1、砂宝斯金矿区环境地质质量评价及地层模拟Shabaosi Gold Mine Geological Environment QualityEvaluation and Stratum Simulation学生姓名： 学院名称： 水利与环境工程学院 专业名称： 水文与水资源工程 班级名称： 学 号： 指导教师： 教师职称： 完成时间： 长 春 工 程 学 院摘 要随着矿山的开发，矿山地质环境问题越来越严重，矿山地质灾害越来越多，矿山地质环境问题不仅威胁到人们的生命财产安全，而且严重影响和制约经济的发展，也引发了一系列社会问题和矛盾。因此，对矿山地质质量进行综合评价，已成为近些年来人们研究的重要方向
2、。本文以砂宝斯矿区为研究对象，在收集了野外调查的大量数据的基础上，从地质环境、地下水环境、土壤环境 3 个方面出发，通过层次分析法对各个评价因子进行定量计算，而后采用模糊综合评价的方法进行评价分析，划分出矿山地质环境影响较好区、较严重区和一般区三个区，并用地下水模拟系统进行了地层的模拟，结果表明对砂宝斯矿区今后的开发具有较强的指导意义。关键词矿山地质环境质量 地下水模拟系统 层析分析法 模糊综合评价AbstractWith the development of mines, mine geological environment problem more and more serious, t
3、he mine geological hazards is becoming more and more mine geological environment problem not only a threat to peoples life and property safety, and the serious influence and restricts the development of economy, also caused a series of social problems and contradictions. Therefore, a comprehensive e
4、valuation of the quality of mine geology has become an important direction of research in recent years people. Based on sand treasure mining area as the research object, on the basis of a large number of data collected from field investigation, from the geological environment, groundwater, soil envi
5、ronment three aspects, the quantitative calculation of each evaluation factor by analytic hierarchy process (AHP), and then uses the fuzzy comprehensive evaluation method to evaluate analysis, divided into mine geological environment impact is better, more serious and general area three area, and gr
6、oundwater simulation system for the formation of the simulation, the results show that the sand treasure, mining development in the future, has a strong guiding significance. Keywords: Mine geological environment quality Groundwater simulation system Analytic Hierarchy Process Fuzzy comprehensive ev
7、aluation目 录前 言 .11 绪论 .21.1 设计目的及意义 .21.2 相关技术的国内外发展 .21.3 设计方案及技术路线 .32 矿区环境概况 .42.1 研究区概况 .42.2 区域地质环境背景 .93 矿区地质环境特征 .133.1 水文地质特征 .133.2 工程地质特征 .153.3 环境地质特征 .183.4 GMS 地层模拟 .224 地质质量环境综合评价 .294.1 矿山地质评价标准与体系 .294.2 评价模型及步骤 .304.3 矿区地质环境质量评价 .324.4 矿区地下水环境质量评价 .324.5 矿区土壤环境质量评价 .384.6 矿区环境地质质量综合
