汉江中下游地质环境综合整治区划与对策建议

第 5期
李智民等 : 汉江中下游地质环境综合整治区划与对策建议
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长 67. 1 k m 。渠道跨越 2 个地貌单元 , 渠首和渠尾为 冲湖积平原 , 渠身为岗状平原区。 运行过程中主要的环境地质问题主要是膨胀土胀 缩变形和浸没引起的冷浸田问题。 ( 1) 边坡膨胀土胀缩变形 渠身经过的岗状平原 区 , 占总长度的 70 % , 需防治的首要问题是渠道边坡 膨胀土胀缩变形。 龙高 ( 线渠道开挖深度最大的地方位于中兴六队 与杨树凹之间, 长约 5 . 9 km, 其次为蛟尾至长湖土咀 大队之间, 长约 5 km, 开挖深度为 9 . 4 m ~ 13 . 7 m。开 挖深度 > 8 m 的 地段 长 约 21 . 4 k m, 占 渠线 总长 的 32. 42 % 。这些地方均多为膨胀土分布的岗地区 , 因此 在该范围附近的渠道边坡由于膨胀土胀缩变形可能产 生不稳定现象, 应引起足够重视。 产生渠道边坡不稳定现象的主要原因是膨胀土体 在大气降水和日晒的交替作用下 , 以及渠水的长时间 浸润和停水后的干燥条件下, 会产生多种规模及不同 方向的裂缝 , 这些裂缝长时间作用, 有些裂缝会互相连 通造成土体破碎, 进而致使渠道垮坍或崩滑。渠道边 坡的失稳严重影响着渠道的运行效益, 轻则堵塞渠道, 重则毁坏渠道, 使工程无法正常运行。 ( 2) 浸没引起的冷浸田 渠首和渠尾的冲湖积平 原区 , 为长江和汉江的一级阶地。引江济汉工程运行 后, 如不采取有效的防渗措施, 经初步预测区内地下水 位比现状年抬升 0 . 5m~ 1 . 5 m, 可能产生新的冷浸田。 目前区内共分布有各类冷浸田 101. 3 k m , 主要分 布在冲湖积、 湖积洼地内 , 滨湖及附近地势低洼地段, 以及区内已建灌渠的两侧, 其分布形态呈不规则的鸡 窝状。区内冷浸田地下水位埋深多在 0 . 5m~ 0 . 8m 之间, 如地下水位埋深位于这个范围内, 则有可能产生 冷浸田。 据预测 , 区内可能新增冷浸田的总面积为 157. 99 k m , 为区内现有冷浸田面积的 1 . 56 倍。就可能产生 冷浸田的分布区分析, 李埠、 岑河、 草市地区主要是因 其地势低洼 , 同时兴隆水库和渠道渗漏综合作用使得 该区地下水位略有抬升 , 积玉口和李市 高石碑附近 则主要是受兴隆水库水位和渠道渗漏的综合影响, 致 使地下水位抬升所致。 1 . 2 . 4 汉江下游地质环境综合整治区 汉江下游区的主体是冲湖积平原, 其中天门北部的 岗状平原约占该区的 10 % 。该区需要整治的主要环境
1 汉江中下游地质环境综合整治区划
1 . 1 分区 依据区内不同的水文地质、 环境地质条件, 紧密结 合南水北调中线工程及其 对区内地质环境 产生的影 响 , 将汉江中下游分为 5个地质环境综合整治区, 分别
收稿日期 : 2006- 05- 10 ; 改回日期 : 2006- 05- 26 基金项目 : 本文为国土资源大调查项目
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7 940 . 64 ∀ 10 m /年 。南水北调中线工程实施引起地
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下水水位下降后 , 区内地下水允许开采资源量会相应 减少。据初步估算, 水位下降后地下水允许开采资源 量将减少 276 . 97 ∀ 10 m /年 , 占目前地下水开采量的
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20. 66 % , 占区 内地下 水允许 开采 资源量 的 3 . 49 %。 在局部地段, 如钟祥旧口 , 按其开采潜力指数 3. 26 ,可 增的允许开采资源量已不大, 如在允许开采资源量减 小的情况下加大开采量, 则会造成超采, 形成局部降落 漏斗, 进而引发其它环境地质问题。 ( 2) 土地沙化 钟祥以下沿江两岸沙土地分布较 广 , 在近 20年 , 由于采取植树造林、 增加农作物覆盖面
