围内开采，造成矿产资源破坏的，吊销采矿许可证，依照刑法有关规定对直接责任人员追究刑事责任。《中华人民共和国刑法》第三百四十三条违反矿产资源法的规定，未取得采矿许可证擅自采矿，擅自进入国家规划矿区、对国民经济具有重要价值的矿区和他人矿区范围采矿，或者擅自开采国家规定实行保护性开采的特定矿种，情节严重的，处三年以下有期徒刑、拘役或者管制，并处或者单处罚金；情节特别严重的，处三年以上七年以下有期徒刑，并处罚金。违反矿产资源法的规定，采取破坏性的开采方法开采矿产资源，造成矿产资源严重破坏的，处五年以下有期徒刑或者拘役，并处罚金。

第一章　总 则第一条　为保护矿山地质环境，减少矿产资源勘查开采活动造成的矿山地质环境破坏，保护人民生命和财产安全，促进矿产资源的合理开发利用和经济社会、资源环境的协调发展，根据《中华人民共和国矿产资源法》和《地质灾害防治条例》，制定本规定。第二条　因矿产资源勘查开采等活动造成矿区地面塌陷、地裂缝、崩塌、滑坡，含水层破坏，地形地貌景观破坏等的预防和治理恢复，适用本规定。　　开采矿产资源涉及土地复垦的，依照国家有关土地复垦的法律法规执行。第三条　矿山地质环境保护，坚持预防为主、防治结合，谁开发谁保护、谁破坏谁治理、谁投资谁受益的原则。第四条　国土资源部负责全国矿山地质环境的保护工作。　　县级以上地方国土资源行政主管部门负责本行政区的矿山地质环境保护工作。第五条　国家鼓励开展矿山地质环境保护科学技术研究，普及相关科学技术知识，推广先进技术和方法，制定有关技术标准，提高矿山地质环境保护的科学技术水平。第六条　国家鼓励企业、社会团体或者个人投资，对已关闭或者废弃矿山的地质环境进行治理恢复。第七条　任何单位和个人对破坏矿山地质环境的违法行为都有权进行检举和控告。第二章　规 划第八条　国土资源部负责全国矿山地质环境的调查评价工作。　　省、自治区、直辖市国土资源行政主管部门负责本行政区域内的矿山地质环境调查评价工作。　　市、县国土资源行政主管部门根据本地区的实际情况，开展本行政区域的矿山地质环境调查评价工作。第九条　国土资源部依据全国矿山地质环境调查评价结果，编制全国矿山地质环境保护规划。　　省、自治区、直辖市国土资源行政主管部门依据全国矿山地质环境保护规划，结合本行政区域的矿山地质环境调查评价结果，编制省、自治区、直辖市的矿山地质环境保护规划，报省、自治区、直辖市人民政府批准实施。　　市、县级矿山地质环境保护规划的编制和审批，由省、自治区、直辖市国土资源行政主管部门规定。第十条　矿山地质环境保护规划应当包括下列内容：　　（一）矿山地质环境现状和发展趋势；　　（二）矿山地质环境保护的指导思想、原则和目标；　　（三）矿山地质环境保护的主要任务；　　（四）矿山地质环境保护的重点工程；　　（五）规划实施保障措施。第十一条　矿山地质环境保护规划应当符合矿产资源规划，并与土地利用总体规划、地质灾害防治规划等相协调。第三章　治理恢复第十二条　采矿权申请人申请办理采矿许可证时，应当编制矿山地质环境保护与治理恢复方案，报有批准权的国土资源行政主管部门批准。　　矿山地质环境保护与治理恢复方案应当包括下列内容：　　（一）矿山基本情况；　　（二）矿山地质环境现状；　　（三）矿山开采可能造成地质环境影响的分析评估（含地质灾害危险性评估）；　　（四）矿山地质环境保护与治理恢复措施；　　（五）矿山地质环境监测方案；　　（六）矿山地质环境保护与治理恢复工程经费概算；　　（七）缴存矿山地质环境保护与治理恢复保证金承诺书。　　依照前款规定已编制矿山地质环境保护与治理恢复方案的，不再单独进行地质灾害危险性评估。第十三条　采矿权申请人未编制矿山地质环境保护与治理恢复方案，或者编制的矿山地质环境保护与治理恢复方案不符合要求的，有批准权的国土资源行政主管部门应当告知申请人补正；逾期不补正的，不予受理其采矿权申请。第十四条　采矿权人扩大开采规模、变更矿区范围或者开采方式的，应当重新编制矿山地质环境保护与治理恢复方案，并报原批准机关批准。第十五条　采矿权人应当严格执行经批准的矿山地质环境保护与治理恢复方案。　　矿山地质环境保护与治理恢复工程的设计和施工，应当与矿产资源开采活动同步进行。第十六条　开采矿产资源造成矿山地质环境破坏的，由采矿权人负责治理恢复，治理恢复费用列入生产成本。　　矿山地质环境治理恢复责任人灭失的，由矿山所在地的市、县国土资源行政主管部门，使用经市、县人民政府批准设立的政府专项资金进行治理恢复。　　国土资源部，省、自治区、直辖市国土资源行政主管部门依据矿山地质环境保护规划，按照矿山地质环境治理工程项目管理制度的要求，对市、县国土资源行政主管部门给予资金补助。

保定-沧州地区位于华北平原中部，地势西高东低，西部为山区，东部为滨海地区，从地貌单元上构成了山前到滨海的完整地貌单元，是一个完整的水土地质环境研究区，自山麓至滨海，可分为山前残坡积-洪冲积平原、中部冲积-湖积低平原和泛滥平原(包括泛滥洼地、河漫滩和平地等)、东部冲海积平原等3部分。山前残坡积-洪冲积平原，沿太行山山麓呈带状分布，海拔在110～50m，由多个洪冲积扇相连而成，中部冲积湖积低平原，主要位于白洋淀低洼地带。考虑到南水北调工程为该区一个很重要的水土工程，对水土地质环境具有潜在的影响，因此，示范区包括了南水北调工程经过的山区县市，范围为除阜平县和涞源县以外的全部县(市)，面积3.3万km2，其中平原地区面积2.48万km2(图11-1)。图11-1 保定-沧州示范区区域位置图保定-沧州地区属北温带半湿润半干旱气候区，区内年均气温介于4～14℃之间，受季风影响，降水量东部高西部低，多年平均降水量400～500mm。年均蒸发量1800～2000mm，日照时数2800～3100h，年无霜期180～200d。保定-沧州地区位于华北平原中部，地处二级大地构造单元的华北断坳上，自新近纪、古近纪以来，受新构造运动影响，燕山、太行山等山区逐渐隆起，华北平原下降。黄河中下游、海河、滦河等大河及其支流的长期冲积与洪水泛滥形成了该区巨厚的中新生代松散沉积物，沉积厚度可达1000～3500m，其中第四系厚度一般为200～600m，构成该地区主要的地下水含水层。区内包括大清河、子牙河、漳卫河和古黄河5个地下水系统。潜水为第四系孔隙水。从山前平原至滨海平原，含水层颗粒由砾、卵石为主逐渐变化为以细、粉砂为主，含水层厚度在山前平原顺沉积方向由薄变厚，中部平原比较稳定，至滨海平原又逐渐变薄。各含水层系统或亚系统的边界为地表分水岭、地下分水岭、平原古河间带的黏性土弱透水带。冲洪积倾斜平原浅层孔隙含水层是研究区最富水的含水层之一，也是工农业生产和生活的主要开采水源。按埋藏条件和埋藏深度的不同，第四系松散岩类孔隙水可分为4个含水层组：第一含水组底界埋深30～70m，含水层厚5～10m，岩性为砂、砾、卵石，富水性强；第二含水层组底界埋深50～150m，含水层厚15～45m，岩性为砂、砾、卵石或细砂，富水性较强；第三含水组底界埋深100～300m，含水层厚15～40m，岩性以中细砂为主，富水性较好；第四含水组底界埋深200～500m，岩性多为半胶结砂及风化砂，富水性差。第三、第四含水组为深层水，不易开采，第一、第二含水组为浅层水，也是水土地质环境监测的主要对象。在山前倾斜平原区，含水层主要接受大气降水补给，水循环交替充分，以侧向径流方式向冲洪积平原区排泄。在冲洪积平原区，含水层介质颗粒变小，地势低平，地下水流动速度变缓。一、监测网络保定-沧州水土地质环境监测示范区从2008年开始建设，到2013年已形成监测网络，在保定沧州地区共布设土壤环境监测点236个，其中区域监测点64个，重点监测点122个，针对土地盐渍化问题的问题监测点50个；布设水环境监测点200个，其中区域监测点64个，重点监测点86个，问题监测点50个。表11-6为示范区水土地质环境监测网点分布情况。表11-6 保定-沧州示范区水土地质环境监测网点分布情况二、水土地质环境问题监测与分析土地盐渍化、土地沙化、湿地退化、水土地质环境异常与污染是目前保定沧州示范区存在的主要水土地质问题。1.土地盐渍化土地盐渍化包括盐化和碱化，盐化是指在海潮的浸渍或含盐地下水的影响下，土壤含盐量增加(超过0.3%)的过程；碱化是指地下水中的钠质碳酸盐被还原，使土壤胶体中代换性的含量升高的过程。按其成因，可将盐碱化分为滨海盐碱化和内陆盐碱化。滨海盐碱化主要是由于海潮的浸渍，使地下水高度矿化，水经毛细管上升蒸发而使盐分在土壤表层大量聚集的过程，其盐分组成以氯化物为主；内陆盐碱化主要是由于地势平坦，排水不畅，气候干燥，气温较高，随着强烈的蒸发，盐分上升到地表，使土壤发生盐碱化，其盐分组成以硫酸盐和氯化物为主，钠含量较高。由于地形地貌条件影响着地表水、地下水的径流和排泄，而水的位移又和盐分的运移密切相关，因而地形地貌条件是盐碱地形成的重要原因，山前冲洪积平原地面坡降大，一般不产生盐碱地，中部冲积、湖积平原和东部海积平原地势平坦，地表水、潜水的排泄以蒸发为主要形式，最易导致盐碱地的形成。湖淖洼淀的特殊地貌，由于蒸发量较大，盐碱土重，也为形成盐碱地提供了条件，水文地质条件是形成盐碱地的主要因素。盐碱地的形成是盐分积累的结果，而盐分的运移和水的运移密切相关。因此，地下水水位埋藏深度及溶解性总固体含量的高低，直接关系到土地是否盐碱化，当地下水埋藏较浅时，水通过土壤毛细作用上升，在半干旱蒸发强烈的气候条件下，地下水不断被蒸发，水中携带的盐分日积月累地残留于土壤中，导致盐碱地的形成。保定-沧州示范区蒸发强度大约是降水量的3～4 倍，蒸发量大于降水量的月份达8～10个月。这种气候特点为盐分上移凝聚地表提供了动力，土壤层含盐量逐渐增高，导致盐碱土的形成。盐渍化问题主要分布在保定-沧州示范区的中东部低洼地带。2.土地沙化土地沙化是指在干旱地区，由于人类活动以及自然环境的恶化，干旱的季风将各处淤积的沙吹扬起来，覆盖于土壤表层，破坏和改变了土壤的性质，将土壤中失水的细粒物质和有机物吹走，留下干燥的粗颗粒物质的过程。其进一步发展，使生态平衡遭到严重破坏，使原非沙漠的地区，出现了以风沙活动、沙丘起伏为主要标志的类似沙漠景观的过程，称为沙漠化。土壤沙化也泛指良好的土壤或可利用的土地变成含沙很多的土壤或土地甚至变成沙漠的过程。土壤沙化主要过程是风蚀和风力堆积过程。在沙漠周边地区，由于植被破坏或草地过度放牧或开垦为农田，土壤因失水而变得干燥，土粒分散，被风吹蚀，细颗粒含量降低。而在风力过后或减弱的地段，风沙颗粒逐渐堆积于土壤表层而使土壤沙化。因此，土壤粒径大小的分布特征可以间接反映土地沙化的程度。保定-沧州示范区土地沙化包括沙化耕地、固定沙地、半固定沙地和流动沙地等类型，在示范区全区均有分布。主要分布于干涸的河道两侧。3.湿地退化湿地退化主要表现为河流湿地退化和湖泊湿地退化，境内拒马河、大清河、子牙河和潴龙河等主要河流大部分都已经干涸，其河流湿地已经遭到破坏，如拒马河现在已经成为采砂地。白洋淀是保定-沧州的主要湖泊，对调节保定-沧州地区的气候环境起到了很重要的作用，由于新构造运动和气候演变，白洋淀有水的疆域已大大缩小，然而其淀貌遗迹还存在，现在靠人工回灌，如引黄济淀工程来维持白洋淀的湖泊面积。4.水土地球化学异常与污染在扇间洼地、河间洼地等低洼地带地氟病分布广泛。在保定市区周边和献县、青县周边都出现了重金属异常现象。在子牙河流域是保定-沧州地区多条河流汇集处，许多微量元素在此富集，从图11-2中可以看出，As元素逐渐由表层向深部迁移，从而在潜水中富集，容易引起As中毒，这些元素和元素组是否会产生生态效应也值得关注。图11-2 保定-沧州示范区土壤Cr、As等值线图三、水土地质环境质量综合评价在充分考虑各水土地质环境原生背景的基础上，结合人类耕作及工程活动等后续的扰动因素采用量化指标的方法，将水土地质环境各影响因素按其权重进行空间代数叠加，根据叠加的结果依据综合评价指数将保定-沧州示范区水土地质环境状况划分为6个等级。影响示范区水土地质环境的因素很多，但考虑到部分要素具有的关联性和互动性，评价时只需选择具有主导性的指标因素即可。而各因素又因对评价结果的作用和地位不同，因而将评价因素按照重要性进行等级划分，采用二级层次分析法。水土地质环境评价指标层次结构见图11-3。图11-3 保定-沧州示范区水土地质环境评价指标层次结构图对所有单元点综合评分值按照5%，25%，50%，75%，95%分位进行量化分级，评价结果共分为6个等级：优良、良好、较好、一般、较差和极差(表11-7)。每个网格剖分点按照所得综合评分值，利用kriging方法差分处理。对剖分区的相应等级区间赋予不同颜色。在核查的基础上对初步形成的分区图进行适当小区合并及调整，形成最终的成果图件(图11-4)。表11-7 水土地质环境分区评价结果表图11-4 保定-沧州示范区水土地质环境分区评价图总体上来，保定-沧州示范区水土地质环境特征呈现西好东差的分布格局，其中任丘—河间一线和黄骅—海兴等地水土地质环境质量最差。

