山地城市環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題及其防治建議分析
——以重慶都市經(jīng)濟(jì)圈為例

溫金梅，敬正凱，李德海，吳 濤

(重慶市地勘局208水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊(duì)，重慶 400700)

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山地城市環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題及其防治建議分析
——以重慶都市經(jīng)濟(jì)圈為例

溫金梅，敬正凱，李德海，吳 濤

(重慶市地勘局208水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊(duì)，重慶 400700)

重慶是一座典型的山地城市，具獨(dú)特且復(fù)雜的地形地質(zhì)條件。特別是重慶市直轄以來(lái)，人類(lèi)工程活動(dòng)迅速發(fā)展，環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題日益凸顯，經(jīng)調(diào)查研究后發(fā)現(xiàn)區(qū)內(nèi)主要環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題可分為采礦、隧道、斜坡穩(wěn)定性及地下水污染等幾大方面，現(xiàn)已嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活。對(duì)這些主要環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，并在地質(zhì)理論與實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合的基礎(chǔ)上提出防治建議。

都市經(jīng)濟(jì)圈；工程活動(dòng)；環(huán)境地質(zhì)；防治建議

重慶都市經(jīng)濟(jì)圈涵蓋了渝中區(qū)、大渡口區(qū)、江北區(qū)、南岸區(qū)、沙坪壩區(qū)、九龍坡區(qū)、北碚區(qū)、渝北區(qū)、巴南區(qū)主城九區(qū)，本文以重慶市都市經(jīng)濟(jì)圈為研究范圍，經(jīng)過(guò)對(duì)區(qū)內(nèi)各大地下地面礦山工程、隧道、典型失穩(wěn)斜坡及地下水水質(zhì)等進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查結(jié)果表明，這些人類(lèi)工程活動(dòng)引起了諸多環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題，主要表現(xiàn)為地面塌陷及塌陷裂縫、水資源漏失、構(gòu)建筑物破壞、固體廢棄物污染占地、隧道突水、人工邊坡失穩(wěn)致災(zāi)、地下水污染等。

工作區(qū)位于四川盆地東部，大面積出露侏羅系、三疊系，零星可見(jiàn)第四系、二疊系、志留系和奧陶系地層，構(gòu)造單元主要為川中前陸盆地之華鎣山帚狀穹褶束，主要構(gòu)造形跡有合川向斜、蒲呂場(chǎng)向斜、瀝鼻峽背斜、璧山向斜、溫塘峽背斜、北碚向斜、觀音峽背斜、石龍峽背斜、金鰲寺向斜、悅來(lái)場(chǎng)向斜、龍王洞背斜、重慶—沙坪向斜、南溫泉背斜、大盛場(chǎng)向斜、銅羅峽背斜、明月峽背斜、洛磧向斜、蓮石向斜、桃子蕩背斜、豐盛場(chǎng)背斜等。背斜軸部有斷層發(fā)育。區(qū)內(nèi)巖體主要?jiǎng)澐譃樘妓猁}巖、碎屑巖及松散巖三大類(lèi)[1]，其中碎屑巖類(lèi)分為堅(jiān)硬的塊狀砂巖巖組(K1j、T3xj/T3e)、軟質(zhì)—堅(jiān)硬的層狀泥巖夾砂巖巖組(J3p、J2s、J1zlq、J1zlz)、軟質(zhì)—堅(jiān)硬的薄層狀泥頁(yè)巖夾灰?guī)r巖組(J1zld、J1zlda)、軟質(zhì)的厚層狀泥巖巖組(J1zlm、J3s)、軟質(zhì)的薄層狀泥頁(yè)巖巖組(J2x、T1f2、T1f4)5類(lèi)，碳酸鹽類(lèi)分為堅(jiān)硬的弱巖溶化巖組(T2l、T1d、T1f1、T1f3)、堅(jiān)硬的中強(qiáng)巖溶化巖組(T1j1+2+3、P3c、P2q、P2m、O2-3b、O1h)和軟質(zhì)—堅(jiān)硬的層狀碎屑巖夾碳酸鹽巖(O1m、S1l、S1xh、S2h、P2l、P3l)3類(lèi)。碳酸鹽巖多出露于中、低山區(qū)，以侵蝕和溶蝕為主，松散巖類(lèi)分布于沿江河谷地及部分平壩地區(qū)，其余為碎屑巖廣泛分布區(qū)。

