我國典型水工環(huán)項目面臨的突出環(huán)境問題與發(fā)展探究

劉 春 楊 雪

1.貴州地礦基礎(chǔ)工程有限公司 貴州 貴陽 550081 2.貴州省地質(zhì)調(diào)查院 貴州 貴陽 550081

0 引言

當(dāng)前人們對基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的要求越來越高,在經(jīng)濟(jì)建設(shè)、節(jié)能環(huán)保、地質(zhì)災(zāi)害防治、資源開發(fā)及利用方面,對水文地質(zhì)、地質(zhì)工程、環(huán)境監(jiān)測,以及環(huán)境治理的要求也隨之增加,水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)技術(shù)在地質(zhì)工程及生態(tài)修復(fù)方面的參與度也相應(yīng)提高。在實際工程施工及項目運營過程中將工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)、生態(tài)修復(fù)和環(huán)境治理有效融合,對于解決一些具有綜合性、復(fù)雜性的地質(zhì)和環(huán)境問題有極大的幫助[1-2]。通過綜合分析典型地質(zhì)環(huán)境問題,來探討如何高效、科學(xué)的融合水工環(huán)地質(zhì)技術(shù),建立現(xiàn)代化信息網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)平臺,對解決地質(zhì)工程建設(shè)中遇到的突出問題有積極的作用。本文以川藏鐵路、渭北石灰?guī)r露天采區(qū)、貴州磷礦開采環(huán)境地質(zhì)及地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理技術(shù)進(jìn)行分析探討[2-4],找出適用于貴州地質(zhì)地貌及環(huán)境情況境恢復(fù)治理對策建議。

1 典型地質(zhì)環(huán)境特征及問題

1.1 川藏線地質(zhì)環(huán)境

川藏線處于我國地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜,地質(zhì)板塊活動頻繁青藏高原東部,高山峽谷地形居多,河流下切作用強。該區(qū)域存在的主要環(huán)境地質(zhì)問題有:川藏鐵路穿越含煤地層,其中硫化物易氧化水解形成酸性水,鐵路設(shè)施已被腐蝕;另一方面受大氣降水、地表及地下徑流的作用,盆地的碳酸鹽巖裂隙巖溶水以大泉形式向盆地排泄,對草原生態(tài)系統(tǒng)造成不利的影響;施工加劇水土流失,影響地表徑流、地表植被以及山地冰川環(huán)境,甚至引發(fā)地面塌陷等。

1.2 渭北石灰?guī)r露天采區(qū)

渭北石灰?guī)r露天采區(qū)位于黃河流域渭北寶雞、咸陽地區(qū)關(guān),南依秦嶺,北臨臺塬,渭河自西向東縱貫其間,形成南北隆起、中間低平、西窄東寬的河谷斷陷盆地地形,主要地層有寒武系、奧陶系、石炭系等,區(qū)內(nèi)包括松散層孔隙水、松散層孔隙-裂隙水和基巖裂隙水地下水。該采礦區(qū)存在的主要地質(zhì)環(huán)境問題有:露天開采誘發(fā)的小型滑坡和崩塌型的地質(zhì)災(zāi)害;露天開采形成草地植被破壞及大面積裸露采坑,導(dǎo)致自然環(huán)境嚴(yán)重破壞;施工中石灰?guī)r露天開采及施工爆破產(chǎn)生的大氣粉塵污染。

1.3 貴州磷礦石開采區(qū)

貴州磷礦石開采區(qū)位于我國西南腹地,青藏高原第一梯階到東部第三梯階丘陵平原過渡的斜坡地帶。地勢由西向東逐漸降低,位于長江水系,具有典型的喀斯特地貌,地下水系豐富,河流峽谷分布眾多。主要存在的環(huán)境問題:礦區(qū)礦石大量開采造成的植被破話;礦區(qū)的無序堆放引起重金屬、磷、氟等元素的隨著雨水的淋溶作用遷移到地下及地下徑流中;另一方面礦渣開采及運輸過程中產(chǎn)生的揚塵污染。

2 地質(zhì)環(huán)境治理技術(shù)現(xiàn)狀

2.1 技術(shù)融合問題

目前國內(nèi)在地質(zhì)環(huán)境問題治理方面,采用的水工環(huán)治理技術(shù),多偏重于進(jìn)行地質(zhì)物理作用分析,采用技術(shù)手段多以地質(zhì)工程技術(shù)進(jìn)行末端治理,往往忽視了大氣和水環(huán)境的預(yù)防和保護(hù)工作,尤其是大氣環(huán)境的保護(hù)方面提得較少。沒有真正做到技術(shù)融合和互補。

2.2 數(shù)據(jù)模型建立問題

我國地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜,不同地區(qū)或者同一地區(qū)的不同地方的地質(zhì)環(huán)境可能都千差萬別,我國數(shù)據(jù)模型建設(shè)的起步相較于發(fā)達(dá)國家晚,同時不同行業(yè)及部門之間的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)共享還未完全形成,一旦遇到一些復(fù)雜問題時,單一部門缺乏一些關(guān)鍵基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料的支撐,可能同時需要環(huán)境部門監(jiān)測數(shù)據(jù)、地質(zhì)部門的數(shù)據(jù),甚至氣象部門氣象的數(shù)據(jù),存在各自為政的情況,到時數(shù)據(jù)模型建立比較困難,遇到復(fù)雜環(huán)境問題,單一數(shù)據(jù)模型不能有效解答。

