高原露天采矿区生态修复成效评估方法及评估体系

1.本发明属于生态修复工程技术领域，具体涉及一种高原露天采矿区生态修复成效评估方法及评估体系。

背景技术：

2.近年来，矿产资源开发带来的生态环境问题日益显著。随着生态文明建设日益推进，矿区生态修复成为生态环境保护领域的重要议题。进行生态修复成效评估对加强生态修复工程监管、掌握生态修复工程实施效果具有重要意义。

3.高原露天采矿区内多分布大片冻土，区域生态敏感脆弱，群落结构简单，对人类活动的抗干扰力较弱，极易遭破坏，且难于恢复。矿产资源露天开采会导致矿区及周边区域水土环境、植被生态系统、冻土环境遭到破坏，水域涵养功能下降，沼泽草甸退化和水土流失，产生严重的生态环境问题。由于该区域地理位置偏远、海拔高、气温低、氧气稀薄、生态修复研究程度低，进行生态修复理论上、技术上、经济上都极为不易。因此，对矿区进行生态修复后的成效评估，可以评估生态修复工程技术方法的实际可行性和取得的生态环境效益，为评估生态修复工程经济效益和社会效益提供基础。

4.针对矿区的不同生态环境问题，矿区生态修复包括地质灾害治理、土地复垦、污染修复、植被重建和监测维护等主要内容，并且生态修复模式、工作流程、工作内容和技术方法已经较为成熟，现已制定一些行业和地方矿山生态修复标准、规范或技术指南等可用于指导矿区生态修复工作的具体实施。现有研究多集中在具体解决某项问题的工程措施、技术方法及机理原理，和现有管理制度、体制机制等政策研究；对高原地区矿山生态修复工作的成效尚没有成熟的评价体系和方法，没有对生态修复工程管理过程与质量的评估；无法说明生态修复工作实施后生态要素发生的正向变化，无法说明生态修复工作实施前后生态环境的好转程度；无法体现生态修复工程实施过程的流程、质量控制和质量达成程度，无法评价生态修复工作发挥的作用和取得的成效。

技术实现要素：

5.本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提供了一种高原露天采矿区生态修复成效评估方法及评估体系。

6.为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

7.本发明的第一目的是提供一种高原露天采矿区生态修复成效评估方法，包括以下具体步骤：

8.步骤s1，资料收集与整理

9.收集整理矿区自然地理、区域地质、植被土壤、社会经济、土地利用、空间规划的背景资料，煤炭地质资料，水文地质资料，灾害地质资料，遥感和无人机资料、工程勘察设计资料、工程施工监理资料和工程竣工验收资料；

10.步骤s2，生态环境调查与监测

11.对矿区现状以及工程实施后修复区及周边环境开展调查与监测工作，所述调查与监测工作的内容包括矿区场地稳定性调查监测、土壤调查监测、地表水调查监测、地下水调查监测、冻土冻融调查监测、景观调查监测、草地生态调查监测、湿地环境调查监测、水土流失调查监测和水源涵养调查监测；

12.步骤s3，生态环境修复效果综合评估

13.针对采集的资料和调查监测资料，开展生态环境各要素现状专项评估，包括场地稳定性专项评估、土壤环境专项评估、水环境专项评估、冻土专项评估、景观专项评估、草地生态专项评估、湿地环境专项评估、水土流失专项评估和水源涵养专项评估，以各专项评估指标建立生态环境修复效果综合评估体系，通过层次分析法或综合指数法，进行生态环境修复效果综合评估；

14.所述场地稳定性专项评估是采用专家打分法和综合评估法的方法通过对岩质边坡进行客观分析，评估指标包括斜坡结构、岩石完整度、坡度、地下水、坡向、高差、地表变形量和灾害点密度；

15.所述土壤环境专项评估采用单因子指数法的方法，对修复后的土壤环境进行评估打分；

16.所述水环境专项评估采用单因子指数法和内梅罗指数法的方法，对修复后的地表水、矿抗水和地下水质量进行评估打分；

17.所述冻土专项评估采用多年冻土稳定性分类方法，对修复后的冻土稳定性程度进行评估打分；

18.所述景观专项评估采用层次分析法的方法，对景观的视觉美学、景观功能和生态格局进行评估打分；

19.所述草地生态专项评估采用单项评估法和综合评估法的方法，对修复后的草地生态质量进行评估打分；

20.所述湿地环境专项评估采用cei综合指数法的方法，对修复后的湿地环境质量进行评估打分；

21.所述水土流失专项评估采用层次分析的方法，对修复后的水土流失程度进行评估打分；

22.所述水源涵养专项评估采用专家打分法和综合评估法的方法，对修复后的水源涵养能力进行评估打分；

23.步骤s4，生态修复工程管理过程与质量综合评估

24.通过对项目实施全过程的工程进展程度、工程实施规范化、成果资料完备度、工程质量达成度以及工程实施成效分区评估，进一步开展管理过程与质量综合评估；

25.所述工程进展程度评估采用专家打分法和综合评估法的方法进行评估打分；

26.所述工程实施规范化评估采用单项评估法和综合评估法的方法进行评估打分；

27.所述成果资料完备度评估采用单项评估法和综合评估法的方法进行评估打分；

28.所述工程质量达成度评估采用专家打分法和综合评估法的方法进行评估打分；

29.所述工程实施成效评估采用单项评估法和综合评估法的方法进行评估打分；

30.步骤s5，采矿区生态修复成效综合评估

31.将生态环境修复效果综合评估、生态修复工程管理过程与质量综合评估两方面的

评估结果进行叠加，以专家打分法或模糊综合评价法确定权重进行加权计算，评估结果用以说明矿区生态修复工程实施以来取得的成效，包括生态修复工程实施以来生态环境的变化、达到的修复效果，工程实施过程管理中进度、流程和质量控制情况及后期资料整理归档情况。