1 環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題分析

1.1 采礦工程地質(zhì)問(wèn)題

據(jù)調(diào)查，除了分散分布的開(kāi)采砂巖及頁(yè)巖礦的地面礦山之外，觀音峽背斜和豐盛場(chǎng)背斜的地下煤礦開(kāi)采活動(dòng)尤為強(qiáng)烈。據(jù)統(tǒng)計(jì)，區(qū)內(nèi)開(kāi)采三疊系須家河組和二疊系龍?zhí)督M中的煤層，現(xiàn)已形成了近50 km2的采空區(qū)，引發(fā)的礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題主要為地面塌陷、水資源漏失、采礦損毀地面建筑物、采礦固體廢棄物污染及占?jí)和恋?、邊坡失穩(wěn)等幾大類(lèi)。

1)地面塌陷

區(qū)內(nèi)共有近300處塌陷，多數(shù)位于觀音峽背斜軸部，目前均處于基本穩(wěn)定和欠穩(wěn)定狀態(tài)，其分布特征有以下幾點(diǎn)：多數(shù)塌陷沿巖溶強(qiáng)烈發(fā)育的地段分布，具集中分布的特點(diǎn)，分布在地下水位迅速下降、井泉干枯及流量減少的地帶，多為覆蓋層塌陷，塌陷坑土體厚度一般為3～8 m。其危害主要表現(xiàn)在：農(nóng)田損毀、地表水資源漏失、建筑物受損、威脅采礦安全、影響當(dāng)?shù)鼐用裆a(chǎn)生活。

2)水資源漏失

據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，水資源漏失的類(lèi)型主要為泉井點(diǎn)漏失、山平塘、水庫(kù)干枯和無(wú)法儲(chǔ)水，漏失點(diǎn)上千處。受采礦活動(dòng)影響，地下水位下降，含水層嚴(yán)重破壞，以至破壞部分原生地表水。如區(qū)內(nèi)中梁山上地表水和地下水受到嚴(yán)重破壞，已有泉井水點(diǎn)干涸，大面積水田、池塘和水庫(kù)變?yōu)楹档兀責(zé)o水澆灌，形成大面積荒地。

3)建筑物破壞

區(qū)內(nèi)采礦造成了千萬(wàn)戶(hù)房屋受損，且地面變形仍處持續(xù)變形中，預(yù)測(cè)將在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)加劇受損，其穩(wěn)定性較差。

4)采礦固體廢棄物污染及占?jí)和恋?/p>

區(qū)內(nèi)大小煤礦多達(dá)百余處，造成矸石山百余處，矸石山內(nèi)有害物質(zhì)造成地表水和地下水的污染，同時(shí)造成地表土壤的污染，除此之外，還將占?jí)和恋刭Y源破壞生態(tài)景觀。

5)人工邊坡失穩(wěn)

區(qū)內(nèi)采石場(chǎng)主要集中在背斜軸部及兩翼，主要采三疊系嘉陵江組的灰?guī)r和侏羅系砂砂和泥頁(yè)巖。由于規(guī)模小，采石場(chǎng)多，未得到合理開(kāi)發(fā)和管理，采礦遺留的高邊坡及超高邊坡，大部分未治理，易造成巖石崩塌、掉塊破壞等。

1.2 隧道工程地質(zhì)問(wèn)題

重慶主城區(qū)穿山隧道多達(dá)上百條，據(jù)調(diào)查，區(qū)內(nèi)隧道本身穩(wěn)定性較好，未出現(xiàn)變形破壞現(xiàn)象。施工過(guò)程中出現(xiàn)突水的現(xiàn)象的多發(fā)生在越嶺地區(qū)或者深入山腹的隧道，為背斜軸部的碳酸鹽巖地區(qū)，其巖溶水豐富，溶蝕洞隙發(fā)育，常給施工帶來(lái)困難。除此之外，隧道的施工也對(duì)周邊地區(qū)的水資源造成影響，如穿越觀音峽背斜的15條隧道水總排泄量最大達(dá)500 L/s以上，軌道一號(hào)線隧道排水量最大，為49.4 L/s。一般情況雨后水量增大，一般增大2～5倍，并略有渾濁。

