樓錦花 池野 蔡珊 張晨芳 李靜 劉瑛
摘 要:本文首先分析了池州市貴池區的自然地理概況和環境地質,然后概述了池州市貴池區存在的地質環境問題及其危害,包括地質災害和水體污染。其中,地質災害類型主要為滑坡、崩塌、不穩定斜坡、泥石流、地面塌陷和岸崩等。最后分析了研究貴池區地質環境問題的意義。
關鍵詞:地質環境;地質災害;池州市;貴池區
中圖分類號:P694;X141 文獻標識碼:A 文章編號:1003-5168(2018)04-0147-03
Summary of the Geological Enviroment Problems of Guichi
District, Chizhou City, Anhui Province
LOU Jinhua1 CHI Ye1 CAI Shan1 ZHANG Chenfang1 LI Jing1 LIU Ying2
(1.Institute of Geochemical Exploration and Marine Geology, East China Geological Prospecting Bureau,Nanjing Jiangsu 210007;2.Jingkou Branch, Zhenjiang Land and Resources,Zhenjiang Jiangsu 212003)
Abstract: This paper first analyzed the natural geography and environmental geology of Guichi District of Chizhou, and then summarized the geological environmental problems and hazards of Guichi District, Chizhou, including geological hazards and water pollution. Among them, the main types of geological disasters are landslides, landslides, unstable slopes, debris flows, ground collapses and bank landslides. At last, the significance of studying the geological environment in Guichi area was analyzed.
Keywords: geological environment; geological hazards;Chizhou City;Guichi District
地質環境是指在地球巖石圈對人類有影響的所有地質體和各種地質因素作用的總和[1]。新興經濟區的發展依賴于地質環境[2],而隨著區域經濟的不斷發展,人類工程活動將更加劇烈、頻繁,對地質環境的影響也將日趨增大。
1 研究區自然地理概況
貴池區隸屬于安徽省池州市,位于長江中下游南岸,區位優勢顯著。有京臺高速、滬渝高速、安東高速、濟廣高速過境,與長三角上海、南京、杭州等中心城市以及武漢都市圈、鄱陽湖經濟圈、合肥經濟圈等主要城市高速聯網。貴池區氣候屬暖濕性亞熱帶季風性氣候,年平均溫度16.1℃,平均年降雨量為1 400~1 700mm,平均無霜期242d。
2 研究區環境地質
2.1 地表水、地下水資源開發利用環境
隨著新型城鎮化和承接產業轉移示范區建設,可利用水資源不足的問題將更加凸出。目前,研究區以地表水供水為主,地表水極易受到污染,突發性水污染事件時有發生,地下水開發利用程度很低。因此,地下水的開發利用前景較大,有進一步開發利用的余地。
2.2 地下水環境
工作區大部分為長江沖積平原,主要由全新統中上段地層組成,地形平坦,易于接受大氣降水的補給,地下水徑流條件較佳,且又與地表水水力聯系密切,地下水以HCO3-Ca型、HCO3-Ca·Mg型為主,局部由于受人為污染。礦化度小于1g/L,水質為中性偏堿性微硬至極硬水。
3 主要地質環境問題及其危害
區內礦山采場多,人類工程活動強烈。主要地質環境問題為地質災害和水體污染。池州市貴池區地質災害種類較多,全區地質災害(隱患)點共計發現147處。其中,滑坡29處、崩塌4處、不穩定斜坡58處、泥石流12處、地面塌陷30處(采空塌陷22處、巖溶塌陷8處)、岸崩14處[3]。另有山體水庫、水體污染等地質環境問題。
3.1 滑坡