32.进一步的，所述生态环境修复效果综合评估的具体方法步骤如下：

33.步骤s1、建立指标体系

34.设定0级目标层为矿区生态环境修复效果评估，1级准则层为场地稳定性a1、土壤环境质量修复效果a2、水环境质量修复效果a3、冻土修复效果a4、景观修复效果a5、草地生态质量修复效果a6、湿地环境质量修复效果a7、水土流失防治效果a8、水源涵养能力修复效果a9九个专项评价；

35.步骤s2、计算因子加权质量指数及一致性调查

36.以a1至a9为因子，建立判断矩阵，计算a1至a9的权重，并进行一致性检测；步骤s3、单因素评分和总体评分

37.采用生态因子质量等级评分加权综合质量指数法进行评价在此基础上由定量转向定性，划分出生态环境质量的优、良、及格、较差、差五个不同等级，并进行定性描述；

38.根据调查结果与等级标准，计算生态环境综合指数，其公式如下：

[0039][0040]

其中，wi：各项指标权重，ci：各评价指标归一化值，n：指标项数，n＝9；

[0041]

各修复效果评价结果优、良、中、差分别对应ci值为90、75、60、45。最后算出各时段(区域)的p值，进行比较，确定等级。

[0042]

进一步的，所述生态修复工程管理过程与质量综合评估的具体方法步骤如下：

[0043]

步骤s1、建立指标体系

[0044]

设定0级目标层为矿区生态环境修复效果评估，1级准则层为工程进展程度评估a1、工程实施规范化效果a2、成果资料完备度效果a3、工程质量达成度效果a4、和工程实施成效效果a5五个专项评价；

[0045]

步骤s2、计算因子加权质量指数及一致性调查

[0046]

以a1至a5为因子，建立判断矩阵，计算a1至a5的权重，并进行一致性检测；步骤s3、单因素评分和总体评分

[0047]

采用生态因子质量等级评分加权综合质量指数法进行评价在此基础上由定量转向定性，划分出生态环境质量的优、良、及格、较差、差五个不同等级，并进行定性描述；

[0048]

根据调查结果与等级标准，计算生态环境综合指数，其公式如下：

[0049][0050]

其中，wi：各项指标权重，ci：各评价指标归一化值，n：指标项数，n＝5。

[0051]

各修复效果评价结果优、良、中、差分别对应ci值为90、75、60、45。最后算出各时段(区域)的p值，进行比较，确定等级。

[0052]

进一步的，所述采矿区生态修复成效综合评估的计算公式为：

[0053]

ez＝∑(epi×

wi)

[0054]

epi：每一项的综合评估值；wi：权重。

[0055]

本发明的第二目的是提供一种高原露天采矿区生态修复成效评估体系，包含上述的方法，由数据采集单元、生态环境调查与监测单元、生态环境修复效果综合评估单元、生态修复工程管理过程与质量综合评估单元和生态修复成效综合评估单元五部分组成；

[0056]

数据采集单元：收集整理矿区自然地理、区域地质、植被土壤、社会经济、土地利用、空间规划的背景资料，煤炭地质资料，水文地质资料，灾害地质资料，遥感和无人机资料、工程勘察设计资料、工程施工监理资料和工程竣工验收资料；

[0057]

生态环境调查与监测单元：负责对矿区现状以及工程实施后修复区及周边环境开展调查与监测工作，所述调查与监测工作的内容包括矿区场地稳定性调查监测、土壤调查监测、地表水调查监测、地下水调查监测、冻土冻融调查监测、景观调查监测、草地生态调查监测、湿地环境调查监测、水土流失调查监测和水源涵养调查监测；

[0058]

生态环境修复效果综合评估单元：负责对采集的资料和调查监测资料，开展生态环境各要素现状专项评估，包括场地稳定性专项评估、土壤环境专项评估、水环境专项评估、冻土专项评估、景观专项评估、草地生态专项评估、湿地环境专项评估、水土流失专项评估和水源涵养专项评估，以各专项评估指标建立生态环境修复效果综合评估体系，通过层次分析法或综合指数法，进行生态环境修复效果综合评估；

[0059]

生态修复工程管理过程与质量综合评估单元：负责通过对项目实施全过程的工程进展程度、工程实施规范化、成果资料完备度、工程质量达成度以及工程实施成效分区评估，进一步开展管理过程与质量综合评估；

[0060]

生态修复成效综合评估单元：负责将生态环境修复效果综合评估、生态修复工程管理过程与质量综合评估两方面的评估结果进行叠加，以专家打分法或模糊综合评价法确定权重进行加权计算，评估结果用以说明矿区生态修复工程实施以来取得的成效，包括生态修复工程实施以来生态环境的变化、达到的修复效果，工程实施过程管理中进度、流程和质量控制情况及后期资料整理归档情况

[0061]

与现有技术比较，本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

[0062]