1.3 斜坡穩(wěn)定性問(wèn)題

目前，區(qū)內(nèi)滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，其中滑坡占90%以上，尤其在順向斜坡中多發(fā)，已造成較嚴(yán)重的后果和較大的經(jīng)濟(jì)損失。不同巖相類(lèi)型的斜坡，有著不同的滑坡發(fā)育規(guī)律，其成災(zāi)的形成機(jī)制主要受斜坡軟弱層帶和斜坡結(jié)構(gòu)類(lèi)型控制；降雨、河流侵蝕和人類(lèi)工程活動(dòng)等各種外界因素在成災(zāi)過(guò)程中起了不可忽視的誘發(fā)作用。

1.4 地下水污染

據(jù)采取的285件水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果表明，區(qū)內(nèi)地下水水質(zhì)總體良好，但局部地段地下水遭到污染，主要位于農(nóng)田和人口相對(duì)密集處，超標(biāo)指標(biāo)為亞硝酸鹽氮的較多，主要因生活污水中含氮有機(jī)物及生活污水的排放及農(nóng)作物生長(zhǎng)過(guò)程中氮肥的使用，污染途徑主要是通過(guò)大氣降水后、農(nóng)業(yè)灌溉用水的淋濾，農(nóng)田中施用的化肥、農(nóng)藥、生活廢水等以周期性進(jìn)入地下含水層，使地下水部分含量超標(biāo)，造成地下水污染。另外，紅層淺機(jī)井鉆孔水渾濁度、總大腸菌群、菌落總數(shù)、鐵錳超標(biāo)現(xiàn)象常見(jiàn)，這主要是淺部地下水含有細(xì)菌、微生物等，與周邊居民生活廢水排放有關(guān)。區(qū)內(nèi)被嚴(yán)重污染的地下水系統(tǒng)有重慶南山老龍洞地下河，硫酸鹽、硝酸鹽氮含量嚴(yán)重超標(biāo)，磷酸鹽含量逐年增加，據(jù)分析主要因巖溶區(qū)內(nèi)人口密集、工廠眾多，農(nóng)田耕作時(shí)過(guò)量使用的化肥農(nóng)藥，生產(chǎn)生活垃圾隨意丟棄于落水洞中，工業(yè)污水、廢水未經(jīng)處理即排泄于漏斗中，使其污染物質(zhì)經(jīng)地表徑流攜帶或雨水沖洗進(jìn)入地下河系統(tǒng)[2]。

2 防治對(duì)策及建議

2.1 礦山環(huán)境方面

因礦山開(kāi)發(fā)而破壞地質(zhì)環(huán)境的現(xiàn)象已非常嚴(yán)重，對(duì)生命財(cái)產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此，是建設(shè)和保護(hù)地質(zhì)環(huán)境的基礎(chǔ)，是經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的先決條件。為了減輕地質(zhì)環(huán)境破壞程度，除了合理開(kāi)發(fā)和利用礦產(chǎn)資源之外，還應(yīng)堅(jiān)持如下基本原則：對(duì)地質(zhì)環(huán)境保護(hù)的原則；在開(kāi)發(fā)礦產(chǎn)資源及合理利用地質(zhì)環(huán)境時(shí)，須在調(diào)查研究基礎(chǔ)上，遵循因地制宜的原則；堅(jiān)持地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理并舉的原則；堅(jiān)持統(tǒng)一規(guī)劃，突出重點(diǎn)，分步實(shí)施的原則；堅(jiān)持誰(shuí)開(kāi)發(fā)誰(shuí)保護(hù)，誰(shuí)破壞誰(shuí)恢復(fù)，誰(shuí)建設(shè)誰(shuí)受益的原則；堅(jiān)持科學(xué)進(jìn)步與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)相結(jié)合的原則；堅(jiān)持政府管理與法制相結(jié)合的原則；堅(jiān)持政府投入與企業(yè)出資相結(jié)合的原則。

2.2 隧道環(huán)境方面

隧道施工難免會(huì)出現(xiàn)突水災(zāi)害，突水災(zāi)害已成為我國(guó)巖溶地區(qū)隧道修建中最嚴(yán)重、最常見(jiàn)的地質(zhì)災(zāi)害之一，在復(fù)雜的巖溶區(qū)施工時(shí)可利用綜合超前地報(bào)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)精確探測(cè)技術(shù)，在充分探明高壓富水溶腔或暗河等巖溶發(fā)育規(guī)律后進(jìn)行主動(dòng)躲避、迂回、繞行的安全、快速、高效、經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)巖溶處治的關(guān)鍵技術(shù)目前，該技術(shù)在巖溶隧道施工中應(yīng)用取得了良好的效果。