　　地质环境与人体健康　　环境与人体的关系是生物发展史上长期形成的一种互相联系、相互制约和相互作用的关系。由于客观环境的多样性和复杂性以及人类特有的改造和利用环境的主观能动性，使环境和人类呈现着极其复杂的关系。在人类长期发展过程中，人体对环境的变化形成了一定的调节机能，以适应环境的异常改变；只要环境改变不超过人体的适应范围，就不会造成机体对环境适应能力平衡的破坏，人体健康及生活能力就不会受到影响。但是人体对环境变化的这种适应能力是有限的，如果环境条件出现任何剧烈的异常改变(如气象条件的剧变，自然的或人为的污染等)，超越了人类正常的生理调节范围，就可能引起人体某些功能、结构发生异常反应，甚至呈现病理变化，使人体产生疾病或影响寿命。　　(1)地方性甲状腺肿　　地方性甲状腺肿主要是因缺碘引起的甲状腺代偿性肿大为主要表现的地方病。临床上地甲病患者除颈部逐渐变粗外，并无明显症状，当腺体大压迫周围器官时，可出现一些局部症状，如心悸、气短、呼吸困难等。严重的地方性甲状腺病地区内儿童可并发地方性克汀病。克汀病患儿的临床特征是不同程度的呆、小、聋、哑、瘫。已经成病就很难治愈，成为家庭和社会的负担。　　本病是世界上流行最广泛的一种化学性地方病，估计全世界约有两亿多病人。我国许多地方都有此病的流行，尤以西北、华北、西南等地区较多见，山区多于平原、内陆多于沿海、乡村多于城市。各年龄组的人都可发病，甚至在新生儿中也可见到。引起该病的主要原因是环境缺碘。碘是人体合成甲状腺素的必需微量元素。缺碘可促使甲状腺滤泡明显增生，结果使甲状腺代偿性肿大。流行病学调查证明：绝大多数地方性甲状腺肿地区的土壤、饮水或食物中都缺碘，含碘量与患病率密切相关，而经补充碘后，甲状腺肿的流行可得到控制。　　地方性甲状腺肿的防治应以预防为主，防治结合。目前的主要预防方法是为病区居民补充碘。给碘的方法我国已有很好的经验，即供应碘盐和碘化食油，且以供应碘盐简便易行，效果较好。　　碘盐：又称健康盐，一般在10万份食盐中加入l一2份碘化钾混匀制成。在流行区要坚持长期食用。碘盐应存放在干燥、低温和暗处，包装严密o　　另外，供应富含碘的食物(海产品如海带、海鱼)，合理的膳食、清洁的饮水、有规律的生活，均可减少地方性甲状腺肿的发病。　　(2)地方性氟病　　地方性氟病是长期摄人过多的氟引起的以氟斑釉齿和氟骨症为特征的一种慢性全身性疾患。本病流行甚广，世界各大洲都有发生。我国北方、西北和西南地区十多个省、市都有氟病流行。　　发病原因：氟摄人量过高是发生本病的主要原因。据调查，每人每日摄入氟总量起过4毫克时即可能在体内蓄积，导致慢性中毒。饮水及食物中含氟量愈高，则地方性氟病的患病率也愈高。当营养不良，特别是缺钙和缺少维生素A、D及C时，能促进氟骨病的发生。　　发病机理：对于氟骨症及斑釉齿的发病机理，目前尚有不同的认识。但据临床及实验资料，发现氟有以下几方面毒性作用，有助于阐明本病的发病机理。　　A．破坏钙、磷代谢：过量的氟进人人体后与钙结合形成氟化钙，主要沉积于骨组织中，少量沉积于软骨中，使骨质硬化，从而引起一系列症状。氟与钙结合使血钙减少，从而刺激甲状旁腺分泌增多，溶骨作用加强，加速了骨的吸收，使骨质疏松或软化。此种现象多见于产妇及哺乳期妇女o　　B．抑制酶活性：因氟与钙、镁结合成难溶的氟化钙及氟化镁，故体内许多需钙参加的酶活性被抑制。例如，抑制稀醇化酶和琥珀酸脱氢酶等，使三羧酸循环障碍，糖元合成减少，可致骨组织营养不良；抑制骨磷化酶，导致骨组织钙盐的吸收和蓄积障碍o　　C．对牙齿的作用：适量的氟可取代牙釉质中的羟磷灰石的羟基而形成氟磷灰石。它是牙齿的基本成分，可使牙釉质光滑坚硬、耐酸、耐磨，并具有抗酸作用。氟又可抑制口腔中的乳酸杆菌，降低碳水化合物分解产生的酸度，从而具有防龋齿作用。但是，体内进入过量氟，大量氟沉积于组织中，可影响牙釉质形成正常的棱晶结构，而形成不规则的球状结构，产生斑点、缺损或条纹，同时使牙齿的硬度减低、质脆及碎裂，甚至可早期脱落。　　临床表现　　A．斑釉齿：为地氟病最明显的病症。恒牙，特别是切牙最明显。牙齿表面粗糙，失去光泽，出现粉白、棕黄色或褐色的大小不等、形状各异的斑点、缺损或条纹。牙齿质脆易缺损或脱落。　　B．氟骨症：患者主要临床表现为腰背酸痛、关节僵硬、上下肢弯曲、驼背。严重的可引起四肢及躯干关节固定，甚至发生截瘫。　　预防措施：首先应查清氟的来源，如主要来源于饮水，则应更换适宜的水源，一般讲地面水中含氟量较地下水为低。如更换水源有困难时，则应采取水中除氟的方法。常用的方法有碱式硫酸铝法，按0 0 5％克／升加入水中，搅拌半分钟，可使水氟由7．O毫克／升降低到1．O毫克／升。此外，尚有硫酸铝法，向水中按100～200毫克／升剂量加入硫酸铝，搅拌均匀，静置沉淀1—2小时，即可饮用。　　另外，减少食品中含氟量，如高氟地区不使用含氟量高的化肥(如磷矿粉等)，食品不用含氟量高的煤烘烤，并加强食品含氟量的监测、监督，都是预防地方性氟病的有效措施

根据前面的评价方法，结合湖南省矿山地质环境问题状况，将矿产资源开发诱发的矿区资源毁损、地质灾害和环境污染等矿山环境地质问题的3个主要类型（要素）作为一个整体，来考虑评价矿业开发对地质环境的负面影响。依据矿山地质环境质量量化指标类型不同，通过引用、适当调整、选择基准值、确定等级、不同量纲指标的无量纲化等方法思路，建立包含几乎所有矿山的环境地质问题的指标量化评价模型。下面分别针对不同评价方法的适用范围进行实例分析：一、单个矿山的矿山地质环境质量综合评价下面以平江万古金矿的质量评价为例，对整个评价过程进行解析。（一）确定待评价的矿山平江县万古金矿位于平江县三阳乡万古村境内，北距平江县城约8km，地理坐标为：东经113°34′06″～113°35′09″，北纬28°37′41″～28°38′16″。矿区内有县级公路通过，由矿区往北约4km与106国道相连，至平江县城约12km，交通比较方便（图5-3）。图5-3 万古金矿交通位置图矿区位于汨罗江中游南侧，属剥蚀构造丘陵谷地地貌，区内总体西高东低、北高南低，最高海拔标高为185.5m，最低海拔标高为99.5m，相对高差为86m。矿山位于丘岗区内，丘岗以北西西—南东东方向延伸为主，坡度为10°～30°，冲沟比较发育，纵坡降一般为8°～10°，冲沟方向一般为南东或向南。谷地位于矿山南边清水河段，河岸两侧为一级阶地，高出河床约2m左右。丘岗为冷家溪群坪源组板岩、砂质板岩分布区，森林茂密，植被覆盖率高。区内属大陆性亚热带季风湿润气候，温暖多雨，四季分明。矿山区内无大的地表水体，仅南边有1条清水河（雨季最大流量为6m3/s，枯季流量为32.5L/s，平水期流量为150L/s），清水河流入矿山东面（水平距离约700m）的江东水库，江东水库库容量约243万m3。矿山西侧约1100m处有白荆水库，库容量约28万m3，位于清水河上游。水库及清水河均为农田灌溉主要水源，也是村民生活用水水源之一。饮水主要为板岩中风化裂隙潜水。（二）矿山地质环境条件1）万古金矿矿山属剥蚀丘陵谷地地貌，矿山位于丘岗处，丘岗大体呈北西南东延伸，最高海拔185.5m，最低海拔99.5m；最大相对高差约86m，一般高差20～40m，山坡坡度一般为10°～30°，地形条件简单；2）区内地表水不发育，南边区外有清水河流过，属常年性水流，一般水量较小，对矿床充水有较小影响；3）区内地层以浅变质砂质板岩、板岩为主，矿脉围岩浅部风化裂隙发育，地质构造以北西向断裂构造破碎带为主，构造破碎带及风化裂隙带对矿床充水有一定影响；4）区内民采老窿较多，开采浅，规模小，无重复采动，区内采空塌陷现象不严重，矿体顶、底板工程地质条件中等；5）由于民采，开采浅，规模小，区内废石尾砂堆集高度小，渣堆较稳定，神冲及剪刀冲有尾砂库污水污染；6）由于矿山浅部民采，诱发小型崩塌体2个。综上所述，矿山地质环境条件属中等复杂类型。（三）各参数的赋值采用要素指标加权分值综合评价法对平江万古金矿的矿山地质环境质量进行评价。按照前面描述的，仍选取资源毁损、地质灾害和环境污染三要素和土地压占与破坏、水资源破坏、崩塌滑坡泥石流、地面塌陷地裂缝、固体废弃物、水污染和土壤污染等八项指标进行评价。根据万古金矿的矿山地质环境实际情况，可对其进行如下赋值（表5-11）。表5-11 平江万古金矿赋值情况表根据前面关于要素指标加权分值综合评价方法，在求出各评价指标和要素的综合权之后，利用公式（5-3）和（5-4）即可分层次计算出各矿评价要素指标加权分值，分值从小到大排序，分值越大说明其地质环境质量越差。再由表5-2所示指标加权评定分值划分地质环境质量等级的标准，即可定出矿山在用不同权值情况下指标加权平均分值的等级（表5-12）。表5-12 平江万古金矿山地质环境质量指标加权综合评定结果（四）模型应用首先根据本矿山的实际情况，确定出3个要素中7项指标的评定等级（分值）Fi；然后根据前述公式（5-1、5-2、5-3、5-4、5-5）计算出Wsj、Wzj、W0j值；再求出指标加权分值、要素分值、要素加权分值Fj；最后由平均分值可以得出该矿地质环境质量等级。在表5-12中，由综合评定结果可知：该矿地质环境质量指标加权评定平均分值为0.422，查表5-2可得，该矿的地质环境质量属于较好（Ⅰ级）。二、多个矿山的矿山地质环境质量综合评价下面以一个区域内任意六个矿的质量评价为例，对整个评价过程进行解析。在对某一地区内的多个矿山地质环境质量进行评价时，由 ， 得出评价指标熵Hj及其熵权Wj之后，当知道被评价对象某指标取值rij（i=1，2，…，m）占全部被评价对象某指标取值之和 的比重时，则可视为该指标某一可能结果对应的概率值（5-6式）：湖南省矿山地质环境保护研究评价对象指标熵熵权加权综合评价值Aj可按5-7式计算：湖南省矿山地质环境保护研究用上述方法求出指标熵加权综合评价值Aj及其倍比αi后即可对各被评价对象做出定量评价排序和分析。使用熵熵权加权综合评价法对某地区的六个矿山地质环境质量进行综合评价，可以得到如下结果（表5-13）。三、不同区域的矿山地质环境质量评价对比下面以不同区域内任意六个矿的质量评价为例，对不同区域的矿山地质环境质量进行对比分析。（一）选取评价对象首先根据对矿山环境地质问题的实地调研资料和数据，选取要进行评价的对象；然后，以前述矿区地质环境质量评价体系和指标等级确定方法，确定各矿山地质环境质量评价指标的等级和相应的分值；在此基础上，对所选取的矿山地质环境质量进行比较。（二）灰局势评价的具体步骤1.步骤一：确定事件、对象、局势、指标1）事件：评价矿山地质环境质量为事件a。2）对象：指评价矿区不同矿山。“对象1”（记为b1），评价一矿；“对象2”（记为b2），评价二矿；“对象3”（记为b3），评价三矿；“对象4”（记为b4），评价四矿；“对象5”（记为b5），评价五矿；“对象6”（记为b6），评价六矿。3）局势：si=（a，bi）=（评价矿山地质环境质量，评价i矿）。s1=（a，b1）=（评价矿山地质环境质量，评价一矿）。