彭金星 彭芷嫻
(1 江西省礦產(chǎn)資源保障服務(wù)中心 江西南昌 330025 2 江西省地質(zhì)調(diào)查勘查院地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)所 江西南昌 330009)
環(huán)鄱陽(yáng)湖地區(qū)位于江西北部,涉及9 個(gè)設(shè)區(qū)市38 個(gè)縣(市、區(qū))和鄱陽(yáng)湖湖體(圖1),面積5.12 萬(wàn)km2,約占江西省國(guó)土面積的30%[1]。環(huán)鄱陽(yáng)湖地區(qū)是新中國(guó)成立以來(lái),江西省第一個(gè)納為國(guó)家戰(zhàn)略的區(qū)域性發(fā)展規(guī)劃,對(duì)實(shí)現(xiàn)江西崛起新跨越具有重大而深遠(yuǎn)的意義。通過(guò)對(duì)環(huán)鄱陽(yáng)湖地區(qū)地質(zhì)環(huán)境資料的歸集、整理和分析,總結(jié)存在的主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題,并提出防治對(duì)策,對(duì)該區(qū)域的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和規(guī)劃等具有積極指導(dǎo)意義。
圖1 環(huán)鄱陽(yáng)湖地區(qū)主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題分布圖
環(huán)鄱陽(yáng)湖地區(qū)整體呈盆地地貌,四周高、中間為平坦的鄱陽(yáng)湖平原。區(qū)域主要地貌成因類型有構(gòu)造侵蝕地貌、構(gòu)造侵蝕剝蝕地貌、構(gòu)造剝蝕地貌、侵蝕溶蝕地貌和堆積地貌等。
區(qū)域地處亞熱帶,氣候溫暖,年平均氣溫為17.5℃,無(wú)霜期262d。受亞熱帶季風(fēng)影響,年平均降水量1482mm,且46.3%分布在4~6 月份。
區(qū)域廣泛出露前震旦系淺變質(zhì)巖系,震旦系及下古生界發(fā)育齊全;上古生界及中生界發(fā)育不全,分布零星。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)期次繁多,侵入巖、火山巖、次火山巖均有發(fā)育,但以燕山期花崗巖最為發(fā)育。巖體根據(jù)巖石成因建造分為巖漿巖巖類、變質(zhì)巖巖類、碳酸鹽巖巖類和碎屑巖巖類。
區(qū)域位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)東南緣,構(gòu)造形跡主要為一系列的褶皺、斷裂和斷陷盆地,呈北北東、北東及近東西、南北走向。區(qū)域緊接西太平洋地震帶,自有地震記載的公元304 年至今,已記載大小地震多次,其中破壞性強(qiáng)震(震級(jí)>4.75 級(jí))8 次[2]。歷史上九江一帶曾發(fā)生多次中強(qiáng)地震。
區(qū)域位于沿長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶和沿京九經(jīng)濟(jì)帶的交匯點(diǎn),基礎(chǔ)條件較好、發(fā)展?jié)摿^大,是中部地區(qū)正在加速形成的增長(zhǎng)極之一,以江西省30%的國(guó)土面積,承載了全省近50%的人口,創(chuàng)造了60%以上的經(jīng)濟(jì)總量??傮w而言,環(huán)鄱陽(yáng)湖地區(qū)是江西省內(nèi)人類工程活動(dòng)最強(qiáng)烈的區(qū)域。
地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題是由于自然作用和人為作用導(dǎo)致地質(zhì)環(huán)境或地質(zhì)體發(fā)生變化,從而給人類和社會(huì)造成危害或經(jīng)濟(jì)損失。環(huán)鄱陽(yáng)湖地區(qū)常見(jiàn)的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題有地質(zhì)災(zāi)害、地下含水層破壞、水土污染、土地退化、特殊不良巖土體等。
