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天水市主要地质环境问题及防治对策研究刘芳(甘肃联合大学经济管理学院,甘肃 兰州 730000)摘 要:天水市位于甘肃省东南部,区内地质环境背景条件复杂,人类工程活动对地质环境的扰动不断加剧,市区经济发展面临着多种地质环境问题的制约,其中以地下水资源衰减、地下水污染、地质灾害以及特殊土地质环境问 题最为突出。本文在研究上述地质环境问题的基础上,对地质环境问题造成的经济损失进行了评估,提出了环境地质 问题防治对策。关键词:地质环境问题;经济损失;评估;对策中图分类号:X37文献标识码:A天水市区是一个以开采地下水为供水水源的城市。 城市生活、工业生产及部分农田灌溉用水均取自 区内第四系潜水含水层,地下水开发利用程度较高。 据调查,2004年总计开采地下水5 677.58104m3, 其 中市政供水井开采地下水1 361.65104m3, 企事业 单位自备井开采地下水2 606.97104m3, 农田灌溉 季节性开采地下水1 688.96 104m3。研究区河谷地下水开采强度不平衡, 其中麦积城区锻压机床厂渭滨市场渭河北岸地段地下水开 采模数大于10 000m3 dkm2, 银坑水源地、 麦积新 桥天拖厂一带地下水开采模数为5 000 10 000 m3 dkm2; 三十里甸子水源地、西十里铺天水郡、 石马坪藉河两岸、 曹家埂花牛镇、赵崖分路口、 慕 滩潘集寨及社棠镇一带地下水开采模 数 为1 0005 000m3 dkm2; 其它地段地下水开采模数小 于1 000m3 dkm2。 需指出的是,近几年在城区进行引言1天水市位于甘肃省东南部, 是省内重要的工业和旅游城市,是陇东南地区经济、文化与交通中心, 电子电器、机械制造、轻工纺织3大行业的快速发展 和“天水关中经济区”的建设,使该地区进入一个 较快发展的时期。 但它同时又是一座河谷型城市, 环境容量有限、建设用地较少,水资源短缺,地质环 境与生态环境比较脆弱的城市。 目前市区人均水资 源占有量900m3左右,而且城市生产和生活用水均取 自于河谷区第四系浅层地下水。 随着城市经济发展 规模的不断扩大,对水资源的需求量将越来越大,相 应质量要求也越来越高,必然会出现市政、单位自备 和农业三者之间争水现象, 局部地区还有可能引发 环境地质灾害或生态环境恶化问题。 城市地下水污 染严重, 城市地质灾害严重威胁城区居民生命财产 安全。 因此,如何在城市发展和地质环境保护方面有 机结合, 支持市域经济可持续发展成为目前研究的 热点问题。的 基 坑 降 水 ,使城区地段开采 模 数 达 到 3 000 5 000m3 dkm2。 大规模的地下水开采引发区域地下水位下降、 水质恶化及名泉消失地质环境问题日趋 严重。现城区地下水开发利用的目标含水层组是第四 系圆砾、 卵石含水层。 通过分析地下水动态监测资 料,确定目标含水层有常年开采型、季节性开采型、 水文入渗型和径流型4种年度动态类型,基本稳定型2城市地质环境问题2.1地下水开采引起环境地质问题收稿日期:2011-05-07作者简介:刘芳(1962),女,辽宁北镇人,副教授,主要从事统计学教学与研究。 E-mail:72甘 肃地 质第 20 卷和缓慢下降型两种多年动态类型, 并对水位发展势态进行了预测。 确定藉河河谷上游白草滩西二十 里铺、 南沟河皂郊镇田家新庄及颖川河甘泉镇至 崖湾一带为水位缓慢下降区, 多年平均水位下降速 率小于0.5m a;藉河河谷西二十里铺以东至七里墩、 渭河峡口至社棠星火厂一带为水位中速下降区,多 年平均水位下降速率为0.51.0m a; 藉河河谷西十 里水源地、 秦城城区坚家河一直到北道分路口潘 集寨一线及社棠铁路以北地区为地下水位急速下降 区,多年平均地下水位下降速率大于1.0m a。 从整个 城区地下水位下降速率分析呈下降趋势, 主要原因 是近十年气象、 水文条件的剧烈变化以及不合理的 无序开采造成。由开采地下水引起的水质恶化现象主要出现在 渭河河谷的赵家崖分路口、慕滩潘集寨、社棠铁 路以北地区 , 近10 年(19942004 年) 由于开采量增 大, 增大了渭河河谷南北两侧黄土丘陵区微咸水的 水力坡度,相对加大了微咸水的补给强度,导致地下 水的矿化度和总硬度逐年升高,水质恶化。 社棠铁路 以北水位年下降速率达1.231.41m,造成渭河南、北 部微咸水入侵,水质恶化。官泉、马跑泉曾是天水著名的景观泉点。 