s2=（a，b2）=（评价矿山地质环境质量，评价二矿）。s3=（a，b3）=（评价矿山地质环境质量，评价三矿）。s4=（a，b4）=（评价矿山地质环境质量，评价四矿）。s5=（a，b5）=（评价矿山地质环境质量，评价五矿）。s6=（a，b6）=（评价矿山地质环境质量，评价六矿）。表5-13 六个矿山评价指标熵熵权加权综合评价矿山地质环境质量等级续表注：①k=1/lnn=1/ln6=0.558；②标准化分值 （ ，所要标准化的某矿某评价指标等级分值）；③熵权加权综合评价值最低的是三矿（0.034），设为1.00，其余矿的熵权加权综合评价值与0.034之比值为倍比ai。4）指标：指标1，土地压占与破坏；指标2，水资源破坏；指标3，崩塌滑坡泥石流；指标4，地面塌陷地裂缝；指标5，固体废弃物；指标6，水污染；指标7，土壤污染。2.步骤二：给出矿山地质环境质量的指标样本上述7个评价指标分别用x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7表示（表5-14）。表5-14 矿山地质环境质量灰局势评价指标分值表3.步骤三：确定指标极性作效果测度变换（数值计算以指标1为例）指标1，土地压占与破坏分值为极大值指标，即数值大者地质环境质量差，为我们拟优先防治对象。1）上限效果测度算式：湖南省矿山地质环境保护研究2）各矿指标1质量分值标本：湖南省矿山地质环境保护研究3） ：湖南省矿山地质环境保护研究4）各矿指标1质量测度计算：湖南省矿山地质环境保护研究湖南省矿山地质环境保护研究同理，我们得出各矿指标2、指标3、指标4、指标5、指标6、指标7、指标8的质量测度值：湖南省矿山地质环境保护研究由以上算式可得出指标2～8的质量测度计算值（表5-15）。表5-15 矿山地质环境质量灰局势评价指标质量测度计算表4.步骤四：建立统一测度空间计算各矿矿山地质环境质量si的统一测度。以i=1，si=(a，b1)为例。（1）效果测度湖南省矿山地质环境保护研究（2）统一测度湖南省矿山地质环境保护研究同理，可得i=2，3，…，6的统一测度 （表5-15）。5.步骤五：找出地质环境质量差和较差的矿山1）矿山地质环境质量统一测度空间r：湖南省矿山地质环境保护研究2）矿山地质环境质量由好到差排序：R中的统一测度 值越大的矿山地质环境质量越差，各矿山的地质环境质量由好到差的排序如下（表5-2）：五矿～二矿、三矿、四矿～六矿～一矿。（三）不同分区之间矿山地质环境质量评价对比由上所述方法可知：对不同分区之间的矿山地质环境进行质量评价时，只要计算出分区内所选取样本（要求：数量相同、矿产类型相同、所选矿山具有代表性）的矿山地质环境质量统一测度空间r，如A区的6个煤矿山：湖南省矿山地质环境保护研究则统一测度值之和为0.781+0.688+0.688+0.688+0.656+0.719=4.22。同理，如果求得B区的6个煤矿山的统一测度值之和为：0.923+0.803+0.798+0.786+0.722+0.733=4.765。由4.765大于4.22可以得到结论：A区煤矿山地质环境质量较好；B区煤矿山地质环境质量较差。即：统一测度值之和越大的分区，其矿山地质环境质量越差。从上述矿山地质环境质量灰局势评价过程可见，灰局势评价并没有引入“权值”，因为“权值”的确定是比较烦琐的；并且，一般常见的主观赋权法所得到的权值还会出现因人而异的不同，而权值又会使指标加权评价法所得到的结果具有一定的不确定性。因此，当只要比较不同区域的矿山地质环境质量相对“好”与“差”时，可以直接应用灰局势评价方法，可以避免因人而异的不确定性，从而得出矿山地质环境质量由“好”到“差”的相对客观排序。

——以小秦岭矿区为例邢永强1　郑钊2　宋锋1　薛良伟1　王卫1（1.河南省国土资源科学研究院，郑州 450016；2.天津大学建筑工程学院，天津 300072）《信阳师范学院学报》（自然科学版），文章编号：1003-0972-(2008)-02-0240-03摘要 应用多级模糊识别模型进行矿山地质环境评价，克服最大隶属度原则所不适用的地方，而且以相对隶属度、隶属函数为基础，使隶属度、隶属函数的计算更加容易。建立了矿山地质环境评价模型，并应用于小秦岭矿区地质环境质量综合评价中，评价结果显示，该方法对矿山地质环境评价可行、可靠。关键词多级模糊识别模型 地质环境评价 小秦岭矿山地质环境评价的数学方法有多种，如地理信息系统（GIS）、BP人工神经网络、灰色系统理论、模糊数学方法等都是较为常用的评价方法，这些方法各有其优缺点（田婧等，2007）。矿山地质环境质量评价是解决评价对象的多指标模式识别和排序问题，模糊数学理论中的最大隶属度原则在此问题中得到了广泛的应用。然而，最大隶属度原则有时忽略某些信息，导致结果失真。陈守煜（1998）提出的多级模糊识别模型以相对级别特征值作为判断或识别的依据，克服了最大隶属度原则所不适用的地方，使隶属度、隶属函数的计算更容易。因此，笔者采用多级模糊识别模型来评价某典型矿山的地质环境状况。1 模糊识别模型介绍1.1 指标相对隶属度公式设某样本需要对模糊子集A进行识别，样本m个指标组成的特征向量为X=(x1x2…xixm)T，其中：xi为样本指标i 的特征值，i=1，2，…，m。如样本依据m个指标c个级别的已知指标标准特征值进行识别，则有指标标准特征值矩阵：环境·生态·水文·岩土：理论探讨与应用实践式中：yih为指标i级别h的标准特征值，h=1，2，…，c，i=1，2，…，m。通常将从1级至c级指标标准特征值减小称为指标递减型；从1级至c级指标标准特征值增加称为指标递增型，则递减型指标对A的相对隶属度（隶属函数）为环境·生态·水文·岩土：理论探讨与应用实践h级指标标准特征值对A的相对隶属度为环境·生态·水文·岩土：理论探讨与应用实践递增型指标对A的相对隶属度（隶属函数）为环境·生态·水文·岩土：理论探讨与应用实践h级指标标准特征值对A的相对隶属度为环境·生态·水文·岩土：理论探讨与应用实践1.2 模糊识别模型的建立通过隶属度分别把指标与指标标准特征值矩阵变换为A的指标与指标标准特征值的相对隶属度矩阵：R=(r1r2… rm)T=(ri)环境·生态·水文·岩土：理论探讨与应用实践设样本A的各个级别相对隶属度矩阵为U=(u1u2…uc)T=(uh)式中：uh为样本对A的级别h相对隶属度，h=1，2，…，c。由样本在级别区间[a，b]范围内，故矩阵U应满足规一化约束条件： uh=1，同时应有uh=0，且h＜a或h＞b。为了求解样本对模糊概念A的级别h的最优相对隶属度，建立目标函数：环境·生态·水文·岩土：理论探讨与应用实践求解环境·生态·水文·岩土：理论探讨与应用实践求得模糊识别模型为环境·生态·水文·岩土：理论探讨与应用实践1.3 相对级别特征值的求解设级别变量h以对应的相对隶属度为权重，其总和H(u)= uh·h，称为相对级别特征值或相对状态特征值。相对级别特征值H(u)是一个描述状态或级别的无量纲数，且1≤H(u)≤c，相对级别特征值由于利用了全部相对隶属度信息，其判断结论比最大隶属度原则更符合实际情况。据此，可应用相对级别特征值H(u)反馈得到相应的级别，对样本作出归属何种级别的判定。2 应用实例2.1 研究区概况小秦岭矿区位于河南省西部灵宝市境内的豫、陕、晋三省交界处，矿业经济发展很快，矿区内有国家和地方黄金企业数十家，矿山坑口数千个，矿业已成为灵宝市的支柱产业。然而，由于当地矿业资源的管理、开发体制不健全，小秦岭矿区矿业资源又作为淘金者的首选目标，该地区在淘金者的乱采滥挖下，不可再生的矿业资源和矿区地质环境遭到了严重的破坏。此外，人为的破坏还给该地区带来了崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。因此，运用适当的方法对小秦岭矿区地质环境进行综合评价，对以后矿山恢复治理工作有重要的指导意义。2.2 评价单元划分结合对小秦岭矿区的实地调研结果，并遵照客观、公正、科学地反映矿区地质环境区域差异的原则，将评价区划分了87个评价单元。采用先定性分析矿区的主要地质环境问题，并综合考虑地形地貌特征、水系发育特征、人类活动强度等因素，对矿区内问题比较突出地区划定评价单元网格；对于其余地区，则按照3km×3km的正方形网格来划分评价单元，在单元划分的同时还注意与行政界域、水系界域的相互包容以及对边缘单元、小单元的适当合并。此外，在遵循地质环境客观特征的基础上，还考虑到兼顾局部特殊要求的情况，如在豫陕两省交界的地区则按照行政分区边界来划定。划分结果如下：单元dx1和dx2为大西峪区间；w1～w4为文峪区间；单元z1～z3为枣香峪区间；单元dh1～dh3为大湖峪区间；单元zy为藏马峪和阎家峪区间；单元f为夫夫峪区间；单元g为观音峪区间；单元j为荆山峪区间；单元i1～i10为苍珠峪、白花峪、枪马峪、杨砦峪、朱家峪相应的区间；单元1～61是按照正方形网格与各类界域边界交汇并进行适当合并或裁减的评价单元。2.3 矿区地质环境质量评价指标分级在综合比较成天翔等（2007）、徐友宁等（2003）、蔡斌等（2006）关于选取评价指标研究成果的基础上，从小秦岭矿区地质环境现状条件出发，综合考虑研究区自然条件、人类活动影响、资料收集情况等因素，选择了地表坡度、岩土体抗侵蚀性、植被覆盖率、年降水量、地质灾害、水土流失、地表水污染、人类工程活动强度、矿渣堆积量9个评价指标。对于选取的评价指标，按照地质环境质量“优”、“良”、“中”、“差”、“极差”划分为5个级别，各级别相应指标的标准值如表1所示。表1 小秦岭矿区地质环境评价指标分级标准　Table1 Index classification standard of geology environmental in Xiaoqinling field2.4 确定权重系数目前系数确定的方法很多，大致可分为德尔菲、层次分析等主观赋权法和主成分分析、因子分析等客观赋权法，运用主观赋权法掺杂了决策者的主观随意性，而运用客观赋权法却缺乏决策者的意愿，故本次研究采用主观赋权与客观赋权相结合的方法，先由主成分—因子分析赋权法计算出一组初始权重，再带入评价模型进行计算，如果计算结果合理则直接采用该指标权重，如果计算结果差别较大，则在初始权重的基础上再进行适当微调，最终求出一组合理的权重系数，如表2所示。表2 评价指标的权重系数　Table2 Weighing coefficient of evaluation index2.5 小秦岭矿区地质环境评价结果及分析用VB语言编制相应的计算程序、开发评价模型，结合各单元评价指标的量值和小秦岭矿区实地调研情况，给定地质环境质量评价的最终结果，见表3和图1。表3 小秦岭矿区地质环境质量评价结果　Table3 Evaluative result of geologic environmental quality in Xiaoqinling field图1 小秦岭矿区地质环境质量评价效果图将该评价结果与已知物元分析法评价结果相比较，仅有39号、55号、58号、dx2号、i5号、dh3号单元评价结果有偏差，且偏差在允许范围内。3 结论多级模糊识别模型分析较物元分析、模糊理论分析等方法计算简便，又克服了最大隶属度原则所不适用的地方。该方法用于矿山地质环境评价，对属于相同级别的检测单元间的差别亦可分区，可以直接看出各单元环境质量的优劣程度，从而为环境治理工作提供更直接的信息。实践证明，用该方法对矿山地质环境进行评价可行、可靠。参考文献蔡斌，胡卸文.2006.模糊综合评判在绵阳市环境地质风险性分区评价中的应用.水文地质工程地质，（2）：67～74.陈守煜.1998.工程模糊集理论与应用.北京：国防工业出版社.成天翔，张骏，杜东菊.2007.天水地区断裂活动性与地质灾害的相关性研究.工程地质学报，15（1）：33～37.田婧，韩秀丽.2007.工程地质环境评价方法.河北理工大学大学学报，29（1）：125～128.