據(jù)江西省地質(zhì)災(zāi)害隱患數(shù)據(jù)庫(kù)中,江西省自然資源廳于2022 年12 月31 日發(fā)布的江西省1/5 萬(wàn)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查顯示,區(qū)內(nèi)38 個(gè)縣(市、區(qū))共分布有地質(zhì)災(zāi)害隱患12687 處,其中崩塌4712處、滑坡7591 處、地面塌陷316 處、泥石流68 處,共威脅人口87157 人,潛在經(jīng)濟(jì)損失28.9505億元。
據(jù)江西省地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)圖顯示,區(qū)內(nèi)因鄱陽(yáng)湖平原的存在,地質(zhì)災(zāi)害總體以不易發(fā)-低易發(fā)區(qū)為主,僅在武寧縣的幕阜山區(qū)、廬山、浮梁縣的白際山區(qū)存在少量的地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)及主要以山前丘陵存在的中易發(fā)區(qū)。區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害相對(duì)省內(nèi)其它地區(qū)亦低發(fā)、少發(fā),但歷史上亦發(fā)生過(guò)重大地質(zhì)災(zāi)害傷亡事件。如,2001 年7 月30 日,景德鎮(zhèn)市樂(lè)平市塔前鎮(zhèn)山下村山下社采石場(chǎng)發(fā)生崩塌,崩塌體積約3000m3,造成28 人死亡,直接經(jīng)濟(jì)損失50 萬(wàn)元[3];2010 年5月25 日,撫州市東鄉(xiāng)縣孝崗鎮(zhèn)何坊村滬昆鐵路K699 段發(fā)生滑坡,致使運(yùn)行的列車脫軌,造成17 人死亡,直接經(jīng)濟(jì)損失約1 億元[3]。
區(qū)域地下水資源較豐富,且開(kāi)發(fā)利用程度不高,多數(shù)地區(qū)地下水開(kāi)采量遠(yuǎn)小于可采資源量。但在長(zhǎng)期較大規(guī)模疏排巖溶水的煤礦區(qū),以及某些城市供水水源地,地下水開(kāi)采(或疏排)量大于可開(kāi)采資源量或補(bǔ)給量,造成地下含水層破壞。
2.2.1 地下水量減少
區(qū)內(nèi)豐城、樂(lè)平、高安、新余等煤礦及瑞昌武山銅礦等地,因采礦長(zhǎng)期疏排深部地下水或礦坑突水,普遍泉流干枯,局部形成地下水位降落漏斗。豐城河西礦區(qū)降落漏斗影響范圍達(dá)40~50km2,地下水位逐年緩慢下降,水位埋深已從原來(lái)的2.7~4.4m 降到13~16.57m,巖溶泉水全部干枯,單井出水量減少[4][5]。
目前,開(kāi)采地下水作為廠礦企業(yè)供水水源或自來(lái)水補(bǔ)充水源的城市有南昌、九江、吉安、新余、樂(lè)平、瑞昌、景德鎮(zhèn)、宜春、高安等。南昌、九江、瑞昌的開(kāi)采量分別為15.91 萬(wàn)m3/d、1.19萬(wàn)m3/d、2.75 萬(wàn)m3/d,局部地段超采,含水層厚度減薄,分別形成面積238km2、15.4km2、5.5km2的降落漏斗,地下水均衡局部遭破壞[4]。地下水位持續(xù)下降會(huì)導(dǎo)致含水層厚度減薄,富水性降低,單井涌水量減少,開(kāi)采井抽空吊泵甚至報(bào)廢時(shí)有發(fā)生。如,南昌市因布井不合理、超采地下水而導(dǎo)致地下水位大面積大幅度下降,致使市自來(lái)水廠開(kāi)采井被迫關(guān)閉[4]。
2.2.2 含水層結(jié)構(gòu)破壞