(1)本发明提出的一种高原露天采矿区生态修复成效评估方法及其体系，其对矿区生态修复调查监测内容和指标的选择具有指导意义，对矿区生态修复工作成效评估的技术路线建立具有理论意义，对高原露天采矿区生态修复工作成效评估的评价体系建立和方法选择具有重要实用意义。通过应用本发明的技术方法，能选取高原露天采矿区生态系统各要素的特征指标进行野外调查监测，以阶段性现状评估的对比分析，来说明矿区生态系统要素的改变；通过选取适当指标进行工程管理过程与质量评估，用以说明工程实施进度、规范程度和质量达成状况等实施情况，来对工程实施综合成效进行评述；通常种草复绿在地形重塑阶段之后，阶段性现状评估能起到监控前期工程质量的作用，实现过程控制，从而能为后续植被生长提供保障；解决了在矿山生态修复领域生态修复工程实施后缺少工程成效评估和修复效果成效评估的问题。

具体实施方式

[0063]

以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。

[0064]

本发明涉及到的技术术语和定义如下：

[0065]

生态修复ecological restoration

[0066]

依靠生态系统的自我调节与自我组织能力，或者依靠人为措施等外界力量使受损的生态系统得到恢复、重建的过程。

[0067]

生态修复成效评估assessment of the effectiveness of ecological restoration

[0068]

评估受损的生态系统在实施生态修复后在优化生态格局、提升生态环境质量、增强生态功能、减缓人为干扰、实现预期效益等方面取得的效果和程度。

[0069]

生态环境修复效果ecological environment restoration effect

[0070]

生态修复后生态系统各要素恢复、提升、重建的程度和状况。

[0071]

场地稳定性site stability

[0072]

各种不良地质作用，包括：断裂、地裂缝、滑坡、崩塌、岩溶、土洞塌陷、建筑边坡等影响场地整体稳定的岩土工程问题的发育程度和稳定程度。

[0073]

景观视觉美学landscape visual aesthetics

[0074]

是指景物进入视觉产生美感的美学价值及对人的影响。

[0075]

景观生态格局landscape ecological pattern

[0076]

指景观的空间格局，是大小和形状各异的景观要素在空间上的排列和组合，包括景观组成单元的类型、数目及空间分布与配置。

[0077]

工程实施规范化standardization of project implementation

[0078]

各阶段主要环节有或无、以及各环节实施的先后顺序的规范程度。

[0079]

本发明提供了一种高原露天采矿区生态修复成效评估方法及体系，创新性的通过生态系统各要素质量评估和工程施工管理评估相结合的方法，提出了生态修复工程成效评估的指标体系和评估方法，能弥补当前高寒矿区生态修复的工程成效评估环节，可以解决矿区生态修复领域重施工过程、轻成效评估的问题。其它矿区生态修复成效评估也可参照此思路和方法进行。

[0080]

为达到上述目的，在收集整理分析矿区自然地理与区域背景资料，专项地质调查资料，遥感和无人机影像，生态修复工程勘察设计、施工、监理资料，竣工验收资料等的基础上，结合场地稳定性和土壤、地表水、地下水、冻土、景观、草地、湿地等生态要素的调查、取样和监测数据，开展矿区生态环境现状及矿区综合整治成效评估。

[0081]

根据生态保护修复工程实施的时间及区域确定评估周期、评估节点与评估范围，评估节点主要用于确定阶段性评估时间。根据生态系统各生态要素的特点，确定调查监测内容和指标，建立评估指标体系和方法。该评估方法同样适用于验收后运行维护一定时间内的后评估。

[0082]

在一些实施中，每一节点的评估可视为当下的现状评估，也是前期工程实施后的成效评估。生态修复工程实施前的第一期评估现状，即为本底值或背景值。

[0083]

在一些实施中，在选定评估节点后，生态环境修复效果评估、管理过程与质量评估和矿区生态修复成效评估均应选择相应阶段的收集、调查和监测资料进行评估；若是最终的矿区生态修复成效评估，则应考虑生态修复工程的所有阶段进行综合评估。

[0084]

在一些实施中，根据生态修复区所处的地理位置、气候环境、地质条件等基础资料

和人类采矿活动产生的生态环境问题，选取生态系统中合适的生态要素进行评估。

[0085]

在一些实施中，水、土壤环境质量评估分析时，要充分考虑不同地区天然背景值的区别。

[0086]

在一些实施中，达标率是指取样点(样方点)达标数与总取样点数(样方点数)的比值。

[0087]

在一些实施中，水质是否达标要看选取的参照标准是几类水，根据实际情况、不同用途确定参照的水质标准。

[0088]

在一些实施中，生态修复工程管理过程与质量评估时，要熟悉正确的工程项目流程、技术手段、时间节点等，用以判断实际项目施工时流程是否规范、资料是否完备等。

[0089]

在一些实施中，阶段性现状评估可视为前期工作的成效评估，阶段性现状又可以是后续评估阶段的起点。

[0090]

在一些实施中，生态修复工程管理过程与质量评估中，关于流程、资料等不便量化的指标，通过“是”和“否”、“有”和“无”，分别赋以“1”和“0”，将其量化并参与评价体系的建立。

[0091]

