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地质环境论文大全11篇

时间:2023-03-30 11:27:36

地质环境论文

地质环境论文篇(1)

堤防工程是为了抵御洪、潮水给人类正常活动以及生存环境带来的自然灾害而修建的水利防护工程的总称。堤防工程的主体是众所周知的各类挡水堤、墙,而堤上的各类闸、涵、洞、管等穿堤建筑物以及堤防维护、抢险所需的交通和通讯设施等等,则应归为堤防工程的附属工程或附属建筑物。

1.1堤防工程的特点

(1)线路长,分布范围广。据统计,我国已建堤防总长20余万公里,尚有若干堤防工程正在规划和建设之中,主要分布在各大江大河的干、支流上和各湖泊周围及沿海一带。

(2)堤防工程的主体主要是线性水工建筑物,其它附属建筑物则另当别论。

(3)堤防工程的主体—大堤,多为阶段性(或临时性)挡水建筑物,建筑物高度在数米至十余米之间,并不象大坝一样是长年挡水的数十米至数百米高的集中式枢纽建筑物。

(4)堤防工程的主要附属建筑物之一是支流(沟)与主流汇合口附近的挡水闸,这种闸往往具有双向挡水的性质,这与大坝的受力条件是有区别的。

(5)堤防工程有严格的等级标准,对于特别重要的一级堤防,例如保护江汉平原的荆江大堤,是不允许溃堤的;而一般性的河滩围堤,在超过设计洪水时则只好放弃。但是对于大坝而言,基本上是不允许垮坝的,在勘测设计施工运行的全过程中,均采取十分谨慎的运作策略。

1.2堤防工程所处的地质环境

堤防工程所处的地质环境多为江河冲洪积平原区,地层以第四系冲积、洪积、湖积相为主;堤防工程的地基大多座落在此类沉积相的漫滩和一级阶地之上;也有一些堤防工程是在岸边岗地丘陵区,但不多见;还有一些城市的堤防工程是建在人工填土(杂填土、素填土)之上,例如武汉城区的部分堤防工程。

就某一地区或某一河段的堤防工程而言,其所处的地质环境相对比较简单;从全国范围内的堤防工程来论,其地质环境则相对较为复杂。长江中下游与黄河中下游的地质环境显然是不同的;南方河流与北方河流的地质环境也有区别;湖泊、海堤的地质环境与江河漫滩更是相差甚远。

堤防工程所处地质环境的一个重要特征是,水文地质条件较为简单,地下水的补排关系较为明确。江河湖岸地层中的地下水(松散沉积物中的孔隙水,二元结构地层中的承压水)与江河湖水之间的水力联系十分密切,互为阶段性的补排关系。堤防工程所处的江河湖岸既是堤内地下水的排泄边界,又是江河湖水位较高时补给堤内地下水的补给边界。这种边界条件一旦改变,实际上就是地质环境的改变,这是我们应该认真思考的。

1.3堤防工程与地质环境的关系

堤防工程的特点决定了堤防工程对地质环境有较强的适应性,工程虽然规模巨大,线性工程跨越了不同的工程地质单元,地质环境差异较大,但在相同的地质环境和工程地质单元上,工程地质条件则相对较为简单,工程地质问题也相对较为明确。如果不从环境地质的角度来考虑,单从工程建筑物本身的角度来看,堤防工程并不复杂。

堤防工程所处的地质环境是客观存在的现实,由于堤防工程的修建,或者说堤防工程措施的实施,对客观地质环境的改变是毋庸置疑的。改变了客观地质环境,会带来什么样的环境地质问题,这是我们地质师需要认真思考和研究的。忽略了堤防工程的环境地质问题,人类社会肯定要受到大自然的惩罚。

2堤防工程带来的环境地质问题

堤防工程的三大主要工程地质问题:堤基土层在渗流作用下的渗透破坏、堤基为软土层存在稳定问题、岸坡受水流冲刷侧蚀产生崩塌破坏影响大堤安全。针对此三大工程地质问题需要采取相应的工程处理措施。如果工程处理措施不当或对地质环境的分析不够,就可能带来新的环境地质问题。

2.1堤基垂直防渗阻断地下水的正常排泄引起的环境地质问题

堤基表层为砂性土,或砂性土埋藏较浅,或表层粘性土较薄的二元结构地层,在外江水位高于堤内侧地面高程时均将不同程度地存在堤基渗漏问题(实际上,只要外江水位高于堤内地下水位时,渗漏就已经发生了)。堤基渗漏并不可怕,对堤基稳定影响最大的是渗透破坏。当渗透水流坡降大于堤基土体的临界水力坡降时,渗透破坏就会发生。工程上对于渗透破坏一般采用铺盖(增加上伏粘性土层的厚度,也有延长渗径的意思)、堤内侧设排水减压井、浅基截渗墙和垂直防渗帷幕。前三种方法是堤基防渗的传统工程处理措施,较为适用,多年来的实践证明效果也是较好的。而最后一种即垂直防渗则是1998大洪水后普遍被提及和宣传的一种以往很少用于堤防工程(多用于大坝坝基)的防渗措施。

