GIS在矿山生态修复工作中的应用研究

重庆地质矿产研究院 王素伟，王琛

在当前各个矿井大规模开采的背景下，矿山周边的生态环境保护工作得到了社会各界的重点关注，如果不能及时治理开采过程中引发的各种生态问题，就会对周边环境极大的破坏以及污染，甚至还会引发安全隐患。为了对矿山生态进行更加科学合理的治理，就必须科学合理地引入GIS技术，针对工程地质、矿山地质灾害以及地质环境等多方面的问题，制定出有针对性的地质环境治理措施以及恢复措施，并根据不同地区的实际情况进行对应的调整，通过GIS等现代化技术的应用，最大程度地降低矿产开发过程中各类地质环境问题的发生概率。

一、GIS技术的基本概述

GIS技术，全称为地理信息系统技术，是一种能够更好地收集各种三维立体数据信息，并且具备可视化功能、分析功能以及技术储存功能的现代化信息管理系统。GIS技术大部分情况下都用于区域范围内各类事物的处理，并针对管理或是设施等多种关键问题进行科学合理的解决。同时，在科学技术高速发展的背景下，各种互联网技术以及可视化技术得到了全面的发展优化，这也使得地理信息系统技术得到了对应的发展。举例说明，在ComGIS中，其就在原本内容的基础上，进一步融入了各类不同的语言，其中充分结合了各种开发语言资源。同时，GIS作为一种将计算机技术作为辅助的学科内容，其内部也灵活运用了各种网络技术以及信息化技术，主要作用就在于对三维空间位置进行管理以及分析，并提供对应的定位数据信息。而在GIS当中所涉及的地理内容，并不代表实际工作环境当中的地理位置，代表的只是空间地理坐标系统当中的空间属性数据信息以及坐标数据信息[1]。

二、国内外矿山生态修复模式探究

（一）国内矿山生态修复模式

在当前的社会环境中，国内的矿山生态修复模式可以详细划分为多种类型，而站在投资主体的角度来看，可以将其进一步归纳为政府购买服务、政企合作、企业投入以及政府融资平台这四种不同的修复模式。简单来说，就是生态修复工程与相应产业开发一同推进的修复模式、设计建设融资一体化的生态修复模式、采购设计一体化的修复模式以及融资运营融合的修复模式。同时，从流域以及全域的角度上，则可以分为产业基金模式以及生态树模式等多种不同类型。上述几种比较成功的矿山生态修复模式，由于区域不同、政策不同以及地理条件不同，都存在着较为明显的差异，具备极其显著的可借鉴性，但却不具备全盘复制性。其中相对比较成功的方式，基本上就是政府授权过后搭建出的平台公司或是政企平台，同时还有其他以政府部门为主导的模式，比如农业合作社模式或是PPP模式等，总体来说，在市场价值取向方面，矿山市场修复的本质内容就在于收益问题以及产权问题，产权作为各类企业获得合法收益的基本法律保证，收益则是企业积极主动参与到各类矿山生态修复活动中的结伴需求。最后在市场化实施路径方面，矿山生态环境修复工作的核心就在于协调问题以及融资问题，其中的融资则是重点所在，而资金政策问题也是影响矿山生态环境修复的重点内容，资金属于驱动，政策则是关键内容，一个好的政策能够进一步促进矿山生态环境的修复。

（二）国外矿山生态修复模式

在国外，矿山生态环境修复的案例相对较少，但与矿山生态环境类似的国家公园修复或是国家湿地修复等，却取得了十分优异的效果，比如美国湿地采用的抵消信用交易模式，相应的生态修复企业，比如湿地环节银行发起人就可以通过租赁土地或是购买土地的方式来建设相应的湿地，在政府部门同意后可以生成抵消信用额度，并且通过出售这部分抵消信用的方式来为各类责任主体获取相应的优势。其次，美国所采用的生态旅游特许经营权模式，主要就是利用各类法律规定，将国家公园的管理权、经营权以及所有权进行分离处理，并根据实际情况在公园内部开展除生态旅游之外的特许经营模式，并通过公开招标的方式，确定出特定的经营主体。再比如，英国所采用的水务特许经营权模式，就是将各类基础设施的投资权、运营权以及建设权全部转移给相应的水务公司，以此为基础来建立独立、协同的分权监督管理机制。在瑞士的绿色水电认证模式当中，可以通过认证的方式来逐步提升电力产品的具体附加值，将其中出现的溢价现象对环境进行改善优化。这些国外的修复模式都值得我国借鉴，特别是特许经营权模式，其可以有效解决矿山修复过程当中存在的问题，并由相应的政府部门来对废弃矿产地用权来进行统一的接收管理，确保矿产地的土地产权可以更好地交由政府部门来展开统一化管理，在建立起废弃矿产地特许经营权制度的同时，明确市场经营的具体收益路径[2]。