本发明的生态修复工程管理过程与质量评估方法的具体实施过程如下：步骤s1，资料收集与整理收集整理矿区自然地理、区域地质、植被土壤、社会经济、土地利用、空间规划等背景资料；搜集评估所涉及的区域专项调查监测资料（煤炭地质、水文地质、灾害地质、冻土冻融水土流失等）；搜集生态修复工程项目立项、勘察、设计、施工、监理、验收、审计、运行管理及工程质量相关文件与数据等。

[0092][0093][0094]

步骤s2，生态环境调查与监测

[0095]

针对矿区现状以及工程实施后修复区及周边环境开展调查与监测工作，主要包括矿区场地稳定性调查监测、土壤调查监测、地表水调查监测、地下水调查监测、冻土冻融调查监测、景观调查监测、草地生态调查监测、湿地环境调查监测、水土流失调查监测、水源涵养调查监测等。

[0096]

主要调查监测内容和指标应包含并不限于表1中各要素的二级指标。

[0097]

步骤s3，生态环境修复效果评估

[0098]

依据已有资料和调查监测资料，开展生态环境各要素现状(阶段性成效)专项评估，包括场地稳定性现状评价、土壤环境现状评价、地表水环境现状评价(含矿坑水)、地下水环境现状评价、冻土现状评价、景观现状评价、草地生态现状评、湿地环境现状评价、水土流失现状评价、水源涵养现状评价。以各专项评估指标建立生态环境修复效果综合评估体系，通过层次分析法或综合指数法等，进行生态环境修复效果综合评估。

[0099]

步骤s4，生态修复工程管理过程与质量评估

[0100]

通过对项目实施全过程的工程进展程度、流程规范化、成果资料完备度、工程质量达成度以及工程实施成效分区评估，开展管理过程与质量综合评估。各专项根据工程实施全过程的资料以专家打分法和综合评估法进行定量评估。管理过程与质量综合评估采用层次分析法或综合指数法等方法，选取进行专项评估的5项指标进行综合评估。

[0101]

步骤s5，矿区生态修复成效评估

[0102]

从生态环境修复效果综合评估、管理过程与质量综合评估两方面的评估结果进行叠加，以专家打分法或模糊综合评价法确定权重进行加权计算，评估结果用以说明矿区生态修复工程实施以来取得的成效，包括生态修复工程实施以来生态环境的变化、达到的修复效果，工程实施过程管理中进度、流程和质量控制情况，后期资料整理归档情况等。

[0103]

其中，生态环境修复效果的评估指标体系和评估方法如表1所示：

[0104]

表1.生态环境修复效果的评估指标体系和评估方法

[0105][0106][0107]

其中，生态修复工程管理过程与质量评估的指标体系和评估方法如表2所示：

[0108]

表2.生态修复工程管理过程与质量评估的指标体系和评估方法

[0109][0110]

其中，综合评估方法具体如下：

[0111]

依据各专项评估结果，构建矿区生态环境修复效果评价体系，通过层次分析法或综合指数法等，辅以专家打分法，对分项评估结果进行指标分级与权重分配，根据调查监测结果与等级标准，计算生态环境综合指数，并划分修复效果等级，进行矿区生态修复效果综合评估。

[0112]

各专项评价反映的只是修复工程在某一方面的修复效果，无法综合反映矿区生态综合整治修复效果的空间格局以及总体情况，在确定各个专项评价之后，利用gis平台等技术，将各个专项评价图层转化为栅格数据(grid)，并通过层次分析法(ahp法)定性分析和定量分析相结合，将综合评价指标体系分为目标层、准则层、指标层三层，并对各层的相关因素进行两两比较，判断各因素的相对重要性给予定量，进行一致性检验，以确定评价指标的权重，以获得生态环境修复效果评估和生态修复工程管理过程与质量评估的结果。

[0113]

生态环境修复效果综合评估过程具体如下：

[0114]

(1)评价指标

[0115]

0级目标层为矿区生态环境修复效果评估，1级准则层为场地稳定性(a1)、土壤环境质量修复效果(a2)、水环境质量修复效果(a3)、冻土修复效果(a4)、景观修复效果(a5)、草地生态质量修复效果(a6)、湿地环境质量修复效果(a7)、水土流失防治效果(a8)、水源涵养能力修复效果(a9)九个专项评价。2级分类指标层是在相应的一级环境指标下的评价因子，在此不赘述。

[0116]

(2)评价方法

[0117]

根据特定区域的生态环境质量涉及多要素多因子的特点，就各个因子对质量状况的贡献大小进行综合分析，全面评价，并定量化。在反映生态环境质量各个侧面指标的基础上产生综合指标，以综合地评价生态环境质量。

[0118]

此方法对一些本身非定量化因子评估时，兼顾对专家意见的采纳与综合，采用生态因子质量等级评分加权综合质量指数法进行评价在此基础上由定量转向定性，划分出生态环境质量的优、良、及格、较差、差五个不同等级，并进行定性描述。

[0119]

第一步：建立指标体系，已建立。

[0120]

第二步：计算因子加权质量指数及一致性调查。

[0121]

建立判断矩阵，如表3所示。

[0122]

表3.判断矩阵0-a

[0123]