一般说来,江河湖海是区域性地表水和地下水的最低排泄基准面,由于堤防工程的兴建,地表水将只能通过闸、泵等穿堤建筑物排出堤外;在没有进行堤基垂直防渗的情况下,地下水仍然能按照区域性地下水的总体流向,通过最短路径排向江河湖海中。显然,当实施了一定范围内的连续性垂直防渗措施后,天然状态下的地下水渗流场被人类工程活动改变了,水文地质条件发生了一定程度的变化,有些地方可能发生了根本性的变化,地下水的排泄通道被阻断了,它的出路在哪里?地下水没有了出路,实际上是地质环境的改变,新的环境地质问题将随之产生。

如果大范围截断了地下水的排泄通道,地下水位被雍高之后,或于地表低洼处出溢,形成水塘直接以蒸发形式与大气层进行平衡交换;或选择更大范围的区域性的排泄途径向更远的排泄基准面运移。但是无论地下水以何种方式寻找出路,已经雍高了的地下水位,使得土地发生沼泽化或盐碱化,对农作物、建筑物、人类生存环境的影响将势在必然。地下水位雍高致使水流不畅,出现水的矿化度升高,水中微生物数量增多,导致水质恶化;由于地下水位的升高,使得建筑物地基,尤其是土基中的含水量增高,甚至达到饱和,使原本能够满足建筑物要求的土基的物理力学指标降低,导致建筑物发生沉降或不均匀沉降,出现失稳或开裂。特别是对于一些靠山临水的地区(如江西景德镇、临川、上饶等城市),大气降水的相当一部分渗入植被覆盖良好的地下,通过山前冲积平原二元结构的水平径流区,于河谷岸边排入天然河道。实施了封闭式的垂直防渗之后,使得这些原来每年仅受数日洪水威胁的城市将全年都在水中浸泡渡日。这种情况决不是耸人听闻,据反映,有些地方已经出现了地下水位上升带来的一系列问题,这是地质师们不该掉以轻心。

2.2堤基垂直防渗阻断江河湖水正常补给地下水引起的环境地质问题

垂直防渗除了截断地下水排泄通道带来一系列环境地质问题之外,由于江河湖岸又是附近区域地下水的补给边界,没有了大范围的地表水的补给,同样会打破地质环境的平衡,仍然会引起新的另一类的环境地质问题。归结起来主要有:

(1)地下水主要靠江河湖水集中补给的一些地区,当地工农业用水除了靠提或引取江河水之外,另一主要来源是开采地下水。由于截断了河水向地下水的补给通道,地下水失去了江河湖这一直接补给源,形成只采不补的恶性环境,必然导致地下水位的下降,影响地下水的正常开采与利用。城市区的地下水位下降后,有可能引起建筑物基础应力条件的改变,出现建筑物失稳,地面裂缝和局部塌陷的情况。城区地下水与江河湖水失去互相补排关系之后,地下水不能与外系统构成循环,必然导致水质恶化,新的环境水文地质问题由此而生。

(2)截断了河水对地下水的补给通道后,致使正常来水量情况下河水位偏高。因为河道没有了正常向外“渗漏”的条件,实际上是抛弃了江河两岸天然状态下巨大的地下调节和分蓄洪水库,江河水位当然要升高了。由于在相同来水量条件下河水位的升高,迫使我们不得不加高堤防,而实际上防洪标准又没有提高。可以说这是一种典型的人为的自作自受,人类自身的作茧自缚,自然生态环境的恶性循环。

堤基汛期渗透破坏与垂直防渗后引起的环境地质问题,本身就是一对矛盾。解决这样的矛盾,处理好这样的问题,需要各专业间的互相配合,认真论证,找出比较符合客观实际的解决方案,争取做到防止渗透破坏取得较好的效果,又不至于引起严重的环境地质问题。

2.3开采筑堤建材引起的环境地质问题

堤防工程大多是采用当地材料筑堤,其取土原则是:就近开采,尽量不占用或少占用耕地,在堤基安全保护区范围之外取土。但是在实施过程中情况并非如此。一种情况是承包单位并未在勘测设计单位推荐的料场取料,另一种情况是汛期抢险时只能就近取土以解急用,这就可能因主动或被动地开采筑堤料引起一些环境地质问题。

(1)取土点在堤基附近,不在堤基安全保护区以外。由于取土,人为地破坏了天然的防渗铺盖,缩短了渗径,改变了可以安全抵御洪水的天然水文地质环境,增加了堤防出险的可能性。

(2)取土点虽然在堤基安全保护区以外,但由于堤防附近并没有料场,不得不将农田作为料场,开采时未留下保护层,其结果是虽然保住了堤防,但也会造成大片农田被破坏,而且不易复耕,可能产生土地砂化,使本来就有限的土地人为地减少。

(3)堤防所需的块石料大多是开山采取,采石过程中除了施工影响外,还由于人们在开采时并没有实施多少保护措施,山上的植被受到严重破坏,开采的石料和弃土被任意堆放,尤其是堆放在沟谷中的弃渣在暴雨期极易引起水土流失,可能形成泥石流,造成新的地质灾害。

(4)筑堤所需的砂砾石,基本上是从河漫滩中开采的,如果不按设计要求进行开采,可能形成河道起伏不平,糙率增大,影响河水流态,从而改变河势,造成河道变迁,引起新的问题。

