发布时间：2022-04-30 03:24:49
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的地质灾害监测论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
滑坡是地质灾害中危害较大的一种，常给工农业生产以及人民生命财产造成巨大损失、有的甚至是毁灭性的灾难。为了挽救人民的生命财产，无数的科研工作者投入到对滑坡的研究和防治之中，中国科学院成都山地灾害与环境研究所王成华研究员就是其中著名的一位。
王成华，1942年生，重庆市沙坪坝人。1966年毕业于成都理工大学。1968年分配到中国科学院成都地理研究所(后更名为成都山地灾害与环境研究所)工作。1988年晋升为副研究员，1994年晋升为研究员，2002年被聘为中国科学院研究生院教授。
在滑坡等灾害防治技术和边坡加固技术研究上，他先后总结提出了拦砂坝稳滑坡、滑动面灌浆改变滑动带组成、结构新技术；较系统深入地研究了溜砂坡灾害的形成特征、动力学机理和固砂防灾技术，丰富和完善了边坡岩土工程学基础理论和加固防护技术。
实践出真知滑坡防治新方法
王成华研究员长期从事滑坡、崩塌等山地灾害的研究与防治工作。在崩塌、滑坡的形成、发生机理与防治；滑坡危险区划、危险斜坡判别和滑坡预测预报；在大型水电工程库岸再造、公路、铁路和输油气管道等边坡分析与加固以及高速滑坡发生过程等方面有较深的研究。
目前，滑坡的防治对策依然是“及早发现，预防为主；查明情况，综合治理；力求根治，不留后患”。
由此可见，探查、发现潜在滑坡对治理其灾害至为关键，王成华研究员对此有独到的见解。其《高速滑坡发生的危险斜坡判别》一文被《中国水利水电发展文库》收录，文中他认为高速滑坡发生之前的危险斜坡判别是高速滑坡发生地方预报和减灾防灾的基础工作，危险斜坡判别的主要内容则是危险斜坡的空间位置和危险程度。他从高速滑坡形成发生的因子分析入手，应用数理统计，模糊数学与专家经验相结合的综合分析方法；采用黄金分割的原理，建立了高速滑坡发生的危险斜坡判别的指标体系和危险度判别模型。
在滑坡的治理方面，他同样拥有丰富的治理经验。1998年初，王成华研究员承担泸州市世寿街滑坡的分析和防治设计项目。他认为要把滑坡防治看作医生治病，针对主要病因制定防治措施，而他称这种方法为主要因素控制法。
针对世寿街滑坡滑带土的抗剪强度低、已滑动多年的特点，王成华研究员提出防治的三项工程，即滑坡前部设计两排全埋式钢筋混凝土抗滑桩，上、下相连组成W型；滑体中部滑带土用高标号水泥沙浆高压灌注，改变滑带土结构，提高其抗滑’性能；滑体中前部建筑基础按承重抗滑桩设计。同时，加护坡防洪措施，用钢筋混凝土防洪堤，基础为高压水泥砂浆旋喷桩，桩下端置于基岩中风化层界面；条石浆砌格梁与干砌条石护坡，既要达到坡面防冲、稳定，又要满足迅速排水之目的。另外，王成华研究员还认为要采取措施防渗排水，需要防治地表水八渗；在主滑断面位置布置树枝状排水盲沟，以达到汛未能迅速排除地下水的目的。
1998年后，经过几个雨季和汛期的检验，滑坡已经停止滑动，证明其对策的现实可行性。2000年，王成华研究员将其治理经验整理发表，他认为出于综合房地产开发的目的，滑坡防治不仅要考虑滑坡本身的稳定，而且还要考虑滑体上各种建筑物的安全运行。
溜砂坡是斜坡重力侵蚀的一种特殊类型，在特定的地形、地质和气候条件下形成，常对公路、铁路、渠道等线路工程构成严重危害，主要分布在我国西部较为干旱的山区，如、青海、新疆、四川西部等地。近20年来，国内对溜砂坡的研究虽然层出不穷，而王成华研究员则是独树一帜，他于2003年，向国家申请发明专利《溜砂坡深部固砂方法》。这是一种溜砂坡深部固砂技术，即在需要固砂的砂坡上垂直地面向砂坡深部钻孔。再向孔中插入微型花管，向花管中注入高压粘土、粉土或水泥细砂浆液，浆液通过花管四周小孔射出，形成树根状浆脉。最后，浆脉利用自身的粘结和吸附作用，将砂粒紧紧握住，达到固砂的目的。
2009年6月，这一发明专利获得国家批准。它有效地解决了溜砂坡固定的难题，为防治溜砂坡带来的危害探索出了一种良好的方法。科研创新高效产能
王成华研究员十分注重科研成果的实际应用，这种科研转化，往往会带来极大的经济效益和社会效益。他的“龙羊峡水电工程库区滑坡及其预测”、
“暴雨泥石流滑坡区域预测预报”、
“山洪、泥石流、滑坡防治技术”和“忠(县)一武(汉)输气管道工程、兰(州)一成(都)一渝(重庆)成品油管道工程和西南成品油管道工程山地灾害与水工保护”等研究成果，都在生产中得到应用，为减灾防灾部门产生了几亿元的直接经济效益和重大社会效益。
2010年，王成华研究员参与完成《公路地质灾害监测预警和减灾技术》，他在文中重点分析了公路地质灾害的主要类型、山区公路危险性区划，以及建立山区公路地质灾害安全检测预警体系和山区公路地质灾害防御体系的重要性。
他认为针对常见的公路地质灾害，应该坚持科学性、针对性、简单易操作性等原则，建设公路监测预警体系。在文中，他创新性地提出依据我国公路管理体制，应建立以县公路局为中心的县、养护工区、沿线村民参与的“三级公路安全监测网络”。
王成华研究员建议建立我国的公路地质灾害监测预警智能系统，这个系统能让专家组随时分析智能系统输出的信息，一旦出现某隐患点加剧变形或临发的前兆，县监测预警中心应立即组织专家考察确认是否报请县灾害防御中心发出警报。
他还提出公路选线科研阶段的防御对策，认为公路选线应遵循公路与山系正交的原则；以高桥、长隧道垂直爬上第三地势阶梯，分段展线的原则；尽早脱离沿河灾害多发区，上行至高原(台地)上原则；地质灾害坡向分异规律，沿河线路多走阴坡，少经阳坡等原则。
王老的这研究成果，为我国山地公路建设、防灾、灾害预警等提出了新的理论，将为山地公路建设产生巨大的经济和社会效应。
他还主持成都山地灾害与环境研究所与地方合作项目多项，如《都江堰市宁馨苑山庄“5・12”地震后地面开裂及后山稳定性评估》。与都江堰市宁馨苑山庄合作，在汶川地震后，他深入宁馨苑山庄，探查山庄地面变形原因，对山庄后山斜坡稳定性进行评估，为山庄的恢复建设做出了重要贡献。
退休后，王成华研究员继续受聘为成都山地灾害与环境研究所博士研究生授课，将自己的知识传给年轻学者，继续为我国地质灾害的研究和防治贡献绵薄之力，迄今，王成华研究员已先后培养硕士、博士研究生十余名。
关键词:遥感技术;地质;测绘
中图分类号：P2文献标识码： A
引言
地质测绘总体来说是一项政府行为上的技术工作，是政府行使土地管理职能并且具有法律意义的行政技术手段，其主要工作是调查土地及其附着物的位置、界线、质量、权属和利用现状等基本情况来测绘其几何形状与面积，目前，随着遥感技术以及计算机技术的发展，遥感调查正由示范性实验阶段步入全面推广的实用性阶段，越来越多的人开始研究遥感技术在地籍测绘中的应用，并取得了显著效果，大大提高了经济和社会效益。应用遥感技术开展地质测绘是极其必要的，是当代高新技术发展的必然趋势，遥感技术特点及其它相关高新技术的高速发展，可以贯穿于地质测绘调工作的全过程，应用遥感技术开展地质测绘工作具有广阔的前景。全面推广地质灾害遥感调查，有待于遥感工作者和地质灾害工作者的共同努力。
一、遥感技术的发展
1.“遥感”，顾名思义，就是遥远地感知。人类通过大量的实践，发现地球上每一个物体都在不停地吸收、发射信息和能量，其中有一种人类已经认识到的形式电磁波，并且发现不同物体的电磁波特性是不同的。遥感就是根据这个原理来探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波，从而提取这些物体的信息，完成远距离识别物体。遥感的实现还需要遥感平台，像卫星、飞机、气球等，它们的作用就是稳定地运载传感器。当在地面试验时，还会用到像三角架这样简单的遥感平台。针对不同的应用和波段范围，人们已经研究出很多种传感器，探测和接收物体在可见光、红外线和微波范围内的电磁辐射。传感器会把这些电磁辐射按照一定的规律转换为原始图像。原始图像被地面站接收后，要经过一系列复杂的处理，才能提供给不同的用户使用。