徐友宁，袁汉春，何芳，陈社斌，张江华.2003.矿山环境地质问题综合评价指标体系.地质通报，22（10）：829～832.Research of Multi-Classification Fuzzy Pattern Recognition Model in Mine Geological Quality Evaluation—The Case of the Mine in Xiaoqinling FieldXing Yong-qiang1，Zheng Zhao2，Song Feng1，Xue Liang-wei1，Wang Wei1（1.Henan Land and Resources Research Institute，Zhengzhou 450016；2.College of Civil Engineering，Tianjin University，Tianjin 300072）Abstract：Based on the relative membership degree and function，the model of multi-classification fuzzy pattern recognition is applied in assessment of mine geo-environment quality，which counteracts the defects of maximum membership degree law and makes it easier to calculate the relative membership degree and function.The paper has established assessment model of geo-environment quality and uses it to assess the mine geo-environment quality of Xiaoqinling field.The result indicates that the method is feasible and reliable.Key words：multi-classification fuzzy pattern recognition model；geological environment evaluation；Xiaoqinling field

邢永强1　郑钊2　吴梅1　潘元庆1　方士军1（1.河南省国土资源科学研究院，郑州 450016；2.天津大学建筑工程学院，天津 300072）《河南科学》，文章编号：1004-3918-(2008)-03-0353-04摘要 近年来，随着人类对小秦岭金矿区开发活动的不断增强，当地地质环境已受到严重破坏，评价小秦岭矿区的地质环境状况对于今后的矿山恢复治理工作有重要的指导意义。本文选取物元分析法来开展评价工作，首先根据实地调查结果并按照区域差异性原则，将小秦岭金矿区划分为87个评价单元，接着选取了评价指标和评价标准，确定出各指标的权重系数，在此基础上开展小秦岭金矿区地质环境质量综合评价工作。研究结果表明：小秦岭矿区整体地质环境状况不容乐观，特别是西南部强烈的采矿活动对地质环境造成极大破坏，是今后矿山地质环境恢复治理的重点。关键词 小秦岭 物元分析法 地质环境评价小秦岭金矿区是我国四大黄金产地之一，自20世纪60年代中期以来，这里发现了1 200条含金矿脉，已探明黄金储量约400 余t。当地矿业经济发展很快，特别是20世纪80年代矿山采选企业迅速发展，矿区内有国家和地方黄金企业数十家，矿山坑口数千个，矿业已成为灵宝市的支柱产业。然而，由于我国矿业资源的管理、开发体制很不健全，小秦岭金矿区在淘金者的乱采滥挖下，不可再生的矿业资源和矿区地质环境遭到了严重的破坏。此外，人为的破坏还给该地区带来了滑坡、泥石流、地面坍塌等地质灾害。因此，运用适当的方法对小秦岭金矿区地质环境进行综合评价，对以后开展矿山恢复治理工作有重要的指导意义。1 研究区地质环境概况1.1 自然概况小秦岭金矿区位于河南省西部灵宝市境内的豫、陕、晋三省交界处，地理坐标为北纬34°24′～34°30′，东经110°21′～110°34′，矿区属暖温带半干旱大陆性季风气候，四季分明，年平均气温26.1℃，年平均降水量645.8mm，7～9月份降水量占全年降水量的50.8%，且多暴雨，具年内降水量分布不均匀的特点。矿区以西峪为界，峪东属灵宝市豫灵镇，峪西归陕西省潼关县。北部以小秦岭北缘断裂为界，为中新生代灵宝断陷盆地-黄土丘陵区；南以松树地—周家山断裂为界，为朱阳镇断陷带。矿区山脊高程多在1 000m以上，总体地形具有南北低、中间高，西高东低的地形变化特征。区内山岭起伏，沟壑纵横，具有谷窄、坡陡地形险要之特点。矿区地层具有典型华北型的前寒武结晶基底和中元古代以来的盖层结构。基底主要由新太古界太华群（Ar2）和古元古界（Pt1）组成，盖层以区域性构造不整合上覆于结晶基底之上，主要由中新元古界熊耳群（Pt2-1）、震旦系（Pt3），寒武系及新生界组成，基本上不发育晚古生代和中生代地层。矿区为中山地貌类型、沟谷深切、地形起伏变化大，断裂构造发育，地层及岩石相对破碎，局部山体不稳定，易形成崩塌、滑坡和泥石流灾害，工程地质条件不良。1.2 矿山开采现状调查2006年9月，由河南省国土资源研究院组织相关人员对小秦岭金矿区内的27座主要矿山开采现状进行调查统计，其中21座金矿的采矿规模为4 165t/日，占总的采矿规模的74.7%；年产值3.67亿元，占年总产值的89.3%。可见，虽然小秦岭金矿区除金矿开采外尚有其他矿产资源的采集，但金矿开采的年产值收入远大于其他矿业开采。因此，金矿矿坑所在地区应作为地质环境评价的主要对象。1.3 矿山地质问题1.3.1 矿渣废水排放严重调查显示这27座矿山的产出固体废弃物量为119.34万t/年，尾矿量122.17万t/年，合计产生矿渣241.51万t/年；固体废弃物现积存量为1 653.32万t，尾矿现积存量为1 644.75万t，合计矿渣积存量3 298.07万t。总的年废水外排量为379万m3，其中以Ⅲ类水为主，其中部分矿山排放的选矿废水，造成水质污染较严重，为Ⅳ和Ⅴ类。在各类矿山中，矿渣和废水的生产和积存主要来自于金矿开采。21座金矿生产的矿渣量占矿渣生产总量的96.5%，矿渣积存量占矿渣积存总量的99.5%。1.3.2 矿山开采引发地质灾害小秦岭金矿区大多数矿山都属于地下开采，而深部的采矿活动必然对山体的稳定性造成威胁，虽然地质灾害的发生有其特定地质条件，但也与工程活动密切相关。过去的20多年内，由于开采矿山引发的诸如滑坡、泥石流、崩塌、地面坍塌等地质灾害达30多起，其中最为严重的两次是：①1996年8月，大西峪、文峪发生泥石流，冲毁矿区公路13km、通讯线路3km，房屋、设备多有损坏，直接经济损失690万元，间接经济损失663万元；②1987年11月1日，大湖峪口东山发生滑坡，滑体长192m，宽80～120m，总体积约40万m3，造成空压机房、职工宿舍被摧毁，矿山停产达一年之久，直接经济损失在700万元以上。由此可见，由于开采矿山所引发的地质灾害给当地人民生命财产安全和社会经济稳定发展造成极大威胁。2 评价模型的选取人类对地质灾害危险性综合评价的研究经历了很长时间，20世纪70年代初，Hewitt等提出“一地多灾”的研究构想；基于Hewitt的研究思路，Puget Sound的研究人员针对本区洪水、地震、风暴、火山等灾害分别制作潜在损失图；80年代后，Van Westen等在GIS系统支持下进行了山地地质灾害风险分析研究。我国从20世纪90年代相继开展区域地质灾害危险性的评价工作，例如，张业成等（2003年）针对我国崩塌、滑坡、泥石流、岩溶塌陷等灾害，建立了地质灾害危险性指数评价模型和危险性评价分析模型；王家鼎（1996年）利用模糊信息优化处理技术建立了城市综合地质灾害的评价模型等，我国已建立多种地质灾害危险性评价模型。目前，矿山地质环境评价多采用多指标综合评价方法，常用方法有模糊综合评价法（万金宝等，2006）、灰色关联综合法（王国富等，2001）、物元分析法（高军省，2007）等，但很难断定哪种方法评价的结果最准确、最客观。模糊综合评价和灰色关联综合法已被广泛运用于地质环境评价，但是由于它们本身在评价地质环境中所具有的模糊性和不确定性，往往会造成评价结果失真。经过筛选本文选用物元分析法，它具有以下特点：①可以将复杂问题抽象为形象化的模型，并应用这些模型研究基本理论，提出相应的应用方法；②可以建立事物多指标性能参数的质量评定模型，并能以定量的数值表示评定结果，从而能够较完整地反映事物质量的综合水平；③方法简单可操作，易计算机进行编程处理；④物元分析法还未被运用于矿山地质环境评价。物元分析法原理为：对评价对象建立物元矩阵，经典域、节域矩阵，用关联函数计算综合关联度，根据综合关联度的不同取值范围作为矿山地质环境的评价标准，确定评价结果所属等级。物元分析法的具体计算步骤见高军省（2007）《基于物元理论的水环境质量综合评价方法及其应用》。3 小秦岭矿区地质环境综合评价3.1 评价单元划分结合对小秦岭金矿区的实地调研结果，并遵照客观、公正、科学地反映矿区地质环境区域差异的原则，将评价区划分了87个评价单元。采用先定性分析矿区的主要地质环境问题，并综合考虑地形地貌特征、水系发育特征、人类活动强度等因素，对矿区内问题比较突出的地区划定评价单元网格；对于其余地区，则按照3km×3km的正方形网格来划分评价单元，在单元划分的同时还注意与行政界域、水系界域的相互包容以及对边缘单元、小单元的适当合并。此外，在遵循地质环境客观特征的基础上，还考虑到兼顾局部特殊要求的情况，如在豫陕两省交界的地区则按照行政分区边界来划定。划分结果如下：单元dx1、dx2为大西峪区间；w1～w4为文峪区间；单元z1～z3为枣香峪区间；单元dh1～dh3为大湖峪区间；单元zy为藏马峪和阎家峪区间；单元f为夫夫峪区间；单元g为观音峪区间；单元j为荆山峪区间；单元i1～i10 为苍珠峪、白花峪、枪马峪、杨砦峪、朱家峪相应的区间；单元1～单元61是按照正方形网格与各类界域边界交汇并进行适当合并或裁减的评价单元。3.2 评价指标选择及其评价标准在综合比较成玉祥等（2007）、徐友宁等（2003）、蔡斌等（2006）关于选取评价指标研究成果的基础上，从小秦岭金矿区地质环境现状条件出发，综合考虑研究区自然条件、人类活动影响、资料收集情况等因素，选择了地表坡度、岩土体抗侵蚀性、植被覆盖率、年降水量、地质灾害、水土流失、地表水污染、人类工程活动强度、矿渣堆积量9个评价指标。对于选取的评价指标，按照地质环境质量“优”、“良”、“中”、“差”、“极差”划分为5个级别，各级别相应指标的标准值如表1所示。表1 小秦岭金矿区地质环境评价指标分级标准　Table1 Index classification standard of geology environmental in Xiaoqin hill goldfield3.3 确定权重系数目前系数确定的方法很多，大致可分为德尔菲、层次分析等主观赋权法和主成分分析、因子分析等客观赋权法，运用主观赋权法掺杂了决策者的主观随意性，而运用客观赋权法却缺乏决策者的意愿，故本次研究采用主观赋权与客观赋权相结合的方法，先由主成分-因子分析赋权法计算出一组初始权重，再带入评价模型进行计算，如果计算结果合理则直接采用该指标权重，如果计算结果差别较大，则在初始权重的基础上再进行适当微调，最终求出一组合理的权重系数，如表2。表2 评价指标的权重系数　Table2 Weighing coefficient of evaluation index3.4 小秦岭矿区地质环境评价结果及分析运用物元分析法，用VB语言编制相应的计算程序，结合各单元评价指标的量值和小秦岭金矿区实地调研情况，给定地质环境质量评价的最终结果，见表3和图1。