以上情况均为开采天然建材时,没有环境保护意识而造成的,虽然人们已经注意到此类问题,但由于各地情况不同,这种现象在一段时间内还会长期存在,应该继续予以关注。

2.4堤防工程可能引起的其它环境地质问题

汛期堤内低洼渊塘常常发生险情,且早期不易被及时发现,当发生冒泡喷水时也不易准确判断其渗漏性质,只好按最坏险情进行抢险,增大了抢险工作量和抢险难度。为了减轻汛期抢险压力,堤内渊塘一般按规范要求应进行填平处理,以确保堤脚一定范围内不产生险情隐患。然而,所有渊塘填平之后,也堵塞了地下水的排泻出口,会给堤内带来什么样的环境地质问题,还有待研究,并需要时间和实践去检验。

3关于避免堤防工程引起环境地质问题的原则

为了保护堤防,也为了使自然环境不被人为的破坏,在加固或新建堤防时,首先要有环境意识,这是方案拟定和正确决策的基础。各类堤防工程方案在实施过程中,应注意几个原则:

(1)对需加固的堤防应尽量利用天然铺盖或加长加厚铺盖,堤后设置减压井和排水沟等措施来处理渗透破坏问题;对于险工险段或砂性土堤基段,可根据实际地质条件适当考虑垂直防渗措施,但决不可以在大范围内对全堤线进行大规模垂直防渗,即使局部堤段采取了垂直防渗,也应认真研究由此而引起的环境地质问题,提出解决方案。

(2)对于堤防附近无料可取而必需占用耕地的,应在取土时对取土深度科学地确定,留有一定厚度的可植层以备复耕。

(3)河道内取料应尽量在主河槽内,且开挖深度高差不宜过大,在河道弯曲和狭窄段不宜开采。

(4)开挖块石料应尽量少破坏表层植被,开采弃渣料应有固定的堆放场地。

地质环境论文篇(2)

1.2矿山地质环境的脆弱性矿山周边地质环境的脆弱性是由于长期滥采滥挖问题造成的,因此这意味着进行矿山周边地质环境评价已经成为我国社会发展过程中的一个无法回避的沉重现实。因此在这一前提下我国地质工作者应当对矿山周边地质环境的脆弱性有着深刻的了解,从而能够矿查明主要的环境地质问题及其带来的危害。这同时能够为我国科学开发矿产资源和保护矿山地质环境、整治矿山环境、恢复与重建矿山生态、实施矿山地质环境监视治理等提供非常有用的科学资料和科学依据。

1.3矿山地质环境评价紧迫性众所周知矿山地质环境评价是一项极其紧迫的工作,这主要是由于这一工作的进行能够为矿山地质环境的综合整治提供较为科学的基础性依据,并且能够在此基础上给世人阐述出矿山地质环境评价的重要性同时能够更加有效的分析其重点评价的内容。另外,通过单元划分和地质环境评价指标权重的有效确立,我国地质学者和地质工作者可以更加高效的选用合适的数学模型来对我国矿山环境质量做出现状评价,最终在完成现状评价的基础上进行相应的猜测评价,从而使得综合评价的科学性和可靠性得到进一步的有效提升。

2矿山周围地质环境评价方法

矿山周围地质环境评价方法的有效选择需要许多环节的有效支撑,这主要包括了合理确定矿山地质环境评价重点、结合矿山周围气候环境进行分析、区域评价的有效进行、地质环境的精确总结等内容。以下从几个方面出发,对矿山周围地质环境评价方法进行了分析。

2.1合理确定矿山地质环境评价重点合理确定矿山地质环境评价重点是提升矿山周围地质环境评价方法有效性的重要内容。通常来说在矿山周围地质环境评价过程中,矿业活动引发的水资源减少、水环境变化,例如地表水漏失、地下水资源枯竭、区域水均衡破坏、水质污染问题加剧等都是矿山地质环境评价的重点内容。除此之外,当地矿业活动对于当地的土地资源和土石环境产生影响和破坏时,例如改变了当地土地利用现状和地面变形时,又或者造成土地荒漠化、土石污染时,这些内容也是矿山地质环境评价的重点之一。另外,矿山地质环境评价重点还包括了矿区存在的各类地质环境问题,例如土石环境污染、崩塌、滑坡等。因此地质工作人员应当在了解灾害规模、发育程度、危害对象和生产原因的基础上,对于其可能产生的影响和可能出现的危害程度进行有效的评价。

2.2结合矿山周围气候环境进行分析结合矿山周围气候环境进行分析是指地质工作人员在充分把握并且评价该地区的气象、水文、地形、地貌、地层岩性、地质构造、地震、地下水、工程地质等基础条件的前提下,通过进一步查明评价区存在的地质环境题目的种类、规模、特征、发育程度,查明与相邻矿山矿业活动的相互影响特征与程度。除此之外,在结合矿山周围气候环境进行分析的过程中地质工作人员应当注重针对各种地质因素在不同局部区域的差异性和复杂性,要做到较为精确的评价,需将整个评价区域划分成若干个评价单元,同一评价单元在地质环境条件方面具有一致性,而不同的评价单元之间应具有可比性。

地质环境论文篇(3)

1大型盆地水文地质特征

新疆的大型盆地包括塔里木和准噶尔两大盆地。盆地内的地下水,主要分布于天山南麓和北麓、昆仑山北麓的山前冲洪积倾斜平原地区,盆地腹地的塔克拉玛干沙漠、古尔班通古特沙漠也有分布。

