环鄱阳湖地区地质环境问题及防治措施

2023-09-24 14:35彭金星彭芷娴
资源节约与环保 2023年9期
关键词:鄱阳湖含水层污染

彭金星 彭芷娴

(1 江西省矿产资源保障服务中心 江西南昌 330025 2 江西省地质调查勘查院地质环境监测所 江西南昌 330009)

引言

环鄱阳湖地区位于江西北部,涉及9 个设区市38 个县(市、区)和鄱阳湖湖体(图1),面积5.12 万km2,约占江西省国土面积的30%[1]。环鄱阳湖地区是新中国成立以来,江西省第一个纳为国家战略的区域性发展规划,对实现江西崛起新跨越具有重大而深远的意义。通过对环鄱阳湖地区地质环境资料的归集、整理和分析,总结存在的主要地质环境问题,并提出防治对策,对该区域的工农业生产和规划等具有积极指导意义。

图1 环鄱阳湖地区主要地质环境问题分布图

1 区域地质环境概况

1.1 地形地貌

环鄱阳湖地区整体呈盆地地貌,四周高、中间为平坦的鄱阳湖平原。区域主要地貌成因类型有构造侵蚀地貌、构造侵蚀剥蚀地貌、构造剥蚀地貌、侵蚀溶蚀地貌和堆积地貌等。

1.2 气象

区域地处亚热带,气候温暖,年平均气温为17.5℃,无霜期262d。受亚热带季风影响,年平均降水量1482mm,且46.3%分布在4~6 月份。

1.3 岩土体类型

区域广泛出露前震旦系浅变质岩系,震旦系及下古生界发育齐全;上古生界及中生界发育不全,分布零星。区内岩浆活动期次繁多,侵入岩、火山岩、次火山岩均有发育,但以燕山期花岗岩最为发育。岩体根据岩石成因建造分为岩浆岩岩类、变质岩岩类、碳酸盐岩岩类和碎屑岩岩类。

1.4 活动构造与地震

区域位于扬子准地台东南缘,构造形迹主要为一系列的褶皱、断裂和断陷盆地,呈北北东、北东及近东西、南北走向。区域紧接西太平洋地震带,自有地震记载的公元304 年至今,已记载大小地震多次,其中破坏性强震(震级>4.75 级)8 次[2]。历史上九江一带曾发生多次中强地震。

1.5 人类工程活动

区域位于沿长江经济带和沿京九经济带的交汇点,基础条件较好、发展潜力较大,是中部地区正在加速形成的增长极之一,以江西省30%的国土面积,承载了全省近50%的人口,创造了60%以上的经济总量。总体而言,环鄱阳湖地区是江西省内人类工程活动最强烈的区域。

2 主要地质环境问题

地质环境问题是由于自然作用和人为作用导致地质环境或地质体发生变化,从而给人类和社会造成危害或经济损失。环鄱阳湖地区常见的地质环境问题有地质灾害、地下含水层破坏、水土污染、土地退化、特殊不良岩土体等。

2.1 地质灾害

据江西省地质灾害隐患数据库中,江西省自然资源厅于2022 年12 月31 日发布的江西省1/5 万地质灾害调查显示,区内38 个县(市、区)共分布有地质灾害隐患12687 处,其中崩塌4712处、滑坡7591 处、地面塌陷316 处、泥石流68 处,共威胁人口87157 人,潜在经济损失28.9505亿元。

据江西省地质灾害易发程度分区图显示,区内因鄱阳湖平原的存在,地质灾害总体以不易发-低易发区为主,仅在武宁县的幕阜山区、庐山、浮梁县的白际山区存在少量的地质灾害高易发区及主要以山前丘陵存在的中易发区。区内地质灾害相对省内其它地区亦低发、少发,但历史上亦发生过重大地质灾害伤亡事件。如,2001 年7 月30 日,景德镇市乐平市塔前镇山下村山下社采石场发生崩塌,崩塌体积约3000m³,造成28 人死亡,直接经济损失50 万元[3];2010 年5月25 日,抚州市东乡县孝岗镇何坊村沪昆铁路K699 段发生滑坡,致使运行的列车脱轨,造成17 人死亡,直接经济损失约1 亿元[3]。

2.2 地下含水层破坏

区域地下水资源较丰富,且开发利用程度不高,多数地区地下水开采量远小于可采资源量。但在长期较大规模疏排岩溶水的煤矿区,以及某些城市供水水源地,地下水开采(或疏排)量大于可开采资源量或补给量,造成地下含水层破坏。

2.2.1 地下水量减少

区内丰城、乐平、高安、新余等煤矿及瑞昌武山铜矿等地,因采矿长期疏排深部地下水或矿坑突水,普遍泉流干枯,局部形成地下水位降落漏斗。丰城河西矿区降落漏斗影响范围达40~50km2,地下水位逐年缓慢下降,水位埋深已从原来的2.7~4.4m 降到13~16.57m,岩溶泉水全部干枯,单井出水量减少[4][5]。

