石嘴山市环境地质问题及地质环境质量评价.pdf

科技信息 工程技术 石嘴山市环境地质问题及地质环境质量评价 宁夏国土资源调查监测院 程霞 刘 君 青海省环境地质勘查局 崔向红 [ 摘要] 本文简要论述 了石嘴山市地质环境的主要特征 ， 对地下水开采降落漏斗、 地下水污染、 地质灾害和土壤盐渍化等主要环境 地质 问题的现状 、 产生和危 害进行 了阐述 。选取地 下水 开采降落漏斗 、 地 下水 污染、 地质灾 害和土壤盐渍化 4 种 因子 ， 运 用模 糊综合 评判方法进 行地质环境质量评价 ， 将研 究区分为地质环境质 量良好 区、 中等 区和较 差区。 [ 关键词 ] 环境 地质问题 地质环境质量 模 糊综合 评判 石嘴山市位于宁夏北部 ， 黄河中游上段， 自然条件优越。随着城市 经济的发展 ， 人类工程活动的加强， 必然使城市的地质环境发生改变， 从而产生一系列的环境地质问题 ， 一定程度上又影响城市社会经济的 可持续发展。为此 ， 对区内环境地质问题的产生及演化趋势进行分析 研究是十分必要的 。 1 ． 地质环境条件 1 ． 1 区域地质概况 研究区大地构造位置位于华北陆块鄂尔多斯地块和阿拉善地块的 接合部位， 构造形态复杂。以贺兰山东麓大断裂为界， 可划分为贺兰山 褶断带和银川断陷盆地两个四级构造单元。贺兰山褶断带褶皱和断裂 构造极为发育。银川断陷盆地属新生代地堑 ， 为新构造运动的产物。 贺兰山东麓大断裂和黄河大断裂自第三纪以来活动强烈， 使银川断陷 盆地沉陷深达4 0 0 0 m 左右且至今仍在强烈下陷， 盆地中的新生代沉积 巨厚 。 1 ． 2区域水文地质条件 研究区内可开发利用的地下水主要为第四系松散岩类孔隙。区内 松散岩类孔隙水 ， 自西向东由单一潜水逐步过渡为潜水一承压水多层 叠置含水结构。贺兰山山前冲洪积斜平原， 由新老洪积扇组成， 形成了 以砾石、 砂砾石为主的单一含水层。向东则为冲洪积及冲湖积平原， 形 成了以细砂为主， 间夹多层粘性土的潜水一承压水多层叠置含水层。 调查区西部细粒带以粘性土为主， 除上覆潜水东西向与山前洪积斜平 原单一潜水贯通外， 第 Ⅱ、 Ⅲ含水岩组细粒带含水层极薄 ， 岩性基本上 由粘性土组成 ， 这在地下水径流方向上， 形成一道屏障 ， 对冲洪积斜平 原地下水的补给， 特别是第Ⅱ、 I l l 含水岩组的补给起到了阻碍作用。 1 ． 3 T程地质 条件 研究区岩体主要为寒武系和奥陶系坚硬的灰岩、 白云岩、 砂岩、 板 岩等 ， 分布在贺兰山中低山区； 土体主要为砾质土、 砂质土及一般性粘 土， 广泛分布于冲洪积、 冲湖积平原； 研究区内特殊土体为盐渍土， 分布 于西大滩 、 平罗火车站一带 ， 盐渍土的形成主要是由于地下水位浅埋 O - 3 m ， 强烈蒸发浓缩作用， 使地表积盐， 形成盐渍土。盐渍土类型以 氯 、 亚氯及 亚硫 酸盐渍土为主 ， 含盐量在 0 ． 0 4 1 5 ％之间 ， 厚度 1 m左右。 2 ． 主要环境地质 问题 2 ． 1 地下水开采降落漏斗 研究区开采机井多集中分布在山前各洪积扇区， 机井分布密度较 大， 地下水长期处于超采状态 ， 地下水水位持续下降， 在大小风沟、 鬼头 沟、 大武 口沟洪积扇区形成一定范围的开采降落漏斗。 2 - 2 地下水 污染 2 0 1 0年大武 口地区地下水 潜水 中检 出的超标污染 指标有 总硬 度 、 矿化度 、 硫酸根 、 氯化物 、 氟 化物 、 三氮 、 铁 ， 其它各 指标 检 出均不 超 标 。 2 ． 3 地 质灾 害 石嘴山市发育泥石流和崩塌 2 种地质灾害， 其中泥石流点1 4 个， 规 模等 级中型 4 个 ， 小型 1 O 个 ； 崩塌 点 3 个 ， 均为小 型岩质崩塌 ， 且 为潜在 崩塌点， 均分布于贺兰山腹地及东麓山前的冲洪积平原地区。 2 ． 4 土壤盐渍 化 石嘴山市土壤盐渍化灾害分布较为广泛， 西大滩、 平罗火车站等地 盐渍化程度严重。次生土壤盐渍化集中分布于市区东部平原区， 导致 该区成为我区土壤盐渍化严重危害区， 地表遍布盐霜， 农作物无法生 长， 表土全盐量大于 1 ． 