近年来 由于地下水开采量增大, 特别是秦州城区自备水源 数量增加, 部分建筑工地基坑开挖采用高强度降水 导致区域地下水位下降,使官泉水量骤减,面临消失 的危险;而麦积区马跑泉已在1998年枯竭,分析其主 要原因是颖川河口一带及泉口周边开采量增加。 慕 滩水源地启用后高强度开采地下水, 加快了区域地 下水位下降速率,袭夺了马跑泉水的补给水源,导致 泉水枯竭。圾19.34万吨,大多采取露天堆放或简单填埋。 主要集中在藉河龙王沟七里墩附近,北山牛头河支沟。 农业污染源: 部分工业废水和生活污水用于灌 溉。 污灌区主要分布在社棠、慕滩、东泉、七里墩至花 牛镇一带, 污灌面积达11.46km2, 另外, 农业、 化肥、农家肥施用量较大,每年达3 600T。经统计天水市污水化验报告,氨氮、耗氧量、硫 化物、锌、铜、石油类和镉粪大肠菌群等组分显著超 标,氰、汞、铅、砷的检出率也较高。 据有关资料,污水 排入河道,造成藉河、渭河的直接污染,枯水期尤为 明显。 藉河西十里铺以东,氨氮、亚硝酸氮、酚和汞均 已超标,铬和COD略有超标,五里铺至七里墩一带污 染最为严重。 渭河主要超标组分为氨氮、亚硝酸氮、 酚和汞,COD偶有超标。 颖川河口因废水大量排入而 使河水变黑、变红。 由于河水与地下水关系密切,因 此势必引起地下水污染。河谷盆地北部边缘新近系少量微咸水的侵入, 使师家崖和麦积城区至下曲湾一带地下水矿化度、 总硬度和硫酸盐、 氯化物含量升高, 引起地下水污 染,属天然污染源。研究区地下水质量状况较2008年有所变差,特 别是类水的范围从过去天水市七里墩局部地段, 扩大到七里墩以下廿里铺、分路口近山边地带,道北 局部近山地带也转化为类水。地质灾害对天水市城区已发生的或潜在危险的灾害点的 危害性进行评价,其统计结果表明,建国已来已发生 的37起地质灾害点中,造成伤亡197人,直接经济损 失35 640万元, 灾情属于级的有10起, 占总数的27.0%;级的1起,占2.7%;级的2 起, 占5.4% ; 小型的24起,占64.9%。82处潜在地质灾害点中,威胁人口59 850人,威 胁财产63 230万元。 险情属于大型的有56处,占总数 的68.3%;属于中型的有18处,占总数的22.0% ;属于 小型的有8处,占总数的9.9%。2.32.2地下水污染河谷地下水污染源可分为人为污染源和天然污 染源。 前者又可分为工业污染源、生活污染源和农业 污染源。 污染途径可分为连续入渗型和间歇入渗型 两种。工业污染源:主要分布在秦州、麦积和社棠工业 密集区。 据天水市环保局提供的资料,2004年工业废 水年排放量475万T。 其中污染物年排放量分别为六 价铬140.1kg,挥发酚192.5kg,氰化物18kg,化学需氧 量825T,石油类12.3T,氨氮7.4T。 大部分工业废水直 接排入藉河和渭河,少部分用于污灌。生活污染源:城区生活污水年排放量438万T,未 经任何处理直接排入河流或用于污灌。 年产生活垃2.4其他环境地质问题主要是特殊岩土体,包括湿陷性土、易液化砂性 土、淤泥质土。湿陷性土分布区主要包括披覆于三级以上阶地 及黄土丘陵区。 地层出露完整,分布面积广,厚度大, 披覆于老地层之上;披覆于河谷地带的、级阶地 区,呈条带状展布的黄土状土。 湿陷性是黄土类土主73第 3 期刘芳:天水市主要地质环境问题及防治对策研究要的工程地质问题, 往往能够使建筑物产生大幅度的沉降或者差异沉降,造成开裂、倾斜甚至倒塌。易液化砂性土在秦州区零星分布, 麦积区麦积 一带沿渭河呈带状展布,埋深和厚度变幅比较大。 在 地震作用下可能产生砂土液化现象, 局部地区可能 出现喷砂、冒水,导致地基失稳,建筑物变形、倾倒等 破坏现象。万元。3.2地下水污染采用替代法评价,天水市污水处理厂造价2.9亿 元,可看做地下水污染造成的损失。3.3地下水资源衰减根据城市历年来的地下水超采状况, 采用平均 水位和超采面积计算年均水资源损失量。 根据调查 全省居民城市居民生活用水的平均价格是1.28元 m3。其计算公式如下:S=FHM式中:S地下水资源衰减造成的经济损失(亿元);F超采区面积(m2);H多年平均水位降幅(m);M城市居民平均用水价格。由计算结果可知(表1),天水市每年因地下水衰 减而造成的损失达1 732.34万元; 从1965年开始大 规模开采地下水计算,40年来因地下水资源衰减而 造成的直接损失为69 293.56元。淤泥质土分布地区:秦州区仅老酒厂一带沿藉河有零星分布, 麦积区大部分地区有一层或多层淤泥质土分布,于地表下510m的范围内分布。 在地震 作用下,淤泥质土有可能产生触变,引发地基滑移, 导致建筑物倾斜、倒塌、开裂等破坏现象。