2.遥感包括卫星遥感和航空遥感，航空遥感作为地形图测量的重要手段已在实践中得到了广泛的应用，卫星遥感用于测图也正在研究之中并取得一些意义重大的成果，基于遥感资料建立数字地面模型进而应用于测绘工作已获得了较多的应用。自20世纪初菜特兄弟发明人类历史上第一架飞机起，航空遥感就开始了它在军事上的应用。
二、遥感技术在地质测绘中的应用
遥感对地观测技术是当代高新技术的重要组成部分，是20世纪末几年开始执行的“对地观测系统（EOS）”计划的主体。它具有时效性好、宏观性强、信息量丰富等特点。利用全球卫星定位系统（GPS）可以准确地监测地质灾害体的形变与蠕动情况，从卫星遥感图像上可实时或准实时地反映灾时的具体情况，监测重点灾害点的发展演化趋势，增强地质灾害发生的预见性。因此，为了能及时地调查地质灾害状况，为抢灾与救灾工作提供准确资料，根据国民经济建设与可持续发展的需要，在地质灾害调查中采用遥感技术这一先进手段，是尤为必要的，这也是现代高新技术应用发展的必然趋势。
1.遥感技术在地址测绘中得到了广泛应用，这将有利于发展科学、促进地质矿产事业的持续发展。遥感信息反映的地质事实，不能因为学科偏见，传统观念和规程而被改变。当然，早期的遥感资料由于受分辨率的限制，近年来，由于采用了新的技术思路，在大比例尺地址测绘和地质制图中，遥感与地质的符合程度和可兼容程度有了很大的改进，但在如何充分发挥遥感地质的认识上仍有待统一，否则遥感地质将无法健康发展下去。
2.在岩浆岩、变质岩，特别是火山岩地区，地质图上对地质结构的描述要比实际粗略得多，很多复式侵入杂岩体、隐伏侵入体、火山机构、脉岩、变质岩的类型和相带在遥感图像上有充分的反映，但常规地质图则记述得很简单。在松散堆积物广泛覆盖的地区，地质图上的要素内容也过于简略，近年来，各类钻井、物探资料进一步证明了遥感地质资料的可靠程度，如果能用遥感资料将各种各样的隐伏地质信息、隐蔽地质界限，补充到这类地区的地质图上去，则将大大改善其地质研究程度，所以地址测绘开展了大比例尺地质填图，在这些工作中如能充分正确地应用遥感技术，也必将大幅度提高大比例尺地质图件的精度和专业水平，加快详细地址测绘、专业勘测的进度。
三、遥感技术带来的新信息
纵观遥感提供的构造新信息可概括为：
1.表浅硬固地壳中的大断裂和韧性剪切带；
2.地块和岩块；
3.密布的直线形断裂和大节理；
4.碎裂块体与漂移岩块；
5.塑性-硬固地壳中垂直贯通的强爆环形断裂；
6.地壳中的膨隆及塌陷地段等。通过遥感分析发现的不同世代、不同级别的环形断裂，包括隐伏侵入体和岩浆强爆中心等地质条件，我们坚信，这一新的地质构造理论终将会萌生、生长，给地质测绘带来革命性发展。
地质灾害作为一种特殊的不良地质现象，也是地质测绘工作的重中之重。无论是滑坡、崩塌、泥石流等灾害个体，还是由它们组合形成的灾害群体，在遥感图像上呈现的形态、色调、影纹结构等均与周围背景存在一定的区别。因此，对崩、滑、泥等地质灾害的规模、形态特征及孕育特征，均能从遥感影像上直接判读圈定。由此，通过地质灾害遥感解译，可以对目标区域内已经发生的地质灾害点和地质灾害隐患点进行系统全面的调查，查明其分布、规模、形成原因、发育特点、发展趋势以及危害性和影响因素。在此基础上进行地质灾害区划，划分地质灾害易发区域，评价易发程度，为防治地质灾害隐患，建立地质灾害监测网络提供基础资料，此外，遥感在大型工程规划选址，工程地质稳定性评价，铁路、高速公路、引水工程、水利电力建设等方面进行了广泛应用，初步显示出遥感的技术优势，取得了显著的社会效益和经济效益。
四、遥感调查中尚存在的主要问题
遥感技术尚未得到广泛的应用。在地质测绘队伍中，目前人们对遥感技术比较陌生，使得遥感技术在地质灾害调查中难以发挥应有的作用；地质灾害遥感调查工作需要多时相的实时或准实时的遥感信息源，而这种信息源价格昂贵。受资金限制，地质灾害的遥感调查工作难以得到普及，目前只能局限于重点地区与重点工程的地质灾害调查；目前常用的遥感信息源空间分辨率较小，难以满足地质灾害点的详细调查工作，这使得遥感技术仅在宏观调查中应用广泛，而在微观上应用较少。遥感技术在工程地质勘测、环境地质和地质灾害研究方面获得广泛的应用和良好的效果，但急待以新的思路进行深入研究，提高应用水平。
五、结束语
遥感技术是一门新兴的高新技术手段，利用遥感技术开展地质灾害调查不仅是必要的，而且是可行的。遥感技术可以贯穿于地质灾害调查、监测、预警、评估的全过程。随着遥感技术理论的逐步完善和遥感图像空间分辨率、时间分辨率与波谱分辨率的不断提高，遥感技术必将成为地质灾害及其孕灾环境宏观调查以及灾体动态监测和灾情损失评估中不可缺少的手段之一，给地质测绘工作提供更先进的技术支持和更全面的数据库资料，为“数字中国”提供更翔实的数据和信息，以全面提升行业领域中的综合竞争力。
参考文献：
[1] ;发扬成绩 搞好改革 开创地质测绘工作的新局面[J];中国地质;1984年10期
[2] 熊盛青;聂洪峰;杨金中;;遥感技术在地质灾害调查与监测中的应用[A];全国突发性地质灾害应急处置与灾害防治技术高级研讨会论文集[C];2010年
主要栏目
地震工程与地震监测
土木水利工程
岩土工程
综合防灾减灾
关键词:无线传感器网络;滑坡监测;实时监测;ZigBee协议;节点设计
中图分类号:TP273文献标识码:B
文章编号:1004-373X(2009)12-169-04
Design of Landslide Monitoring System Based on Wireless Sensor Network
LI Bo,LAI Yushu,HUANG Qian,WEN Jianxiang
(Chongqing Three Gorges University,Chongqing,404000,China)
Abstract:A monitoring system mainly using the wireless sensor network is introduced for the landslide monitoring.Firstly,the structure and working principle of the monitoring system are introduced.Then,the wireless sensor network which applies to landslide monitoring is elaborated.Finally,an illustrative example war presented for demonstration purposes,and in which the hardware and software design of the network node is introduced.The analyzed data given in an experiment validated the monitoring system,which can better solve some unsure questions in landslide monitoring,such as save energy consumption,wide adaptability,practical.So it can better carry out the monitoring and control in the Yangtze River Three Gorges reservoir area′s,and other adverse geological conditions geologic hazard.