0a1a2a3a4a5a6a7a8a9wia1x1x2x3x4x5x6x7x8x9w1a2x21x3/x2x4/x2x5/x2x6/x2x7/x2x8/x2x9/x2w2a3x3x2/x31x4/x3x5/x3x6/x3x7/x3x8/x3x9/x3w3a4x4x2/x4x3/x41x5/x4x6/x4x7/x4x8/x4x9/x4w4a5x5x2/x5x3/x5x4/x51x6/x5x7/x5x8/x5x9/x5w5a6x6x2/x6x3/x6x4/x6x5/x61x7/x6x8/x6x9/x6w6a7x7x2/x7x3/x7x4/x7x5/x7x6/x71x8/x7x9/x7w7a8x8x2/x8x3/x8x4/x8x5/x8x6/x8x7/x81x9/x8w8a9x9x2/x9x3/x9x4/x9x5/x9x6/x9x7/x9x8/x91w9[0124]

其中，x

1-x9为各个专项的重要度，可由专家打分法确定。

[0125]

矩阵求特征根wi：ow＝|a||w|；

[0126][0127]

一致性检验：以ci值作为度量判断矩阵偏离一致性的指标。

[0128][0129]

ri为判断一致性的平均随机一致性指标，查表可得，随机一致性比例为cr＝ci/cr《0.1，则表示o-w的判断矩阵完全一致。

[0130]

第三步：单因素评分和总体评分

[0131]

根据调查结果与等级标准，计算生态环境综合指数，其公式如下：

[0132][0133]

其中，wi：各项指标权重，ci：各评价指标归一化值，n：指标项数，n＝9。

[0134]

各修复效果评价结果优、良、中、差分别对应ci值为90、75、60、45。最后算出各时段(区域)的p值，进行比较，确定等级。

[0135]

生态修复工程管理过程与质量综合评估具体如下：

[0136]

(1)评价指标

[0137]

设定0级目标层为矿区生态环境修复效果评估，1级准则层为工程进展程度评估(a1)、工程实施规范化效果(a2)、成果资料完备度效果(a3)、工程质量达成度效果(a4)、和工程实施成效效果(a5)五个专项评价。2级分类指标层是在相应的一级环境指标下的评价因子，在此不赘述。

[0138]

(2)评价方法

[0139]

根据特定区域的生态环境质量涉及多要素多因子的特点，就各个因子对质量状况的贡献大小进行综合分析，全面评价，并定量化。在反映生态环境质量各个侧面指标的基础上产生综合指标，以综合地评价生态环境质量。

[0140]

此方法对一些本身非定量化因子评估时，兼顾对专家意见的采纳与综合，采用生态因子质量等级评分加权综合质量指数法进行评价在此基础上由定量转向定性，划分出生态环境质量的优、良、及格、较差、差五个不同等级，并进行定性描述。

[0141]

第一步：建立指标体系，已建立。

[0142]

第二步：计算因子加权质量指数及一致性调查。

[0143]

建立判断矩阵，如表4所示。

[0144]

表4.判断矩阵0-a

[0145]

0a1a2a3a4a5wia1x1x2x3x4x5w1a2x21x3/x2x4/x2x5/x2w2a3x3x2/x31x4/x3x5/x3w3a4x4x2/x4x3/x41x5/x4w4a5x5x2/x5x3/x5x4/x51w5[0146]

其中，x

1-x5为各个专项的重要度，可由专家打分法确定。

[0147]

矩阵求特征根wi：ow＝|a||w|；

[0148][0149]

一致性检验：以ci值作为度量判断矩阵偏离一致性的指标。

[0150][0151]

ri为判断一致性的平均随机一致性指标，查表可得，随机一致性比例为cr＝ci/cr《0.1，则表示o-w的判断矩阵完全一致。

[0152]

第三步：单因素评分和总体评分

[0153]

根据调查结果与等级标准，计算生态环境综合指数，其公式如下：

[0154][0155]

其中，wi：各项指标权重，ci：各评价指标归一化值，n：指标项数，n＝5。

[0156]

各修复效果评价结果优、良、中、差分别对应ci值为90、75、60、45。最后算出各时段(区域)的p值，进行比较，确定等级。

[0157]

(3)指标打分

[0158]

各单项一级指标得分标准根据评分内容里各指标经相应的评估方法和评估结果确定，评估指标打分表见表5。

[0159]

表5.评估指标打分表

[0160]

[0161]

[0162][0163]

(4)评价结果

[0164]

根据p值，按表6规定划分修复效果级别，评价标准可根据实际情况修改。

[0165]

表6生态环境综合评价标准

[0166]

级别优良中差p≥9089-7575-60≤60

[0167]

采矿区生态修复成效综合评估的具体过程如下：

[0168]

以生态环境修复效果综合评估和工程管理过程与质量综合评估两个方面来进行矿区生态修复成效评估。矿区生态修复成效评估值为：

[0169]

ez＝∑(epi×

wi)

[0170]

epi：每一项的综合评估值；wi：权重。

[0171]

为了更好阐述本发明的方法带来的效果，下面以青藏高原某露天煤矿区某矿井的地形重塑阶段为代表，对其进行生态修复后的成效进行评估，经过对案例区生态要素和工程施工流程阶段的分析，该评估主要分为以下内容。

[0172]

步骤s1、资料收集与整理

[0173]

收集整理矿区自然地理、区域地质、植被土壤、社会经济、土地利用、空间规划的背景资料，煤炭地质资料，水文地质资料，灾害地质资料，遥感和无人机资料、工程勘察设计资料、工程施工监理资料和工程竣工验收资料；

[0174]

步骤s2、生态环境调查与监测

[0175]

