彭金星 彭芷嫻
(1 江西省礦產資源保障服務中心 江西南昌 330025 2 江西省地質調查勘查院地質環境監測所 江西南昌 330009)
環鄱陽湖地區位于江西北部,涉及9 個設區市38 個縣(市、區)和鄱陽湖湖體(圖1),面積5.12 萬km2,約占江西省國土面積的30%[1]。環鄱陽湖地區是新中國成立以來,江西省第一個納為國家戰略的區域性發展規劃,對實現江西崛起新跨越具有重大而深遠的意義。通過對環鄱陽湖地區地質環境資料的歸集、整理和分析,總結存在的主要地質環境問題,并提出防治對策,對該區域的工農業生產和規劃等具有積極指導意義。

圖1 環鄱陽湖地區主要地質環境問題分布圖
環鄱陽湖地區整體呈盆地地貌,四周高、中間為平坦的鄱陽湖平原。區域主要地貌成因類型有構造侵蝕地貌、構造侵蝕剝蝕地貌、構造剝蝕地貌、侵蝕溶蝕地貌和堆積地貌等。
區域地處亞熱帶,氣候溫暖,年平均氣溫為17.5℃,無霜期262d。受亞熱帶季風影響,年平均降水量1482mm,且46.3%分布在4~6 月份。
區域廣泛出露前震旦系淺變質巖系,震旦系及下古生界發育齊全;上古生界及中生界發育不全,分布零星。區內巖漿活動期次繁多,侵入巖、火山巖、次火山巖均有發育,但以燕山期花崗巖最為發育。巖體根據巖石成因建造分為巖漿巖巖類、變質巖巖類、碳酸鹽巖巖類和碎屑巖巖類。
區域位于揚子準地臺東南緣,構造形跡主要為一系列的褶皺、斷裂和斷陷盆地,呈北北東、北東及近東西、南北走向。區域緊接西太平洋地震帶,自有地震記載的公元304 年至今,已記載大小地震多次,其中破壞性強震(震級>4.75 級)8 次[2]。歷史上九江一帶曾發生多次中強地震。
區域位于沿長江經濟帶和沿京九經濟帶的交匯點,基礎條件較好、發展潛力較大,是中部地區正在加速形成的增長極之一,以江西省30%的國土面積,承載了全省近50%的人口,創造了60%以上的經濟總量。總體而言,環鄱陽湖地區是江西省內人類工程活動最強烈的區域。
地質環境問題是由于自然作用和人為作用導致地質環境或地質體發生變化,從而給人類和社會造成危害或經濟損失。環鄱陽湖地區常見的地質環境問題有地質災害、地下含水層破壞、水土污染、土地退化、特殊不良巖土體等。
據江西省地質災害隱患數據庫中,江西省自然資源廳于2022 年12 月31 日發布的江西省1/5 萬地質災害調查顯示,區內38 個縣(市、區)共分布有地質災害隱患12687 處,其中崩塌4712處、滑坡7591 處、地面塌陷316 處、泥石流68 處,共威脅人口87157 人,潛在經濟損失28.9505億元。
據江西省地質災害易發程度分區圖顯示,區內因鄱陽湖平原的存在,地質災害總體以不易發-低易發區為主,僅在武寧縣的幕阜山區、廬山、浮梁縣的白際山區存在少量的地質災害高易發區及主要以山前丘陵存在的中易發區。區內地質災害相對省內其它地區亦低發、少發,但歷史上亦發生過重大地質災害傷亡事件。如,2001 年7 月30 日,景德鎮市樂平市塔前鎮山下村山下社采石場發生崩塌,崩塌體積約3000m3,造成28 人死亡,直接經濟損失50 萬元[3];2010 年5月25 日,撫州市東鄉縣孝崗鎮何坊村滬昆鐵路K699 段發生滑坡,致使運行的列車脫軌,造成17 人死亡,直接經濟損失約1 億元[3]。
區域地下水資源較豐富,且開發利用程度不高,多數地區地下水開采量遠小于可采資源量。但在長期較大規模疏排巖溶水的煤礦區,以及某些城市供水水源地,地下水開采(或疏排)量大于可開采資源量或補給量,造成地下含水層破壞。
2.2.1 地下水量減少
區內豐城、樂平、高安、新余等煤礦及瑞昌武山銅礦等地,因采礦長期疏排深部地下水或礦坑突水,普遍泉流干枯,局部形成地下水位降落漏斗。豐城河西礦區降落漏斗影響范圍達40~50km2,地下水位逐年緩慢下降,水位埋深已從原來的2.7~4.4m 降到13~16.57m,巖溶泉水全部干枯,單井出水量減少[4][5]。