0 ％， 土壤P H值为9 ． 0 1 0 ． 5 ， 土壤化学类型为s c n m、 CS n m。 中度、 重度盐渍土分布于东部地下水径流滞缓地带， 其中重盐渍土 面积 占本 市耕地 面积 的 1 0 ％以上 ， 地表 有浓 厚的盐 霜和 大片 的盐斑 。 重度盐渍土的表土含盐量0 ． 5 ％一 1 ． O ％。土壤化学类型为S C n m； 中度盐 尺 量、 各层次的单排序以及进行判断矩阵一致性检验， 其结果如下 表 1判断矩阵 R Ul U2 U3 Ua W UI 1 2 1 ／ 2 1 ， 2 O ．4 U2 1 ／ 2 1 1 ／ 2 1 ／ 2 0- 3 U3 2 2 1 1 0． 1 5 U 2 2 1 1 O． 1 5 验。 3 ． 0 5 3 6 C I O ． 0 2 6 8 R I 0 ． 5 8 C R 0 ．0 4 6 2 0 ． 1 ， 满足一致性检 3 ． 3 ．2 确定隶属度函数 本文的参评因子均为 下转第4 0 9 页 科技信息． 工程技术 表 3分段正常涌水量计算表 起 迄里 程 L Q 巾 DK6 2 3 7 6 0 DK6 2 3 9 5 0 1 9 0 1 9 8 5 1 ．0 5 DK6 2 4 4 2 5 DK6 2 4 4 45 2 0 1 1 9．9 4 6．0 O DK6 2 5 9 3 0 DK6 2 5 9 5 0 2 0 81 ．9l 4． 1 0 DK6 2 6 1 9 0 DK6 2 6 2 45 5 5 2 9．7 5 0．5 4 4 ． 2各段最大 涌水量计算 Q 譬 弭 rd3 K S 式中Q 隧道最大涌水量 m ； 隧道最大单位涌水量 m l／ f I ． t3 “1 ； K 渗透系数 m ， d ； B 隧道穿过含水层长度 m ； D 隧道宽度 I I 1 ； S 降 深 m ； I 影响宽度 m ． n 】 引用半径 B0 ． 2 5 m ； 1 ⋯1 隧道洞壁 至左 右侧补给区宽度 m ； h 、 h 隧道左右侧稳定水位至隧底距离 m 。 表4分段最大涌水量计算表 起迄里程 B Q q 0 DK6 2 3 7 6 0 DK6 2 3 9 5 0 1 9 0 8 5 7 ． 6 4 4 ． 5 1 DK6 2 4 4 2 5 DK6 2 4 4 4 5 2 0 l 6 5 2 ． 5l 8 2 ． 6 3 DK62 5 9 3 0 DK6 2 5 9 5 0 2 0 8 51 ． 41 4 2 ． 5 7 DK6 2 6 I 9 0 DK6 2 6 2 4 5 5 5 8 0 ． 3 4 1 ．4 6 4 ． 3 计算结果分析 隧道穿过寒武系页岩、 炭质页岩、 粉砂岩、 石英砂岩 、 花岗岩。断 裂 、 褶皱等地质构造发育 ， 局部浅埋 ， 通过水文地质试验 ， 计算 渗透 系数 0 ．0 0 0 3 6 1 ．6 8 m ／ d ， 为极微透水 一中等透水地层 。各段最大涌水量 8 O ．3 4～1 6 5 2 ．5 1 m ／ d ， 隧道设计时各段采用表 5 涌水量 表 5隧道设计时采用涌水 量表 起迄里程 Q 1 富水程度分区 D K 6 2 3 7 6 0 D K 6 2 3 9 5 0 8 5 7 ． 6 4 4 ． 5 l 中等富水区 D K 6 2 4 4 2 5 D K 6 2 4 4 4 5 l 6 5 2 ．5 1 8 2 ．6 3 强富水区 D K 6 2 5 9 3 0 D K 6 2 5 9 5 0 8 5 1 ．4 1 4 2 ．5 7 强富水区 D K 6 2 6 1 9 0 D K 6 2 6 2 4 5 8 0 ．3 4 1 ． 4 6 中等富水区 5 ． 结 语 1 隧道地下水主要赋存于浅埋段 、 断裂带、 花岗岩和碎屑岩接触 带及背斜核部 ， 单位正常涌水量在0 ．5 4 6 ． 0 0 m ／ d ． I ll ， 单位最大涌水量 在 1 ． 4 6 8 2 ． 