目前,开采地下水作为厂矿企业供水水源或自来水补充水源的城市有南昌、九江、吉安、新余、乐平、瑞昌、景德镇、宜春、高安等。南昌、九江、瑞昌的开采量分别为15.91 万m3/d、1.19万m3/d、2.75 万m3/d,局部地段超采,含水层厚度减薄,分别形成面积238km2、15.4km2、5.5km2的降落漏斗,地下水均衡局部遭破坏[4]。地下水位持续下降会导致含水层厚度减薄,富水性降低,单井涌水量减少,开采井抽空吊泵甚至报废时有发生。如,南昌市因布井不合理、超采地下水而导致地下水位大面积大幅度下降,致使市自来水厂开采井被迫关闭[4]。

2.2.2 含水层结构破坏

区内丰城、高安、渝水、乐平等地是江西省重要的产煤地。煤矿开采会贯穿局部含、隔水层,破坏含水层结构,引发矿坑突水事故。区域大部分煤矿发生过矿坑突水,主要分布在丰城的云庄、尚庄、洛市,乐平的桥头丘、涌山、仙槎、鸣山,新余花鼓山,高安八景及万年林岗山等地,此外乐平乐华锰矿也发生过突水。突水量多在100~2000m3/h,丰城云庄矿85min 内最大突水量达2.2 万m3/h[4][5]。

恶性突水事故中有相当部分由浅部小煤窑滥采乱挖沟通大矿引起。如,1995 年5 月乐平仙槎煤矿突水淹井,就是由于民窑交叉采煤造成突水引起的,经济损失约1000 万元[4];1995 年丰城洛市煤矿(1098#)由于小煤窑采挖防护矿柱与大矿穿通造成突水,导致14 人死亡[4]。

2.3 水土污染

环鄱阳湖地区地下水水质状况总体良好。目前地下水污染主要集中在城市与厂矿邻近地段,一般呈散点状,以有机污染和细菌污染为主,但某些点位检出酚、Hg、Cr、As、Pb、Zn 等有害元素超标。南昌、新余、景德镇、九江、吉安、乐平、瑞昌、樟树、丰城等地,除浅层地下水遭受NH4、NO2、NO3等有机污染外,局部或单点次还有有毒有害物超标污染或检出[6]。

通过对8 项重金属元素的综合污染指数评价可知,区域受重金属元素污染的表层土壤分布面积约652km2,其中重度污染土壤只占1.86%,表明区域表层土壤重金属元素污染程度较轻,主要污染元素有Cd、Cu、As 和Hg 等重金属元素[6]。

2.4 土地退化

2.4.1 水土流失

区域水土流失面积约11740km2,主要分布在上饶、抚州、九江和宜春4 市,其中九江市武宁县流失面积在333km2以上(见图1)[4]。区域水土流失以水力侵蚀型为主,水土流失的形成与发展是自然因素和人为因素共同作用的结果。其中,红砂岩、紫色页岩、岩浆岩区在盆地周边构造作用下,可将岩石切割成不连续块体,加速岩石的风化,是区域中度以上水土流失的主要分布区。

水土流失的危害主要表现在3 个方面。一是使土层变薄,养分流失;二是淤积江河湖库,入湖泥沙淤积为围湖造田提供了条件,致使鄱阳湖湖区面积由1930s 初的5000 余km2缩小到2010s的3200 余km2[7],而且江湖淤积使通航里程大大缩短;三是加剧洪涝灾害,水土流失造成的河床淤积,致使行洪能力降低、河水位抬高,成为导致洪灾加剧的一个重要原因。

2.4.2 土壤潜育化

土壤潜育化主要分布于鄱阳湖区和各大江河河谷平原以及山间谷地等地势低洼处(见图1)。因地下水位埋藏浅,水稻土受到地下水长期浸渍,形成还原环境,使土壤理化性状发生显著变化,导致作物根系生长环境恶化,成为潜育化低产田(冷浸田)。据有关资料显示,鄱阳湖区冷浸田约866.67km2,其中樵舍-滁槎-塘南一线以东为600km2[4]。

2.5 特殊不良岩土体

2.5.1 软土

软土在鄱阳湖滨湖平原、五河下游及九江赛湖北缘的全新统冲湖积层中分布较为广泛,河谷平原、山间洼地及湖库塘池有零星分布(见图1)。岩性以淤泥质粘土、亚粘土为主,多呈薄层状或透镜体产出,厚度0.4~15.9m,一般为1~4m,梅家洲出江水道最大21m。软土呈软塑状态,中~高压缩性,强度低,稳定性差[8]。

软土的主要危害是造成地基失稳、下沉,危及地表工业和民用建筑物、水利工程、铁路公路的安全。当防洪圩堤堤基、闸基等建筑物坐落其上,往往易产生不均匀沉陷,使圩堤开裂、脱坡而失稳。国家重点整治鄱阳湖二期工程——湖口双钟圩,因下伏淤泥质软土,地基承载力低,于2000 年4 月9 日,新修的290m 大堤滑塌入湖[8]。京九铁路线南昌~德安段(原南浔线)穿越赣江、潦河、杨柳津及博阳河,一些地段地势低洼,第四系松散土中局部夹薄层淤泥质土,汛期路堤坡脚常被水浸或淹没,地下水位较高,路基有时不均匀沉陷[8]。

