人物简介:
武强,中国矿业大学(北京)水害防治与水资源研究所所长,教授、博导。国家安全生产专家组成员,国家煤矿安全监察局“水害防治专家组”组长,中华全国总工会劳动保护顾问组顾问,城市化委员会专家委员,首批国家新世纪百千万人才工程国家级人选,国务院政府特殊津贴享受者。
科研成果:迄今出版中英文专著9部,发表学术论文180余篇,其中SCI检索论文40余篇;获国家科技进步二等奖2项,省部级一等奖8项。
荣誉:曾获中国首届十位“中国优秀博士后奖”、“全国优秀教师”、“李四光地质科技奖”、“长江学者创新团队发展计划”学术带头人和中央国家机关优秀青年等称号。
武强,是我国矿床水文地质学的第一位博士,长期从事矿井水害防治与水资源研究工作。在科研和教学领域,武强硕果累累,并且其主持的科研项目为矿山企业创造了数亿元的经济效益。近年来,在我国发生的一些特别重大透水矿难调查工作中,武强还以国务院特别重大透水事故调查组专家组组长身份参加调查研究工作。
在接受《城市化》杂志专访时,武强表示:“社会发展需求和经济利益驱动在促成矿山开采业迅猛发展的同时,也导致大量矿山环境问题发生。加强矿山环境管理,实施环境效应总量控制,迫在眉睫!”
《城市化》:请您简要介绍一下我国矿山开发现状及其存在的问题。
武强:矿产资源是国民经济、社会发展和人民生活的重要物质基础。据有关资料,我国95%左右的一次性能源、80%以上的工业原料、大部分农业生产资料和1/3的饮用水均取自于矿产资源。迄今,我国已开发利用的矿种数量达到182种。1949年前,我国保留比较完整的矿山仅300多座,经过50多年的矿业开发,已建成国有矿山近万座,各类矿山企业18.2万个,遍布全国2000多个县(市)。我国是世界上矿产资源比较丰富、矿种比较齐全的少数国家之一,20多种矿产探明储量居世界前列。
矿山开发的目的是获取资源,提高人类的生存质量,近年来由于社会发展需求和经济利益驱动而促成矿山开采业的迅猛发展,导致大量矿山环境问题发生。一方面,在矿产资源开发过程中,采矿活动会引起矿山环境的变化,随着开采进程,环境变化的积累可能引发若干环境问题,这些环境问题的积累又会导致次生地质灾害;另一方面,不合理的矿山开采活动会直接诱发地质灾害;无论是环境问题或是地质灾害都具有明显的环境效应。在这种经过改造的环境背景下继续矿山开采活动会加剧环境问题并使地质灾害发生的频度和灾害程度升级,无异于饮鸠止渴。各种环境问题相互叠加也会产生明显的环境效应。如矿山排水供水与生态环保间的矛盾叠加于地面变形问题之上,会使开采沉陷、岩溶地面塌陷加剧,甚至成灾。因此,加强矿山环境管理,实施环境效应总量控制,迫在眉睫。
《城市化》:目前,我国主要存在哪些矿山环境问题?在进行矿山环境评价方面应该注意什么?
武强:根据矿山环境问题的性质,矿山环境问题可划分为:“三废”问题(固相废弃物、液相废弃物和气相废弃物)、地面变形、矿山排水、供水、生态环保三者之间的矛盾、沙漠化和水土流失等五大类型。上述矿山环境问题的分类较为全面概括了我国各类矿山企业目前所存在的因矿产资源不合理开发诱发的主要环境问题,这些问题在一些矿山是以单独形式存在的,但我国大部分矿山往往是同时存在多个矿山环境问题,只不过有些问题相对严重一点,而另一些则相对较轻。因此,矿山环境问题评价应该划分为单问题评价和多问题综合评价两大类。如果从时间角度出发,矿山环境评价又包括过去演变历史评价、现状评价和演化趋势预测评价三大部分。
一般说来,在进行矿山环境评价之前,首先需要对矿山环境所存在的问题进行分类研究,之后依据不同精度的矿山环境调查成果和基础数据,针对不同问题,选择不同方法和方案进行矿山环境评价,在此基础上,才能提出合理解决矿山环境问题、保护与修复矿山环境的各种治理方案,最后应用现代信息与可视化技术,研发矿山环境信息系统。因此,矿山环境评价是矿山环境问题研究的一个重要环节,其中,矿山环境问题分类和调查是其评价的基础,矿山环境修复和信息系统建设是其评价的后续研究内容,五者之间环环相扣,缺一不可,是矿山环境研究的五大内容之一。
我国矿山环境研究工作始于上世纪90年代初,由于当时各级政府和一些矿山企业开始注意到矿产资源不合理开发引起的环境问题,故初步开展了一些矿山土地复垦和恢复治理等工作,但未能对其进行系统综合地调查研究。较为系统的以省为单位的区域矿山环境调查研究起步于近几年,由于工作刚开始,急需指定一个统一的矿山环境调查技术规范和要求,以便科学指导我国正在兴起的矿山环境调查工作。
《城市化》:请问,国内外在治理矿山环境问题都有哪些方法,各有怎样的特点或者优势?
武强:尽管上世纪90年代初采矿业在技术上已取得重要进步,但矿山环境调查、评价与保护仍未受到人们的足够重视。上世纪90年代中后期,随着采矿及其它相关学科突飞猛进的发展,矿山环境调查与保护问题引起了人们的关注,涌现出一大批新技术和新方法,如全球卫星定位系统(GPS)、光栅显示、并行计算机和微观物质分析以及小波变化等技术,为矿山环境调查与保护提供了强有力的技术保障,为调查所获数据的分析处理提供了有效的方法。
在矿山环境治理方面,国外主要用重力梯度测量法进行矿山勘探;利用遥感进行矿山地质环境调查;运用电波法调查矿山中岩体的性质、分布等情况,并应用统计学的方法减少数据中的噪音干扰;建立空气监测站调查矿区空气污染情况;利用三维地震反射波调查矿山堆积的废弃物;所有调查所获数据应用三维可视化技术直观地显示出来,以进行准确清晰的分析、处理与评价。
应该说,每一种技术或者说方法都有其特点,也各有优势,在实际应用中,应按照经济技术合理的原则,运用各种技术方法,揭示矿山环境基本状况和背景条件,为国民经济发展规划制定提供科学依据。
比如,GPS具有全天候、全球覆盖和高精度的优良性能,而且其用户设备无源工作,体积小,重量轻,耗电少,使用方便和价格低廉,因此,GPS的应用越来越广泛。在矿山环境野外调查中,可采用GPS定位仪进行矿山环境三维坐标数据的现场采集工作。而地理信息系统技术(GIS)是具有强大的空间操作功能和多源多因素信息复合的叠加技术,因此GIS完全可以实现对矿山环境和生态问题进行动态模拟与评价的目的。作为矿山环境调查的一个有效工具,三维可视化技术是利用出露的岩层、矿山及区域面积建立三维表面,对此三维表面再赋以影响矿山环境的各种属性,从而更好地分析处理获得的数据,以进行矿区环境的评价。美国在应用空中可视——红外线成像分光计(AVIRIS)进行地质可视化成图并收集矿区现场数据等方面,成果较为突出。