1.1山前冲洪积

平原区包括近山的砾质平原区和远山的细土平原区。含水层主要由第四系冲洪积卵砾石、砂砾石、含砾中粗砂、中细砂层构成,厚度一般在400~600m,局部地段厚度超过1000m。含水层结构由山前向盆地内部,由砾质平原的单一结构潜水含水层向细土平原的多层结构潜水—承压水含水层变化,含水层颗粒也由粗变细,在细土平原区出现了粉土、粉质粘土等构成的相对隔水层。相应地,含水层富水性也总体表现为由强变弱,单井出水量由砾质平原区的2000m3/d以上逐渐减为细土平原区的1000m3/d左右。该区地下水主要来源于出山河流的入渗补给,其次为水库、渠系和农田灌溉入渗、山区基岩裂隙水的侧向径流补给,由山前平原区向盆地腹地的沙漠区径流,在径流过程中,通过泉水溢出、绿洲区蒸发蒸腾、人工开采等方式排泄。沿着地下水径流路径,山前平原区的地下水质不断发生着变化。塔里木盆地的砾质平原区,地下水一般为矿化度小于1g/L的硫酸—重碳酸盐型淡水,水质较好,至细土平原区,矿化度一般上升至1~3g/L,化学类型也大多变为硫酸盐—氯化物型,水质变差;准噶尔盆地砾质平原区,地下水矿化度一般在0.5g/L左右,水化学类型多为重碳酸盐型,水质很好,至细土平原区,矿化度升至1g/L左右,水化学类型也向硫酸—重碳酸盐型转化。地下水资源量大小,在空间上分布不均一,主要受出山河流量大小控制。总体来说,出山河流的流量越大,其所形成的冲洪积扇区地下水资源越丰富。在这两大盆地中,地下水资源较丰富的冲洪积扇主要有且末河、和田河、叶尔羌河、喀什噶尔河、克孜勒苏河、阿克苏河、渭干河、玛纳斯河、奎屯河等。

1.2沙漠区

准噶尔盆地古尔班通古特沙漠南缘一带,有地下水分布。东部昌吉州境内沙丘覆盖下的第四系冲湖积粉细砂含水层承压水,属自流斜地延伸部分,为矿化度小于1g/L的淡水;西部莫索湾一带,沙漠下承压水为玛纳斯河冲积层,发现了矿化度0.34g/L的重碳酸钙型水,水质良好,单井涌水量小于1000m3/d。该沙漠北部新第三系出露地表,部分被沙漠覆盖,普遍赋存有第三系层间承压水,水量较小,单井涌水量小于100m3/d,矿化度2~3g/L。塔里木盆地塔克拉玛干沙漠北缘,沙丘下的塔里木河古河道普遍有潜水分布,矿化度3~6g/L,单井涌水量小于500m3/d。其余广大沙漠区,虽普遍分布有地下水,但水量较小,水质复杂,浅部一般矿化度为8~10g/L左右。沙漠腹地第四系松散粉细砂含水层中,400m深度内由浅到深矿化度为8~10g/L、6~7g/L、5.25~3.4g/L,有逐渐降低规律;塔中KT1(深井653m)在埋深425.00~428.54m层段,找到矿化度为2.27g/L的地下水,单井涌水量603m3/d。埋深552.10~632.24m段,矿化度2.61g/L,单井涌水量751m3/d。沙漠区的地下淡水,大多为隐伏古河湖积平原或古河道带的地下水,由山前平原地下水侧向径流转化而来。

2山间盆地

河谷平原水文地质特征新疆主要的山间盆地和河谷平原包括吐鲁番盆地、哈密盆地、拜城盆地、焉耆盆地、塔城盆地、博乐盆地等和伊犁、额尔齐斯河谷平原。这些山间盆地和河谷平原规模虽小,但具有和塔里木与准噶尔两大盆地相似的水文地质规律,含水介质、富水性、水质也具有明显的分带性。其中伊犁和额尔齐斯河谷平原区,由于当地降水较丰富,是新疆单位面积地下水资源最丰富的地区。地下水主要接受大气降水、上游山区的河流入渗补给和基岩山区通过断裂破碎带侧向径流补给3种形式。由山间盆地的洪积扇向盆地中央或河谷出山口向下游径流,在径流过程中,通过泉水溢出、绿洲区蒸发蒸腾、人工开采等方式排泄。由补给区到排泄区,地下水水质不断发生着变化。在盆地或河谷平原的上游,地下水一般为矿化度小于1g/L的重碳酸—硫酸盐型淡水,水质较好,再向下游径流过程中,矿化度一般上升至1~3g/L,水化学类型也大多变为硫酸盐—氯化物型,水质变差;最终在山间盆地的最低洼处以矿化度大于3g/L,水化学类型多变为氯化物型,基本以盐湖的形式存在,如吐鲁番盆地的艾丁湖、拜城盆地等。各山间盆地及河谷平原地下水资源量大小,在空间上分布不均一,主要受出山河流量大小控制。山区河流量越大,其所形成的山间盆地和河谷平原地下水资源越丰富。地下水资源较丰富的地区主要有焉耆盆地、博乐谷地伊犁河谷和额尔齐斯河谷平原等。