Keywords:wireless sensor network;landslide monitoring;real-time monitoring;ZigBee protocol;node design
0 引 言
随着三峡库区储水,诱发沿江两岸发生重大滑坡灾害的概率增加,有关三峡库区滑坡灾害问题已经引起有关部门和社会的广泛关注。针对危岩、塌方、滑坡、地面沉降、地裂缝、泥石流,甚至地震等地质灾害问题,传统的方法是人工监测,通过携带监测仪器现场测试的方式对异动信号进行收集,获取地质灾害发生前的相关信息。但是,由于地质灾害发生的偶然性,以及三峡库区部分地区恶劣的地形环境等因素,传统的人工监测方式无法有效把灾害防患于未然。因此,建立实时的自动化监测预警系统是必然的发展趋势。
目前在巫山县多个滑坡地带的实时监测系统中[1,2],普遍采用基于钻孔倾斜仪深部位移监测、GPS表变形监测。传感器和仪器设备检测的信号,目前都采用线缆或者GPRS通信的方式汇集到中心计算机上,采用线缆的方式有明显的弊端,除了在危险地带不易布线,施工接续困难外,还易被人为破坏,容易受到自然灾害的破坏性影响。采用GPRS通信的方式也有其技术上的局限性,并且在库区一些偏远地区和山区,信号较弱,甚至收索不到信号,因而无法建立有效的GPRS自动监测网络。
采用无线传感器网络(WSN)技术实现库区特殊地段地质灾害的实时监测应该是一种技术上先进,适宜库区地貌特征的有效尝试。由于WSN本身的冗余性、无线性、网络的自组织性,而具有较强的抗破坏能力,因而可以在基础通信设施可能被毁坏的情况下,完成一定的通信任务。因此,把无线传感器网络技术应用到长江三峡库区特殊地带的滑坡灾害监测预警中,利用各种传感器实时采集信息,通过无线的方式将信息传输给控制中心,能够解决布设有线监测系统的缺陷,而且适用于GMS网络信号无法覆盖的偏远山区滑坡灾害监测。
1 适合于滑坡监测无线传感器网络系统设计
1.1 监测预警系统的总体结构
在大范围监控、预警的基础上,以局域网为研究平台,主要致力于数据采集和发送的有效性及处理上的精确性,监测预警系统的总体结构如图1所示,可分为2个部分:上层的监控中心和下层的监控基站。监控基站和监控中心通过以太网连接起来,此外管理人员也可以通过自定义网络访问监控基站。监控基站和众多的无线传感器节点一起组成无线传感器网络。无线传感器网络具有很好的扩展性,随意地增减节点,对网络的拓扑结构和组网模式无太大影响,因而可以方便地根据实际情况增加或减少监控节点的数量。
图1 系统结构图
1.2 适用于滑坡监测的无线传感器网络设计
这种无线传感器网络由众多具有感知和路由功能的无线传感器节点组成,能够协作实时监测,感知并采集各种环境对象的信息,将其通过多跳转发传送回主机进行分析、处理。以这些工作节点为依托,通过无线通信组成网络拓扑结构。
系统中大部分的节点为子节点,从组网通信上看,他们只是其功能的一个子集,称为 RFD(精简功能设备)[3,4],这种设备不具有路由功能;另外还有一些节点负责与控制子节点通信、汇集数据和控制,或起到通信路由的作用,称为 FFD(全功能设备或协调器)。如图2所示为一个典型的远程数据采集并返回到计算机终端的应用。每个节点由一个 MCU 作为主控设备。通过倾角传感器可以监测滑坡的运动状况,通过液位传感器监测地下水位深度,数据采集间隔也可以由中心服务器灵活控制,在旱季可以调整为每24 h采集并传递1次数据,从而节省能量并避免大量的冗余数据。而在雨季危险期,其采集间隔可以密集到5 min/次,从而保证实时监测预警功能。每个信号采集节点通过 ADC 从模拟传感器得到实时数据,按照 ZigBee 协议把数据打包,并通过射频芯片及前端天线发送给簇内的RFD;经过RFD预处理之后,再由RFD路由转发到远端计算机;结合地貌特点、滑坡的分布特点,多个水流量检测点之间的相互关系等多种地质学、水流动力学等方面的知识进行数据的融合和处理。在每个节点的外部可外接相应的 PIO 芯片和其他电路进行交互。
图2 无线传感器网络拓扑结构示意图
在整个硬件平台的设计中, 节能是一个重要因素[5], 它决定着传感器网络的寿命。当节点目前没有传感任务并且不需要为其他节点转发数据时,关闭节点的无线通信模块、数据采集模块等以节省能耗,即让其置于睡眠状态。为控制子节点选择合适的地点,提供较充足的能源,以便延长节点使用寿命,提高监测预警系统有效性。
在软件设计上 ,通过动态电源管理(Dynamic Power Management,DPM)技术使系统各个部分都运行在节能模式。在关闭空闲模块状态下,传感器节点或其他部分将被关闭或者处于低功耗状态 ,直到有“感兴趣”的事件发生。
2 应用实例
2.1 应用背景
清泉路滑坡为袁家蹬潜在滑坡的组成部分[6](见图3),位于袁家蹬潜在滑坡的前部,滑坡段北部位于长江左岸大溪沟右岸、东北部位于长江左岸河漫滩。清泉路滑坡外形似梨形,坐落在长江第一、二级阶地上;袁家蹬潜在滑坡体(包括清泉路滑坡)形似肾形,坐落在长江第一至第三级阶地上,西侧与长堰塘滑坡相邻。由于滑坡为大型松散堆积层滑坡,三峡水库正常蓄水运行后,滑坡前缘大部分将被水淹没,清泉路滑坡 80%位于库区水位变动带,局部及整体失稳的可能性大。从滑坡变形机制可以推断清泉路滑坡为两滑动的松散土体滑坡,具有两级滑动面(见图4)。滑坡预警的确定是监测滑坡的重要内容,也为治理滑坡提供了数据分析。
图3 清泉路滑坡平面图
图4 滑动面示意图
由于监测信息的实时采集、传输和处理均与节点密不可分,所以着重介绍节点的软硬件设计[7-10]。
2.2 硬件系统设计
2.2.1 无线收发单元
采用SRWF-501-50型微功率无线数传模块,该无线通信模块具有很强的抗干扰能力,全透明传输,体积小,传输距离远,低功耗及休眠功能。
2.2.2 MCU 控制单元(AT89C52)
数据处理模块是传感器网络节点的核心部分,一方面接收来自传感器的测量数据,按要求对数据进行处理和计算等,交给通信模块发送;另一方面读取通信模块送入的数据信息,对硬件平台其他模块的操作进行控制。
2.2.3 数据采集模块
传感器采用倾角传感器和液位传感器,每个孔洞都会在最下端部署一个液位传感器,在不同深度部署数个倾角传感器,通过倾角传感器可以监测山体的运动状况,液位传感器采集地下水位深度的数据,图5给出无线传感器节点电路构成框图。
图5 无线传感器节点电路构成框图
2.2.4 后台监控单元(嵌入式系统)