三、矿山生态环境中存在的主要地质问题

（一）矿山地质灾害

依据《地质灾害危险性评估》当中的主要内容，充分结合图斑的调查情况以及无人机的测量结果，可以明显看出矿山周边环境中的主要地质灾害大多为落石地质灾害，在实际调查过程中，拥有落石地质灾害隐患的危险岩体数量相对较多，其大多数都分布在各类开采地。

（二）含水层产生的破坏

根据相应的调查内容可以看出，在对地下水以及地表水的部分资料进行分析后，根据区域当中的主要地下水资料内容，可以看出矿山生态环境中地下水的位埋相对较大，地表露采产生的影响要远远低于地下水位埋深，由此可见，在具体采矿活动中，并没有对含水层产生破坏，也不会对含水量产生较大的影响。

（三）土壤污染问题

由人为活动所制造的污染物，其在进入土壤内部后会不断累积，最终引发土壤质量恶化的问题出现，甚至还会产生较为严重的危害，这被称作为土壤污染问题。同时，如果土壤内部各类有害物质含量较多，一旦超出了土壤的自净能力，就会对土壤结构、土壤功能以及土壤组成产生变化，同时各类微生物的活动也受到了极大的抑制，有害物质以及其分解过后产生的危害产物会在土壤当中逐步积累，并通过土壤植物人体，间接被人体所吸收。除此之外，这种土壤污染问题也会降低农产品品质、降低大气环境质量，还会出现地表水污染以及地下水污染问题，并对人体健康产生极大的危害[3]。

四、GIS技术在矿山生态修复工作当中的具体应用措施

（一）辅助修复技术

GIS技术当中的辅助修复技术，主要就是处理边坡以及整理场地，以此来稳步提升边坡的安全性以及稳定性。在具体的项目开展过程中，完全可以通过现场生态系统自身所具备的修复能力、支撑能力以及组织能力来实现矿山生态环境的修复处理，确保当地生态环境的多样性以及平衡性。大部分矿区在地势方面都存在着较大差异，地质构成也十分复杂，这就需要进一步了解矿山的具体生态破坏程度，以此为基础来修复现场的地形内容，通过填方山体与挖方山体来保证施工现场的改造以及植物种植等，都能够与实际情况保持一致，并将排水沟科学合理地布置在局部位置当中，提升施工现场的安全性与排水性。而在实际处理阶段，还要将原本那些非台阶式的边坡裸岩有效转变为具备阶梯性特征的坡地，进一步降低边坡的基本坡度，确保其不会超出安全角。一般情况下，塌陷地并不会对土层结果产生影响，但具体的塌陷程度会决定矿山生态修复工作的开展难度。在对塌陷区域采用GIS辅助修复技术进行修复时，则要在这一区域覆盖好各类植物，科学合理地搭配植物类型，实现水土的全面稳固。

（二）改良土地基质

在矿山生态修复工作的施工现场，如果重金属污染情况相对较为严重，并且还缺少对应的土壤层，就需要工作人员根据实际情况选择能够对基层方法进行改良的传统方式，根据恢复完毕后的应用方向以及理化性质等来明确覆土的具体厚度。而在实践中可以明显看出，如果覆土的厚度稳定在十厘米左右，就能够有效提升植物覆盖度，覆土超过三十厘米时，覆盖度还会进一步提升到70%。同时通过GIS技术的应用，还可以更好地为土地基质改良工作奠定坚实基础，利用GIS技术来进一步明确矿山生态环境中的实际地理情况，而如果在矿山周边缺少土源的情况下就可以采用秸秆、稻草以及谷壳等材料来进行替代，将其粉碎发酵后，用这部分物质来代替原本的土壤，通过这种方式可以促进养分总体含量的稳步提升，确保GIS技术能够有效发挥出自身的实际作用[4]。

五、结论

总而言之，在当前的矿山地区，其内部的生态破坏以及土地失调等问题十分严重，为了有效降低矿山生态环境问题产生的影响，应当充分引入GIS技术，通过其内部所具备的辅助修复技术来优化基本的土地基质，在确定各项工作内容得到有效落实的同时，为整体社会经济的可持续发展起到良好的促进作用。