对矿区现状以及工程实施后修复区及周边环境开展调查与监测工作，所述调查与监测工作的内容包括矿区场地稳定性调查监测、土壤调查监测、地表水调查监测、地下水调查监测、冻土冻融调查监测、景观调查监测、草地生态调查监测、湿地环境调查监测、水土流失调查监测和水源涵养调查监测；

[0176]

步骤s3、生态环境修复效果综合评估

[0177]

(s3.1)场地稳定性评估

[0178]

基于无人机影像及高程数据，结合基础地质资料和实地调查，将斜坡划分为岩质斜坡和土质斜坡；在划分斜坡单元的基础上，分别采用各自的指标进行评分，并将得分归一化至相应级别和得分，对矿井所包含的渣山和采坑进行稳定性分区。该矿井岩质斜坡根据稳定性可分为三类，较稳定斜坡2处，稳定斜坡2处，基本稳定斜坡2处。土质斜坡单元共有16处，其中稳定斜坡单元15处，较稳定斜坡单元1处，基本稳定斜坡单元0处，欠稳定斜坡0处。

[0179]

(s3.2)土壤环境质量评估

[0180]

根据评分内容和土壤测试结果，采用单因子污染指数法等进行土壤环境质量评价，土壤环境质量达标率为100％，均计10分。

[0181]

(s3.3)水环境质量评估

[0182]

根据评分内容和水样测试结果，该矿井地表水和矿坑水采用单因子指数法进行单项水质因子的评价，再进行综合污染指数评价；矿坑水中锰均高于《地表水环境质量标准》(gb3838-2002)表2中集中式生活饮用水地表水源地补充项目限值，平均浓度超标倍数为1.7，其它基本监测项目均达到标准中ⅱ类或以上标准；共4个样品中地表水环境质量达标率为75％，计7.5分。对地下水采用单因子标准指数法进行评价，地下水环境质量达到ⅲ类及以上标准，地下水环境质量达标率为100％，计10分。根据采样点控制的范围进行地表水和地下水环境质量分区区。

[0183]

(s3.4)冻土修复评估

[0184]

该矿井采坑底部由于采矿活动导致多年冻土缺失，属不稳定型，得分为0；根据地质条件、实际钻孔揭露等调查情况判断过渡型、较稳定等状态下冻土的范围，并分别根据级别赋分值，因而采坑周边得分为4分。

[0185]

(s3.5)景观修复评估

[0186]

根据国家相关规定中的主要的景观评价指标因子的选取和分级标准，针对案例矿井的实际情况，结合专家意见，将评估区评价结果分为四个等级，一级、二级、三级、四级依次代表优、良、中、差四个评价等级，评价成果为系列景观评价图件，相应等级对应不同分数。该矿井景观视觉美学良、生态格局差，天然岩壁和恢复的植被具有一定美学观感，整个矿井总体得分6分。

[0187]

(s3.6)草地生态质量评估

[0188]

根据评分内容，该矿井草地生态质量优良的面积比例增加70.78％(生态修复前为0)，草地生态质量得分7分，区域为植被恢复的草地覆盖处。

[0189]

(s3.7)湿地环境质量评估

[0190]

湿地面积、水资源、空气、水质、土壤质量、植被监测数据来源于搜集资料，遥感数据选用2020年与2021年8-9月、含云量低于5％的gf-1和gf-6影像，其多光谱波段空间分辨率为8m，全色波段空间分辨率为2m。该矿井生态修复后湿地环境质量为优，得分8分。

[0191]

(s3.8)水土流失评估

[0192]

根据评分内容计算该矿井水土流失各程度分区，并赋分值。该矿井水土流失总面积11.78km2，微度侵蚀面积7.62km2，占比最大，得分8分；轻度侵蚀面积2.19km2，面积占比仅次于微度侵蚀，中度侵蚀面积1.33km2，得分6；强烈侵蚀面积占比最小，仅为0.63km2，得分2；无剧烈侵蚀区域。

[0193]

(s3.9)水源涵养能力评估

[0194]

矿井范围内种草复绿工程实施后植被覆盖度增加，水源涵养量增加，但后期仍有提升空间，水源涵养能力变化率为优，得分8分。

[0195]

(s3.10)生态环境修复效果综合评估

[0196]

利用gis平台空间叠加方法，根据综合评估方法计算生态环境综合指数，根据表6评价标准进行分级，或形成生态环境修复效果分区，统计各级别占比。

[0197]

表7生态环境修复效果综合评估统计表

[0198]

级别优良中差p≥9089-7575-60≤60面积占比55.8133.659.800.74

[0199]

步骤s4，生态修复工程管理过程与质量综合评估

[0200]

(s4.1)工程进展程度评估

[0201]

据收集资料，结合采用专家打分法、综合评估法，该矿井地形重塑阶段工期偏离度(计划)为5％，工程量偏离度0.5％；整体实施进度与合理度评分为97.25分。种草复绿阶段工期偏离度43.16％，工程量偏离度为-4.59％；因此整体实施进度与合理度为80.71分。

[0202]

(s4.2)工程实施规范化

[0203]

据收集资料，结合表1的相关指标，采用单项评估法和综合评估法，该矿井地形重塑阶段工程实施规范化得分为95.00分，种草复绿阶段工程实施规范化得分为84.58分。

[0204]

(s4.3)成果资料完备度

[0205]