如何規(guī)避隧道工程災(zāi)害的發(fā)生、控制地面塌陷和地表沉降、減免水資源損失、防范地下水質(zhì)污染，已成為國(guó)內(nèi)外隧道施工中亟待解決的技術(shù)難題。首先應(yīng)摸清隧道突水機(jī)制及其影響因素，這將對(duì)隧道水害提供有力的預(yù)防措施，如施工隧道發(fā)生突水現(xiàn)象，應(yīng)按釋能降壓、注漿堵水、引排預(yù)案、泄水洞排水預(yù)案等及時(shí)治理。

2.3 斜坡穩(wěn)定性方面

斜坡穩(wěn)定性問(wèn)題已是區(qū)內(nèi)城市建設(shè)中最主要的工程地質(zhì)問(wèn)題之一。斜坡失穩(wěn)對(duì)城市建設(shè)將產(chǎn)生較嚴(yán)重的危害。斜坡巖土體變形破壞地質(zhì)災(zāi)害防治是針對(duì)自然或人為作用產(chǎn)生的崩塌、滑坡、泥石流進(jìn)行防護(hù)與治理的工程或措施。為了有效防治，需在查明其工程地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，深入分析其穩(wěn)定性和危害性，找出影響因素，采取防御工程與應(yīng)急搶險(xiǎn)相結(jié)合，生物措施與工程措施相結(jié)合，治理與開(kāi)發(fā)相結(jié)合的方式進(jìn)行，其防治方式主要有防御避讓、護(hù)坡、護(hù)岸、削坡卸載、排水防滲、排引地下水、攔擋抗滑、固結(jié)加固和生物工程等。

總之，在工程建設(shè)規(guī)劃前應(yīng)對(duì)擬建工程需做好詳細(xì)的勘察、設(shè)計(jì)，評(píng)價(jià)其對(duì)周邊環(huán)境的影響，提出預(yù)防及治理措施。對(duì)區(qū)內(nèi)已有的滑坡、危巖點(diǎn)等，在規(guī)劃前應(yīng)盡可能的避開(kāi)，對(duì)不能避開(kāi)的要事先進(jìn)行治理，以免造成更大的破壞；施工建設(shè)中形成的滑坡，應(yīng)及時(shí)采取坡頂卸載、坡腳修建抗滑樁等措施進(jìn)行治理，確保擬建物的安全。對(duì)于危害性大的滑坡，應(yīng)專(zhuān)門(mén)對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

2.4 地下水污染方面

要有效對(duì)地下水污染進(jìn)行防治，首先要摸清水文地質(zhì)條件，查明污染源，建立地下水監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)，制定地下水污染防治區(qū)劃，另外，還需合理開(kāi)發(fā)利用地下水，合理規(guī)劃工業(yè)布局，做好廢水和廢渣的處理工作，堅(jiān)持誰(shuí)污染誰(shuí)治理原則，加大處罰和宣傳力度，提高公眾環(huán)境意識(shí)[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

(1)區(qū)內(nèi)環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題主要有地面塌陷、地表水和地下水資源漏失、構(gòu)建筑物破壞、采礦固體廢棄物污染及占?jí)和恋?、隧道突水、邊坡失穩(wěn)、地下水污染幾大類(lèi)。

(2)以上環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題的防治措施主要表現(xiàn)在合理規(guī)劃各項(xiàng)工程建設(shè)、做好施工前的勘查設(shè)計(jì)，施工前全方位預(yù)測(cè)可能發(fā)生的各種不良地質(zhì)問(wèn)題，盡量避開(kāi)這些因素施工，如無(wú)法避開(kāi)應(yīng)設(shè)計(jì)預(yù)案，以便及時(shí)防范或?qū)⑽：档椭磷钚?，以防后患?/p>

[1]任坤，李曉春.巖溶城鎮(zhèn)區(qū)人類(lèi)活動(dòng)對(duì)地下水水質(zhì)的影響[J].地下水. 36(4)，2014，63-66.

[2]任坤，師陽(yáng).典型巖溶槽谷區(qū)地下水化學(xué)特征及地球化學(xué)敏感性分析[J].中國(guó)巖溶.33(1) ，2014，15-20.

[3]徐鳳蘭，葉丹.淺談地下水污染及其防治[J].地下水.27(1) ，2005，50-52.

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1004-1184(2016)06-0179-02

2016-06-06

溫金梅(1982-)，女，重慶北碚人，工程師，主要從事城市地質(zhì)調(diào)查及地下水資源開(kāi)發(fā)利用研究工作。