表3 小秦岭金矿区地质环境质量评价结果　Table3 Evaluative result of geologic environmental quality in Xiaoqin hill goldfield图1 小秦岭金矿区地质环境质量评价效果图Fig.1 Evaluative result map of geologic environmental quality in Xiaoqin hill goldfield从表3可以看出，“优”等级别评价单元12个、“良”等级别评价单元23个、“中”等级别评价单元36个、“差”等级别评价单元10个、“极差”等级别评价单元6个。“极差”等级别单元序号为w1，w3，z1，dh1，i5，i8；“差”等级别单元序号为38，46，dx1，dx2，w2，z2，i1，i3，i4，i6，这些单元主要分布在矿区的西南部，由于这些单元所在地区矿坑密集、采矿活动剧烈，对地质环境造成了极坏的影响，该地区地质灾害的发生几率大大高于矿区的其他地区，今后应作为矿山环境恢复治理工作的重点。“中”、“良”等级的单元分布在泥石流沟的四周，起到过渡和缓冲的作用；在远离人类活动的东南部区域，有“优”等级的区域存在。总体来看，小秦岭矿区东南部地区环境质量最好，中部其次，西南部最差。4 结论（1）小秦岭金矿区地质环境具有问题种类多、危害程度大等特点，选取能全面反映矿山地质环境和矿山开采活动状况的9个要素因子作为评价对象，较为合理。（2）物元分析法计算方便，对属于相同级别的检测单元间的差别亦可分区，对小秦岭矿区地质环境评价可行，可靠。（3）小秦岭西南部采矿活动对地质环境的影响较为严重，今后应作为矿山环境恢复治理的重点。参考文献蔡斌，胡卸文.2006.模糊综合评判在绵阳市环境地质风险性分区评价中的应用.水文地质工程地质，（2）：67～74.成天翔，张骏，杜东菊.2007.天水地区断裂活动性与地质灾害的相关性研究.工程地质学报，15（1）：33～37.高军省.2007.基于物元理论的水环境质量综合评价方法及其应用.水科学研究，1（1）：20～26.万金宝，侯得印，万兴，涂盛辉.2006.模糊综合评价法在乐安河水质评价中的应用.环境工程，24（6）：77～80.王国富，刘明，刘石年，孙振家.2001.灰色关联度在白银矿田矿床预测中的应用.桂林工学院学报，21（1）：73～77.王家鼎，惠泱河.1996.西安市综合地质灾害研究及灾害程度图的编制.中国地质灾害与防治学报，7（2）：94～100.徐友宁，袁汉春，何芳，陈社斌，张江华.2003.矿山环境地质问题综合评价指标体系.地质通报，22（10）：829～832.张春山，张业成，张立海.2004.中国崩塌、滑坡、泥石流灾害危险性评价.地质力学学报，10（1）：27～32.Geological Environment Evaluation of Xiaoqinling Hill Goldfield Based on Matter Element Analysis MethodXing Yong-qiang1Zheng Zhao2Wu Mei1Pan Yuan-qing1Fang Shi-jun1（1.Henan Land and Resources Research Institute，Zhengzhou 450016；2.College of Civil Engineering，Tianjin University，Tianjin 300072）Abstract：In recent years，the geological environment of Xiaoqin hill mining area was damaged seriously with the increasing of mining in this area.It is needed to evaluate the situation of local geological environment for the sake of further recover and maintenance of the mine.Matter element analysis method was employed.The mining area was divided into 87 evaluation units according to field investigation which follows the principles of difference.Then the standard and evaluation index were set to fix the weighting coefficients of different indexes，based on which the integral evaluation of the geological environment of Xiaoqin hill gold mining area was made.The results show that the geological situation is aggravating because of the intense mining，especially that in the southwest of the area which should be focused on in future works.Key words：Xiaoqin hill；matter element analysis method；geological environment evaluation

汪庆华 董岩翔 郑文（浙江省地质调查院，萧山311203）摘要：浙江省农业地质环境调查以调查为基础、评价为该心、研究为纽带，对浙江农业地质环境开展了不同层面、不同层次、不同尺度的调查、研究与评价，获得了一大批重要的调查研究成果、示范性成果和应用性成果，大大丰富了我省农业基础资料，增加了农业地质的技术储备。这些成果既可为浙江农业区划、农业结构调整、发展高效生态农业提供技术支持，也为浙江“生态省”建设和农业的可持续发展战略提供基础性服务。关键词：浙江省；农业地质环境调查；工作成果“浙江省农业地质环境调查”是浙江省人民政府与国土资源部中国地质调查局合作开展的基础性、公益性地质调查项目。浙江省也是全国第一个以省部合作形式开展农业地质工作的省份。该项目联合了省内外18个单位（部门），集聚了多学科、多专业的180余位专家，投入了巨大的实物工作量，获得了126万多个高精度的实测数据，编制了上千张各类图件。通过该项目的实施，查明了我省主要农业经济区土地质量的新情况，基本掌握了某些土地资源的新优势，初步揭示了农业地质环境变化的新趋势，首次建立了全省农业地质环境技术支撑的新平台，拓展了浅海滩涂地质环境质量调查的新领域。1 成果概况浙江省农业地质环境调查项目实际完成的调查总面积为43613km2，其中陆域调查面积为37737km2，沿海滩涂和近岸浅海调查面积为5876km2。本次工作投入了巨大的实物工作量。测制土壤地质柱状剖面408个，土壤地球化学剖面1354km，采集土壤、浅海沉积物、浅层地下水、农作物等各类样品66554件，进行了土壤元素全量、有效态、持久性有机污染物等70多个指标、浅层地下水24项指标、农产品20余项指标的分析测试；获取了各类测试分析数据约126万个，编制了450余张基础性图件。浙江省农业地质环境调查形成的调查及研究报告共29份，其中，总项目综合性成果报告5份、基础性调查报告4份、专项研究报告7份、专题研究报告6份、示范区调查报告7份。图集5套：浙北、浙中、浙东3个地区的《地球化学图集》各一套，《浙江省农业地质环境图集》、《浙江省生态地质地球化学图集》。2 调查成果2.1 获得了海量多介质、多元素、多指标的高质量实测数据，编制了系列基础性地球化学图件，全面更新和充实了浙江区域地球化学资料，为多部门、多学科的应用，构件了基础信息平台通过对浙北平原区、浙中丘陵盆地区及浙东沿海地区3个重点农业种植区的多目标地球化学调查，获得了126万余项多介质的元素地球化学分析测试数据，主要包括：（1）浙江省主要土壤及土壤母质Cd、Hg、Cr、Pb等52种元素及有机碳、pH值分析数据；（2）浙江省主要土壤Fe、Mn、Cu、Zn等12种元素的有效量分析数据；（3）浙江省主要土壤有机氯（六六六、DDT）农药残留量分析数据；（4）浙江省主要土壤有机污染物（多氯联苯PCBs）分析数据；（5）浙江省主要农田土壤浅层地下水NO3、NO2、NH4等24项水质分析数据；（6）浙江省近岸浅海和滩涂沉积物的52种元素及有机碳、pH值分析数据。利用区域调查所获得的实测数据，按技术规范要求，编制了52种元素的地球化学图、11种元素有效态（可浸提量）分布图、持久性有机污染物分布图等一大批基础性图件；为开展农业地质环境评价和综合研究提供了依据。在区域评价和综合研究基础上，首次编制了《浙江省农业地质环境图集》和《浙江省生态地球化学图集》；这些成果是自第二次农业普查和全国第二次地球化学扫面以来所获得的最系统、最可靠、最新的基础性成果，海量的基础资料，是“数字浙江”的重要数据源，具多部门、多学科、多领域的长远应用价值。2.2 查明了浙江省主要农业经济自然区的地质环境现状，“摸清了家底”为政府宏观决策提供了科学依据2.2.1 土壤环境质量评价评价结果表明，浙北平原、浙东沿海和浙中盆地3个主要农业种植区土壤环境质量总体上较好。功能类型综合评价结果表明：在被调查的3个区约3.7万km2的范围内，一类土壤占21.14％，二类土壤占61.04％，三类和超三类土壤分别占16.63％和1.19％。依据农业部绿色食品产地土壤环境质量标准，结合全省1999年土地利用现状资料，对农用地土壤环境质量的种植适宜性评价表明，在浙北、浙东和浙中3个调查区236.5万公顷农用地之中，能满足安全农产品生产土壤环境质量要求的农用地面积为179.8万公顷，占三地区农用地面积的76.0％，其中，水田147.9万公顷，占三地区水田的74.9％；旱地25.7万公顷，占三地区旱地总面积的86.7％；园地面积7.3万公顷，占三地区园地总面积的78.6％。不适合种植绿色农产品的非绿色农用地面积为47.2万公顷，占三地区农用地面积的20.0％。2.2.2 土壤污染程度评价受来自工业、农业及城市等多方面的影响，我省土壤已不同程度受到重金属元素的污染。调查评价成果统计，浙北、浙中、浙东沿海3个区中，轻度污染面积占调查区总面积的38.1％，中度污染占9.0％，重度污染占1.61％。研究表明，在快速发展的工业化进程中，土壤中的重金属元素含量变化大大超过了自然作用的变化，在短短的12年间，Cd、Cu、As、S等元素平均相对累积率达15％以上，浙北平原、浙东沿海平原和浙中盆地3个区表层土壤中均出现Hg、Cd、Pb、Zn、Cu、As等元素的富集。调查显示，重金属污染主要是工业“三废”（废水、废气、废渣）、化肥、农药等农用化学品以及其他人为的作用下，通过如大气降尘、灌溉、施肥、渗透等形式广泛进入到土壤环境。2.2.3 土壤有机污染现状评价调查表明，六六六、滴滴涕这类有机氯农药在停用近30年后仍在土壤中广泛残留，但总体上未超过国家环境质量的标准。2.2.4 农田浅层地下水环境质量评价调查显示，3个重点调查区的农田浅层地下水水质主要为Ⅳ类和Ⅴ类，其中Ⅳ类水占42.0％，Ⅴ类水占49.2％；浙东沿海地区的Ⅴ类水达65.7％。浅层地下水的重金属污染不突出，主要集中在铁、锰及亚硝酸盐等指标上，其中铁超标比例为61.8％，锰为73.3％，亚硝酸盐为25.2％。2.2.5 农田土壤营养微量元素丰缺评价浙北、浙东、浙中三地区土壤肥力和微量营养元素丰缺评价结果表明，土壤养分之间的不平衡问题仍然十分突出。