处理器模块的CPU 采用三星公司的基于ARM7的S3C44B0微控制器,在ARM 中移植了μCOS-Ⅱ实时多任务操作系统[11],以进行实时多任务管理。对于共享同一种资源会存在资源竞争的问题,系统中采用了事件标志和信号量的方法来实现同步机制,使得原子操作不需要关掉所有的中断,从而不会造成系统的响应延迟。
2.3 软件模块设计
按照硬件电路设计思路,软件采用模块化结构程序设计方式[12]。软件模块包括:系统初始化、数据发送模块、接收中断服务、突发中断采集、A/D采集模块、UART串口模块。系统初始化基本思路:上电后设置串口方式3,开启定时中断和外部中断,启动接收模块,进行通信检测,进入省电模式。这里简单给出主程序流程图(见图6),中断流程图(见图7),图7中中断为接收中断,中断1为突发中断。
图6 主程序流程图
图7 中断流程图
2.4 数据处理与图形分析
通过实验对系统的误码率进行测试,在不同环境、不同距离的通信测试中,得出系统的信道误码率为10-2,传输距离在500~1 200 m时,平均误码率为10-5～10-6之间。对清泉路滑坡实际测试中,假设发送数据x帧时,接收到y帧,即发送11×x b,正确接收到11×y b,得到滑坡监测数据,如表1所示,并根据计算公式:
误码率=11×[(x-y)/x]
分析得出系统实际误码率,如图8所示。从图8中可看出,在数据较小时,误码率几乎为0,随着数据的增大,系统误码率维持在10-5～10-6之间,符合无线传感器网络的通信要求,证实了整个系统在滑坡监测中的有效性。
表1 误码率测试数据表
发送x /b接收y /b(x-y) /b误码率
100 000 100 00000
500 000 500 0000 0
1 000 000 999 99911.1×10-5
1 500 0001 499 99910.73×10-5
2 000 0001 999 99910.55×10-5
2 500 0002 499 99820.88×10-5
3 000 0002 999 99820.73×10-5
4 000 0003 999 99820.55×10-5
5 000 0004 999 99730.66×10-5
图8 误码率测试图
3 结 语
无线传感器网络被认为是影响人类未来生活的重要技术之一[13], 这一新兴技术结合了现有的多种先进技术,为人们提供了一种全新的获取信息、处理信息的途径。基于无线传感器技术和地面监测点组网,基本建立了研究三峡库区特殊地段滑坡监测系统,通过使用证实了整个系统的可行性。对系统稍加修改便可以应用在水质污染、森林火灾等自然灾害监测中,还可以应用在室内防盗、智能交通、工业监控等领域。
参考文献
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关键词：矿山地质环境； 治理； 恢复
中图分类号：F407文献标识码： A
我国矿产资源较为丰富，随着工业化的发展趋势，各地对资源的需求逐渐增加。由于生产技术的局限，导致我国在开采矿产资源上缺乏一定的规章制度，不合理的开发利用导致了矿山地质环境的迅速恶化，自然灾害频发，造成严重的经济损失。因此做好矿山地质环境治理恢复工作已经迫在眉睫。
1.矿山地质环境存在的主要问题
由于我国的开采技术仍然相对落后，在矿山开采的过程中造成大量的浪费。而且大多数采矿企业对于地质防灾和环境保护意识薄弱，使得我国现在的矿山环境形势不容乐观。
1.1资源的破坏和浪费
过度和不合理的开采，首先导致了土地资源的破坏。由于开采企业对地质的情况了解不清，使得一些耕地破坏严重。金属的开采会造成水土流失，在一定程度上破坏了周围林地的资源，使得土地贫瘠，无法可持续利用。其次我国开采矿山资源的现状是对开采过的矿山仅仅只是弃之不用，而没有采取相应的措施对其进行维护。因此，山体的地貌有了很大程度的破坏，很容易由此产生地质灾害。矿山的开采也会对周边的水资源状况产生不利影响。有些开采过的矿山很容易发生坍塌，但是由于没有系统的保护措施，使得矿坑水下渗，对地下水造成污染。
1.2地质灾害频发
环境的不断恶化以及地形的破坏都会造成地质灾害的不断发生。矿山地质灾害主要有地面塌陷，泥石流，滑坡等常见现象。其中塌陷是由于在开采过程中疏于管理，造成地下大面积采空造成的，一旦发生地面塌陷，会对开采人员的生命安全造成严重威胁。而泥石流主要是自然诱因及地表规划不合理导致的，这不仅是对矿山环境的极大破坏，也会造成经济上的重大损失。
1.3开采后垃圾污染严重
随着矿山开采活动的频繁，很多废弃物和垃圾都会残留在开采现场。垃圾的日益堆积，将严重影响当地人们的正常生活。而且由于矿山中的固体废弃物大多含有金属成分，与空气接触时间过久就会发生氧化作用，在下雨时中会随着雨水扩散，导致严重的水污染，不仅影响农作物生长，对人们的健康也会造成威胁。部分金属在空气中暴露过长时间有可能形成酸性物质，和雨水混合之后产生酸雨。酸雨对自然环境有着致命的危害，会造成植被退化，动植物受到侵害，最终的后果是不可估量的。
2.环境恢复和治理的目标和任务
为了能够实现对地质矿山环境的优化，首先要做的就是明确治理目标，制定合理有效的任务规划。
2.1环境恢复与治理的目标
进行环境保护的首要目标就是依据现有的相关法律法规以及对矿山地质环境的具体要求建立管理体制，通过系统规范的章程，使开采活动与周围生态环境协调一致。其次要防止地质灾害的发生，保证人身安全。通过采取相应的措施对地面塌陷、泥石流等地质灾害实现分阶段管理，最终彻底消除地质灾害。最后，是将矿山建立成为绿色生态区，提高矿山绿化面积。
2.2环境恢复和治理任务
对于当前的地质灾害，资源地貌破坏以及垃圾污染状况，需要科学合理的治理与监测，对周围的地质环境进行全面保护。同时在开采过程中，要进行严格的监督措施，在整体地质环境保护的基础上，综合治理地质环境。重要可以分为几个具体任务：
（1）对当前具体矿山地质环境进行全面调查分析，得到现状评估数据。
（2）根据现状评估数据划分需要进行地质环境治理的区域。
（3）对于已经划分好的区域，制定综合环境治理和恢复的计划，同时确定不同阶段的分目标，确定各阶段实施治理的对象。
（4）根据确定的综合计划以及分阶段计划找到合适的技术方法和恢复措施，进行资金估算。
（5）将以上的内容运用到实际中，规划好进度安排。
3.矿山地质环境治理与恢复措施
根据具体的治理目标，需要采取相应的措施来实现，一般可以分为以下三个方面：
3.1建立规范的管理制度和完善标准化措施