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积、 进行土壤改良等多种措施, 区域内扬沙现象得到了 控制, 其扬沙程度及范围均有所减弱和缩小。但南水 北调中线工程实施后 , 由于地下水位下降, 沙化现象将 会加剧。 旧口以北的大柴湖区 , 为大片的湖相沉积范围 , 表 层分布的淤泥质砂, 厚度在 4 . 44 m ~ 7 . 63 m, 由于土 层中粉粒含量高 , 微含淤泥质 , 现状条件下扬沙较少。 该地区预测地下水位下降达 2 m, 估计今后扬沙稍会 加大。但沿江的外滩, 如狮子滩、 任家滩、 孔家滩以及 旧口、 姚集外滩 , 表层基本为裸沙, 且厚度大 , 土地开发 利用相对较少, 植被覆盖率低 , 受河水位的涨落 , 地下 水位变化灵敏, 今后的扬沙比现状将略有加剧。 旧口以南的汉江左岸 , 有大片的以冲积成因为主 的沙土地, 厚度 1 m ~ 3 m, 表 层多以细粒 粉沙为主 , 土质疏松 松散。调水以后 , 汉江水位下 降, 渠网水 源不足 , 直接影响土体湿度, 造成表土干化 , 多宝 兴 隆地下水位下 降最大 , 达 1 . 4 m, 且 林网稀疏 , 因此 , 沙洋 天门公路以北及沙 洋 汉口公 路以南 所夹地 带是沙化重点地带 , 其发展趋势比现状有所加剧。大 王庙 沙农 一场、 多宝 张 港一 带地 下水 位 降低 仅 0. 2 m ~ 0 . 6 m, 变幅较小 , 且 林网密 度较大 , 沙 化趋 势变化较小。 沙洋以南的汉江右岸 , 由冲积形成的细粒粉沙 , 在 李市 钟市一带厚度 1 m ~ 5 m, 裸沙范围大, 以散粒 状为主 ; 在王场 泽口一带厚度 1 m ~ 3 m, 其粉沙中 间或有粉土 夹层。南水 北调 后, 预测 地下 水位 下降 0. 2 m ~ 0 . 6 m, 本地段土地开发利用较高 , 局部林网较 密 , 土地沙化程度趋势变化较小。 ( 3) 地下 水污染 区 内浅层地下水 污染比较严 重 , 共采样 23 组 , 综合评价结果 , 优良级 ( F 值 < 0 . 8) 仅 1 个 , 较差级 ( F: 4 . 25~ 7 . 20) 有 2 个 , 其余的都为极 差级 ( F: > 7 . 20)。南水北调中线工程实施后, 汉江水 位下降 , 补给量减小, 地下水位明显下降 , 即使是没有 地表污水进入含水层 , 随着地下水位下降, 环境水文地 质条件将产生变化, 主要表现在饱气带加厚、 含水层变 薄 , 地下水储存量减少 , 对污染物的稀释能力减弱, 必 然导致地下水中总硬度、 Cl、 SO 4 、 溶 解性总固体等 随着汉江水位下降而渐趋升高。若有地表污染水体侵 入 , 其污染程度和速度将会大大增高和加快 , 后果不堪 设想。 1. 2 . 3 引江济汉工程地质环境综合整治区 引江济汉 工程 !是南水 北调配套补偿工程中的 一个重要组成部分 , 推荐的龙高 ( 线西起长江左岸的 荆州区龙洲垸, 东至汉江右岸的潜江市高石碑 , 渠线全
汉江中下游环境地质调查 ! 成果之一。项目编码: 2003 年。
200312300007 ; 任务书编号 : 水 [ 2003] 004- 02。 lzm _ lsy @ 126 . com
作者简介 : 李智民 ( 1971- ), 男 , 工程师 , 水工环专业 , 从事水文、工程、环境地质勘查、评价与研究工作。 E - mai: l 老河口市卫生防疫站 , 老河口市饮水型氟中毒病区流行病学调查报告 ,
李智民 , 赵德君 , 贾淑霞
(1 . 湖北省水文地质工程地质大队 , 湖北 荆州 434100 ; 1 1 2 430022)
2 . 湖北省地质调查院 , 湖北 武汉
摘
要 : 在分析南水北调中线工程运行后可能产生环境 地质问题的基础上 , 结 合目前业 已存在的环 境地质问题 ,
将汉江中下游分为鄂北岗地 、 汉江夹道 、 引江济汉 工程 、 汉江下 游和武 汉市 ( 长 江以北 部分 ) 地质 环境综 合整 治区 5 个区 , 在此基础上对各区地质环境合理开发与综合整治提 出具体对策建议 。 关键词 : 汉江中下游 ; 地质环境 ; 整治区划 ; 对策建议 中图分类号 : X 141 文 献标识码 : A
Hale Waihona Puke 0 引言汉江是长江在湖北省境内最大的支流 , 丹江口 武汉段为汉江的中下游段 , 流域总面积约 4 . 49 万平方 公里。汉江中下游地区人口密集、 经济发达 , 是湖北省 乃至全国重要的工农业生产基地。 随着南水北调中线工程及其补偿工程的逐步实施 , 汉江中下游地区的水环境条件受调水的影响将会发生 一系列变化, 水环境条件的变化势必会引起环境地质条 件的系统变化, 并可能引发一系列环境地质问题, 直接 影响汉江中下游地区的可持续发展。因而根据汉江中 下游目前的环境地质条件、 资源、 问题以及南水北调中 线工程运行后可能产生的主要环境地质问题, 对汉江中 下游地质环境进行综合整治区划分区, 提出相应的地质 环境合理开发与综合整治的对策建议是十分必要的。 其目的是充分发挥区内地质资源优势 , 尽量减少环境地 质问题的产生, 对已存在的问题进行综合治理, 达到汉江 中下游经济建设、 社会发展与资源开发利用的和谐发展。