8、评价 .425 结论 .43参考文献 .45致 谢 .46长 春 工 程 学 院 设 计1前 言矿山地质环境是指曾经开采、正在开采或准备开采的矿床及其邻近地区，其岩石圈上部与大气、水、生物圈组分之间，不断地进行着联系（物质交换）和能量流动，这一部分组成一个相对独立的环境系统。这一系统是以岩石圈为依托，矿产资源开发为主导，不断改变着地球表面和岩石圈自然平衡状态的地质环境，也是一个环境地质问题较多、地质灾害较突出的环境。 随着我国矿业的迅速发展，矿山环境问题越来越引起人们的注意。矿山地质环境存在的问题主要有：采、选矿过程中产生的有毒、有害气体、矿渣，废水，粉尘等，不仅直接影响作业环境和工作条件，而
9、且给矿区周围的大气、水质、土壤造成危害；废石堆、尾矿库挤占大量土地、农田；污水和烟尘的排放，污染水源、江河和大气，也破环了景观和植被；露天矿边坡崩落，井下采空区造成地面塌陷；矿井突水、矿山疏干排水引起邻近地区地表水和浅层地下水疏干或形成海水入侵；采矿剥土等造成水土资源平衡失调，易诱发和引起土壤侵蚀、水土流失、土地沙化以及滑坡、泥石流等地质灾害。所有这些环境地质问题，都给人类生产和生活带来严重影响，而且预防和治理的难度很大。由于一些不合理的矿山开发和矿产资源利用,对矿山及其周围环境造成了污染并诱发多种地质灾害,破坏了生态环境.越来越突出的环境问题不仅威胁到人民生命安全，而且严重地制约国民经济的发
10、展。 目前，国内外对矿山地质环境问题的研究已从过去的定性分析转入半定量-定量分析，随着科学技术、计算机技术的不断发展，定量评价矿山地质环境质量的研究方法越来越多，国家对地质环境的保护与治理的重视程度也越来越高，由此，合理的划分矿山地质环境质量，使国家和地方有针对性地实施地质环境的保护与治理方案，具有重要意义。 编者:2015 年 6 月 12 号长 春 工 程 学 院 设 计21 绪论1.1 设计目的及意义随着社会的进步和经济的迅速发展，环境污染和破坏问题已成为当今世界最为关注的问题之一。人类对自然环境的破坏日益严重，环境问题越来越突出，譬如水土污染与流失、各种扬沙及沙尘现象、草场超载退化、地
11、面变形塌陷、采矿固体废弃物占地效应等问题愈来愈严重。其中，矿山地质环境问题也日益显著，矿产资源开发所引起的土地资源与生态环境的严重破坏不仅威胁到人民生命财产安全，而且严重影响和制约着社会和经济的发展。近年来，矿山地质环境保护与生态系统平衡发展问题已逐渐受到全球性的关注，如何将科学开发矿产资源与保护生态环境同步发展已成为人们研究的重要课题。1.2 相关技术的国内外现状1.2.1 矿山地质环境评价国内研究现状国内对于矿山地质环境评价的研究开始较晚，从 20 世纪 90 年代开始，才逐渐重视地质环境对社会、经济造成的不良影响。其间，主要的研究内容倾向于矿业开发对环境的影响，侧重于“三废”排放、矿山地
12、质灾害所造成的环境质量下降、土地资源的破坏等 1，如陈学军、宾秀玲 1996 年发表的矿山开发对环境质量的影响，王智、赵勤正、张和生等 2000 年发表的采矿引起的地质灾害及其对矿区生态环境的影响，相应的论文及研究工作相对较少。对于矿山地质环境的量化评价在近几年才刚刚兴起，仍然处于探索和初步研究阶段。 中国地质调查局从 2000 年开始，启动了以辽宁省、吉林省等 12 个省的矿山地质环境调查与评价工作，2005 年底完成了其他 19 个省、自治区、直辖市的矿山地质环境调查与评价工作，为全国矿山地质环境规划制定及“十一五”规划提供了较完整的矿山地质环境基本资料 2。各地区采用多种方法对矿山地质环
13、境质量进行了综合评价，如图层叠加法、有限差分法、集对分析法、模糊综合评判法等，取得了一定的研究成果和进展。陈玉华、陈守余 3（2003 年）发表的基于 MAPGIS 的矿山环境评价分析软件开发中，通过对矿山环境系统的研究初步提出了矿山环境质量评价指标体系和基于 MAPGIS 的矿山环境评价分析实现方案；武强、薛东、连会青（2005 年）发表的矿山环境评价方法综述中，根据五大类型矿山环境地质问题和矿山整体环境综合评价问题，将矿山环境评价划分为但环境问题评价和多环境问题综合评价 2 大类，并分别对其评价方法进行了综述；李艳、王恩德、沈丽霞（2005 年）发表的矿山环境影响评价内容和程序探讨中，针对
14、矿业开发引起的主要环境问题，通过对矿山环境影响评价的现状、长 春 工 程 学 院 设 计3存在问题的分析研究，探讨了目前矿山环境影响评价的主要评价内容和工作程序，并展望了矿山环境影响评价的未来；中国矿业大学（北京）武强教授在矿山环境研究理论与实践（2005 年）中，提出了矿山环境调查的类型、内容、方法和具体技术要求，系统阐述了矿山环境现状、演变过程和发展趋势的单问题和多问题综合评价的基本理论和评价方法；杨梅忠，刘亮，高让礼在模糊综合评判在矿山环境影响评价中的应用（2006 年）中，建立二层评价模型，以西部矿山开发为例，采用模糊综合评判方法对矿山地质环境进行量化评价研究；江松林、孙世群、王辉发表