长期以来，我国在采矿过程中都很少关注地质环境保护，以至于遗留下来很多问题亟待解决，虽然政府已经意识到矿山地质环境保护的重要性，但是由于没有规范性文件的约束，效果并不明显。对于不同地区的不同环境，都有其特殊的治理要求，只有建立适应不同区域的管理体系，才能够通过差别化管理，对各个地区的矿山地质环境保护工作全面落实覆盖。而且政府需要将矿山地质环境的治理和恢复工作纳入到整个矿山开采活动过程之中，使得企业在完成采矿活动之后，能够自觉地进行治理和恢复，尽最大的努力将已经变动过的地貌进行一定程度上的修复。开采活动中明确制定标准化要求，将开采产生的废弃物和垃圾谨慎处理，保证植被的酸碱中和度，保持良好的土壤质量，实现地质环境恢复与生态环境的协调一致。
3.2对地质环境进行分等级治理和保护
不同矿山的地质情况存在较大差异，矿产分布也是情况迥异。在矿山地质环境的治理方面，需要根据自然发展的规律，国家对资源的需求程度以及对可持续发展的要求进行分级管理。首先要根据地质基本情况，对不同的地质环境进行分类，建立不同的矿山地质环境治理模式，按照不同的等级采用相应的治理模式。其次要注意全面治理与重点把握相结合。对污染情况或者是环境特别恶劣的矿山，要重点关注，高度重视；但是不能顾此失彼，对其余等级的矿山也要采取调查研究，开展有效的保护工作。
3.3对各种不同的地质灾害进行控制
由不同因素造成的地质灾害大致可以分为地面塌陷、滑坡以及泥石流三种情况。不同的地灾害有着不同的治理措施。
（1）对于滑坡，有效的治理措施是加固工程，采用挡板做成支架。在利用挡板的时候，要注意高度不宜过高，否则无法获得最佳防护效果。进行削坡处理也是较为常见的一种方法，通过
降低开采地段的坡度，提高边坡稳定性，保证安全性。
（2）泥石流作为常见的地质灾害之一，主要发生在强降雨阶段。因此需要根据泥石流产生的原因进行分析采取相应措施。泥石流主要是由于在开采过程产生了大量的废弃物而形成的，减少这些废弃物是最主要防治的方法。可以通过对比较分散的松散物进行及时清理，当清理不完全时，也可以修造挡板，挡砂坝等工程防止废弃物下移。泥石流与水源有着重要的联系。在进行开采时，要修建质量过关的排水体系，预防堵塞。植被对于水的疏导起着重要作用，可以通过绿化矿山，增加植被面积来疏导水源流向。
（3）地面塌陷是由于地下水被大量抽空，地下采空区面积过大造成的。可以采用防漏帷幕缓解因地下水缺失造成的塌陷。也可以利用废石回填来缩小地下采空区面积。只有优化矿山开采计划才能在根本上真正消除地面塌陷。
4.结束语
随着我国经济的快速发展，对资源的需求也越来越多。矿山作为获取能资源的主要场所需要实现生态环境和可持续发展的协调统一。在开发矿产资源的时候，不能一味地只考虑经济利益，还应该保护矿山地质环境，加强治理和恢复，实现人类社会与大自然的和谐发展。
参考文献：
[1] 胡丹,胡志文,欧阳燕等.浅谈矿山地质环境治理与恢复[J].低碳世界,2013,(6):62-63.
摘要：本文作者结合多年来的工作经验，对水工环地质勘察中的技术及应用范围进行了分析，具有一定的参考意义。
关键词：水工环；地质勘探；应用范围；技术
中图分类号：F407.1文献标识码：A文章编号：
自1999年地质大调查计划实施以来，水工环地质工作在战略性、基础性和公益性方面全面推进，并取得了初步成果。结合国家经济建设和社会发展，实施了长江中下游水患区、黄河中下游地区、首都圈地区、东南沿海地区、环渤海地区等重要国土区的地质环境调查；在全国400个地质灾害严重的县（市）实施了地质灾害调查与区划的计划，使地质灾害造成的人员伤亡明显减少；在鄂尔多斯周缘和西部干旱地区成功地开展找水工作，极大地缓解了当地的人畜用水紧缺问题，取得了明显的社会效益；完成了三峡库区19个县区的地质灾害调查与区划，为三峡库区地质灾害防治和监测预警提供了及时的地质依据。因此，对水工环地质勘察中的技术及应用范围进行研究具有重要的意义。
1方法原理及应用
1·1高密度电法
高密度电法是以研究地下介质体的电阻率差异为地球物理基础,集电剖面和电测深为一体,采用高密度布点,进行二维地电断面测量的一种电阻率勘察技术。它属于一种阵列式勘探方法,其原理与普通电阻率法相同,集中了电剖面法和电测深法。所不同的是在观测中设置了高密度观测点,数据采集密度大,能较直观地反映断面电性异常的形态、规模和产状等。以美国产STING为代表的高密度电法仪,在野外测量时将几十乃至上百根电极全部置于剖面上,利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现剖面中不同电极距、不同电极排列方式的数据快速自动采集。与常规电阻率法相比,高密度电法具有以下优点:①电极布置可一次性完成,减少了因电极设置引起的故障和干扰,提高了工作效率;②能选用多种电极排列方式进行测量,可获得丰富的有关地电断面信息;③野外数据采集实现了自动化或半自动化,提高了数据采集速度,避免了手工错误操作。此外,随着地球物理反演方法的发展,高密度电法资料的电阻率成像技术也从一维和二维发展到三维,极大地提高了地电资料的解释精度。中国于20世纪末期开始对高密度电法从理论方法和实际应用的角度进行了探讨与完善,并在水工环等领域进行了推广应用。其中在坝体稳定性评价、坝基渗漏勘查、堤坝裂缝检测方面,在公(铁)路高架桥、高层建筑选址、机场跑道的地基勘察方面,在防空洞、涵洞、溶洞、古河道、洞(墓)穴等地下局部不明障碍物探测方面均取得了明显的工作成效。此外,高密度电法在寻找地下水(确定最佳井位)、管线探测、查明采空区、岩溶调查及地质灾害评价等工程物探领域也取得了较好的应用效果。
1·2可控源音频大地电磁法(CSAMT)
可控源音频大地电磁法(Controlled Source Audio-frequencyMagnetotelluric)是在大地电磁法(MT)和音频大地电磁法(AMT)基础上发展起来的,利用接地水平电偶源为信号源的一种电磁测深法。CSAMT是1975年由Myron Goldstein提出的,它基于电磁波传播理论和麦克斯韦方程组建立了视电阻率和电场与磁场比值之间的关系,并且根据电磁波趋肤效应理论得出电磁波的传播深度(或探测深度)与频率之间的关系,通过改变发射频率来改变探测深度达到频率测深的目的。
CSAMT法作为普通电阻率法的补充,可以解决深层的地质问题。目前,已商业化的CSAMT仪器有加拿大凤凰公司研制的V5、V6、V8系列和美国Zong公司研制的GDP—32系列,在寻找隐伏金属矿、油气构造勘查、推覆体或在火山岩下找煤、地热勘查和水文工程地质勘查等方面得到了广泛应用。其中在地下水资源勘察方面, CSAMT法适合寻找深部的基岩裂隙水。此外CSAMT法在工程勘察中的坝体渗漏调查、公(铁)路深埋长大隧道构造勘察以及在南水北调工程西线的地质勘查、小浪底水利工程等项目中都发挥了良好的作用,如刘录刚等(2004)用CSAMT法尝试在雁门关隧道中进行超前地质预报,取得了较好的应用效果。
