我国典型水工环项目面临的突出环境问题与发展探究

刘 春 杨 雪

1.贵州地矿基础工程有限公司 贵州 贵阳 550081 2.贵州省地质调查院 贵州 贵阳 550081

0 引言

当前人们对基础设施建设的要求越来越高,在经济建设、节能环保、地质灾害防治、资源开发及利用方面,对水文地质、地质工程、环境监测,以及环境治理的要求也随之增加,水文地质、工程地质、环境地质技术在地质工程及生态修复方面的参与度也相应提高。在实际工程施工及项目运营过程中将工程地质、水文地质、环境地质、生态修复和环境治理有效融合,对于解决一些具有综合性、复杂性的地质和环境问题有极大的帮助[1-2]。通过综合分析典型地质环境问题,来探讨如何高效、科学的融合水工环地质技术,建立现代化信息网络及数据平台,对解决地质工程建设中遇到的突出问题有积极的作用。本文以川藏铁路、渭北石灰岩露天采区、贵州磷矿开采环境地质及地质环境恢复治理技术进行分析探讨[2-4],找出适用于贵州地质地貌及环境情况境恢复治理对策建议。

1 典型地质环境特征及问题

1.1 川藏线地质环境

川藏线处于我国地质环境复杂,地质板块活动频繁青藏高原东部,高山峡谷地形居多,河流下切作用强。该区域存在的主要环境地质问题有:川藏铁路穿越含煤地层,其中硫化物易氧化水解形成酸性水,铁路设施已被腐蚀;另一方面受大气降水、地表及地下径流的作用,盆地的碳酸盐岩裂隙岩溶水以大泉形式向盆地排泄,对草原生态系统造成不利的影响;施工加剧水土流失,影响地表径流、地表植被以及山地冰川环境,甚至引发地面塌陷等。

1.2 渭北石灰岩露天采区

渭北石灰岩露天采区位于黄河流域渭北宝鸡、咸阳地区关,南依秦岭,北临台塬,渭河自西向东纵贯其间,形成南北隆起、中间低平、西窄东宽的河谷断陷盆地地形,主要地层有寒武系、奥陶系、石炭系等,区内包括松散层孔隙水、松散层孔隙-裂隙水和基岩裂隙水地下水。该采矿区存在的主要地质环境问题有:露天开采诱发的小型滑坡和崩塌型的地质灾害;露天开采形成草地植被破坏及大面积裸露采坑,导致自然环境严重破坏;施工中石灰岩露天开采及施工爆破产生的大气粉尘污染。

1.3 贵州磷矿石开采区

贵州磷矿石开采区位于我国西南腹地,青藏高原第一梯阶到东部第三梯阶丘陵平原过渡的斜坡地带。地势由西向东逐渐降低,位于长江水系,具有典型的喀斯特地貌,地下水系丰富,河流峡谷分布众多。主要存在的环境问题:矿区矿石大量开采造成的植被破话;矿区的无序堆放引起重金属、磷、氟等元素的随着雨水的淋溶作用迁移到地下及地下径流中;另一方面矿渣开采及运输过程中产生的扬尘污染。

2 地质环境治理技术现状

2.1 技术融合问题

目前国内在地质环境问题治理方面,采用的水工环治理技术,多偏重于进行地质物理作用分析,采用技术手段多以地质工程技术进行末端治理,往往忽视了大气和水环境的预防和保护工作,尤其是大气环境的保护方面提得较少。没有真正做到技术融合和互补。

2.2 数据模型建立问题

我国地质环境复杂,不同地区或者同一地区的不同地方的地质环境可能都千差万别,我国数据模型建设的起步相较于发达国家晚,同时不同行业及部门之间的数据网络共享还未完全形成,一旦遇到一些复杂问题时,单一部门缺乏一些关键基础数据资料的支撑,可能同时需要环境部门监测数据、地质部门的数据,甚至气象部门气象的数据,存在各自为政的情况,到时数据模型建立比较困难,遇到复杂环境问题,单一数据模型不能有效解答。

2.3 生态保护修复问题

尽管地质工程治理具有“短平快”的功效,在我国运用较为广泛,在利用大数据、云计算以及监测数据网方面还未建立有效选择机制和决策机制,地质工程项目中缺乏环境监测技术的高效支撑,比如在水工环项目中,缺乏对大气环境的保护及质量技术支撑,在面对水环境保护方面缺乏提前预判和治理的关键技术。

3 采矿区水环境监测方法的运用

当前水工环地质、岩土理论及环境保护的相关理论结合更加紧密,但多数水工环地质研究偏重于岩土理论的研究和地质模型的建立,在污染因子对水环境和大气等方面的研究报到较少,为了解贵州典型磷矿山开采中污染因子对水、气环境的影响,此次利用水质环境监测方法对贵州典型磷矿山开采场周围水体中具有代表性的化学元素进行监测和调查。根据监测、调查的结果,提出存在的问题及相应的整改建议。

此次对采矿区附近河流进行监测布点,连续3天采样,分别设置背景点(采矿区河流上游100m)1个、监测点3个,具体见表3-1-1,指标的分析方法均采用地表《水和废水监测分析方法》(第四版)

从表1数据可知,磷矿采样区下游水体中的p H、悬浮物、总磷、氟化物的含量均高于背景点(采矿区上游游的100m)水体中的含量,说明采矿区的各种施工作用对水体有影响,随着采样点离磷矿石采样区越远,水中p H、悬浮物、总磷、氟化物的含量呈递减的趋势。根据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)规定,适应用于集中式饮用水源饮水的最低标准为Ⅲ类水,总磷限值为0.05 mg/L,氟化物限值为1.0 mg/L。从表2-3-1中数据显示总磷和氟化物两项指标在3天的监测数据中时有超标现象。从污染源调查部分结论显示,主要是由于采矿施工对水体环境的影响。尤其是当水体中悬浮物浓度增加时,通常会导致水体中总磷和氟化物的增加,初步推断是采矿施工过程中磷矿粉尘或者磷矿废水等进入水体,引起的水体污染。因此应加强对采矿区周边环境的治理,切实切断污染源对周围水质的继续危害,尤为重要。

表1 开采区河流水质监测内容和结果表 单位:毫克/升(p H:无量纲)

4 水工环地质环境技术的展望

当前科学技术高速发展,面对的地质环境问题日趋复杂,在面对水工环相关项目中复杂棘手的问题时,急切的需要地质、环境及水文等多方面的技术融合采能有效解决。同时需要加强地质环境工程施工管理,及时排查并消除环境污染隐患,严防污染事故发生。积极开展地质生态修复,建立矿产资源开发监测数据库,形成地质、水文、生态多部门协调联动机制。坚持“保护中开发,开发中保护”的方针,实行资源有偿使用制度,合理使用、节约和保护地质环境资源,提高资源利用率,确保地质工程技术与环境治理技术协同发展。建立健全生态地质、环境、水文监测数据平台。同时加强地质、环境以及水文专业人才的培养和交流,将国内外新的技术运用到水工环项目的地质环境治理工作中。