固原市城市地质环境问题研究.pdf

科技信息 工程技 术 固原市地市地质环填问题研究 宁夏国土资源调查监测院 王辉 程霞 江西省地质矿产勘查开发局赣 西北地质大队 古军 [ 摘要】 固原市在城市发展的过程中， 由于自然或人为的原因造成 了 许多环境地质问题。这些环境地质问题成为固原市城市进一 步发展的制约因素， 通过分析固原市的环境地质条件， 进而探讨了固原市当前的主要环境地质问题。 [ 关键词] 固原市城市环境地质 问题 0 ． 引言 城市是人口集中、 经济发达、 建筑设施密集的核心地区， 随着人类 社会的发展， 工程和城市的规模越来越大， 人类对地质环境的扰动和影 响显然已超出污染的范畴， 地质与环境之间存在着互相制约、 影响和作 用的内在联系， 特别是在人为因素的影响和作用下， 发生了变化。城市 环境地质研究是为城市地质环境保护服务的， 其目的是从地质方面保 障城市的环境安全和可持续发展。因此， 在城市建设中， 合理防治环境 地质问题 ， 是整个城市规划建设工作中的一项重要内容。 固原市地处宁夏南部， 是宁夏南部社会经济发展的中心城市， 是宁 夏重要 的政治 、 经济 、 文化 中心城市 。但是 由于 固原市位于我 国干旱半 干旱的黄土高原向干旱风沙区过渡地带， 自然和气候条件较为恶劣， 生 态环境脆弱 ， 水土流失严重 ， 自然灾害频发 ， 严重影响着固原市社会经 济的发展， 使固原市在宁夏乃至西部相邻地区中始终处于落后的地位。 1 ． 环境地质概况 1 ． 1自然地理概况 固原市地处黄河中上游的黄土高原西部， 地势南高北低， 该区具有 沟壑众多 、 地形 较为破碎 ， 土壤质地松软 ， 同时暴雨 、 干旱 、 大风等 自然 灾害多发， 植被稀少、 生态脆弱、 水土流失严重等特点。固原市原州区 为典型的大陆性半干旱气候 ， 该区具有年降水量少， 雨季集中， 降水分 布不均匀， 蒸发强烈， 全年平均气温低， 昼夜温差大， 灾害性天气较多的 特点。固原市水资源贫乏， 水质南部较好 ， 北部较差， 地表水主要来源 于大气降水。 1 ．2区域地质概况 固原市西南部的中低山区， 以前寒武系变质岩为基底， 分布中生界 白垩系、 新生界第三系、 第四系； 东部广大黄土丘陵区， 则以新生界第三 系为基底， 上覆第四系黄土及黄土类土 ， 在各大沟谷及河谷平原区， 堆 积了第四系黄土类土、 砂砾石 、 粘砂土等。固原市主要发育的断裂有黄 家河一店洼断裂、 炭山一蒿店大断裂、 黑城一和尚铺大断裂以及硝口断 裂， 褶皱主要有三营一固原大向斜、 黄峁山一青岗梁复背斜和张易西山 背斜等 。同原市境 内的新 构造活动非 常活跃 ， 活动 幅度有不断增大 的 趋势 ， 因地壳 的总体上 升引起沟谷强烈下 切 ， 加速 了有利 于滑坡 、 泥石 流等灾害形成的地貌条件发育 ， 为地 质灾害的形成提供 了客观条件 。 1 ． 3 区域水 文地质 概况 固原市地下水类型主要为黄土类土孔隙潜水和第四系砂砾石孔隙 潜水。黄土类土孑 L 隙潜水季节性变化大， 地下分水岭与地表分水岭一 致， 因含水层基底为相对隔水的第三系泥质岩层 ， 地下水主要的补给来 源为大气降水的垂直人渗。第四系砂砾石孔隙潜水以接受大气降水补 给和地表洪流为主， 次为接受基岩裂隙潜水和下伏岩层的承压水补给， 其流动多受基底形态和现代沟谷的制约， 多以下降泉的形式在沟谷或 洼地溢 ， 自沟谷上游 向下游运动 ， 最终汇人河 床转化 为地表径流 。 1 ． 4 工程地质条件 固原市主要分布的岩土体类型有软弱的泥岩夹薄层碎屑岩岩组 、 软弱的泥岩岩组 、 砾质土、 黄土类土。