6 3 m ／ d ． m， 局部可能发生小型涌水 ， 特别是花岗岩地段的 F 2、 F 3 断层带 F 3 断层带 附近山顶溪沟有常年流水 ， 含水段短 ， 单位 涌 水量 大 ， 发生涌水的可能较大。 2 隧道全线地表水不发育， 地下水主要为基岩裂隙水、 局部发 育 构造裂隙水 ， 地下水不发育。但是测区范 广， 地形起伏大， 部分地段 为透水性强的巨厚层花岗岩全风化层 ， 应尽量避免在雨季施T 。 3 测区居民用灌溉及生活用水均来源于基岩裂隙水及大气降水 补给的冲沟、 水塘、 水库。隧道施T对渗水、 漏水 、 涌水应以堵为主， 并 疏导隧道中水到原有水系中。 参考文献 [ 1 ] 交通部第一铁路设计院铁路工程地质手册I z J ． 1 9 7 5 [ 2 ] 中国铁 道科 学研 究院 T B1 0 0 0 5 2 0 1 0铁 路 混凝土 结构耐 久性 设计规范[ z] 北京 中国铁道 出版社 ， 2 0 1 1 [ 3 ] 任佳 ， 胡 国忠等． 鸡公 山隧道 水文地质勘 察分析及 涌水量预 测 [ 7 ] 重庆大学学报， 2 0 0 7 ， 3 0 4 5 2 5 5 上接第 4 0 7 页 软指标 ， 即用文字描述 的定性 因子 ， 因其指标 离散 化， 其隶属函数采用特征函数。即 ， 『 1 “ U 1 ， 2 ， 3， 4 u x - 1 0“ ≠ “ 1 ， 2 ， 3 ， 4 3 ．4 综 合评价运算 1 建立模 糊评价矩阵 根据已制定的评判集V ， 对备选对象的各项指标进行评定， 即建立 一 个从u到F V 的模糊映射 ， 并确定各因素U 对应于各评价级别的v 的隶属度r ij 0 r i ≤1 i l 2一 ， n ；j l 2一 ， m 所组成的模糊变换矩阵R 。 尺 l 1“3 l 2 进行综合评价运算 BA R O ．4 ， 0 ． 3， 0 ． 1 5 ， 0 ． 1 5 本文采用最大隶属度判别准则进行判别。故 B 取最大值0 ． 7 ， 对应 于该点 地质 环境质量较差。 3 ．5 综合评价分 区 本 文运用两 级模糊综 合评价方法 ， 对石嘴 山市地质环境 质量进行 评价 ， 评价 分区结果如下 地 质环境质量 良好 区 主要分 布于石嘴山市西北部贺兰 山区 ， 面积 1 1 3 ．8 8 k m 。该 区由于 人类 工程 活动 较弱 ， 地 下水 开采 未形 成 降落 漏 斗， 水质良好， 未受到污染 ， 部分地段发育泥石流和崩塌灾害， 对下游冲 洪积倾斜平原产生一定威胁。 地质环境质量中等区 主要分布于贺兰山山前冲洪积倾斜平原， 大 武口市区周围， 面积2 2 7 ． 0 7 k m 。该区人类工程活动较密集， 大量开采 地下水 ， 地下水位下降， 形成地下水降落漏斗； 工矿企业污水的排放及 农药化肥 的大量使用 ， 使该 区地 下水受 到一 定程度 的污染 。 地质环境质量较差区 分布于大武 口市区南侧 ， 西大滩、 平罗火车 站等地 ， 面积2 6 8 ．0 6 k m 。平罗火车站地区开采降落漏斗面积9 ．5 6 k m ， 漏斗中心水位埋深7 ． 0 9 7 米； 该区土壤盐渍化问题较严重， 地表遍布盐 霜 ， 对工农业生产造成严重影 响。 1 一良好区 ； 2 - 中等 区； 3 - 较差 区； 4 一 分区界线 图 1研究 区地质 环境质量分 区评价 图 4 ． 结论 1 经调查 分析 ， 石嘴山市存在 的环境地质问题主要有地下水开采 降落 漏斗 、 地下水 污染 、 地质 灾害及 土壤盐渍化 。 2 选择影响地质环 境质量的 4 个评价 因子 ， 用层 次分析法确定各 因素的权重 ， 运用模糊综合评判方法， 对石嘴山市地质环境质量进行分 区评价 参 考文献 [ 1 ] 彭祖赠． 模糊数学及其应用[ M] ． 武汉 武汉大学出版社， 2 0 0 2 ． [ 2 ] 舒康， 梁镇韩．A H P中的指数标度法[ J ] ． 系统工程理论与实践 1 9 9 0 1 6 - 8 ． --- 4 0 9 -- m 0 01 1 l 1 0 O O O O O O O l 1 11 O O