土壤肥力与养分丰富水平或平衡状况较差的土壤面积接近50％，浙中地区问题最为突出；平衡性较佳的土壤面积比例较小。沿江临海的垦区，土壤普遍缺Zn、Mo、Cu等元素；B不足具有广泛性、区域性，有92.2％的土壤存在缺B问题。2.2.6 滩涂及近岸浅海沉积物环境质量评价调查表明，除Ni元素在乐清湾一带超标较高外，沿海滩涂尚未发现明显的重金属污染。2.3 通过调查，首次发现并评价了浙江富硒土壤。该成果不仅具有重要科学研究价值，也具有资源开发价值2.3.1 富硒土壤及评价通过研究，首次提出了根据土壤的含硒水平和硒反应性、富硒土壤的面积、土壤中硒的富集程度、硒的有效性、土壤环境质量和生物效应等指标的富硒土壤资源综合评价方法，将富硒土壤分为较高富集（Ⅰ级）、中等富集（Ⅱ级）、一般富集（Ⅲ级）3个等级。经评价，在浙北平原、浙东沿海平原和浙中盆地3个区圈出了29处约7654km2的富硒土壤区；其中，Ⅰ级区5处，Ⅱ级区15处，Ⅲ级区9处。2.3.2 富硒农产品调查通过富硒区农产品的实地调查验证，新发现海宁、平湖、诸暨的水稻，金华的葡萄，衢州、开化、慈溪的茶叶，龙游志棠白莲，瑞安马蹄笋、天目山竹笋等农产品的硒含量已达到标注富硒农产品标准。3 评价成果3.1 土壤地质研究以地学为基础，提出了“土壤地质单位”的新观念，系统划分了浙江成土母质类型，实现了地学与土壤学的有机结合，大大提高了浙江土壤地质研究水平。以“母岩—母质—土壤”的地质地球化学相关性研究为切入点、以土壤地质剖面研究和土壤母质地学分类为基本方法，通过对农业地质背景的系统研究，提出了“土壤地质单位”的新概念。由于地质工作能准确厘定各类岩石、地层的空间展布、详细描述其生成地质环境、地球化学等特征，建立在地学基础上的土壤母质分类将更具准确性。依据分类原则，建立了36个土壤母质类型，划分了118个土壤地质单位，编制了新的浙江土壤母质图；并对不同土壤类型进行了土壤矿物学、土壤磁性等方面的研究，从成土母岩、土壤母质及不同成壤环境等方面，系统总结了浙江省土壤的地质－地球化学特征，丰富了农业环境的基础资料，具有较强的科学性和实用性。3.2 特色农产品适生地质—地球化学环境研究在调查研究的基础上，建立了浙江主要特色农产品的适生地质—地球化学模型，为科学指导特色农产品结构调整和区域布局规划，提供了地学支持。本次工作分别对浙江名茶、竹笋、临安山核桃、诸暨香榧、常山胡柚、玉环柚、长兴银杏等7种特色农产品的立地地质背景进行了研究，研究认为，除地形地貌、坡向和小气候条件之外，特色农产品的分布及其品质明显受到地质地球化学背景的制约与影响。研究揭示了这类农产品的适生规律，建立适生地质—地球化学模型，并依从已知到未知的认识论，在信息技术的支持下，进行了种植适宜性区划，结果表明，浙江省优质名茶种植的最适宜区面积为10803km2（图1），占全省土地面积的10.2％；次适宜区面积51621km2，占49％；毛竹、竹笋的适种面积为适宜区18814.28km2，占全省面积的18.47％，次适宜区55330.96km2，占54.32％；临安市山核桃的适种面积占全县面积的17.2％；常山县适宜和较适宜种植胡柚的面积约400km2；长兴县银杏的适宜和较适宜种植区面积约154km2；诸暨香榧适宜和较适宜种植区面积约306km2；玉环柚种植的适宜区和较适宜区面积约188km2。这一成果，为特色优势农产品种植布局规划提供科学依据和技术支撑。图1 浙江省茶叶适宜种植区划图3.3 农业地质环境变化预测预警研究通过“土壤重金属时空变化研究”、“土壤pH值变化研究”、“元素全量、有效量及形态组成研究”、“土壤—农产品重金属相关性研究”，获得以下重要认识。（1）人类活动，尤其是近20年来城市化、工业化的过程，使农业地质环境发生了明显的变化，主要表现为土壤污染和酸化。研究表明，1990～2002年12年间，浙北、浙中和浙东沿海3个地区土壤中的有毒有害元素含量及空间分布模式已发生明显的变化，砷（As）、镉（Cd）、铜（Cu）、氟（F）等元素显示出具有较高的污染累积速率，其中，镉（Cd）、铜（Cu）、硫（S）等7种元素的平均相对累积率达15％以上。（2）有毒有害元素的快速积累造成了土地质量的退化，已为土地安全亮起了红灯，发出了警报。如浙北平原区1990年和2002年土壤环境质量综合评价对比表明，该区在12年间Ⅱ类和超Ⅲ土壤面积增加了1.5％；I类土壤的面积则减少了1.2％。以本次调查大量实测数据为支撑耕地（土壤）安全性（或风险性）评价表明，3个主要调查区内，安全耕地占93.2％、潜在风险（警戒）耕地占5.8％、危险性耕地占1.0％。（3）研究结果显示，土壤中的重金属元素随土壤变化而发生地球化学变化，如Cd、Hg这两个最具威胁性的元素，在pH值下降（酸化过程）、有机质逐渐减少的情况下，都能增加其活化溢出及进入生物食物链的风险性。（4）研究表明，尽管进入农产品中的重金属的来源、含量和安全等问题受到诸多因素的影响，但土壤环境中重金属元素含量的增加，势必会影响到农产品的品质与安全，两者之间存在本质上的相关性。浙江土壤在短短12年间，出现的重金属元素含量的累积趋势，从总体上增大了农产品的安全风险。3.4 城市周边土壤污染及生态影响研究调查表明，城市及周边土壤污染是浙江土壤环境问题的主要区域性特点。通过对杭州等五个大中城市及周边土壤环境问题的调查研究，查明了土壤污染的地理分布、主要污染物、污染源，评价了污染程度及生态影响，为城郊土地利用功能的合理调整提供了依据。如在杭州市土壤环境研究中，重点开展了杭州蔬菜基地的安全性和西湖龙井茶的Pb污染来源问题的研究，其结论是，传统蔬菜基地土壤环境的重金属污染已严重影响到蔬菜的卫生安全，从城市发展考虑，建议作重新规划。应用Pb同位素示踪技术对西湖龙井茶铅（Pb）来源进行追踪研究表明：龙井茶主要与人为污染——汽油、燃煤等大气沉降Pb污染有关，故可以通过控制含Pb废气的排放，改善大气环境和生态环境质量解决茶中Pb问题。3.5 土地环境质量安全性评价研究土地作为一种自然资源，与人类生存环境的关系非常密切，且具有宝贵性和易受人类活动影响的脆弱性。土地的环境质量安全问题，已成为当今广为关注的资源环境问题，它关系到粮食安全、关系到社会的可持续发展。土地的安全性评价，是一个新课题，由于土壤环境的复杂性，参评指标的多样性，给评价工作带来了很大难度。为了充分利用浙江省农业地质环境调查成果，探索土地安全性评价的方法，促进土地安全性评价工作。图2 浙北平原地区农用土地安全性评价图通过重金属在土壤中的赋存形态研究、农产品与土壤重金属元素的相关性研究、稻米中Cd、Hg背景值研究等工作，形成了较为清晰的评价思路，即：（1）在评价目标上，突出耕地这个重点，因为耕地是从事农业生产的主要场所。（2）在评价指标上，突出重金属元素。调查表明，浙江土壤中的有机污染物（六六六、DDT）的残留，已降解至安全范围之内，化学肥料的施用是个可控的因子，而重金属污染，其治理与修复都是一个国际性难题。Cd和Hg，尤其是Cd，是影响浙江农业地质环境的主要重金属污染物，尽管Pb等元素对农产品安全具有普遍的影响，但研究表明，这类元素在土壤—作物系统中，效应性特征尚不明显，农产品中的Pb、F的污染主要来自大气环境。（3）在评价标准上，采用国家标准与农产品安全标准相结合的方法。评价的成果用安全性级别进行表征。综合评价结果发现，浙北平原区、浙中丘陵盆地区和浙东沿海丘陵平原区3个主要农业区的农田土壤有93.2％处于安全状态（图2、图3、图4），5.8％处于警戒区，危险区仅占1.0％。警戒区和危险区的农业用地主要分布于大中城市周边。图3 浙中盆地地区农用土地安全性评价图4 示范性、应用性成果4.1 县（市）级1：5万示范区农业地质环境调查以市、县行政范围设置农业地质环境调查示范区，是浙江省农业地质环境调查的一个突出特色。先后开展的杭州市萧山区、长兴县、平湖市、慈溪市、瑞安市、龙游县、上虞市等7个示范区农业地质环境调查工作，由于具有针对性、系统性、资料完整性等特点，受到了各级地方政府的欢迎和支持，对调查研究所获得的成果给予了充分重视，部分成果已应用在农业产业结构调整、农业信息系统建设、特色农产品开发和“十一五规划”编制之中。图4 浙东沿海丘陵平原地区农用土地安全性评价图杭州市萧山区政府根据对该区农业地质环境的评价结果，提出了“北菜北苗南移东扩”的产业调整方案，完善了“萧山区农业产业布局规划”；慈溪市政府依据农业地质环境综合研究成果，对该市“农业种养殖区划”进行了调整，促进了产业基地的建设；平湖市就调查所发现的土壤酸化问题，采取了平衡施肥、减少酸性化肥用量、控制污灌等措施。不少市县围绕于本次调查中发现的富硒土壤资源做文章，如上虞市在“关于扶持农业产业化发展的若干政策意见”中，计划安排60万元资金进行富硒农产品的开发；瑞安市则把重点放在对富硒土壤的开发性研究上；萧山区进化镇应用调查成果开发的富硒茶已上市；龙游县成立了“龙游志塘富硒食品开发有限公司”，根据调查成果注册了6个富硒食品商标，富硒白莲和水稻的种植面积比2004年扩大了20％，2005年仅富硒米一项就增加收入1082万元。4.2 农业地质环境调查方法技术体系研究通过大量的实践，对项目实施中所采用的农业地质背景野外调查方法、多介质样品野外采集方法和分析测试方法、综合研究方法、评价方法、制图方法及相关技术（如“3S”技术、同位素示踪技术、信息技术等）进行了系统总结，并在实践中建立完善了包括评价目标、评价方法、评价指标、评价标准等四个方面的农业地质环境评价体系，为全国开展的同类项目提供了示范。4.3 浙江省农业发展与农业区划根据浙江省农业发展的实际和农业经济分区特点，结合农业地质环境条件，将全省划分为：浙东北都市型、外向型农业发展区，浙东南沿海城郊型、外向型农业发展区和浙中、浙西南综合型、生态型农业发展区等3大农业功能区及13个功能亚区（图5），提出了重点区域农业发展和产业布局的建议，为加快农业产业结构调整，确立区域性农业发展定位，实行分类指导，建设区域性优势农业产业区（带）提供了科学依据。图5 浙江省农业功能分区图图6 浙江省绿色（无公害）、富硒粮油产业综合区划图在农业地质环境调查所取得的相关研究成果基础上，以农业地质环境和农业自然生态环境要素为基础，以农作物种植适应性评价和发展潜力评价为核心，以优势比较为原则，提出的“农业综合区划方法”充分考虑了农产品产地安全性、特色农业资源有效利用、农产品种植适宜性和区域经济社会特点等4方面因素，具有鲜明的特色和先进性，也是对传统农业区划工作的一大突破。应用这一方法提出的全省粮油（图6）、茶叶、蔬菜、果品等4大类主要农作物的产业布局区划，有利于保证农产品的安全性（绿色、无公害）和资源的有效利用，对农业产业布局有较好的指导意义。4.4 浙江省农业地质环境信息系统建设“浙江省农业地质环境信息系统”首次在真正意义上把调查获得的有关土壤地质、地球化学、水文地质、农产品安全、非点源污染、特色农产立地环境、遥感、农业资源环境、海岸带环境地球化学等海量数据以及项目文档数据、DEM及基础地理信息、解译评价成果等纳入农业地质数据库。建成不同时段、不同结构、多源、多比例尺的海量空间和非空间数据库。采用海量地形与影像管理技术、快速三维显示技术、空间数据和非空间数据一体化管理技术以及组件式GIS（COMGIS）技术等关键技术，应用先进的金字塔模型来管理数据，基本实现了与农业地质环境相关信息的收集、存储、加工、使用、动态更新、统计分析及查询、输出等功能，构建的农业地质环境专业信息和社会公用信息的共享平台，具有较广泛的应用前景。本项目由于坚持了多系统多部门的联合，坚持以地学为主导的多学科多专业结合、产学研结合、基础调查与专题研究相结合、调查研究与应用相结合的原则，项目的实施达到了“摸清家底”的目的，获得了一批全新的填补空白的调查和研究成果，为浙江“十一五规划”编制提供了重要的基础资料和科学依据。以市县（区）为对象开展的示范区农业地质环境调查，日益受到地方政府的重视，作为公益性的大型基础应用研究项目，其成果的作用已逐渐显现，部分成果已经开始在部分地区试用，部分战略调整决策已经取得了很好的效益。