研究區共發現滑坡29處,占災害總數的19.3%,其中中型滑坡2處,其余均為小型滑坡,大部分處于不穩定狀態。從物質成分來看,以土質滑坡為主,共有26處,占滑坡總數的89.7%,滑體主要為殘坡積物組成,厚度一般為1.5~8m,殘坡積物碎石含量為10%~50%;碎塊石類及巖質滑坡僅3處,此類滑坡體亦由殘坡積物組成,厚度為3~8m,殘坡積物碎石含量較高,為70%~85%。
3.2 不穩定斜坡
不穩定斜坡58處,占災害總數的38.7%。按照斜坡坡度和變形跡象,將斜坡劃分為崩塌隱患和滑坡隱患。崩塌隱患的不穩定斜坡有32處,斜坡坡度一般大于45°;滑坡隱患的不穩定斜坡有26處,斜坡坡度一般小于45°。崩塌隱患斜坡有6處為中型,其余為小型,大多數處于不穩定狀態。其中自然巖質斜坡8處、人工巖質斜坡19處、人工土質斜坡5處。從形成條件上看,自然巖質不穩定斜坡主要為巖溶和節理裂隙發育的石灰巖高陡斜坡,一般表層殘坡積物薄,部分裸露,少數有危巖體存在。
處于蠕變階段的不穩定斜坡,在臺風暴雨、持續強降水等誘發條件下,極有可能進一步演變,發生滑動或劇滑,其潛在危害程度可能達到重大級[4]。
3.3 泥石流
調查發現6處泥石流災害,6處泥石流隱患溝谷。災害(隱患)規模以小型為主,其中中型3處,小型9處;有8處為中易發,4處低易發。區內已發生的6處泥石流災害,有5處發生于以砂巖、泥巖等碎屑巖為主的工程地質巖組區域,V形和U形溝谷泥石流、坡面型泥石流均有發生,泥石流物源多為溝谷或斜坡中上部的殘坡積土質滑坡體。區內共有6處泥石流隱患溝谷,其中5處為礦山尾砂、廢礦石在溝谷堆積形成的泥石流隱患,如棠溪鄉雙合村黃山嶺鉛鋅礦在其礦部以上的山谷頂部堆積有近3.0×106m3的尾砂堆積,一旦在汛期失穩將會形成中型以上的泥石流災害。
泥石流的主要危害是沖毀城鎮、單位、工廠、礦山和鄉村,造成人畜傷亡,破壞房屋及其他工程設施,破壞農作物、林木、耕地、公路和鐵路、水利水電工程等。此外,泥石流有時也會淤塞河道,不但阻斷航運,還可能引起水災。
3.4 地面塌陷
區內共有地面塌陷30處,占災害總數的20.0%,塌陷規模大型1處、中型12處,小型17處。
3.4.1 采空地面塌陷。貴池區共發生采空地面塌陷22處,其中大型1處、中型10處,小型11處,大多為采煤引起。20世紀八九十年代開采的礦山,礦層埋深多數小于100m,采空區形成后,短期內便可引發采空地面塌陷。由于開采煤層薄(一般小于3m),煤層傾角較小,引發的采空地面塌陷大多塌陷深度較小,沉降幅度一般為0.2~1.5m,平面上一般無明顯的陷坑。區內采空地面塌陷會使農田輕度損毀,造成民房不同程度的開裂變形。
3.4.2 巖溶地面塌陷。區內共發生巖溶地面塌陷8處,其中中型3處,小型5處;2處為人為因素誘發,6處為自然因素誘發的。
區內礦山抽排水誘發的礦區巖溶地面塌陷2處,一處為唐田鎮沙山村鉛鋅礦巖溶地面塌陷,另一處為里山辦事處六鋒銅礦巖溶地面塌陷,均為小型。塌陷巖層為巖溶較發育(訪問)的石炭紀、二迭紀灰巖,上覆第四紀松散巖層,厚度僅為3~5m。自然因素誘發的巖溶地面塌陷區共有6處,其中中型3處,小型3處,巖溶塌陷區附近無地下礦山開采及大量抽取地下水的情況。野外可見明顯巖溶陷坑,一般呈圓形或橢圓形,陷坑徑為1~30m不等,深度一般大于1m,最深超過15m,陷坑數量多、分布一般呈長列式。
地面塌陷的主要危害是破壞房屋、鐵路、公路、礦山、水庫、堤防等工程設施,造成房屋倒塌、道路中斷、水庫漏水、大壩和堤防陷落開裂等。此外,地面塌陷還會破壞土地資源,使大量耕地被毀,一些城市和礦區環境惡化。
3.5 岸崩
研究區的岸崩有14處,其中大型1處,中型5處,小型8處(岸崩方量按每年汛期河岸崩塌量計),主要發生在長江沿岸及其支流秋浦河下游未實施護坡工程的河段及烏沙河等內河。1998年汛期前后,貴池一帶江岸連續發生強烈岸崩,崩岸長度為340m。自1998之后,受河流人工采砂活動的影響,亦加劇了江岸崩塌。區內河流岸崩的發生,主要是河流側蝕作用所致,一般形成于地勢平緩第四紀松散巖類發育的西北部平原丘陵區,具有長期性和多發性,長江和秋浦河部分河段幾十年內河岸已后退數十米。目前,這些河流岸崩均處于不穩定狀態。
河岸崩坍使沿岸農田、房屋、廠礦、碼頭和取排水工程等坍塌入江河之中,造成重大損失,應根據崩岸的趨勢,采取護岸工程措施。
3.6 軟土
軟土工程地質問題是沿江經濟帶的主要工程地質問題,沿江一帶為各個行政區內地質災害重點防治區。軟土主要分布于沿江及其一級支流的河漫灘地帶,由全新統淤泥質亞黏土及黏土組成。
貴池地區軟土的厚度一般較薄,為2.0~4.0m,常呈薄透鏡體狀,穿插在其他土層之內,分布零星,埋深約4.0~7.0m。據池州電廠二期擴建工程有關勘查資料可知,區內沿江為第四系全新統淤泥質亞黏土,埋深0.6~4.1m,軟塑-流塑狀態,厚度為0.4~23.1m,天然孔隙比為1.07~1.9,天然含水量為42.0%~54.0%,液限為31.5%~40.3%,土體強度低,承載力特征值為60~80kPa。