3社会影响与经济损失评估3.1地质灾害据不完全统计,仅1949年以来,天水市城区因地 质灾害造成的伤 亡 人 数 为 197 人 , 直 接 经 济 损 失35 640万元。 城区共有地质灾害隐患点82处,受地质 灾害威胁的人口为59 854人, 威胁的资产为63 230表1天水市地下水衰减经济损失一览表Tabel 1 Summary of economic losses caused by for shortage of groundwater resources in Tianshui City城市超采面积(km2) 平均降幅(m) 超采量(104m3)单价(元)年经济损失(万元)开采年限(a)经济损失总量(万元)天水市72.041.381 353.391.281 732.3394069 293.5开采地下水、 导致出现水质恶化和区域地下水位降落漏斗的扩展及名泉消失等地质环境问题, 需通过 地下水的合理调度、水资源的优化配置解决。 通过科 学管理、合理调度能较好满足城区工业、生活用水水 量要求。 农业用水仍以分散式开采为主,但也需进行 管理,应加快发展节水型灌溉技术。(5)大力倡导节约用水,提高水资源利用率。 一 是改造配套已有的水利工程设施, 提高水资源的使 用率;二是推广应用高科技节水浇灌技术;三是对市 区内工业用水大户进行节水技术改造, 提高工业用 水的重复利用率; 四是加强城市废水处理后重复的 利用。(6)解决水资源短缺的长远对策是在统一规划 基础上的实施西汉水跨流域调水至天水。城市地质环境问题防治对策建议44.1 地下水资源衰减和污染防治对策建议(1) 现状地表水等环境条件下 , 应立即采取禁 止、 调减和控制地下水开采量的措施来减缓对地下 水环境的进一步破坏。(2)尽快建设和完善城市污水、垃圾处理设施。目前天水市秦州 、 麦 积 两城区工业废水排放量 1 730.6万t a,生活污水排放量达1 203万t a,产生的 工业、生活垃圾量1620万t/a。 仅对垃圾做了外运填 埋处理,而大量的污水、废水直接排入农田和河流地 表水体中,对地下水水质造成了严重的污染。 建议尽 快在秦州区、麦积区各建一座污水处理厂,对城区内 产生的各种污水实行统一处理、达标排放。(3) 尽快建立地下水水源地保护区, 严格按照 饮用水水源地保护区划分技术规范 (HJ-T 338-2007)制定切实可行的地下水保护措施。(4)加强对地下水开采的管理工作。 由于不合理4.2地质灾害防治对策建议(1)贯彻“以人为本”的原则,地质灾害预防与治 理应围绕“保护人民群众生命财产安全,减少灾害损 失”这一目的进行。74甘 肃地 质第 20 卷(2)建立和健全地质环境保护的法规制度体系,完善其行政管理体制和运行机制, 全面控制破坏地 质环境的行为。(3)建立地质灾害信息系统和地质灾害监测、预 警网络, 力争使地质灾害造成的损失降低到最小程 度。 将天水市地质灾害防治规划纳入到全市国民经 济和社会发展规划之中,并付诸实施,对危害城镇厂 矿、居民村落、重要设施的地质灾害隐患点进行有计 划、有步骤的治理。勘察,建筑地基设计时应采用相应的措施进行防治。对城区存在的特殊岩土体工程地质问题预以重视,宜采取措施进行处理。结语5城市发展紧密依存地质环境和地质资源, 过渡利用地质资源造成地质环境问题将危及人民的生命 财产安全,制约社会经济的可持续发展,从而导致城 市发展环境的不断恶化。 因此,合理保护地质环境, 做到城市发展和地质环境保护工作并重, 促进城市 经济的可持续发展是城市管理的重要内容, 应引起 足够的重视。特殊岩土体环境地质问题防治对策天水市城区岩土体工程地质条件较为复杂,工 程地质特征各异,河谷区对存在的淤泥土、砂性土、 人工填土等必须进行工程处理。 特别要重视大面积 分布的黄土类土的湿陷问题, 城区主要工程地质问 题有黄土湿陷。 在强震作用下,沿发震断裂带附近建 筑会遭到严重破坏,南北山体可能发生滑坡,砂性土 和淤泥质土分布区存在砂土液化和触变等会造成建 筑物破坏。 所以在工程建设中一定要做好工程地质4.3参 考 文 献1 王宝金.试论环境地质学的研究任务与内容J.吉林大学学报(地球科学版),1982(02).2 梁凤英. 山东省广饶县环境地质问题与地质环境区划浅析J.中国地质灾害防治学报,2010(2).GEOLOGICAL ENVIRONMENT PROBLEMS ANDCOUNTERMEASURES FOR TIANSHUI CITYLIU Fang(Gansu
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