矿区环境治理因子优先设置研究

学年论文题目：矿区环境治理因子优先设置研究学院：地理与环境科学学院专业：环境工程专业学生姓名：刘亚运学号：201075050116指导教师：刘旻霞目录摘要...............................................................................................................................1关键词：.......................................................................................................................11.前言............................................................................................................................22.层次分析法对环境中污染因子的分析选择............................................................32.1层次分析法......................................................................................................32.2矿区各因子污染指标分析.............................................................................42.3主要污染因子的选择...................................................................................42.4层次分析法原理确定各指标权重..................................................................52.5.对矿区环境治理中污染因子的优先设置......................................................93.层次分析法及其衍生分析法在矿区环境治理中的其他应用.............................103.1层次分析法的衍生........................................................................................103.2层次分析法衍生的应用................................................................................104.结论与建议..............................................................................................................114.1结论................................................................................................................114.2建议...............................................................................................................12参考文献.....................................................................................................................13致谢.............................................................................................................................141摘要:矿区环境污染是矿场企业发展过程中都面临的一个负面问题。由于这个问题在解决时需要考虑众多因素，因而在治理过程中容易出现抓不住重点盲目的治理，在浪费资源的同时对于环境的改善没有起到良好的效果。通过在治理过程中应用层次分析法对各污染因子逐个进行权重分析得出各自对于环境危害强度，判断出应重点处理的环境污染因子，并对其的治理优先设置，使得矿区污染治理效率有所提高。本文以贵州省盘江矿区为例进行层次分析计算得出结论。关键词：层次分析法；矿区；环境治理；污染因子；优先设置；提高效率2矿区环境治理因子优先设置研究—层次分析法在环境治理中的应用刘亚运（2010级环境工程班）1.前言矿区是因矿产资源开发而形成，并且受资源开发直接影响的区域。矿区主要由多个矿井和附属企业，以及一些为矿井生产服务的部门所组成，是由相互区别、相互作用和影响的各个部分有机地连接在一起，完成特定功能的集合体。从矿区发展的进程看，矿区具有以采掘业发展起来的特色，具有特定的空间结构和社会功能。随着资源的不断开发，其生产的社会化程度不断深入，矿区所辐射的空间范围相应扩大。目前，我国多数矿区已不仅仅限于生产作业区和生活服务区，而演变成建制乡镇，或与所在行政单元合并为较大的县、市工业区。在我国各类矿区中，以煤炭矿区数目最多，规模最大。年产500万吨以上的矿区就有55处，年产1000万吨以上的矿区有大同、阳泉、西山、晋城、潞安、开滦、峰峰、鸡西、鹤岗、双鸭山、阜新、淮南、淮北、徐州、兖州、平顶山、义马等。