1·3瞬变电磁法(TEM)
瞬变电磁法(TEM)最初是由前苏联学者于上世纪30年代提出的,主要应用于航空物探领域, 20世纪80~90年代在中国开始推广应用。首先在金属矿勘探中获得了较好的效果,进而推广应用到工程检测、环境、灾害等领域,并显示出了明显的优势。其原理是利用回线(接地或不接地的)向地下发送一次脉冲电磁波(多为矩形波),在其间歇期间观测二次涡流场。当地下存在电性不均匀地质体时,能观测到不均匀体的涡流场(即异常二次场)。通过对异常场的解析,转换为ρs参数进行推断解释,从而达到解决地质问题的目的。由于瞬变电磁法所产生的电磁场在地下介质中的传播随时间延长而呈47°倾斜锥面向深部扩散,通常用吹出来的“烟圈”来形象地表达这种效应,即“烟圈效应”。它表明瞬变场随时间呈有规律的变化,这正是TEM法进行测深勘探的理论基础。
瞬变电磁法根据激励场源不同可分为垂直磁偶源方法(使用不接地回线)和电偶源方法(使用接地电极),其中用得较多的是垂直磁偶源中的回线场源方法。据笔者工作经验并综合文献报导资料,与其它电磁法相比,瞬变电磁法具有以下优点:①和其它电磁法一样,横向分辨率较高,对探测产状较陡的局部异常地质体较为“敏感”;②观测纯异常,受地形影响小,而且没有装置耦合噪声干扰,观测精度较高;③采用不接地回线工作,特别适宜于接地条件困难地区施工,野外施工方法技术简单,工效高;④通过不同的参数组合选择,可以灵活地改变探测深度,从十几米到近千米,探测不同深度的目标物。据相关资料介绍,在金属矿勘探、岩溶、断裂破碎带和软弱夹层等不良地质构造探测、地下(热)水探测、古墓和古洞穴探测、高矿化度污染带(如岸基海侵、盐化工泄露污染)的圈定等方面都有过成功运用的实例。
1·4地质雷达(GPR)
地质雷达,又称“探地雷达”。是利用宽带高频时域电磁脉冲波(主频为10~1 000MHz)的反射探测目标体,用于解决地质问题的一种物探方法。其工作方法是:由地面的发射天线将电磁波送入地下,经地下目标体反射被地面接收天线所接收,通过分析接收到电磁波的时频、振幅特性,就可以评价出地质体的展布形态和性质。由于地质雷达穿透深度与发射的电磁波频率有关,故其穿透深度有限,探测深度最大可达100m,但分辨率很高,可达0.05 m以下。目前,地质雷达被公认为是短距离探测精度与分辨率最高、最有效的工程地球物理方法。
地质雷达因具有分辨率高、施工快捷、数据采集与处理全自动化、目标物图象异常清晰并易于识别等优点,在浅层勘察中有着非常广阔的应用前景。如探测覆盖层厚度、基岩面起伏状况,查找隐伏断层、破碎带、溶洞、管道沟涵以及地下埋体,可进行环境地质、考古调查等。在水工环地质勘察中应用也十分广泛,主要有高等级公路、机场道路质量无损检测;隧道地质超前预报、衬砌质量检测;探测建筑物地下边坡孤石、机场地下古墓等不良地质体分布,消除其对邻近或上部构筑物构成的潜在威胁;调查滑坡体及滑动面,评估崩塌、滑坡及地面沉降等地质灾害;探测水库地下防渗墙和坝体结构层,检测灌浆质量及混凝土厚度,调查覆盖层厚度及衬砌混凝土质量。地质雷达还可用来探测老城区的地下管道(线)展布情况及埋深。
3结论
通过对高密度电法等五种主要电法类勘察方法的原理及应用中的有关技术问题进行探讨,可以看出电法勘探方法在水工环地质勘察中有着较好的应用效果。近年来,随着微电子技术的飞速发展,物探仪器的制造水平、探测精度和抗干扰能力以及资料处理水平越来越高,电法在水工环地质勘察领域必将会有更加广阔的应用前景。
参考文献:
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[关键词]：隧道施工、监控、技术分析、安全体系
中图分类号：U455文献标识码： A 文章编号：
我国进行隧道施工监控的必要性 隧道工程的工程结构存在一定的特殊性。从岩体力学的角度来分析，它是与围岩互相作用的体系中的结构物；从地质力学的角度来分析，它是一种工程单元体，并且是不断变化的地质体；在这样的地质体或是岩体之中，隧道受到周边地质环境的巨大影响那是必然的；而从结构角度来分析，周围地质体及各种支护结构构成了这种工程单元体，也就是说周围地质体加上支护结构等于隧道结构体系。隧道的发展过程是非常复杂的，由此我们可以清楚以下两点：首先，如果把隧道工程看作是一种工程结生物圈物，在受力方面与地面工程存在较大的差距，因为隧道工程所处的岩体是千变万化的，没有明确的外力承受；其次，在隧道工程的形成过程中，从开始到结束都有一个特性存在就是受力状态的变化，也就是说从隧道开始挖起，一直会的稳定的受力，而围岩内部结构则是一直处于变动的状态。 二、新时期我国隧道监测项目及量测要求 首先，隧道监测项目，施工监控量测的项目是由很多因素确定的，具体包括：围岩类别、地质条件、围岩应力分布情况、工程性质、隧道跨度以及支护类型等。其次，对隧道监控量测的要求，其一、能把测点快速埋设，在挖隧道的过程中，测点通常都是在开始挖以后埋设的，为提前获得围岩开挖开始阶段的变形动态，测点应该是与工作面紧靠的，并且要快速埋设。其二、缩短每次量测数据所用的时间。其三、测试元件要选择具有防震、防冲击波能力的。其四、测试的数据要准确可靠、简单直观并且易于计算，能够直接应用。其五、埋设测试元件后还能保持长期有效的工作。
现阶段我国隧道监控量测的实施分析
隧道工程监测的实施阶段分为两部分，一是仪器安装，二是仪器测读，所以，编制相应的监测工程施工组织设计是必须的，并且还要对分析监测工程设计文件、仪器布置图以及技术规范等资料进行收集，并现场考察，在研究工程特点并对施工条件进一步确定以后，再进行施工方案的确定，并对进度计划进行制定。首先，确定量测，每一种观测仪器的计算都是相对计算，因此，每一个仪器都存在一个基准值。仪器在安装埋设后开始工作的观测值被称之为基准值，观测其中一个主要环节就是基准值的确定，影响资料分析是否正确的因素就是基准值适当的确定，因为确定不适当的话就会引起很大的误断，因此，各量测项目都会对初读数的准确性非常关注。其次，量测围岩周边的位移，围岩周边各点趋向隧道中心的变形被称之为收敛，所谓围岩周边收敛位移量测主要是指对隧道内壁面两点间连线方向的位移的量测，两次量测的距离差称之为收敛值。隧道施工监控量测的重要项目就是收敛量测，其中，最基本的量测数据就是收敛值，也是判断围岩动态最重要的量测项目，一定要做到准确的量测。再者，拱顶下沉量测，拱顶下沉值就是指隧道拱顶内壁的绝对下沉量，拱顶下沉速度就是单位时间内拱顶下沉值，拱顶下沉量测也是位移量测的一种，针对固结程度不高的地层或是水平成层的场合，量测收敛值量测是非常重要的，量测的数据对判断支护效果以及指导施工起到非常重要的作用，是施工质量得以保证的基本资料，同时，也是施工安全得以保障的重要资料。最后，围岩内部位移量测，它与隧道围岩收敛观测相比完全不同，后者只能测到洞室净空收敛变形，而前者能够对洞室围岩内不同深度上轴向变形进行量测，所以根据这些观测的资料，可以对洞室围岩位移的变化范围进行判断，并且对松驰范围进行分析，能够对围岩的稳定性进行预测，所以，了解隧道围岩的径向位移分布以及松驰范围是隧道围岩内部位移量测的主要目的。