軟土具有含水量高、壓縮性高、強度低、低透水性、高靈敏度、高觸變性等工程特性。在附加應力作用下,軟土會產生固結沉降變形,加大地面下沉,損失地面標高。在較強振動荷載作用下,軟土地基會產生震陷和不均勻沉降,對建筑物安全與使用造成不良影響。
3.7 水體污染
長江水系諸河污染輕重不一,其中長江干流基本未受污染,全程均為Ⅱ類水。主要支流除青弋江、水陽江受污染程度尚不嚴重,分屬Ⅱ-Ⅳ、Ⅳ-V類水外,其余諸河均屬嚴重污染,為V類或劣V類水。受污染諸河的主要污染物亦為有機類,部分河流非離子氨、揮發酚、氰化物污染亦很明顯,污染組分趨于復雜。
丘陵區地下水防污性能不及平原區,淋濾作用不及山區,人類活動強度介于平原與山區之間,易受到農業污染,地下水污染物以NO3-、NH4+為主,農業污染特征明顯。
根據已有統計可知,池州市無機指標中超標率最高的指標均為碘化物,超標率為57.30%,其次為鋁,超標率為17.98%;池州市其余指標依次為鐵16.85%,錳和亞硝酸鹽14.61%,硝酸鹽7.87%,耗氧量4.49%,砷3.37%,氟化物2.25%,溶解性總固體、鉛及銨氮1.12%。
水體污染會對人體健康造成不可估量的危害,如急慢性中毒、致突變、致癌及致畸等。水體污染也會對水生生物、工農業生產等造成危害。此外,水體污染還會造成飲用水資源日漸短缺,嚴重制約區域經濟發展。
4 研究意義
4.1 為皖江城市帶建設規劃提供地質環境信息
2010年,國務院批準實施《皖江城市帶承接產業轉移示范區規劃(2009—2015)》,提出“一軸雙核兩翼”的產業空間格局的構想。2014年,國務院發布《依托黃金水道推動長江經濟帶發展指導意見》,并制定和發布了第一個《長江經濟帶綜合立體交通走廊規劃(2014—2020年)》,提出加快打造長江黃金水道,擴大交通網絡規模,優化交通運輸結構,提升綜合運輸能力等。隨著這些國家戰略的實施,地區政府編制的如《安徽省江南產業集中區總體規劃(2013—2030年)》《池州市城市總體規劃(2009—2030年)綱要》等,均涉及貴池區的規劃發展。綜合調查區域內的地質環境問題,可為工作區規劃提供科學依據,充分發揮地質工作的基礎性、先行性作用。
4.2 為重大工程選址提供地質環境信息
隨著長江經濟帶的綜合發展,區域內將規劃建設過江通道、長江公路大橋、旅游輕軌、鐵路公路、港口航道、高壓線路及石油管道等重大工程。以上重大工程的選址都需要避開或消除已有地質災害,并評價工程區的地質環境適宜性,為工程本身的可持續發展提供地質保障。
4.3 為工作區沿江發展提供應急水源地保障
隨著新型城鎮化和承接產業轉移示范區建設,可利用水資源不足的矛盾將更加凸出。目前,工作區以地表水供水為主,地表水極易受到污染,國內突發性水污染事件時有發生。從安全供水角度考慮,應建立工作區應急地下水水源地,以應對非常情況下城市人口供水需求。地質環境調查可為工作區應急水源地篩選提供基礎信息。
4.4 服務防災減災和生態文明建設
池州市是中國第一個國家級生態經濟示范區。從以往地質災害調查資料獲悉,貴池區地質災害(隱患)點共計147處。此外,工作區存在軟土與膨脹土、水土污染等地質環境問題,對本區的安全和發展產生了嚴重威脅。同時,隨著工作區進行大規模沿江開發,將對地質環境產生重大影響。反之,地質環境的改變也將對沿江開發建設產生影響。完善的地質環境信息可有效服務于工作區沿江開發和生態文明建設。
4.5 數字化地質環境信息可提供高效的國土資源管理和服務
為推進池州城市信息化發展,池州市政府提出全面建設“數字池州”的信息化發展戰略。按照“數字池州”建設整體戰略部署,以電子政務發展為著力點,統一規劃建設、統一運營管理,整合現有信息資源,建立地理空間框架和共享平臺。2014年,“數字池州”公共云平臺已建成使用。隨著公益性地質調查項目的實施,積累了大量的地質信息。將這些地質信息融入數據庫,可為實現地質信息的共享、可視化查詢及為政府部門、行業、公眾提供高效便捷服務。
參考文獻:
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[2]陳彭,王威,馬震.河北渤海新區地質環境問題探究[J].內蒙古煤炭經濟,2014(11):200-202.
[3]安徽省地質環境監測總站.安徽省池州市貴池區地質災害調查與區劃報告[R].北京:全國地質資料館,2006.
[4]俞火明,李新華,魯華橋.不穩定斜坡的穩定性評價研究[J].科技通報,2012(9):127-131.