由矿区演变过来的矿业城市超过100个，占我国城市总数的1/5。[12]从总体上看，矿区在加快经济发展速度的同时，资源短缺、环境破坏和污染现象也在加剧。同时，随着矿区经济的不断发展，矿业城市化的进程也在加快进行，随之造成越来越多的耕地被占用；随着采矿的进展，出现越来越多的采空区，带来地表塌陷、房屋倒塌等问题；水源由于采矿业、选洗煤业、煤化工业的发展而被污染；煤炭资源生产与消耗之间的缺口不断扩大，资源、环境与经济发展不协调的矛盾突出。矿区的环境治理是矿区可持续发展的重要环节。每个厂矿企业在提高经济效益的同时,都应该合理利用资源,积极防治污染,改善和保护人们的生存条件。矿3区环境的特殊性和生产的长期连续性,决定了我们在矿区环境治理方面除了结合相关的环保方针、条例之外,还应该引进新的管理方法和技术策略。对于大多数矿区其污染因子包含很多，但是大部分污染因子是其主要污染因子产生的次生污染，因而层次分析找出其主要污染因子进行治理对于矿区环境改善工作至关重要。而对于环境治理在明确了起主要作用的污染因子的前提下对于后续的治理工作也有极大的好处。本文在对矿区环境治理中采用层次分析法找出重点因子优先设置进行研究处理,对影响矿区环境的相关评价因子做出了合理的分析对比,使得企业对于环境治理具有较高的目的性,从而使防治工作从矿区环境治理的关键因素开始着手,多手段多渠道的综合防治污染、改善生产生活环境。在一定时期内,达到在矿区环境治理上投资少、见效快、资源利用率高的目的。2.层次分析法对环境中污染因子的分析选择矿区的环境治理是矿区可持续发展的重要环节。每个厂矿企业在提高经济效益的同时,都应该合理利用资源,积极防治污染,改善和保护人们的生存条件。矿区环境的特殊性和生产的长期连续性,决定了我们在矿区环境治理方面除了结合相关的环保方针、条例之外,还应该引进新的管理方法和技术策略。通过开展环境检测与环境评价，确切查明矿区的主要污染源、各种污染物对于环境的影响程度，使得环境治理具有较高的目标性以提高治理效率[1]。文章通过使用层次分析法对环境中的各污染因子进行一个科学合理的排名，从而制定出一个科学有效治理方案，从污染环节中的关键因素入手快速高效的解决环境污染中的主要问题。2.1层次分析法所谓层次分析法，是指将一个复杂的多目标决策问题作为一个系统，将目标分解为多个目标或准则，进而分解为多指标（约束）的若干层次，通过定性指标模糊量化方法算出层次单排序（权数）和总排序，以作为目标（多指标）、多方案优化决策的系统方法。4该方法是美国运筹学家A.L.saaty于20世纪70年代提出的(AnalyticHi~hyProcess，简称AHP方法)，是对方案的多指标系统进行分析的一种层次化、结构化决策方法，它将决策者对复杂系统的决策思维过程模型化、数量化。应用这种方法，决策者通过将复杂问题分解为若干层次和若干因素，在各因素之间进行简单的比较和计算，就可以得出不同方案的权重，为最佳方案的选择提供依据。运用AHP方法，大体可分为以下三个步骤:步骤1:分析系统中各因素间的关系，对同一层次各元素关于上一层次中某一准则的重要性进行两两比较，构造两两比较的判断矩阵;步骤2:由判断矩阵计算被比较元素对于该准则的相对权重，并进行判断矩阵的一致性检验;步骤3:计算各层次对于系统的总排序权重，并进行排序。[2]2.2矿区各因子污染指标分析对于矿区环境污染因子在按照国家相关规定执行以外，我们还应该从以下几点着手：1.环境调查:矿区自然、地质和开采技术条件、规模;矿产生产、农业和其它事业的发展情况;开采引起的地表沉陷与破坏状况，塌陷及积水区的范围、深度;废气矿石、电厂粉煤灰(煤矿区的火力发电厂)和矿井水、洗煤废水（煤矿区）、生活污水的排放情况、数量、废气及其它“三废”的排放情况;农业用地、植被、水系等被破坏情况、面积等。2.环境质量检测各种土、废弃矿石、矿物产生的粉尘、矿井废水和其它“三废”的化学成分和物理力学性质试验;地表水、潜水、生产生活用水以及大气的质量监测。2.3主要污染因子的选择在获得以上研究分析结果之后，我们采取层次分析的方法对于各种污染物进行一次权重分析评价。不同的矿区其环境治理的因素指标和权重不同。以贵州省盘江矿区为例，其评估要素即：(1)水污染B1。矿区工业废水排放5C11,居民生活用水污染C12,大气污染物随大气降水形成废水C13,地表固体废弃物中有害物质经雨水淋浴形成污染水体C14,附近农田排水C15。(2)固体废物污染B2。煤矸石C21,炉灶排出的粉煤灰、炉渣C22,生活垃圾C23。(3)大气污染B3。矿区工业废气(包含向大气排放的瓦斯)C31,交通运输废气C32,居民生活污染废气C33。(4)噪声污染B4。空气动力性噪声C41(如鼓风机、真空泵等由于气体振动而产生的噪声),机械性噪声C42(如破碎机、溜槽等由于固体振动而产生的噪声),电磁性噪声C43(如变压器等由于磁场交变引起电器部件振动而产生的噪声)。(5)矿区绿化建设B5。植被购买栽种C51,植被维护C52。矿区环境治理系统层次结构见下图：目标层矿区环境治理A准则层B1B2B3B4B5因素层11C12C13C14C15C21C22C23C31C32C33C41C42C43C43C43C2.4层次分析法原理确定各指标权重(1)判断矩阵B的元素按行相乘，得到行元素的乘积Mi·Mi=1(1,2,3...)nijiBi(2)各行的乘积M分别开n次方，得到(1,2,3...)niwMi(3)将向量1,2,3,4...)(归一化，1/(,1,2,3...)niiijij则'123(,,...)n即为所求权重的特征向量，其分量即为个因素的权重。（4）准则层相对目标层的判断矩阵如下：6AB1B2B3B4B5权重....iBAB1125340.4075B20.513540.3088B30.20.331320.1032B40.330.20.3310.50.0696B50.250.2