我省的部分县市级政府和农民开始认识到农业地质环境调查所具有的潜力，纷纷要求开展相关的调查工作，社会经济对农业地质工作的认同与需求正日益显现。“浙江省基本农田质量调查评价”项目已经省政府批准，项目实施的总体方案正在紧张编制中。参考文献［1］陈怀满.土壤中化学物质的行为与环境质量.北京：科学出版社，2002［2］黄昌勇.土壤学.北京：中国农业出版社，2000［3］陆景岗.土壤地质学.北京：地质出版社，1997［4］刘黎明.土地资源学.北京：中国农业大学出版社.2002［5］牟树森.青长乐.环境土壤学.北京：中国农业出版社.2001［6］毛祖法.浙江名茶.上海：上海科学技术出版社，1998［7］全国土壤普查办公室编.全国第二次土壤普查暂行技术规程.北京：农业出版社，1979［8］杨忠芳，朱立，陈岳龙.现代环境地球化学.北京：地质出版社，1999［9］朱大奎、王颖等.环境地质学.北京：高等教育出版社.2000［10］章明奎，魏孝孚，厉仁安.浙江省土系概论.北京：中国农业科技出版社，2000［11］潘根兴.地球表层系统土壤学.北京：地质出版社，2000［12］浙江省地质矿产局.浙江省区域地质志.北京：地质出版社，1989［13］浙江省土壤普查办公室编.浙江土壤.杭州：浙江科学技术出版社，1994［14］浙江省地质矿产厅.浙江省岩石地层.武汉：中国地质大学出版社，1996［15］纪国成.硒的生理作用及开发富硒稻米的实践.浙江农业科学，2003年增刊［16］唐根年，陆景冈，王援高等.浙江省及邻近地区名茶形成的土壤地质环境分析.茶叶科学，2001，21（2）［17］翁甫金、朱云杰、楼云台.浙江省竹业发展现状及对策.竹子研究汇刊，2004，23（1）［18］袁建新，王云.我国《土壤环境质量标准》现存问题与建议.中国环境监测，2000，16（5）［19］周俊，姚君津.农业资源的地质背景及其开发利用.农业技术经济，2002（1）［20］朱立新，周国华，任天祥等.浙江杭嘉湖平原区环境地球化学研究.物探与化探，1996，20（4）Review of Achievements of Agricultural Geological Environmental Investigation in Zhejiang ProvinceWang Qinghua, Dong Yanxiang, Zheng Wen(Zhejiang Institute of Geological Survey, Xiaoshan 311203)Abstract: Agricultural geological environmental investigation, considering survey as base, evaluation as kernel and study as tache, studies and evaluates the agricultural geological environment in different aspects, degrees and scales, consequently obtaining some important achievements. It enriches our agricultural basic data and increases agricultural geological technological reserve. They will supply the agricultural programming, structural adjustment and highly effective ecological agriculture with technological support and basic service for building ecological province and sustainable development stratagem.Key words: Zhejiang Province; Agricultural geological environmental investigation; Achievements

环境是以人类活动为核心的周围空间。地质环境是以人类活动为核心的周围地质空间条件。工程建设地质环境是以工程建设活动为核心的周围地质空间条件。地质环境研究主要是进行人类活动的地质条件的适宜性或地质环境质量评价。一般来说，地质环境质量评价包括两方面内容：①地质环境质量评价；②地质环境容量评价。地质环境质量评价是指论证供人类活动的地质环境体系和相互作用结果对人类活动地质条件适宜性的优劣；地质环境容量主要是指特定地质环境内地质资源所能供养的人口数量，地质环境容量评价是论证特定地质环境内地质资源的丰度和人类合理开发能力的高低。广义地说，地质环境质量也包括地质环境容量。对一般工程建设来说，不专门论证地质环境容量，对于一些专门课题，如新的居民点开发、城市持续发展论证等才专门进行地质环境容量论证。对狭义的工程建设研究，一般不专门进行地质环境容量论证。图7-1 地质环境的形成示意图地质环境是指人类活动的基本场所，包括地球表层岩石圈和土壤层两部分地质体的组成、特征和各类地质作用与现象所构成的人类生活、生产条件的总体，或者称为地质环境系统。人是地质环境的主体，又是地质环境变化的动力。“地质环境”的提出，是相对于人类的存在，即地质环境研究是为人类生存和生活服务的。从人类产生起，就对地质环境不断地进行改造，破坏和建设，其力度随人类活动强度的增大而不断地增强，这种作用强度如果在同一时间尺度内衡量，它比其他自然地质营力都大得多。由此来看，地质环境的形成来自两方面营力，如图7-1所示，即地质营力和人类活动。地质营力包括内动力（内营力）和外动力（外营力）两种。人类活动，从地质角度看，也是一种外动力（外营力），它和自然的地质外营力作用共同构成改造地质环境的外动力。今天来说，在改造地质环境的外动力中人类活动的作用百倍、万倍的大于自然地质的外营力作用。所以，地质环境质量评价应该包括人类活动与地质环境体系和相互作用的多种因素作用。地质环境体系是由多种因素构成，所以地质环境质量既包括地质环境各种要素特征和因素总体对人类生存、生活和社会经济发展的适宜程度，又包括人类活动对地质环境的开发利用和保护改善的合理性与能力，同时还包括人类与地质环境之间相互作用的协调程度。也就是说，地质环境质量既有人类活动与地质环境两种事物自身质量的含义，也有相互间作用质量的含义。其直接体现则是人类与地质环境之间相互作用所产生的效益与危害之比，比值越大，质量越好；比值越小，质量越差。这是地质环境质量评价的基本概念。目前的工程建设与地质环境关系研究，主要是着眼于地质工程稳定性，特别是地基、边坡、地下洞室稳定性，这方面问题已经引起了重视。可是，关于地质环境问题还没有引起足够重视。由于对地质环境问题不重视，在城市、新的开发区、道路、水利水电、矿山建设中出了不少问题，为国家造成巨大的经济损失。比如洪水淹没，是不是地质环境问题？有人说不是，著者认为是。因为，它是由于近代地壳沉降诱发的，实质上是内动力和大气降水联合作用结果。洪水泛滥淹没造成的城市和经济开发区事故，就是这个原因。我国江河湖海附近地区存在着许多近代地壳沉降带，当地群众有经验，这种地方谁也不用它，成为撂荒地。工厂和开发区建设中，因为对这种地区的地质环境问题不认识，就破土动工建设高楼大厦，一遇到洪水泛滥，就遭受淹没灾害。近几年，著者遇到一些与此有关的问题。著者参与了北京市西八间房开发区航空干部管理学院建筑群开发，在地基勘察前甲方已经作好了设计，著者拿到1∶2000的工程布置图，展开一看，发现这张图上有两组十分有规律的断续分布的线形水体，一组是北北东向；另一组是北西西向，这与北京市新近断裂方向十分一致。因此怀疑它是活断层在地面的反映。经查阅了北京市有关的地质资料，证实良乡-顺义断裂通过这个地区，当基坑开挖后，到基坑底进行验槽时，基坑东南角产生了塌方。这个基坑深9m，在地面下4m处留有宽1m的台阶，塌方的后缘就在这个台阶处，塌方后这个台阶呈现出“X”节理遗迹——锯齿状破裂面。这明显是良乡-顺义断裂的影响带。良乡-顺义断裂主断裂面在哪里？著者建议采用测量氡气的α卡仪进行断层带逸出的α射线剂量测量，结果得到良乡-顺义断裂带位置距建筑物的距离仅70m，规范规定建筑物距断裂带距离不得小于50m，按理来说，是允许的。但该断层的活动强度较大，以至其作用影响到基坑处，基坑内淤泥与粉细砂层面处出现有一系列的揉皱和错动现象，淤泥层显现为“X”节理。这在北京市是少见的。这个事实表明，该处土体中的地应力的水平应力分量大于垂直分量。根据极限平衡理论，著者建议取作用于地下室上的水平应力σh＝1.2γh校核地下室结构稳定性。甲方同意此意见，设计单位按此意见复核了设计，这些工作完成后，延误工期一个多月，总共增加费用50～60万元。著者曾介入了北京某房地产开发公司在丰台区的一个程庄子开发区的地基勘察工作，并对开发区做了地质环境质量评价。中国地质科学院地质工程公司用电法和α卡仪作了一下探测，发现西四-五里店断裂通过开发区西北部，下盘埋深仅30m左右，为正断层，断层错距达6m，显然高楼不能建在它上面。又如长江三峡移民点，巫山县城搬迁选择的新城址位于长江六级台地上，台地上部堆积有10～20m厚的黄土，三峡水库蓄水后，这些黄土构成水库的库岸，在风浪作用下肯定会发生塌岸。现在看起来城址条件比较好，可是水库蓄水后，水库塌岸有可能塌掉几十米，甚至上百米宽。这个后果应该考虑，要进行预测。1995年何满潮教授等研究结果表明，巫山县新址是位于一个复杂的滑坡体上，问题比较复杂，要深入地进行地质环境评价，否则损失就大了。重庆有一个川东电业大楼，在建设过程中勘测单位确定地基为砂岩，认为地基承载力足够。著者到现场调查发现，地基后缘存在有宽20～30cm的裂缝，是一个滑坡的后缘，重庆长江大桥建设时就发现了这个滑坡，这是由于在勘察过程中不重视地质环境研究的结果。1994年4月30日乌江鸡冠岭山体发生了大崩塌，这也是一种典型的地质环境问题。著者于6月下旬应地质矿产部的邀请到现场进行了考察，考察的目的是论证治理方案。著者判断这次崩塌的主要原因是在已存在采空区的上盘内凿风井引起的。这个事故产生的原因主要在于在采矿开凿风井前没有进行地质环境评价。这次崩塌结果，乌江停航近200天，据地方估计，停航一天损失达98万元，仅航运损失就达2亿元。上面列举的事例表明，地质环境对工程建设的经济和安全至关重要，所以在工程建设开始之前必须进行地质环境质量评价。