目前,開采地下水作為廠礦企業供水水源或自來水補充水源的城市有南昌、九江、吉安、新余、樂平、瑞昌、景德鎮、宜春、高安等。南昌、九江、瑞昌的開采量分別為15.91 萬m3/d、1.19萬m3/d、2.75 萬m3/d,局部地段超采,含水層厚度減薄,分別形成面積238km2、15.4km2、5.5km2的降落漏斗,地下水均衡局部遭破壞[4]。地下水位持續下降會導致含水層厚度減薄,富水性降低,單井涌水量減少,開采井抽空吊泵甚至報廢時有發生。如,南昌市因布井不合理、超采地下水而導致地下水位大面積大幅度下降,致使市自來水廠開采井被迫關閉[4]。
2.2.2 含水層結構破壞
區內豐城、高安、渝水、樂平等地是江西省重要的產煤地。煤礦開采會貫穿局部含、隔水層,破壞含水層結構,引發礦坑突水事故。區域大部分煤礦發生過礦坑突水,主要分布在豐城的云莊、尚莊、洛市,樂平的橋頭丘、涌山、仙槎、鳴山,新余花鼓山,高安八景及萬年林崗山等地,此外樂平樂華錳礦也發生過突水。突水量多在100~2000m3/h,豐城云莊礦85min 內最大突水量達2.2 萬m3/h[4][5]。
惡性突水事故中有相當部分由淺部小煤窯濫采亂挖溝通大礦引起。如,1995 年5 月樂平仙槎煤礦突水淹井,就是由于民窯交叉采煤造成突水引起的,經濟損失約1000 萬元[4];1995 年豐城洛市煤礦(1098#)由于小煤窯采挖防護礦柱與大礦穿通造成突水,導致14 人死亡[4]。
環鄱陽湖地區地下水水質狀況總體良好。目前地下水污染主要集中在城市與廠礦鄰近地段,一般呈散點狀,以有機污染和細菌污染為主,但某些點位檢出酚、Hg、Cr、As、Pb、Zn 等有害元素超標。南昌、新余、景德鎮、九江、吉安、樂平、瑞昌、樟樹、豐城等地,除淺層地下水遭受NH4、NO2、NO3等有機污染外,局部或單點次還有有毒有害物超標污染或檢出[6]。
通過對8 項重金屬元素的綜合污染指數評價可知,區域受重金屬元素污染的表層土壤分布面積約652km2,其中重度污染土壤只占1.86%,表明區域表層土壤重金屬元素污染程度較輕,主要污染元素有Cd、Cu、As 和Hg 等重金屬元素[6]。
2.4.1 水土流失
區域水土流失面積約11740km2,主要分布在上饒、撫州、九江和宜春4 市,其中九江市武寧縣流失面積在333km2以上(見圖1)[4]。區域水土流失以水力侵蝕型為主,水土流失的形成與發展是自然因素和人為因素共同作用的結果。其中,紅砂巖、紫色頁巖、巖漿巖區在盆地周邊構造作用下,可將巖石切割成不連續塊體,加速巖石的風化,是區域中度以上水土流失的主要分布區。
水土流失的危害主要表現在3 個方面。一是使土層變薄,養分流失;二是淤積江河湖庫,入湖泥沙淤積為圍湖造田提供了條件,致使鄱陽湖湖區面積由1930s 初的5000 余km2縮小到2010s的3200 余km2[7],而且江湖淤積使通航里程大大縮短;三是加劇洪澇災害,水土流失造成的河床淤積,致使行洪能力降低、河水位抬高,成為導致洪災加劇的一個重要原因。
2.4.2 土壤潛育化
土壤潛育化主要分布于鄱陽湖區和各大江河河谷平原以及山間谷地等地勢低洼處(見圖1)。因地下水位埋藏淺,水稻土受到地下水長期浸漬,形成還原環境,使土壤理化性狀發生顯著變化,導致作物根系生長環境惡化,成為潛育化低產田(冷浸田)。據有關資料顯示,鄱陽湖區冷浸田約866.67km2,其中樵舍-滁槎-塘南一線以東為600km2[4]。
2.5.1 軟土
軟土在鄱陽湖濱湖平原、五河下游及九江賽湖北緣的全新統沖湖積層中分布較為廣泛,河谷平原、山間洼地及湖庫塘池有零星分布(見圖1)。巖性以淤泥質粘土、亞粘土為主,多呈薄層狀或透鏡體產出,厚度0.4~15.9m,一般為1~4m,梅家洲出江水道最大21m。軟土呈軟塑狀態,中~高壓縮性,強度低,穩定性差[8]。
軟土的主要危害是造成地基失穩、下沉,危及地表工業和民用建筑物、水利工程、鐵路公路的安全。當防洪圩堤堤基、閘基等建筑物坐落其上,往往易產生不均勻沉陷,使圩堤開裂、脫坡而失穩。國家重點整治鄱陽湖二期工程——湖口雙鐘圩,因下伏淤泥質軟土,地基承載力低,于2000 年4 月9 日,新修的290m 大堤滑塌入湖[8]。京九鐵路線南昌~德安段(原南潯線)穿越贛江、潦河、楊柳津及博陽河,一些地段地勢低洼,第四系松散土中局部夾薄層淤泥質土,汛期路堤坡腳常被水浸或淹沒,地下水位較高,路基有時不均勻沉陷[8]。