据收集资料，采用单项评估法和综合评估法，该矿井地形重塑阶段成果资料完备度得分为85.00分，种草复绿阶段成果资料完备度得分为93.75分。

[0206]

(s4.4)工程质量达成度

[0207]

据收集资料和现场调查，结合表1的相关指标，采用专家打分法和综合评估法，该矿井地形重塑阶段工程质量达成度得分为83.33分，种草复绿阶段工程质量达成度得分为88.47分。

[0208]

(s4.5)工程实施成效

[0209]

根据野外调查、无人机影像和采样测试等，结合表1的相关指标，根据高程和坡度计算该矿井地形重塑阶段工程实施成效得分为90.00分，该矿井种草复绿阶段工程实施成效得分为82.00分。

[0210]

(s4.6)生态修复工程管理过程与质量综合评估

[0211]

该矿井地形重塑阶段管理过程与质量评估得分为90.01分，该矿井种草复绿阶段管理过程与质量评估得分为85.90分。

[0212]

步骤s5、矿区生态修复成效综合评估

[0213]

矿区生态修复成效综合评估得分采用生态环境修复效果综合评估结果和管理过程与质量评估结果以以下方式进行计算：

[0214]

表8矿区生态修复成效综合评估

[0215][0216][0217]

因此，案例中该矿井生态修复成效综合评估得分为93.61分。

[0218]

其中，生态环境修复效果综合评估得分以生态环境综合指数计算结果优良中(即得分大于60)的面积相对评估区总面积的占比来计算。不同评估节点、不同阶段的权重可根

据实际情况进行调整。

[0219]

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。技术特征：

1.一种高原露天采矿区生态修复成效评估方法，其特征在于，包括以下具体步骤：步骤s1、资料收集与整理收集整理矿区自然地理、区域地质、植被土壤、社会经济、土地利用、空间规划的背景资料，煤炭地质资料，水文地质资料，灾害地质资料，遥感和无人机资料、工程勘察设计资料、工程施工监理资料和工程竣工验收资料；步骤s2、生态环境调查与监测对矿区现状以及工程实施后修复区及周边环境开展调查与监测工作，所述调查与监测工作的内容包括矿区场地稳定性调查监测、土壤调查监测、地表水调查监测、地下水调查监测、冻土冻融调查监测、景观调查监测、草地生态调查监测、湿地环境调查监测、水土流失调查监测和水源涵养调查监测；步骤s3、生态环境修复效果综合评估针对采集的资料和调查监测资料，开展生态环境各要素现状专项评估，包括场地稳定性专项评估、土壤环境专项评估、水环境专项评估、冻土专项评估、景观专项评估、草地生态专项评估、湿地环境专项评估、水土流失专项评估和水源涵养专项评估，以各专项评估指标建立生态环境修复效果综合评估体系，通过层次分析法或综合指数法，进行生态环境修复效果综合评估；所述场地稳定性专项评估是采用专家打分法和综合评估法的方法通过对岩质边坡进行客观分析，评估指标包括斜坡结构、岩石完整度、坡度、地下水、坡向、高差、地表变形量和灾害点密度；所述土壤环境专项评估采用单因子指数法的方法，对修复后的土壤环境进行评估打分；所述水环境专项评估采用单因子指数法和内梅罗指数法的方法，对修复后的地表水、矿坑水和地下水质量进行评估打分；所述冻土专项评估采用多年冻土稳定性分类方法，对修复后的冻土稳定性程度进行评估打分；所述景观专项评估采用层次分析法的方法，对修复后景观的视觉美学、景观功能和景观生态格局进行评估打分；所述草地生态专项评估采用单项评估法和综合评估法的方法，对修复后的草地生态质量进行评估打分；所述湿地环境专项评估采用cei综合指数法的方法，对修复后的湿地环境质量进行评估打分；所述水土流失专项评估采用层次分析的方法，对修复后的水土流失程度进行评估打分；所述水源涵养专项评估采用专家打分法和综合评估法的方法，对修复后的水源涵养能力进行评估打分；步骤s4、生态修复工程管理过程与质量综合评估通过对项目实施全过程的工程进展程度、工程实施规范化、成果资料完备度、工程质量达成度以及工程实施成效分区评估，进一步开展管理过程与质量综合评估；所述工程进展程度评估采用专家打分法和综合评估法的方法进行评估打分；