随着我国经济发展新常态的逐步成形，地质环境形势将发生不同以往的变化，地质环境压力接近峰值，越来越多区域地质环境承载力接近或达到其上限，倒逼地质环境管理升级，对地质环境调查提出更多新需求。（一）地质环境变化驱动力增速减缓，地质环境压力接近峰值随着我国经济从高速增长转为中高速增长、从增量扩能为主转向调整存量与做优增量、从规模速度型粗放增长转向质量效率型集约增长、从要素驱动、投资驱动转向创新驱动，资源开发、工程建设、城镇化、农业生产等地质环境变化驱动力将发生明显变化，高速增长的趋势将有所放缓。1.能源资源需求增速放缓，资源开发动力有所减弱图5-4 未来10年中国能源消费总量及构成预测（据文献［22］）对于能源，根据王金照预测，我国能源消耗增速将从2001～2010年的8.4%减缓到2011～2020年的4.5%左右，2020年能源消费总量在50×108t标煤左右；随着经济转型和能源结构调整，煤炭消耗增速会放慢，2020年以后煤炭需求量会逐步下降，石油将持续增长，天然气与非化石能源将快速增长（图5–4）[22]。与煤炭比较，石油、天然气与非化石能源开发对地质环境的影响要小得多。对于金属矿产资源，按照金属量计算，铁是需求量最大的金属，其需求量占金属总需求量的85%，其次是铝和铜，分别占7%和2%左右[23]。陈其慎等人研究认为，我国人均粗钢需求已进入峰值区，预计在2020年前后人均粗钢需求量将从目前的530～540kg降至500kg左右；在不增加产能的前提下，中国还要淘汰（1～1.5）×108t的过剩钢铁产能[24]。王安建等人预测，我国铜需求峰值将在2025年前后到来，峰值期铜需求将达到（1400～1600）×104t[25]。对于水资源，我国总用水量将继续维持小幅上升态势（图5–5），农业用水量在经历短期波动后会有所下降，工业用水量在2015年左右达到峰值之后将逐步稳定并缓慢下降，生活用水将稳步增长，生态环境用水将会有所增加[26]。按照近十多年数据推算，地下水用水量占比将在18%～19%区间波动。华北平原地下水开采量占全国地下水开采量的35.6%，是我国乃至世界上地下水长期严重超采的区域[27]。随着南水北调中线工程通水，年均调水95×108m3，华北平原地下水超采问题将有所缓解。图5-5 未来10年中国用水量预测（据文献［26］）2.工程建设后劲犹存，空间布局重心西移在经历了长时间快速发展之后，我国基础设施水平得到大幅度提升。据邵挺研究，我国基础设施投资占固定资产投资和基础设施资本存量占总资本存量的比例在2000年前已分别达到峰值，未来10年基础设施资本存量与投资占比提升空间有限，预计基础设施投资占比年均增长0.21%，基础设施资本存量占比年均下降0.08%[28]。我国基础设施建设区域差异巨大。研究表明：东部地区的公路密度已经超过了跟其人口密度相似的发达经济体水平，铁路密度已接近发达经济体水平，而中部和西部地区的公路密度、铁路密度与发达经济体相比仍有较大差距。2012年，我国东部地区铁路密度和公路密度分别达到了2.5km/100km2和113.4km/100km2，与人口密度相似的韩国比较，公路密度已经超过韩国，而铁路密度接近韩国；中部地区、西部地区的铁路密度、公路密度，与人口密度相似的英国、美国比较，尚有较大的差距（表5–1），人均基础设施资本存量还有较大的提升空间。在优先推进西部大开发、全面振兴东北地区等老工业基地和大力促进中部地区崛起的国家战略推动下，中部、西部基础设施建设将快速发展。3.城镇化速度放缓，质量提升成为主流2014年，中共中央、国务院印发了《国家新型城镇化规划（2014～2020年）》，提出走以人为本、四化同步、优化布局、生态文明、文化传承的中国特色新型城镇化道路。规划确定，城镇化率将从2012年的52.6%增加到2020年的60%左右。我国城镇化率将从2001～2011年间年均提高1.33%降至未来10年的年均提高1%左右，进入绝对速度快但加速度为负的阶段；2013～2023年，城镇常住人口将7.3亿人增长到9.2亿人，城市建设用地将从46781km2增长到65924km2[29]。规划明确：从2012年到2020年，城市污水处理率从87.3%提升到95%，城市生活垃圾无害化处理率从84.8%提升到95%，城镇可再生能源消费比例从8.7%增加到13%，城镇绿色建筑占新建建筑比例从2%增加到50%，城镇建成区绿地率从35.7%增加到38.9%，城镇发展将从以前的规模扩张为主转变为质量提升为主。在此期间，城镇住房年度需求接近峰值，区域结构出现分化（图5–6）。据预测，2014～2023年我国城镇住宅存量净增108×108m2，住宅新开工量峰值将在2015年之前到来，住宅施工与竣工高峰可能稍微靠后，住宅投资总体增速较过去将有明显下降；京津冀、长三角、珠三角、成渝等大都市圈的人口聚集进程将延续，大都市圈人口占全国人口的比例还会继续上升[30]。表5-1 2012年我国各区域铁路、公路密度与人口密度相当的发达国家比较（资料来源：Canning数据库与《中国统计年鉴》。）图5-6 未来10年中国城镇人口与城镇新增住宅面积（据文献［30］）4.农业生产用地减少，提高效率需求凸显随着城镇化的快速推进，近年来我国农业生产用地面积逐步减少。据国土资源部统计，农用地从2003年的65706×104hm2减少到2008年的65687×104hm2，耕地面积从2001年的19.14亿亩下降到2008年的18.26亿亩，农用地占土地面积的比例从2001年的57%下降到2008年的56%。随着城镇用地的增加，农用地转为建设用地的基本趋势将保持下去，农业生产用地将会维持减少态势，预计未来10年农业用地占比将降至53%左右[31]。在此期间，我国主要农产品产量和消费都将保持增长趋势，但是消费增长更快，农产品供求总体偏紧，部分产品缺口较大；到2023年，预测全国粮食总需求量为70971×104t，比2012年增长13%；而全国粮食产量为61999×104t，比2012年增长6.5%，粮食供求关系趋紧[32]。农用地减少与农产品供求关系趋紧，意味着提高农用地利用效率和垦殖劣质土地需求将日益凸显。（二）地质环境问题加剧，承载力接近或达到上限在资源开发、工程建设、城镇化、农业生产等驱动下，区域地质环境压力不断加大，在越来越多的区域接近或达到了地质环境承载力的上限，地质环境污染和地质灾害已成为我国当前和今后相当长时期内需要认真面对的重大资源环境问题。1.地质环境污染继续漫延，严重威胁群众健康图5-7 1990～2013年中国工业废水排放量和工业固体废物产生量随着城镇化、工业化的持续推进，近20多年来我国废水排放量、工业固体废物产生量和城市生活垃圾产生量总体呈增加的态势（图5–7）。据国务院发展研究中心预测，当前至2020年是我国污染物排放跨越峰值并进入下降通道的转折期，未来5～10a我国主要污染物排放的拐点将全面到来，这一阶段大致也是各种污染物排放叠加处在最高点的“平台期”，多数污染物排放达到峰值后大致会进入稳定的下降通道[33]。污染物从排放到进入土壤和地下水中往往需要一段时间，由此可以判断，地质环境严重污染态势在未来相当长时间内会继续漫延。目前，尚无法获知土壤与地下水污染的全貌，只能粗略地描述其大体轮廓。据2014年发布的《全国土壤污染状况调查公报》，全国土壤总的超标率为16.1%，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。据《2013年中国国土资源公报》，全国4778个地下水监测点中，水质呈较差级的占43.9%，水质呈极差级的占15.7%，主要超标组分为总硬度、铁、锰、溶解性总固体、三氮、硫酸盐、氟化物、氯化物等。由近年媒体披露的重大污染事件，可窥探地质环境污染形势的严峻程度。2014年4月，由于前些年被石油污染的地下水渗入自来水自流沟导致自来水苯超标事故，造成兰州市全城停止供水；8月，媒体披露内蒙古与宁夏化工企业长时间向腾格里沙漠腹地排泄污水，尽管事后24名相关责任人被问责，但是这一事件表明，即使远离人类活动区的偏僻区域亦可难逃污染；12月，广西大新县被迫启动生态移民计划，以解决由于2002年闭坑的铅锌矿区造成水、土、农作物污染而导致五山乡三合村村民健康严重受损问题。2.地质灾害高发频发，防治成效初显1949年以来，我国地质灾害发生频次随时间发生高低起伏的周期性变化，总体呈增加的趋势（图5–8）；20世纪90年代中期以来，地质灾害保持高发频发态势，地质灾害防治努力使人员伤亡得到有效控制，但是直接经济损失仍呈增加趋势（图5–9）。随着我国现代化建设的不断推进，我国及各地区所累积的物质财富不断增长。以基础设施为例，全国基础设施资本存量从1990年的1.19万亿元增长到了2012年的3.65万亿元（按2008年不变价计算），年均增长9.4%；未来十年，中国基础设施资本存量将继续增长，特别是中、西部地区基础设施资本存量将明显加快，预计年均增长7.5%和5.3%[28,34]。随着各地区基础设施资本存量的持续增长，单次地质灾害所造成的直接经济损失势必也会随之增加。据预测，未来我国气候变暖趋势不可避免，气候变率增大，极端天气气候事件增多[35]；在汶川地震后，中国大陆可能将进入“一组新的幕式活动不清晰的、类似于1900～1955年的强震活跃时段”[36]。气候变化与地震活动的影响可能会加剧我国地质灾害所面临的严峻形势。图5-8 1949～2002年中国重大地质灾害发生频次图5-9 1990～2014年地质灾害造成死亡人数与直接经济损失（三）生态文明建设深入推进，倒逼地质环境管理升级面对严峻的资源、环境和生态形势，党的十八大报告将生态文明提高到一个新的历史高度，提出要大力推进生态文明建设。国土空间开发、自然资源监管、生态保护红线划定等要求加快推进地质环境精细化管理。1.服务国土空间开发格局优化，提升区域地质环境认知水平党的十八大以来区域发展呈现新动向和新趋势，区域发展战略内涵更加丰富：“四大板块”战略从顶层确定了我国实现区域协调发展的总体部署；主体功能区战略明确了我国国土空间开发格局；“一带一路”、京津冀协调发展、长江经济带等跨国、跨区域经济带深化了“四大板块”对内对外互联互通的内涵；重要经济区是落实区域发展总体战略、引领全国经济发展的战略重点。优化国土空间开发格局，推进生态国土建设，对地质环境工作提出了新要求。服务国土空间开发规划编制，要求加强水工环综合调查与编图，有针对性地编制地质环境单要素图件和综合性图件。服务水土资源开发、工程建设与城市管理，要求开展更大比例尺水工环综合调查，建立三维地质框架模型。服务地质环境问题防治与环境健康维护，要求加强地质环境问题专题调查研究，提出地质环境问题防治对策与解决方案。服务地质环境精细化管理，要求加强地质环境数据库与信息平台建设，实现地质环境变化预报预警。2.服务自然资源用途管制，拓展地质环境传统领域随着资源、环境与生态问题相互交织程度的日益加深，我国实行资源、环境和生态综合管理的需求越来越迫切。“山水林田湖是一个生命共同体”，用途管制和生态修复必须遵循自然规律。地质环境管理不仅涉及地下水环境、地质灾害、矿山环境等内容，还涉及土地（土壤）、水、矿产等地质资源，这就需要地质环境工作应打破传统的学科界线，将近地表圈层作为一个完整系统进行探索。服务资源、环境与生态综合管理，要求加强地质环境过程与生态、水文等过程耦合研究，以地球关键带为对象，基于以含水层、包气带、土壤为主体的三维地质框架建立地球关键带模拟模型，为解决交织在一起的资源、环境与生态问题提供定量化工具。与常规化石能源比较，页岩气、天然气水合物等非常规能源矿藏地质结构复杂、资源丰度低、开采难度大，开发利用环境隐患与风险大，环境监管要求高；与大宗矿产资源比较，三稀、锂、钴等战略性新兴产业矿产开发历史短，污染风险大，环境监管难度大。为了避免走上先污染后治理的老路，地质环境工作应比开发先行，查明非常规能源与战略性新兴产业矿产开发的环境风险。随着我国经济结构的转型升级，一些新的微量无机或有机化学物质可能通过各种途径进入到土壤与地下水中，地质环境工作应及时识别、探测引发环境健康的污染物，对有机污染物、化学合成物、稀土元素等致病污染物进行调查和监测。3.服务“一带一路”战略实施，积极参与全球地质环境治理随着经济全球化、区域一体化程度日益加深，世界各国经济发展对相互之间的资源、环境与生态的影响不断加大。环境污染从资源消费国向资源生产国转移的趋势，引起了越来越多国家的关注和重视。从矿产资源开发来看，发达国家矿产资源人均实际消费量大大高于金砖国家，而金砖国家矿产资源人均开采量则大于人均消费量，所以有研究认为：发达国家通过进口大量矿产资源而转移了本应由本国所承担的部分环境污染风险（图5–10）[37]。在获取国外矿产资源的过程中，我国应尽力避免国外别有用心的人产生类似看法。“一带一路”战略的重要目标之一是打通我国获取国外能源资源的通道，在此过程中我国应该履行环境保护的国际义务。我国不但要参与全球能源资源治理，而且要参与全球地质环境治理，承担起世界大国责任，分担国际公益事务，塑造负责任大国形象。以参与全球地质环境治理，支持与助推参与全球能源资源治理。图5-10 发达国家与金砖国家矿产资源人均开采量与人均实际消费量对比