四、隧道施工安全风险监控研究
在早期，我们国家的管理与安全评价在台湾的研究是处于比较活跃的状态，段开龄博士是早期的代表人物，在台湾的安全管理运动就是由他推动的，因为地质情况存在特定性，香港地区在这方面的研究成果主要集中在岩土工程的应用上，一直到十九世纪七八十年代大陆地区才把项目管理的理论和方法引进来，我们国家的轨道交通发展越来越快，西部地区的隧道建设也在快速发展，这引起这一领域的重点关注。在国内较早接触隧道风险理论的学者就是毛儒，他写了很多有关发达国家隧道工程风险管理的论文，文中总结了很多动态及经验，并概括了风险管理的理念以及各项过程的具体操作方法。在对盾构隧道进行防水风险等级划分与主要风险因素识别的基础之上，合理的模糊化风险因素，利用模糊的识别理论对盾构隧道全寿命防水风险评价进行研究，对盾构隧道全寿命防水风险进行了一定程度的量化、客观的评价。截止到今天，也没有一种方法是万能的。在隧道的施工过程中，在处理不确定性风险因素中引起的隧道施工风险，如今依然还在采用施工量测技术进行控制，此种方法比较单一，没有足够的基于风险的分析理论，在全面系统的研究设计方面也不完善，没有有效的施工安全风险评价与管理的方法。所以，虽然隧道施工安全风险的研究取得了一些有效价值，但是要解决工程实际问题还存在一定的差距，目前，并没有形成完整的、统一的安全评价标准，需要进一步的研究。在工程实践的过程中，经常发生隧道工程安全风险的事故，二零一零年至二零二零年交通部在水运及公路交通的政策中，把交通基础设施建设项目安全风险评价作为重点研究的问题。
五、建立完善的隧道施工监控安全体系
首先，研究预警理论的系统性，此项研究是在第二次世界大战之后的宏观经济预警兴起的，并且得到快速的发展及实际的应用。从一九开始，我们国家的预警理论研究就在宏观经济领域展开，在军事、环境等领域应用。如今，预警体系的研究得到一定的成果，在水利、地质、水文等各方面都有了预警体系，并得到快速的发展。其次，在灾害学领域预警理论的研究与应用，近些年来，在灾害学领域中已经有部分文献把预警的理论运用到其中，主要是对灾害的预防与控制，例如《昭通地区滑坡泥石流预警体系及其减灾效益的分析》一文显示，在一九九零年至一九九五年，此系统就对十一起滑坡泥石流的灾害进行了成功的预报，四百一十九人幸免于难，预报成功率达到百分之五十八。张于心等人的《铁路自然灾害宏观预警实现的方法和途径》，结合铁路自然灾害发生的特点，在进行客观概率的估测及采用适应应答变化的指数平滑法对铁路受灾损失进行预测，在此基础之上对风险度做出确定，进一步对警戒区、安全区及危险区进行划分，使铁路自然灾害的宏观预警得到实现。第一部系统研究交通灾害问题的专著就是中国交通灾害，而在建筑业灾害预警管理中也把识别建筑灾害与预防建筑灾害充分的体现出来， 为建筑业的安全管理提供了全新的、全面的理论依据，与此同时，也标志着建筑业灾害预警管理的研究迈向一个新的台阶。
参考文献：
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3、彭定超 袁勇 章勇武 《现代隧道技术》 2002 第1期
（①昆明理工大学，昆明 650000；②冀东太平洋（北京）环保工程技术有限公司，唐山 063000；③云南财经大学，昆明 650000）
（①Kunming University of science and Technology，Kunming 650000，China；②Jidong Pacific （Beijing） Environmental Protection Engineering Technology Co.，Ltd.，Tangshan 063000，China；③Yunnan University of Finance and Economics，Kunming 650000，China）
摘要：本文论述了利用遥感技术开展矿山地质环境调查的技术方法与路线，对云南安宁县街磷矿区因矿山开采产生的矿区生态环境恶化、岩溶石漠化、水资源污染、地表植被破坏等矿山地质环境问题的遥感影像特征进行分类。快速、准确、经济地摸清研究区内矿山地质环境现状及矿业开发对生态环境的影响；为合理开发矿产资源、矿山生态恢复与治理等提供详实资料。
Abstract： This paper discusses the technical methods and route of using remote sensing technology to carry out mine geological environment survey. The remote sensing image characteristics of mining geological problems such as ecological environment deterioration， karst rocky desertification， water pollution， vegetation destruction and so on due to mining in the phosphorite mining area in Xian Street of Anning， Yunnan are classified. The present situation of the mining area and the influence of mining explosion on ecological environment are found out fast and accurately， which provides detailed information for rational development of mineral resources， ecological restoration and management of the mining area.