3基岩山区

水文地质特征基岩山区地下水主要分布在阿尔泰山、天山和昆仑山三大山脉的古生代及前古生代地层,多组成高中山地,构造含水介质的碎屑岩、岩浆岩、碳酸盐岩和变质岩含水层(组),褶皱形变复杂,多次的张扭性断裂发育,裸岩表层风化带厚度达20~30m;深部脉状裂隙纵横交错,浅部网状裂隙蛛丝密集,并相互贯通,导水性较好,在降水和地表水入渗补给作用下形成基岩裂隙水。雪线以上有带状永冻层地下水分布。区域断块深断裂,走向与山体走向基本平行,控水作用很强,一般在受压应力形成逆掩断层的基础上,又受新构造错动的影响,多形成压扭性阻水的结构面,在断层破碎带的地下水补给一侧,线状泉群多有出露,形成构造蓄水带,对地下水深部循环起着良好的导水作用。以上含水体分布面积约占山地总面积70%。高中山区基岩裂隙水富水性极不均匀,变质岩与岩浆岩裂隙水富水性较差,泉流量一般0.1~1L/s或稍大,碳酸盐岩类裂隙岩溶受发育程度所限流量差异大,一般泉流量多在3~50L/s。雪线以上多年冻土区融冻液态地下水泉流量也较大。高中山地地下水矿化度<1g/L,融冻层水及水循环条件好的构造富水带矿化度<0.5g/L。天山东部觉罗塔格、库鲁克塔格一带,由古生代、前古生代地层组成山峦低矮,为晚近缓慢上升区,剥蚀作用极为强烈,近于准平原化,无长年水流,降水<50mm,形成大面积的石漠,含有5~30g/L的高矿化基岩裂隙水,分布面积约占山地总面积10%左右,为新疆地下水极贫乏地区。山区岩土中的Ca和HCO3首先被淋溶于水,地下水补给径流条件优越,使之成为山地水尤其是地下水的标型元素,形成HCO3—Ca型水,矿化度小于1g/L;局部地区受围岩地层岩性的影响,水化学类型为HCO3•SO4-Ca•Na型水;如北塔山以东的中低山区及阿勒泰、塔城、博乐、伊犁的低山区或天山北麓的乌鲁木齐西山区,为HCO3-Ca和HCO3•SO4-Ca•Na型水,矿化度小于1g/L。在和田河流域中低山区,矿化度1~2g/L。

二环境地质问题

新疆普遍存在的环境地质问题是土壤盐渍化与沙漠化,另外还有煤层自燃、矿坑突水、瓦斯爆炸、地下工程塌方、区域地下水位下降和地下水污染等。土壤盐渍化主要分布于准噶尔、塔里木盆地的细土平原、河流下游的冲积平原区,全疆盐渍化面积9.7×104km2;沙漠化沿古尔班通古特及塔克拉玛干两大沙漠周边分布,沙漠化面积9.3×104km2。盐渍化重发育区主要分布在罗布泊及周围地区、叶尔羌河和喀什噶尔河下游区以及阿克苏河以东至塔里木河中下游段;盐渍化中发育区分布在塔里木盆地南缘牙通古孜河—且末县以西的细土平原区;盐渍化低发育区主要分布在天山北麓的细土平原带以及古尔班通古特沙漠北缘段、福海以南地区。沙漠化重发育区主要分布于塔里木盆地南缘西部、塔里木河下游阿拉干以南地段以及喀什噶尔河、叶尔羌河下游段、阿克苏河以东至塔里木河中下游段;沙漠化中发育区分布在塔里木盆地南缘牙通古孜河—且末县以西;沙漠化低(轻)发育区分布于北疆盆地边缘,南疆绿洲边缘地带。沙漠化重危害区分布于兰新铁路哈密段、塔里木盆地南北缘的沙漠边缘、绿洲内部或边缘地带以及塔里木河、和田河的下游地区;盐渍化重危害区分布在塔里木盆地北缘,喀什噶尔河、叶尔羌河下游及阿克苏河以东至塔里木河阿拉干段;沙漠化、盐渍化中危害区分布于牙通古孜河—且末县以西,G315线且末—民丰段;沙漠化轻危害区分布于托克逊、阿克陶、英吉沙、墨玉县等地;盐渍化轻危害区分布于准噶尔西部山间盆(谷)地、准噶尔盆地南缘细土平原带、焉耆盆地;盐渍化、沙漠化灾害轻危害区分布于阿尔泰山南麓冲洪积平原,古尔班通古特沙漠北缘、乌鲁木齐以东沙漠和绿洲的接触地带;沙漠化、盐渍化灾害弱发育区分布于平原区及人类活动稀少地区。典型环境水文地质问题为区域地下水位下降和地下水污染。区域地下水位下降在天山北麓和吐哈盆地最为突出,奎屯以东-奇台县一带是新疆综合经济最发达地区,地下水开采程度在60%以上,全疆7个超采区有4个位于该区内。地下水污染主要分布于经济较为发达的天山北坡经济带的乌鲁木齐、石河子、奎屯市及南疆的喀什、库尔勒市等地。

三地质灾害

新疆地质灾害较为严重,长期以来对城镇、重要工程设施、人民生命财产安全造成严重危害,历史上曾发生过地质灾害摧毁城镇、铁路公路、水利工程设施等重大灾害事件。随着全球气候转暖、人类活动加剧,近年来新疆地质灾害的发生呈现出范围扩大、时间提前、频次增加、群发性和经济损失增大的趋势。