區(qū)內(nèi)豐城、高安、渝水、樂(lè)平等地是江西省重要的產(chǎn)煤地。煤礦開(kāi)采會(huì)貫穿局部含、隔水層,破壞含水層結(jié)構(gòu),引發(fā)礦坑突水事故。區(qū)域大部分煤礦發(fā)生過(guò)礦坑突水,主要分布在豐城的云莊、尚莊、洛市,樂(lè)平的橋頭丘、涌山、仙槎、鳴山,新余花鼓山,高安八景及萬(wàn)年林崗山等地,此外樂(lè)平樂(lè)華錳礦也發(fā)生過(guò)突水。突水量多在100~2000m3/h,豐城云莊礦85min 內(nèi)最大突水量達(dá)2.2 萬(wàn)m3/h[4][5]。
惡性突水事故中有相當(dāng)部分由淺部小煤窯濫采亂挖溝通大礦引起。如,1995 年5 月樂(lè)平仙槎煤礦突水淹井,就是由于民窯交叉采煤造成突水引起的,經(jīng)濟(jì)損失約1000 萬(wàn)元[4];1995 年豐城洛市煤礦(1098#)由于小煤窯采挖防護(hù)礦柱與大礦穿通造成突水,導(dǎo)致14 人死亡[4]。
環(huán)鄱陽(yáng)湖地區(qū)地下水水質(zhì)狀況總體良好。目前地下水污染主要集中在城市與廠礦鄰近地段,一般呈散點(diǎn)狀,以有機(jī)污染和細(xì)菌污染為主,但某些點(diǎn)位檢出酚、Hg、Cr、As、Pb、Zn 等有害元素超標(biāo)。南昌、新余、景德鎮(zhèn)、九江、吉安、樂(lè)平、瑞昌、樟樹(shù)、豐城等地,除淺層地下水遭受NH4、NO2、NO3等有機(jī)污染外,局部或單點(diǎn)次還有有毒有害物超標(biāo)污染或檢出[6]。
通過(guò)對(duì)8 項(xiàng)重金屬元素的綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)可知,區(qū)域受重金屬元素污染的表層土壤分布面積約652km2,其中重度污染土壤只占1.86%,表明區(qū)域表層土壤重金屬元素污染程度較輕,主要污染元素有Cd、Cu、As 和Hg 等重金屬元素[6]。
2.4.1 水土流失
區(qū)域水土流失面積約11740km2,主要分布在上饒、撫州、九江和宜春4 市,其中九江市武寧縣流失面積在333km2以上(見(jiàn)圖1)[4]。區(qū)域水土流失以水力侵蝕型為主,水土流失的形成與發(fā)展是自然因素和人為因素共同作用的結(jié)果。其中,紅砂巖、紫色頁(yè)巖、巖漿巖區(qū)在盆地周邊構(gòu)造作用下,可將巖石切割成不連續(xù)塊體,加速巖石的風(fēng)化,是區(qū)域中度以上水土流失的主要分布區(qū)。
水土流失的危害主要表現(xiàn)在3 個(gè)方面。一是使土層變薄,養(yǎng)分流失;二是淤積江河湖庫(kù),入湖泥沙淤積為圍湖造田提供了條件,致使鄱陽(yáng)湖湖區(qū)面積由1930s 初的5000 余km2縮小到2010s的3200 余km2[7],而且江湖淤積使通航里程大大縮短;三是加劇洪澇災(zāi)害,水土流失造成的河床淤積,致使行洪能力降低、河水位抬高,成為導(dǎo)致洪災(zāi)加劇的一個(gè)重要原因。
2.4.2 土壤潛育化
土壤潛育化主要分布于鄱陽(yáng)湖區(qū)和各大江河河谷平原以及山間谷地等地勢(shì)低洼處(見(jiàn)圖1)。因地下水位埋藏淺,水稻土受到地下水長(zhǎng)期浸漬,形成還原環(huán)境,使土壤理化性狀發(fā)生顯著變化,導(dǎo)致作物根系生長(zhǎng)環(huán)境惡化,成為潛育化低產(chǎn)田(冷浸田)。據(jù)有關(guān)資料顯示,鄱陽(yáng)湖區(qū)冷浸田約866.67km2,其中樵舍-滁槎-塘南一線以東為600km2[4]。
2.5.1 軟土
軟土在鄱陽(yáng)湖濱湖平原、五河下游及九江賽湖北緣的全新統(tǒng)沖湖積層中分布較為廣泛,河谷平原、山間洼地及湖庫(kù)塘池有零星分布(見(jiàn)圖1)。巖性以淤泥質(zhì)粘土、亞粘土為主,多呈薄層狀或透鏡體產(chǎn)出,厚度0.4~15.9m,一般為1~4m,梅家洲出江水道最大21m。軟土呈軟塑狀態(tài),中~高壓縮性,強(qiáng)度低,穩(wěn)定性差[8]。