其中砾质土主要分布在清水河平 原 区 ， 成 分主要 为第 四系全新统 冲积砂 砾石 ， 呈疏 松或半泥质胶结状 。 黄土类土主要分布在清水河平原两侧的黄土丘陵区， 软弱的泥岩夹薄 层碎屑岩岩组和 软弱的泥岩岩组零星分布在清水河平原东侧的黄土丘 陵区。在多数地区泥岩成为黄土的基底层， 且其含粉砂较多 ， 呈块状， 土层 中含少量纤 维状石 膏 ， 干燥时坚硬 ， 遇水易软化 ， 裂缝较发育 ， 多构 成滑坡体 的滑面 ， 其物理性能对滑坡影响较大。 2 ． 主要城市环境地质问题 2 ． 1 水资源 的短缺 问题 固原市属于资源型和水质型缺水城市。因受气候、 地质地貌、 水文 地质条件及水质等多种因素制约， 固原市可供人畜饮用的地下水资源 存空间上分布上极不平衡。固原市区域气候为典型的大陆性半干旱气 候 ， 具有年降水量少、 雨季集中、 降水分布不均匀、 蒸发强烈等特点， 加 之固原市广泛分布巨厚的古近系、 新近系 、 白垩系泥质岩类， 富含石膏、 芒硝等易溶盐 ， 导致地表水、 地下水中矿化度及氟离子较高， 不能饮 用。同时这类地层不利于地下水的形成与赋存， 黄土类土、 沟谷砂砾石 含水岩组基本处于疏干状态， 造成大面积资源型缺水。除清水河平原 中上游地下水较丰富 、 水质较好、 能够满足当地群众人畜饮用外， 在东 部山区、 清水河东西两侧地区人畜饮用水很困难。随着社会经济的发 展， 固原市的严重缺水局面则 日 趋严峻， 水资源严重不足， 将严重制约 固原市的经济建设发展。 2 ． 2 地方病问题 固原市地方病主要有地氟病和地甲病两种。 2 ． 2 ． 1 地氟病 固原市地氟病主要是由于饮水型氟中毒而引起的， 饮水型氟中毒 病区居民的病情与水氟浓度呈正比。固原市氟中毒区由南向北延伸， - 38 8- 固原市地氟病重病区分布于固原市以北的黄土丘陵区， 本区属中、 新生 代沉积盆地 ， 第三系砂岩、 泥岩中含氟量较高。加之该区年均降水量 小， 蒸发量大， 潜水经浓缩作用， 含氟量一般均较高。地氟病中病区主 要分布在固原市东部黄土丘陵中。主要含水岩层为下白垩统碎屑岩地 下水及下第三系砂岩承压水。潜水矿化度3 5 ， 地下水径流缓慢 ， 潜水 埋藏深度 较浅 ， 一般 为 3 5米 ， 其含氟量 1 ．5 2 ．5 m ， 年降水量 2 5 0 5 0 0 ra m， 天然植被稀疏， 土壤有机质缺乏 ， 以谈灰钙土为主。地氟 病轻病区主要分布在固原市以南的六盘山区域 ， 该区域含氟量小于 l mg ／ 1 。 2 _ 2 ． 2 地 甲病 固原市地 甲病主要分布在固原市清水河两侧的黄土丘陵区， 该区 地层的岩性由下白垩统砾岩、 砂岩、 页岩、 粉砂岩， 泥岩、 泥灰岩， 油页岩 及含铜砂岩组成， 具有明显的沉积旋回。水化学作用以溶滤作用为主， 水化 学类 型 以 HC型 和 HC m型水 为 主 ， 矿化 度 0 ． 1 0 ．5 g ／ L， 含碘 小 于 2 1 u g ／ L ， 患 病率 4 7 ． 4 0 8 3 ． 8 8 ％。地 甲病 中等病 区主要分 布在清 水河上 游， 地层岩性由片岩 、 大理岩 ， 板岩 ， 灰岩， 砂岩组成 ， 地下水矿化度在 0 ． 1 ～0 ． 4 6 g ／ L， 水化学类型为 HC m型和 HS c n型水 ， 含碘 4～6 u e ,／ L 。轻病 区主要分布在清水河平原， 该区地层为冲洪积平原中砂砾石孔隙潜水， 水化学类型 HS c m型水 ， 矿化度 1 2 g ／ L， 地下水含碘 6 1 0 u e e L 。 