1)定期檢查先導式減壓調節器(SR),以保證燃氣空氣差壓保持穩定在40cm水柱左右。壓差過大或過小時需調節張力彈簧,旋緊時增大空氣與燃氣差壓,擰松時則減小差壓。
2.5.2 脹縮土
據前人調查取樣可知,鄱陽湖周邊出江水道沿岸的二、三級階地與崗地上分布有脹縮性土(圖1)。在自然條件下,多呈硬塑或堅硬狀態,一般呈零星、散點狀產出,分布無一定層位。其成因與巖性和地貌條件有一定關系[8]。脹縮性粘土礦物以伊利石、高嶺石為主,少量蒙脫石。根據液限及自由膨脹率等一般脹縮性判別指標,多屬低脹縮性土,少部分為中脹縮性土。主要危害是造成建筑物的變形開裂,危害程度輕。
地質環境問題的防治,遵循“預防為主、治理為輔、防治結合”的方針,對不同的地質環境問題采取不同的防治措施。
環鄱陽湖地區地質災害相對省內其它地區較輕,但區內的武寧縣和浮梁縣北部及廬山山區等地屬崩塌、滑坡、泥石流地質災害高易發區,豐城市和樂平市的采煤沉陷區、裸露型和覆蓋性巖溶區為地面塌陷高易發區,仍需重點防范,防范措施主要有4 項。一是工程治理,對規模較大和危害性大的崩塌、滑坡、泥石流等采取工程治理措施;二是監測預警,對不適用于工程治理的地質災害點,有條件布置監測預警設備的,開展專業監測預警;三是巡查排查,加強群策群防,汛期定期開展巡查排查工作;四是調查防范,通過風險調查,劃定風險防范區,制定防災預案。
針對地下含水層破壞的防治措施主要體現在3個方面。其一,開采地下水作為供水水源的區域,制定開采規劃,劃定開采區、開采量,有序開采地下水源;其二,雖然近年省內關閉了大部分小煤窯,區內僅存數家國有大中型采煤企業,抽排地下水量已經大幅降低,但仍需加強監管;其三,重點區域開展地下水水位和水質監測,實時把控區域地下水變化動態。
水土污染應從源頭控制,環鄱陽湖區水土污染主要集中在廠礦、人口密集區及農業區,造成水土污染的主要原因來自于工業“三廢”的排放、礦區尾礦污染、農業灌溉污染物下滲,以及生活垃圾、生活廢水的排放等。建議加強對土壤和地下水環境的監測,妥善處理“三廢”,盡可能做到杜絕污染源。
通過查明具體區域水土流失的原因,確定了針對水土流失防治的2 項措施。其一,環鄱陽湖地區作為國內重要的產糧區,建議合理安排農業生產活動,采取打壩淤地、修筑梯田等工程措施,減少水土流失;其二,采取植樹種草等生物措施,恢復裸露地面的植被。
針對土壤潛育化防治實施的措施主要有4項。一是開溝排水,消除漬害,在稻田周圍開溝、排引水源,排灌分離,防止串灌;二是多種經營,綜合利用,有條件的實施水旱輪作;三是合理施肥;四是開發耐漬水稻品種。
特殊不良巖土體會影響各類工程建設,針對這一問題的防治措施主要有3 項。其一,加強區內巖溶區和地面沉降區調查,制定地面塌陷易發程度分區,以指導當地工程建設;其二,工程實施前,做好巖土體勘查,重要工程盡量避免布局在軟土和縮脹土區;其三,當工程建設不可避免穿越特殊不良巖土體時,應做好基礎處理工作。
環鄱陽湖地區位于江西省北部,區域常見的地質環境問題有地質災害、地下含水層破壞、水土污染、土地退化、特殊不良巖土體等。區內共分布有地質災害隱患12687 處,其中崩塌4712 處、滑坡7591 處、地面塌陷316 處、泥石流68 處,共威脅人口87157 人,潛在經濟損失28.9505 億元,在區內長期較大規模疏排巖溶水的煤礦區,以及某些城市供水水源地,地下水開采(或疏排)量大于可開采資源量或補給量,造成地下含水層破壞。區內地下水污染主要集中在城市與廠礦鄰近地段,一般呈散點狀,以有機污染和細菌污染為主,區域受重金屬元素污染的表層土壤分布面積約652km2,其中重度污染土壤占1.86%;區域水土流失面積約11740km2,區內冷浸田約866.67km2。軟土體在鄱陽湖濱湖平原、五河下游及九江賽湖北緣廣泛分布,脹縮土主要分布在鄱陽湖周邊出江水道沿岸的二、三級階地與崗地。地質環境問題的防治,遵循“預防為主、治理為輔、防治結合”的方針,對不同的地質環境問題采取不同的防治措施。