1新疆地质灾害时

空分布特征空间上,崩塌、滑坡、泥石流出现最多的区域是3大山系,即阿尔泰山、天山和昆仑山;在时间上,年内具有汛期(4~9月)高发,其它时间低发,全年呈正态分布的特点,年际具有与大气候特征相对应的周期性(8~12年)变化规律。

2不同灾种的分布特征

崩塌、滑坡、泥石流灾害主要分布在阿尔泰山南坡、天山西段中低山区和昆仑山山区。其中,崩塌主要分布在山区交通沿线的陡坡、矿山边坡和自然斜坡的陡崖地段,以岩体崩塌为主,217国道独—库公路段、314国道中—巴公路山区段最发育;滑坡主要分布在第四系松散堆积物组成的中低山高陡斜坡区,以伊犁谷地山区黄土型滑坡最为典型;泥石流主要沿中低山区的河流、沟谷发育,重点分布在天山北坡乌鲁木齐—乌苏一带、阿尔泰山克兰河阿勒泰市区段、昆仑山与天山复合部位(克州与喀什西部山地)。地面塌陷主要分布在天山南北麓低山丘陵的采煤工程分布区。

3地质灾害发育强度高

发育区主要分布在阿勒泰市区段,伊犁谷地山区,省道、国道山区段,南疆铁路阿拉沟至和静段,天山北麓乌苏—阜康低山丘陵区,西昆仑山西部中高山区;中发育区主要分布于各大山系的中高山区;低发育区主要分布在低山丘陵区;其它地区为弱发育区。

4地质灾害现状危害程度

重危害区主要分布在阿勒泰市区段,伊犁谷地山区,省道、国道山区段,南疆铁路阿拉沟至和静段,天山北麓乌鲁木齐—阜康低山丘陵区,西昆仑山西部中高山区;中危害区主要分布准噶尔西部山地,天山北坡中低山区,G312线、G315线山区段,各大山系的中高山区;轻危害区包括其他山区;弱危害区主要为平原区。

地质环境论文篇(4)

1.2开采方式的特殊性石油天然气采取井下开采的方式进行,开采孔开孔直径400mm左右,终孔直径200mm左右,开采深度千余米至七八千米,矿产天然气来源于深部岩体粒间(内)溶孔、粒间孔,其次为晶间溶孔和晶间孔,碎屑岩有效孔隙度变化在5%~30%之间,一般为10%~20%;碳酸盐岩储集层孔隙度一般小于5%。岩石的孔隙按其大小包括了管形孔隙(直径大于0.5mm)、超毛细管孔隙(裂缝宽度大于0.25mm)和毛细管孔隙(管形孔隙直径介于0.5~0.0002mm之间,或裂缝宽度介于0.25~0.0001mm)。在整个采气过程中,仅采出岩石孔隙或微细裂缝中的天然气,而岩石颗粒骨架和微细裂缝形态不变或者变化甚微,上覆层及地表形态不变。

1.3气田水伴生的特殊性气田水是采气过程中的伴生水,包括了凝析水和地层水。凝析水指在地下水蒸气进入气态或液态烃类物质中,随天然气产出时,由于温度和压力降低,从而凝结成液态,这种水产量低但普遍存在,凡气井都不同程度地产出凝析水[2],其主要化学特征是:矿化度小于1,以Na+和HCO3为主,Ca2+和Mg2+很少,SO2-4含量趋于0,K+含量相对较高,微量元素Ba、Sr、Li、F、Br、I、B含量微或趋于0,Na/Cl常大于1,水型绝大多数为NaHCO3型;地层水是气田水的重要组成部分,与凝析水的化学性质有显著差异,主要表现为矿化度高(X000~100000mg/L),具有淡卤水特性,含特殊元素(如须家河组地层水富含Ba2+、Br、I-)等,不同地层间产出地层水的化学成分差异很大,而同一层系的水化学成分相对稳定,变化很小。气田水的产出量相对较小,其原因一者是由其赋存介质决定的,二者气田水一旦进入井底,使气藏能量损失增大,井口压力降低,带水能力变差,造成气井减产或水淹停产,而失去了开采价值。

2矿山地质环境影响源分析

2.1矿山地质灾害及其隐患四川石油天然气矿山的站场、管线建设多位于山区、丘陵斜坡,以浅表层范围的挖、填为主的人工扰动影响,必将造成一定范围的地质环境条件改变,从而可能产生相应地质灾害隐患,其中绝大部分为崩塌、滑坡为主的斜坡地质灾害和不均匀沉降等。