軟土的主要危害是造成地基失穩(wěn)、下沉,危及地表工業(yè)和民用建筑物、水利工程、鐵路公路的安全。當(dāng)防洪圩堤堤基、閘基等建筑物坐落其上,往往易產(chǎn)生不均勻沉陷,使圩堤開(kāi)裂、脫坡而失穩(wěn)。國(guó)家重點(diǎn)整治鄱陽(yáng)湖二期工程——湖口雙鐘圩,因下伏淤泥質(zhì)軟土,地基承載力低,于2000 年4 月9 日,新修的290m 大堤滑塌入湖[8]。京九鐵路線南昌~德安段(原南潯線)穿越贛江、潦河、楊柳津及博陽(yáng)河,一些地段地勢(shì)低洼,第四系松散土中局部夾薄層淤泥質(zhì)土,汛期路堤坡腳常被水浸或淹沒(méi),地下水位較高,路基有時(shí)不均勻沉陷[8]。
1)定期檢查先導(dǎo)式減壓調(diào)節(jié)器(SR),以保證燃?xì)饪諝獠顗罕3址€(wěn)定在40cm水柱左右。壓差過(guò)大或過(guò)小時(shí)需調(diào)節(jié)張力彈簧,旋緊時(shí)增大空氣與燃?xì)獠顗?,擰松時(shí)則減小差壓。
2.5.2 脹縮土
據(jù)前人調(diào)查取樣可知,鄱陽(yáng)湖周邊出江水道沿岸的二、三級(jí)階地與崗地上分布有脹縮性土(圖1)。在自然條件下,多呈硬塑或堅(jiān)硬狀態(tài),一般呈零星、散點(diǎn)狀產(chǎn)出,分布無(wú)一定層位。其成因與巖性和地貌條件有一定關(guān)系[8]。脹縮性粘土礦物以伊利石、高嶺石為主,少量蒙脫石。根據(jù)液限及自由膨脹率等一般脹縮性判別指標(biāo),多屬低脹縮性土,少部分為中脹縮性土。主要危害是造成建筑物的變形開(kāi)裂,危害程度輕。
地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題的防治,遵循“預(yù)防為主、治理為輔、防治結(jié)合”的方針,對(duì)不同的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題采取不同的防治措施。
環(huán)鄱陽(yáng)湖地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害相對(duì)省內(nèi)其它地區(qū)較輕,但區(qū)內(nèi)的武寧縣和浮梁縣北部及廬山山區(qū)等地屬崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū),豐城市和樂(lè)平市的采煤沉陷區(qū)、裸露型和覆蓋性巖溶區(qū)為地面塌陷高易發(fā)區(qū),仍需重點(diǎn)防范,防范措施主要有4 項(xiàng)。一是工程治理,對(duì)規(guī)模較大和危害性大的崩塌、滑坡、泥石流等采取工程治理措施;二是監(jiān)測(cè)預(yù)警,對(duì)不適用于工程治理的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn),有條件布置監(jiān)測(cè)預(yù)警設(shè)備的,開(kāi)展專業(yè)監(jiān)測(cè)預(yù)警;三是巡查排查,加強(qiáng)群策群防,汛期定期開(kāi)展巡查排查工作;四是調(diào)查防范,通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查,劃定風(fēng)險(xiǎn)防范區(qū),制定防災(zāi)預(yù)案。
針對(duì)地下含水層破壞的防治措施主要體現(xiàn)在3個(gè)方面。其一,開(kāi)采地下水作為供水水源的區(qū)域,制定開(kāi)采規(guī)劃,劃定開(kāi)采區(qū)、開(kāi)采量,有序開(kāi)采地下水源;其二,雖然近年省內(nèi)關(guān)閉了大部分小煤窯,區(qū)內(nèi)僅存數(shù)家國(guó)有大中型采煤企業(yè),抽排地下水量已經(jīng)大幅降低,但仍需加強(qiáng)監(jiān)管;其三,重點(diǎn)區(qū)域開(kāi)展地下水水位和水質(zhì)監(jiān)測(cè),實(shí)時(shí)把控區(qū)域地下水變化動(dòng)態(tài)。