15、的安徽省矿山环境质量综合评价研究（2008 年）中，探索性地建立了矿山环境评价指标体系，构建了评价模型，以安徽省县区为评价单元，给出了各单元环境质量综合指数；王海庆在基于 GIS 和 RS 的矿山地质环境评价方法比选（2010 年）中，分别应用网格法、矢量多边形法及缓冲区法开展了辽宁省葫芦岛矿区的矿山地质环境评价工作，并对各评价结果进行了分析比对，认为矢量多边形法在该区可取得较好的评价结果；孟庆凯、朱丹、张婷等在模糊 ISODATA 聚类分析算法在矿山地质环境评价中应用（2012 年）中，建立模糊 ISODATA 聚类分析数学模型对重庆市黄桷垭地区进行环境评价，该研究方法为矿山地质环境评价提供
16、了新思路；黑龙江、辽宁、四川、江西等其他省份在不同的报刊发表了关于矿山地质环境质量评价及调查的论文，反映了现状矿山地质环境综合评价的水平。 1.2.2 矿山地质环境评价国外研究现状 环境影响评价的概念最早是在 1964 年加拿大召开的国际环境质量评价学术会议上提出来的，而将环境影响评价作为一项正式法律制度则首创于美国 4。很多国家把 EIA（环境影响评价）制度赋予法律形式，实现矿业开发与环境治理一体化，在矿业 EIA 中，强调公众参与的作用和可持续发展，重视项目实施中和实施后的环境验证与评价。据统计，到 1996 年全世界已有 85个国家或地区制定了有关环境影响评价的立法。国际上矿业较发达的国
17、家（如澳大利亚、德国、美国、加拿大等）都高度重视矿业开发与环境的关系，早在 20 世纪 70 年代，大部分西方国家已实行了严格的矿山环境保护和矿山评估制度。近年来，在联合国提出和实施可持续发展战略的同时，各国政府和矿业界对矿山环境保护更加重视，加强了有关矿山环保立法方面工作，矿山企业实行履约保证金制度。矿业界已经将矿山环境地质与资源开发利用作为一个整体系统来研究，同时上升到可持续发展高度看待资源开发利用。 1.3 设计方案及技术路线环境地质质量是一个多因素多层级的模糊概念，评判环境地质质量无法用一个绝对判据来长 春 工 程 学 院 设 计4划分，如用经典数学进行环境地质质量评价，无法处理模糊因
18、素及边界不清晰、中间过渡不分明的问题。因此，根据矿区实际资料的具体情况，本次采用模糊综合评判法进行矿区环境地质质量综合评价。在环境地质质量的评价中，核心工作是确定各种地质环境地质问题在环境地质质量中的贡献大小，以及掌握各种地质环境问题在矿区的分布与发育强度，计算出不同分区的环境质量指数，作为评价的量化指标。技术路线如图 1-1：确定研究目的和意义资料收集矿区地质环境现状地质环境 土壤环境地下水环境地质环境质量评价提出防治措施图 1-1 技术路线图2 矿区环境概况2.1 研究区概况2.1.1 矿区交通和位置调查区行政区划隶属于黑龙江省漠河县西林吉镇管辖。外围调查区坐标为：东经 1215200-1
19、215400，北纬 531000-531230， 面积 10.29 km2。详查工作区坐标为：东经 1215203-1215400，北纬 531145-531230， 面积 3.00 km2。工作区位于漠河县西北，直距 45 km，有公路相通，运距 59 km，交通较方便。研究区交通位置图见 2-1。长 春 工 程 学 院 设 计5图 2-1 研究区交通位置图2.1.2 气象和水文条件矿区地处寒温带，属大陆型季风气候。年平均气温较低，无霜期短，雨热同季。研究区年平均气温为-5.5 ，最高气温为 30 ，最低可达-50 ，昼夜温差大；冰冻期长，无霜期短，每年九月末至翌年五月中旬为冻结期，冻结深度
20、可达 2.5 m。1997-2006 年多年月平均气温如图2-2 所示。长 春 工 程 学 院 设 计6图 2-2 1997-2006 多年月平均气温变化曲线研究区降水多受季风影响，以冷锋雨和气旋雨为主，多集中在 5-9 月份（图 2-3），约占年降水量的 81%。多年平均降水量 425.42 mm（1957-2006 年资料），年际间降水量差异较大，1957-2006 年间，最大降水量为 624 mm（1977 年），最小降水量为 267.5 mm（1979 年）（图2-4）。一日最大降水量发生于 1984 年 7 月 31 日，降水量为 129.9 mm。研究区蒸发量年内变化较明显，以春季为最大，冬季为最小（图 2-3）。多年平均蒸发量为890.55 mm（1961-2006 年资料）。1957-2006 年间，最大蒸发量为 1050.4 mm（1973 年），最小蒸发量为 634.6 mm（2001 年）。图 2-3 多年月平均降水量蒸发量对比图月份气温（）月份降雨量/蒸发量 （mm)