所述工程实施规范化评估采用单项评估法和综合评估法的方法进行评估打分；所述成果资料完备度评估采用单项评估法和综合评估法的方法进行评估打分；所述工程质量达成度评估采用专家打分法和综合评估法的方法进行评估打分；所述工程实施成效评估采用单项评估法和综合评估法的方法进行评估打分；步骤s5、矿区生态修复成效综合评估将生态环境修复效果综合评估、生态修复工程管理过程与质量综合评估两方面的评估结果进行叠加，以专家打分法或模糊综合评价法确定权重进行加权计算，评估结果用以说明矿区生态修复工程实施以来取得的成效，包括生态修复工程实施以来生态环境的变化、达到的修复效果，工程实施过程管理中进度、流程和质量控制情况及后期资料整理归档情况。2.如权利要求1所述的评估方法，其特征在于，所述生态环境修复效果综合评估的具体方法步骤如下：步骤s1、建立指标体系设定0级目标层为矿区生态环境修复效果评估，1级准则层为场地稳定性a1、土壤环境质量修复效果a2、水环境质量修复效果a3、冻土修复效果a4、景观修复效果a5、草地生态质量修复效果a6、湿地环境质量修复效果a7、水土流失防治效果a8、水源涵养能力修复效果a9九个专项评价；步骤s2、计算因子加权质量指数及一致性调查以a1至a9为因子，建立判断矩阵，计算a1至a9的权重，并进行一致性检测；步骤s3、单因素评分和总体评分根据调查结果与等级标准，计算生态环境综合指数，其公式如下：其中，wi：各项指标权重，ci：各评价指标归一化值，n：指标项数，n＝9；各修复效果评价结果优、良、中、差分别对应ci值为90、75、60、45。最后算出各时段(区域)的p值，进行比较，确定等级。3.如权利要求2所述的评估方法，其特征在于，所述生态修复工程管理过程与质量综合评估的具体方法步骤如下：步骤s1、建立指标体系设定0级目标层为矿区生态修复工程管理过程与质量评估，1级准则层为工程进展程度评估a1、工程实施规范化效果a2、成果资料完备度效果a3、工程质量达成度效果a4、和工程实施成效效果a5五个专项评价；步骤s2、计算因子加权质量指数及一致性调查以a1至a5为因子，建立判断矩阵，计算a1至a5的权重，并进行一致性检测；步骤s3、单因素评分和总体评分采用工程管理过程与质量因子等级评分加权综合质量指数法进行评价，在此基础上由定量转向定性，划分出生态环境质量的优、良、及格、较差、差五个不同等级，并进行定性描述；根据调查结果与等级标准，计算生态环境综合指数，其公式如下：

其中，wi：各项指标权重，ci：各评价指标归一化值，n：指标项数，n＝5。各修复效果评价结果优、良、中、差分别对应ci值为90、75、60、45。最后算出各时段(区域)的p值，进行比较，确定等级。4.如权利要求3所述的评估方法，其特征在于，综合矿区生态环境修复效果综合评估和矿区生态修复工程管理过程与质量评估，所述矿区生态修复成效综合评估的计算公式为：ez＝∑(epi×wi)epi：每一项的综合评估值；wi：权重。5.一种高原露天采矿区生态修复成效评估体系，其特征在于，包含如权利要求1-4中任一项所述的方法，由数据采集单元、生态环境调查与监测单元、生态环境修复效果综合评估单元、生态修复工程管理过程与质量综合评估单元和生态修复成效综合评估单元五部分组成；数据采集单元：收集整理矿区自然地理、区域地质、植被土壤、社会经济、土地利用、空间规划的背景资料，煤炭地质资料，水文地质资料，灾害地质资料，遥感和无人机资料、工程勘察设计资料、工程施工监理资料和工程竣工验收资料；生态环境调查与监测单元：负责对矿区现状以及工程实施后修复区及周边环境开展调查与监测工作，所述调查与监测工作的内容包括矿区场地稳定性调查监测、土壤调查监测、地表水调查监测、地下水调查监测、冻土冻融调查监测、景观调查监测、草地生态调查监测、湿地环境调查监测、水土流失调查监测和水源涵养调查监测；生态环境修复效果综合评估单元：负责针对采集的资料和调查监测资料，开展生态环境各要素现状专项评估，包括场地稳定性专项评估、土壤环境专项评估、水环境专项评估、冻土专项评估、景观专项评估、草地生态专项评估、湿地环境专项评估、水土流失专项评估和水源涵养专项评估，以各专项评估指标建立生态环境修复效果综合评估体系，通过层次分析法或综合指数法，进行生态环境修复效果综合评估；生态修复工程管理过程与质量综合评估单元：负责通过对项目实施全过程的工程进展程度、工程实施规范化、成果资料完备度、工程质量达成度以及工程实施成效分区评估，进一步开展管理过程与质量综合评估；生态修复成效综合评估单元：负责将生态环境修复效果综合评估、生态修复工程管理过程与质量综合评估两方面的评估结果进行叠加，以专家打分法或模糊综合评价法确定权重进行加权计算，评估结果用以说明矿区生态修复工程实施以来取得的成效，包括生态修复工程实施以来生态环境的变化、达到的修复效果，工程实施过程管理中进度、流程和质量控制情况及后期资料整理归档情况。

技术总结

本发明提供了一种高原露天采矿区生态修复成效评估技术方法及评估体系。该方法通过收集整理分析矿区自然地理与区域背景资料，专项地质调查资料，遥感和无人机影像，生态修复工程勘察设计、施工、监理资料，竣工验收资料等的基础上，结合场地稳定性和土壤、地表水、地下水、冻土、景观、草地、湿地等生态要素的调查、取样和监测，开展矿区生态环境现状及矿区生态修复成效评估。根据生态保护修复工程实施的时间及区域确定评估周期、评估节点与评估范围，评估节点主要用于确定阶段性评估时间。根据生态系统各生态要素的特点，确定调查监测内容和指标，建立评估指标体系和方法。该评估方法同样适用于验收后运行维护一定时间内的后评估。适用于验收后运行维护一定时间内的后评估。

技术研发人员：周建伟 王兴杰 冯海波 郑晓明 苏丹辉 侯庆秋 柴波 王伟 李冉 陈峰 韩旭

受保护的技术使用者：中国地质大学（武汉）

技术研发日：2023.02.16

技术公布日：2023/6/14