水土污染應(yīng)從源頭控制,環(huán)鄱陽(yáng)湖區(qū)水土污染主要集中在廠礦、人口密集區(qū)及農(nóng)業(yè)區(qū),造成水土污染的主要原因來(lái)自于工業(yè)“三廢”的排放、礦區(qū)尾礦污染、農(nóng)業(yè)灌溉污染物下滲,以及生活垃圾、生活廢水的排放等。建議加強(qiáng)對(duì)土壤和地下水環(huán)境的監(jiān)測(cè),妥善處理“三廢”,盡可能做到杜絕污染源。
通過(guò)查明具體區(qū)域水土流失的原因,確定了針對(duì)水土流失防治的2 項(xiàng)措施。其一,環(huán)鄱陽(yáng)湖地區(qū)作為國(guó)內(nèi)重要的產(chǎn)糧區(qū),建議合理安排農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng),采取打壩淤地、修筑梯田等工程措施,減少水土流失;其二,采取植樹(shù)種草等生物措施,恢復(fù)裸露地面的植被。
針對(duì)土壤潛育化防治實(shí)施的措施主要有4項(xiàng)。一是開(kāi)溝排水,消除漬害,在稻田周圍開(kāi)溝、排引水源,排灌分離,防止串灌;二是多種經(jīng)營(yíng),綜合利用,有條件的實(shí)施水旱輪作;三是合理施肥;四是開(kāi)發(fā)耐漬水稻品種。
特殊不良巖土體會(huì)影響各類工程建設(shè),針對(duì)這一問(wèn)題的防治措施主要有3 項(xiàng)。其一,加強(qiáng)區(qū)內(nèi)巖溶區(qū)和地面沉降區(qū)調(diào)查,制定地面塌陷易發(fā)程度分區(qū),以指導(dǎo)當(dāng)?shù)毓こ探ㄔO(shè);其二,工程實(shí)施前,做好巖土體勘查,重要工程盡量避免布局在軟土和縮脹土區(qū);其三,當(dāng)工程建設(shè)不可避免穿越特殊不良巖土體時(shí),應(yīng)做好基礎(chǔ)處理工作。
環(huán)鄱陽(yáng)湖地區(qū)位于江西省北部,區(qū)域常見(jiàn)的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題有地質(zhì)災(zāi)害、地下含水層破壞、水土污染、土地退化、特殊不良巖土體等。區(qū)內(nèi)共分布有地質(zhì)災(zāi)害隱患12687 處,其中崩塌4712 處、滑坡7591 處、地面塌陷316 處、泥石流68 處,共威脅人口87157 人,潛在經(jīng)濟(jì)損失28.9505 億元,在區(qū)內(nèi)長(zhǎng)期較大規(guī)模疏排巖溶水的煤礦區(qū),以及某些城市供水水源地,地下水開(kāi)采(或疏排)量大于可開(kāi)采資源量或補(bǔ)給量,造成地下含水層破壞。區(qū)內(nèi)地下水污染主要集中在城市與廠礦鄰近地段,一般呈散點(diǎn)狀,以有機(jī)污染和細(xì)菌污染為主,區(qū)域受重金屬元素污染的表層土壤分布面積約652km2,其中重度污染土壤占1.86%;區(qū)域水土流失面積約11740km2,區(qū)內(nèi)冷浸田約866.67km2。軟土體在鄱陽(yáng)湖濱湖平原、五河下游及九江賽湖北緣廣泛分布,脹縮土主要分布在鄱陽(yáng)湖周邊出江水道沿岸的二、三級(jí)階地與崗地。地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題的防治,遵循“預(yù)防為主、治理為輔、防治結(jié)合”的方針,對(duì)不同的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題采取不同的防治措施。