2.2含水层影响评估四川盆地的气田钻井与采气作业基本处于基岩中,天然气气藏主要来源于深部砂岩、鲕状或晶粒结构的白云岩、灰岩,仅采出岩石孔隙或微细裂缝中的天然气,总体产出气田水量相对较少且不致改变含水层结构,如某气田矿区面积24.22km2,共布设8口探采井,滚动开发30余年,累积产水量13.07×104m3,2012年累积产水2.65×104m3,计算正常涌水量不足72.46m3/d,因而分析认为气田开采对含水层的结构、地下水位下降或减少影响较弱。而气田开采利用的整个过程中可能造成含水层影响的主要为钻井和采输作业,且以可能的水质恶化为主要形式。钻井作业中,对含水层可能造成的影响途径主要表现为钻井液漏失和钻井废水排放。钻井过程中表层套管及技术套管固井变径后,继续钻井数千米达到采气目标层。由于钻井过程中钻杆的不稳定或受压,其转动会对套管产生摩擦、碰撞,有可能破坏套管和固井环装水泥柱,特别是打斜井或水平井其破坏可能更大。套管和固井水泥柱破坏后,使含多种添加剂(Cd、Pd、Zn、As等重金属)的钻井液在高压循环过程中,从破坏处越流进入含水层造成水质恶化。采输作业中,对地下水环境可能造成污染的主要是气田水。气田水含有S2-、COD、油、SS等污染物,其次气田水的矿化度高,对人体健康和环境影响具有一定的危害性。气田水存放于废水池后定期运回(或管输)到回注井进行回注处理,污水回注同样可能对地下水产生影响,主要由回注层窜层引起,即回注废水由地层深处经井管越流至潜水层,从而造成浅层水的污染。另外,若遇废水池外溢、废水池垮塌或渗漏等情况,亦可能对浅表地下水环境产生一定影响,从而导致地下水的永久硬度升高,不利于开采利用。

2.3土地资源影响评估采矿活动对土地资源影响和破坏的方式主要为压占和毁损两类。天然气矿山建设对土地资源的压占包括永久压占和临时压占,其中以后者为主,且在进入后期的采、输阶段基本得到恢复治理;可能造成的损毁包括了站场和输运管线建设区域的水土流失和土壤侵蚀,受此类建设规模小和石油天然气深部开采的特点等原因所致通常影响程度较低。

2.4地形地貌景观影响评估采矿过程中的场地平整、道路开挖、管线埋设等前期建设阶段必将对原有地形地貌有所改变,包括农作物或林地植被破坏、土地毁坏、山体破损和岩石等,其影响范围主要为井场和管线建设范围以及相邻影响部分区域等。

3矿山地质环境保护与恢复治理措施

3.1矿山地质灾害的保护与恢复治理相比而言,天然气矿山地质灾害及其隐患相对较弱,一者是因为内深部开采的特点、而相应的单井场建设范围不大,采矿活动对周边地质环境的人为扰动较小;二者重视前期选址阶段的地质论证,在满足采气钻井地质目标的基础上,规避了地质灾害影响区和工程建设可能诱发的高风险区,从而降低了地质灾害危害;三者基于以上前提,在建站过程中采取专项的地质灾害预防措施,即可降低地质灾害的潜在威胁。

3.2含水层的保护与恢复治理措施为减轻或消除石油天然气矿山建设可能对含水层造成的影响而采取的措施包括以下方面。

1)严控钻井过程:包括钻井液设计、井身结构设计、固井措施等严格的钻井工艺,通过多层套管和水泥浆体固井以阻隔钻井液和采气工程与含水层的接触,以防止钻井过程水浸、井漏、涌水等可能使地下水水质遭受污染或含水层水量损失,以及钻井液的越流影响等。

2)气田水处置:包括了回注、处理后达标外排和综合利用三种方式。气田水回注是气田水处理的主要且相对成熟的方式(绝大部分气田水均采取了回注的处理方式,以保持地下水量和水质环境的相对平衡),即在水质处理后采取气田水回注装置回注到地下一定层位,所示,其流程强化了水质处理,避免了对地下水的人为污染。气田水达标外排处理中多是针对其中的S2-、COD等污染物的处理;同时,气田水是一种综合性的液矿资源,除含有S2-、COD、油、SS等污染物外,富含Na、Br、I、B、K、Li、Sr、Rb等多种元素,其含量能达到或超过工业标准,具有较高的利用价值,可采取综合利用。

3)地表预防措施:包括修建截排水沟预防措施,同时设置了沉渣池和废(污)水池等,确保雨污分离,对施工中和采气过程中产生的废弃固液进行集中回收处理,以及强化运行过程中的对池壁的防渗处理等。

3.3针对地形地貌的地质景观采取的预防措施前期勘定阶段回避周边的地质遗迹、自然和人文景观,尽量避免或少破坏耕地、林地和天然植被,包括井场合理布局、管线的合理走向和土地的优化使用等,最大限度减少可能对地形地貌的景观破坏;施工阶段在地质灾害预防的基础上进行,充分考虑挖填平衡、合理规划弃土堆放,尽量保持与自然环境相协调;生产运营阶段则体现在对非生产用地的自然恢复或人为植树种草、后期维护等。

3.4针对土地资源保护与恢复治理措施天然气气田的土地资源保护与恢复治理措施主要包括了两个方面:一者尽量少占或者减少对耕地的占用;二者对不再投入使用的或临时性的耕地进行及时的土地复垦等。前者包括选址阶段考虑地质目标的同时选择平缓地形、实施丛式井组开发、在老井场范围依照新的采气工艺布设新井、斜井或改变为后期的注水井、增压站等重复利用,以及尽量采取支挡措施等以避免或减少对耕地的占用。后者包括对管线开挖的临时占地,临时使用井、罐基础占地,各种池类占地等及时进行土地复垦。

4持续改进的保护与恢复治理措施

气田开采是个长期的过程,实施过程中随着外界环境条件的持续改变、采矿技术的提升等,需要动态的调整保护与恢复治理措施。

1)地质灾害方面:随着外界环境条件的改变或突变,周边地质环境有可能演化新的地质灾害,或既有的地质灾害防护措施年久失效等均可能滋生新的地质灾害风险,如5.12汶川震后、4.20芦山震后在相应重灾区范围内均诱发了一定的站场、管线地质灾害。需要动态补充与完善的保护与恢复治理措施。