2 - 3 水土流失问题 固原市是新构造运动特别强烈的地区， 使古近系一 新近系及更老地 层发生 了强烈 的褶皱 ， 形成一系列北北西 向的活动断裂 ， 这些活 动断 裂 在全新统活动尤为明显。加之地表多为松散堆积的各类土壤， 以黄土、 灰钙土居多， 结构疏松、 多孔， 垂直节理发育， 土壤贫脊， 遇水极易崩解 ， 崩解速度小于2 分钟， 颗粒组成以0 ． 0 5 0 ． 0 0 5 m m为主， 沟蚀极易发生。 固原市轻微侵蚀主要分布在固原市清水河平原地带 ， 轻度侵蚀主要分 布在固原市西部至彭堡地带， 中度侵蚀主要分布在清静河流域两侧的 黄土残塬地带 ， 强度侵蚀主要分布在固原市程儿乡东部 ， 极强度侵蚀主 要分布在固原市东部黄土丘陵区。据初步统计， 每年因水土流失造成 的有机质流失而引发的直接经济损失达 3 0 0 万元 。 2 ． 4 地质灾害问题 固原市境 内地质构 造复杂 ， 地形地 貌反差 大 ， 新 构造运 动非常 活 跃， 尤其东部 、 南部地区岩土体破碎 ， 边坡稳定性较差， 松散碎屑物质丰 富， 这些都成为产生滑坡、 泥石流灾害的重要条件。 2 ． 4 ． 1 泥石流灾害 固原市西部 的红层丘 陵区多 以软弱岩层 为主 ， 地 形起伏 较大 ， 沟壑 较 多 ， 岩石抗风化 能力差 ， 风化层较 厚 ， 残坡 积层等固体松 散物贮 量大 ， 植被固着能力较差 ， 再加上强降雨天气较多， 极易引发泥石流灾害。固 原市 泥石流灾害主要为沟谷型泥石流 ， 此类 泥石流主要沿沟谷形成 ， 上 游汇水面积较大， 坡面发育大量松散碎屑， 沟纵坡降较大， 沿沟两侧及 沟底有 明显 的刨蚀和 冲刷痕迹 。堆积扇扩散 角为 l 5 3 0 。 ， 扇长 5 0 2 0 0 m， 宽 3 0 1 0 0 m， 扇面近沟 口堆 积大量砾石 、 远离沟 口逐渐 稀少 。 泥石流的固态物质以砂、 泥为主， 物质流态为稀性泥石流， 呈低密度紊 流形式 出现 。由于流水沟道一般多为 “ v” 型 ， 较狭窄 ， 部分地 段也因建 筑物侵 占了河 道 ， 致使其受 阻 ， 直接危害 沟 口、 沟道 中和沟 畔两侧的居 民点 、 农 田。 2 ．4 - 2 滑坡 滑坡是 固原 市最主要 的地 质灾害之一 ， 主要发育在 固原 市东部 的 黄土丘陵 区内。该 区黄 土层 厚5 - 3 0 m， 其下 部为第i系砖红色泥岩 、 粉 砂质泥 岩 ， 产状平缓 ， 倾 向多与坡 向一致 。由于新构造运 动的影响 ， 这 一 地 区一直处于强烈上升 区， 沟谷下切严重 ， 致使很多黄土与红层 的接 触面临空 出露 ， 黄土层呈 “ 帽状” 覆于其上 。受地震影 响， 加上黄 土的固 有特性， 滑坡体上的土体结构非常松散， 极易使地表水入渗。土层下部 第 系泥岩为隔水层 ， 在此土层与隔水层之间往往长期存在一个复杂 的单独含水体， 黄土一 红层结构的微地貌和沿滑面发育的泥化带的存 在， 使滑床对老滑体的抗滑能力大大降低 ， 构成滑体土体结构松散 ， 强 度较差， 因此， 滑体有可能长期处于一种不稳定状态。 3 ． 结语 水资源短缺、 地方病、 水土流失和地质灾害是当前固原市最主要的 四大环境地质问题 ， 这些环境地质问题综合起来成为阻碍固原市城市 发展的重要因素 ， 因此在今后城市发展的过程中必须注重这些问题的 整治 参考文献 [ 1 ] 王辉． 宁夏主要城 市环境地质调查评价报告 固原市 [ R 艮 川 宁夏 国土资源调查监测院 ， 2 0 1 0 [ 2 ] 张修田． 安阳市城市环境地质问题及对策[ J ] ． 地下水， 2 0 0 8 3 7 5 -7 6 ．