关键词 ：矿山地质环境评价；遥感；遥感解译；矿山恢复治理；云南安宁县街
Key words： mine geological environment assessment；remote sensing；remote sensing interpretation；mining recovery management； Anning Xian Street in Yunnan
中图分类号：TD167 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）18-0215-04
作者简介：樊骅（1994-），男，河北唐山人，在读本科生，研究方向为资源环境与城乡规划管理。
0 引言
矿山开发在带来巨大经济效益的同时也对环境产生了影响，这就使得矿山周围环境调查显得尤为重要。传统实地调查的方法费时费力，也不易进行全面调查，本文介绍了新方法——遥感手段。经济矿山环境综合评价以各单元格分级结果为基础，参照遥感影像、地理、地质等资料，对分级结果进行综合处理，以获取真实客观的矿山地质环境评价成果。
1 评价方法
分析云南省的矿山地质环境，应结合实际情况，选用网格法进行合理的评价。具体操作步骤是：首先把研究区以间距为2×2km2的实际公里网分成若干网格，依次网格为单位，参考各评价指标及权值和评分分级标准，利用网格法计算得出矿山地质环境分级结果图。然后在分级结果图的基础上进行综合分析，获得矿山地质环境评价图。在ArcGIS平台上进行矿山地质环境评价。
2 评价指标、分级标准和权重
只有建立矿山环境评价指标体系，才能确保矿山环境综合评价工作的客观性。矿山环境评价指标体系的主体是矿山开采对矿山环境影响程度，矿山的环境背景也是必要的考虑因素，体系的建立必须考虑到人类对矿山环境所起的各种正面和负面作用。该体系共设置了二十个评价指标，这些指标分属于两个子系统：一是矿山地质环境；二是环境污染及尾矿库隐患。其中矿山地质环境子系统包括十六个相关指标，环境污染及尾矿库隐患子系统包括四个相关指标。通过参考上述参数，分析矿山环境现状，实现科学、合理的反映矿山环境现状的目的。评价指标类型及分级标准见表1。
在评价决策中指标本身的作用及其价值的大小决定了该指标在综合评价中的重要程度。应汇聚各相关领域的专家，成立专家组，对评价指标体系进行客观评价，发现异常应及时采取有效措施进行处理，进而确定矿山环境评价指标权重值（表2）。
3 矿区环境分级评价及结论
安宁县街磷矿区主要的开采方式就是露天开采，开采的一般都是磷矿或者石英砂岩矿。现阶段该矿山已经引起了相关部门的高度重视，因为该矿山开发引起的环境问题尚较突出，主要表现在矿山开发占用或破坏土地、地形地貌景观破坏等方面。
结合研究区实际，取间距为2×2km2的实际公里网将研究区分为1296个网格，遵循评价指标和权重，通过网格法计算各网格得分值，并按全区分值统计规律，确定分级标准，划分为优、良、一般、较差、差5个等级，从而得到矿山地质环境分级结果图，然后以此为依据进行综合分析得到安宁县街磷矿研究区矿山地质环境评价图。
3.1 矿山环境分级评价
3.1.1 矿山地质环境评价子系统
①自然地理。
自然地理（A）包含四个评价指标，即地形地貌、年平均降雨量、植被覆盖度、区域重要程度，分别用A1、A2、A3、A4表示。将A1、A2、A3、A4四个指标的权值代入网格法计算公式，通过运算得到自然地理（A）的取值：
A=0.03*（A1+A2+A3+A4）
②基础地质。
以构造（B1）、岩性组合（B2）、边坡结构（B3）三个评价指标的分级评分标准及权值，通过网格法计算基础地质（B）的分值。计算公式如下：
B=0.03*（B1+B2+B3）
将基础地质（B）的分值计算结果分成五个等级（表4），得到基础地质评价指标分级结果图。
③矿山开发对环境的影响。
利用网格法计算矿山开发对环境的影响（C）的分值时，需先以开采点密度（C1）、开采强度（C2）、主要开采方式（C3）、主要开采矿种（C4）、占用土地比例（C5）、地质灾害（C6）、地质灾害隐患（C7）、水资源破坏程度（C8）和矿山生态环境恢复治理难易程度（C9）等评价指标的分级评分标准及权值。计算公式如下：
C=0.1C1+0.05C2+0.05C3+0.05C4+0.1C5+0.1C6+0.1 C7+0.1C8+0.14C9
将矿山开发对环境的影响（C）的运算结果进划分为“差”、“较差”、“一般”、“良”、“优”5个级别，并绘制分级结果图。
④矿山地质环境评价结果。
根据自然地理（A）、基础地质（B）和矿山开发对环境的影响（C）等3个矿山地质环境评价指标的得分和分级结果，综合得出矿山地质环境（D）分值（表6）和分级结果图。
3.1.2 环境污染及尾矿隐患子系统
矿山开发对环境造成的污染以及尾矿库溃坝隐患等，是矿山环境现状的重要反映，必须给予充分考虑。根据表2矿山环境评价的指标权重，得出环境污染及尾矿库隐患的分值（表7）及其分级结果图（图1）。
3.1.3 矿山环境总体评价
综合矿山地质环境与环境污染及尾矿隐患评价分值结果，得到研究区矿山环境总体（评价体系）评价分级标准（表8）。
3.1.4 矿山环境分区
参考矿山环境总体评价分级结果图，查阅相关的资料并结合矿山的实际情况，修编矿山环境分级结果边界，最终得到矿山环境评价图（图2）。考虑到此次评价主要针对矿山开发引起的环境要素进行，研究区内涉及到的滇池、抚仙湖、星云湖和阳宗海4个高原湖泊水体不参与评价分类，研究区内涉及到的非工矿型县城也不参与最终评价。
3.2 结论
依据评价结果，全区分为5个矿山环境分区：
①矿山环境差及较差分区。
区内矿山环境差及较差分区主要分布在昆明主城区的西北部、宜良县汤池镇附近、晋宁县磷矿区、玉溪市华宁县盘城镇附近、弥勒县竹园镇附近。另外在红塔区小石桥附近及江川县周围有零星分布。这些区域是目前安宁研究区矿山开采最活跃的地区，矿山开发以露天开采磷矿和砂石料为主。
②矿山环境一般分区。
主要分布在矿山环境差及较差分区的外围区域、四大水体的周边，本区域矿山活动较少，仅局部地区存在一定程度的粉尘污染。
③矿山环境良优分区。
研究区矿山环境良、优分区内，少有各类矿山分布，矿山开发对环境的影响较小。
通过遥感方法我们快捷方便得得出了有关自然环境、基础地质、矿山影响及污染隐患等多种数据，这极大地加快了我们环境调查的效率，节省了大量资源。遥感方法具有整体性，把众多因子反映在同一张图中，更有利于分析和决策。
参考文献：
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