2.3 生態(tài)保護(hù)修復(fù)問題

盡管地質(zhì)工程治理具有“短平快”的功效,在我國運用較為廣泛,在利用大數(shù)據(jù)、云計算以及監(jiān)測數(shù)據(jù)網(wǎng)方面還未建立有效選擇機制和決策機制,地質(zhì)工程項目中缺乏環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的高效支撐,比如在水工環(huán)項目中,缺乏對大氣環(huán)境的保護(hù)及質(zhì)量技術(shù)支撐,在面對水環(huán)境保護(hù)方面缺乏提前預(yù)判和治理的關(guān)鍵技術(shù)。

3 采礦區(qū)水環(huán)境監(jiān)測方法的運用

當(dāng)前水工環(huán)地質(zhì)、巖土理論及環(huán)境保護(hù)的相關(guān)理論結(jié)合更加緊密,但多數(shù)水工環(huán)地質(zhì)研究偏重于巖土理論的研究和地質(zhì)模型的建立,在污染因子對水環(huán)境和大氣等方面的研究報到較少,為了解貴州典型磷礦山開采中污染因子對水、氣環(huán)境的影響,此次利用水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測方法對貴州典型磷礦山開采場周圍水體中具有代表性的化學(xué)元素進(jìn)行監(jiān)測和調(diào)查。根據(jù)監(jiān)測、調(diào)查的結(jié)果,提出存在的問題及相應(yīng)的整改建議。

此次對采礦區(qū)附近河流進(jìn)行監(jiān)測布點,連續(xù)3天采樣,分別設(shè)置背景點(采礦區(qū)河流上游100m)1個、監(jiān)測點3個,具體見表3-1-1,指標(biāo)的分析方法均采用地表《水和廢水監(jiān)測分析方法》(第四版)

從表1數(shù)據(jù)可知,磷礦采樣區(qū)下游水體中的p H、懸浮物、總磷、氟化物的含量均高于背景點(采礦區(qū)上游游的100m)水體中的含量,說明采礦區(qū)的各種施工作用對水體有影響,隨著采樣點離磷礦石采樣區(qū)越遠(yuǎn),水中p H、懸浮物、總磷、氟化物的含量呈遞減的趨勢。根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)規(guī)定,適應(yīng)用于集中式飲用水源飲水的最低標(biāo)準(zhǔn)為Ⅲ類水,總磷限值為0.05 mg/L,氟化物限值為1.0 mg/L。從表2-3-1中數(shù)據(jù)顯示總磷和氟化物兩項指標(biāo)在3天的監(jiān)測數(shù)據(jù)中時有超標(biāo)現(xiàn)象。從污染源調(diào)查部分結(jié)論顯示,主要是由于采礦施工對水體環(huán)境的影響。尤其是當(dāng)水體中懸浮物濃度增加時,通常會導(dǎo)致水體中總磷和氟化物的增加,初步推斷是采礦施工過程中磷礦粉塵或者磷礦廢水等進(jìn)入水體,引起的水體污染。因此應(yīng)加強對采礦區(qū)周邊環(huán)境的治理,切實切斷污染源對周圍水質(zhì)的繼續(xù)危害,尤為重要。

表1 開采區(qū)河流水質(zhì)監(jiān)測內(nèi)容和結(jié)果表 單位:毫克/升(p H:無量綱)

4 水工環(huán)地質(zhì)環(huán)境技術(shù)的展望

當(dāng)前科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展,面對的地質(zhì)環(huán)境問題日趨復(fù)雜,在面對水工環(huán)相關(guān)項目中復(fù)雜棘手的問題時,急切的需要地質(zhì)、環(huán)境及水文等多方面的技術(shù)融合采能有效解決。同時需要加強地質(zhì)環(huán)境工程施工管理,及時排查并消除環(huán)境污染隱患,嚴(yán)防污染事故發(fā)生。積極開展地質(zhì)生態(tài)修復(fù),建立礦產(chǎn)資源開發(fā)監(jiān)測數(shù)據(jù)庫,形成地質(zhì)、水文、生態(tài)多部門協(xié)調(diào)聯(lián)動機制。堅持“保護(hù)中開發(fā),開發(fā)中保護(hù)”的方針,實行資源有償使用制度,合理使用、節(jié)約和保護(hù)地質(zhì)環(huán)境資源,提高資源利用率,確保地質(zhì)工程技術(shù)與環(huán)境治理技術(shù)協(xié)同發(fā)展。建立健全生態(tài)地質(zhì)、環(huán)境、水文監(jiān)測數(shù)據(jù)平臺。同時加強地質(zhì)、環(huán)境以及水文專業(yè)人才的培養(yǎng)和交流,將國內(nèi)外新的技術(shù)運用到水工環(huán)項目的地質(zhì)環(huán)境治理工作中。