是 : 鄂北岗地、 汉江夹道、 引江济汉工程、 汉江下游和武 汉市 ( 长江以北部分 ) 。 1. 2 分区评述 1. 2 . 1 鄂北岗地地质环境综合整治区 该区地形总趋势为东西两侧高、 中间低。地貌形态 以岗波状平原为主 , 占该区总面积的 63 . 6 % ; 其次为河 谷平原, 占该区总面积的 21 . 7 % ; 外围的低山丘陵占总 面积的 14 . 7 % 。该区需要整治的主要环境地质问题有: ( 1) 水资源缺乏 鄂北岗地是湖北省有名的 旱 包子 !, 区内多年平均降水量 850 mm, 是该省降水量最 少的区域; 同时 , 由于区内地表覆盖的第四系中更新统 粘土层普遍厚数十米 , 地下水补给条件差, 大气降水多 形成地表径流 , 入渗地下的很少 , 导致地下水资源缺 乏。据计算 , 该区的地下水天然资源总量为 20 496 . 49 ∀ 10 m /年 , 天然资源模数仅 5. 72 ∀ 10 m / km # 年。
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33. 86 km ; & 黄集降落漏 斗, 面积 10 km , 中心水位
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下降 4 m; ∋七方降落漏斗 , 面积 11 km , 中心水位下 降 3 . 05 m。随着地下水开采的继续 , 漏斗范围还有扩
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大的趋势。 ( 4) 地下水污染 ∃ 第四系中更新统粘土层孔 隙裂隙水: 通过对 35 组样品分析 , 水质极差和较差级 的占 60 % , 污染原因是在人口聚居地不注意环境卫生 而引起污染; % 汉江一级阶地孔隙潜水: 在 9 个地下 水样品中, 有 6 个属于极差级 , 2 个属于较差级 , 仅 1 个 为良好级。主要污染物有铁、 锰、 总硬度、 溶解性总固 体、 氨氮、 亚硝酸盐氮等, 个别水样砷和氟超标。其中 除铁、 锰超标属于原生环境形成的外 , 其他因子超标均 与人为污染有关。 1 . 2 . 2 汉江夹道地质环境综合整治区 汉江夹道挟持于荆山和大洪山之间, 中部汉江两 岸为不对称的冲积平原, 向两侧过渡到岗状平原, 外围 为低山丘陵。 该区是南水北调中线工程影响较大的区域, 新发 生和趋于严重的环境地质问题主要有地下水资源量减 少、 土地沙化加剧和地下水污染等问题。 ( 1) 地下水资源量减少 南水北调中线工程实施 后 , 夹道内的地表水资源将会产生较大影响 , 据预测自 襄阳到泽口, 水位平均下降 0 . 52 m ~ 0. 92 m, 流量减 少 439 m / s~ 493 m / s 。由于区内汉江水与其两侧 地下水有密切的水力联系, 因此地表水资源的减少将 对地下水资源产生较大影响。 区内主要是开采第四系中上更新统 [ Qp ] 孔隙 承压水含水层中的地下水, 地下水年开采量现状约为 1 340 . 34 ∀ 10 m /年, 地 下 水 允 许 开 采 资 源 量 为
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资源环境与工程
2006 年
降落漏斗, 漏斗中心位于襄棉, 一般在开采旺季 ( 5~ 9 月 ) 水位急剧下降 , 10 月以后水位逐渐回升, 年均水位 变幅 6 . 21 m, 漏斗面积 6 . 9 km ; % 张湾 肖湾一带降 落漏斗 , 漏斗中心位于肖湾三队, 水位下降 6 m, 面积
第 20 卷 第 5 期 2006 年 10 月 文章编号 : 1671- 1211( 2006) 05- 0539- 05
资源环境与工程 R esources Env ironm ent& Eng inee ring
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汉江中下游地质环境综合整治区划与对策建议
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( 2) 高氟地下水 主要分布在枣阳杨垱、 太平和 2 老河口洪山咀办事处的几个村 , 面积约 200 km 。高氟 地下水主要赋存于第四系中上更新统浅层土体之中 , 氟含量 1. 06 m g /L ~ 2 . 6 m g /L, 当地居民由于饮用该 层地下水, 不同程度患有地氟病。 2003 年老河口市对 洪山咀一带进行了流行病学调查 , 8~ 12 岁学生氟斑 牙的患病率为 26 . 7% 。 ( 3) 区域地下水位下降 区内有 4 处因过量开采 地下水而引起的区域地下水位下降漏斗 : ∃ 樊西工业区