1)定期检查先导式减压调节器(SR),以保证燃气空气差压保持稳定在40cm水柱左右。压差过大或过小时需调节张力弹簧,旋紧时增大空气与燃气差压,拧松时则减小差压。

2.5.2 胀缩土

据前人调查取样可知,鄱阳湖周边出江水道沿岸的二、三级阶地与岗地上分布有胀缩性土(图1)。在自然条件下,多呈硬塑或坚硬状态,一般呈零星、散点状产出,分布无一定层位。其成因与岩性和地貌条件有一定关系[8]。胀缩性粘土矿物以伊利石、高岭石为主,少量蒙脱石。根据液限及自由膨胀率等一般胀缩性判别指标,多属低胀缩性土,少部分为中胀缩性土。主要危害是造成建筑物的变形开裂,危害程度轻。

3 防治措施

地质环境问题的防治,遵循“预防为主、治理为辅、防治结合”的方针,对不同的地质环境问题采取不同的防治措施。

3.1 地质灾害

环鄱阳湖地区地质灾害相对省内其它地区较轻,但区内的武宁县和浮梁县北部及庐山山区等地属崩塌、滑坡、泥石流地质灾害高易发区,丰城市和乐平市的采煤沉陷区、裸露型和覆盖性岩溶区为地面塌陷高易发区,仍需重点防范,防范措施主要有4 项。一是工程治理,对规模较大和危害性大的崩塌、滑坡、泥石流等采取工程治理措施;二是监测预警,对不适用于工程治理的地质灾害点,有条件布置监测预警设备的,开展专业监测预警;三是巡查排查,加强群策群防,汛期定期开展巡查排查工作;四是调查防范,通过风险调查,划定风险防范区,制定防灾预案。

3.2 地下含水层破坏

针对地下含水层破坏的防治措施主要体现在3个方面。其一,开采地下水作为供水水源的区域,制定开采规划,划定开采区、开采量,有序开采地下水源;其二,虽然近年省内关闭了大部分小煤窑,区内仅存数家国有大中型采煤企业,抽排地下水量已经大幅降低,但仍需加强监管;其三,重点区域开展地下水水位和水质监测,实时把控区域地下水变化动态。

3.3 水土污染

水土污染应从源头控制,环鄱阳湖区水土污染主要集中在厂矿、人口密集区及农业区,造成水土污染的主要原因来自于工业“三废”的排放、矿区尾矿污染、农业灌溉污染物下渗,以及生活垃圾、生活废水的排放等。建议加强对土壤和地下水环境的监测,妥善处理“三废”,尽可能做到杜绝污染源。

3.4 土地退化

通过查明具体区域水土流失的原因,确定了针对水土流失防治的2 项措施。其一,环鄱阳湖地区作为国内重要的产粮区,建议合理安排农业生产活动,采取打坝淤地、修筑梯田等工程措施,减少水土流失;其二,采取植树种草等生物措施,恢复裸露地面的植被。

针对土壤潜育化防治实施的措施主要有4项。一是开沟排水,消除渍害,在稻田周围开沟、排引水源,排灌分离,防止串灌;二是多种经营,综合利用,有条件的实施水旱轮作;三是合理施肥;四是开发耐渍水稻品种。

3.5 特殊不良岩土体

特殊不良岩土体会影响各类工程建设,针对这一问题的防治措施主要有3 项。其一,加强区内岩溶区和地面沉降区调查,制定地面塌陷易发程度分区,以指导当地工程建设;其二,工程实施前,做好岩土体勘查,重要工程尽量避免布局在软土和缩胀土区;其三,当工程建设不可避免穿越特殊不良岩土体时,应做好基础处理工作。

结论

环鄱阳湖地区位于江西省北部,区域常见的地质环境问题有地质灾害、地下含水层破坏、水土污染、土地退化、特殊不良岩土体等。区内共分布有地质灾害隐患12687 处,其中崩塌4712 处、滑坡7591 处、地面塌陷316 处、泥石流68 处,共威胁人口87157 人,潜在经济损失28.9505 亿元,在区内长期较大规模疏排岩溶水的煤矿区,以及某些城市供水水源地,地下水开采(或疏排)量大于可开采资源量或补给量,造成地下含水层破坏。区内地下水污染主要集中在城市与厂矿邻近地段,一般呈散点状,以有机污染和细菌污染为主,区域受重金属元素污染的表层土壤分布面积约652km2,其中重度污染土壤占1.86%;区域水土流失面积约11740km2,区内冷浸田约866.67km2。软土体在鄱阳湖滨湖平原、五河下游及九江赛湖北缘广泛分布,胀缩土主要分布在鄱阳湖周边出江水道沿岸的二、三级阶地与岗地。地质环境问题的防治,遵循“预防为主、治理为辅、防治结合”的方针,对不同的地质环境问题采取不同的防治措施。

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