2)地下水环境方面:客观来讲,石油天然气气田水处理是个复杂过程,其相关研究还有待完善。例如,目前气田水的治理及治理技术的开发还停留在治“标”不治“本”这一层面上,还少有从治“本”角度去认识气田水的治理问题,同时,不同气田、水质迥异的气田水如何建立针对性的回注标准等问题都需要进行更深层次的研究与探讨。

3)监测方面:监测工作是检验矿山地质环境保护与恢复治理效果的重要手段,亦是预防矿山地质环境问题危害的有效武器。矿山地质环境的监测工作包括了四个方面:①地质灾害,主要强调对已有治理工程和周边潜在地质灾害隐患地质环境的监测;②地下水水环境监测,包括钻井过程中的水质、水量,产出与回注的气田水的水质、水量监测,以及存放的废固液设备、设施的运行状况监测;③更为重要的是定期对某矿区范围地下水的抽检化验与评价;④地形地貌和土地资源方面监测,则强调可能的水土流失,地形地貌景观、土地资源可能遭受的二次破坏的监测。

5结语

1)四川石油天然气气田矿山开采由于其面广点小、单项建设规模不大、深部基岩储层的孔隙和喉道开采等特点而对地质环境影响总体较轻。

2)四川石油天然气气田的矿山环境地质问题在地质灾害、土地资源与地形地貌景观、含水层结构和地下水方面均有所呈现,其影响程度以较轻为主,局部为较严重。其中含水层的破坏方式以可能的水质恶化为主。

地质环境论文篇(5)

2地质环境。从广义上讲,地质环境就是指岩石、水以及大气等物质所构成的体系,那么从狭义来说,则是岩石团与其所产生的风化物,地球在不断变化和运动过程中,其地质环境也是在不断更改的,因此,地质环境,就是地球演化的结果,岩石团与水圈以及大气圈等进行作用,相互交换能量,从而形成了目前人们所看到的地质环境。它们是最后一次造山运动与冰期后形成的。地质环境是再一个相对开放的环境中发生的,其中会有水圈,生物圈以及大气圈等进行参与,各个圈层的相互作用与影响,形成了最终的地质环境。所以说,从地质环境中能够分析出地质运动的规律,从而对可能发生的地质灾害进行科学预测,减少损失。

二、地质灾害与地质环境的关系

通过对地质灾害与地质环境之间的关系,能够看出,想要有效控制地质灾害的发生,首先就是要对地质环境的规律进行全面分析和掌握,只有建立在这个基础之上,制定防治措施,才能够取得更好的治理效果,具体分析如下:

1地质灾害总是发育在一定的地质环境中。地质环境是地球自身运动与人类活动的相互作用的结果,而地质环境在不断演变过程中,会带来不同程度的地质灾害,尤其是在近些年来,我国的地质环境变化比较快速,人类改造自然的速度以及强度都在增加,追求经济效益的脚步越来越快,因此,地质环境的变化速度,也超过人们的想象,并超出了环境本身所能承担的范围,这样的结果,就是地质灾害频发,地质灾害的发生必然是在一定的地质环境中,它不可能脱离地质环境而独立存在,地形、地貌以及地质构造一起构成了地质灾害的发生的条件,它们的变化以及相互作用,成为了地质灾害发生的诱因。

2地质灾害影响地质环境质量的优劣。按环境学的定义,所谓环境质量一般是指:“在一个具体的环境内,环境的总体或环境的某些要素,对人类的生存和繁衍以及社会经济发展的适宜程度。”对地质环境而言,环境质量就是指构成地质环境的各要素对人类的生存和发展的适宜程度。如前所述,如果地质环境的改变超过了地质环境的自适应能力,就会产生某种地质灾害。从地质灾害的危害程度来看,地质灾害的发生给人类社会的发展造成难以估量的损失。在中国这样一个地域辽阔、地质条件复杂、气候因素繁多的国家,每年地质灾害造成的损失是以百亿元计的。总体来说,地质灾害的影响主要体现在两个方面:一方面影响人类的生命财产安全,另一方面是间接地影响整个人类经济与社会的健康发展。从地质环境保护角度来说,地质灾害的产生与发展,影响了反映地质环境质量优劣的地质环境各要素对人类生存和发展的适宜程度。地质灾害越严重,发展速度越快,危险性越大,对地质环境质量的影响也就越大。

三、地质灾害防治与地质环境保护

地质环境论文篇(6)

2地质景观在环境艺术设计中的实践运用

在当今的地质景观改造中,新兴了一种艺术,那就是大地艺术。而在如今的环境景观设计行业中,许多设计师都受到大地艺术的影响,开启了一种全新的创作理念。大地艺术提醒着设计者们,应该从另一个角度看待景观设计,即大地艺术扩展了景观设计的含义,使艺术能在更广阔的空间中找到灵感的源泉。大地艺术重视生态的思想开拓了景观设计师的视野,对人们的生态观念和自然观念的提高与转变,具有积极意义。中国是一个地质地貌丰富多彩的国度,许多环境艺术景观都是在运用了地质景观的基础上加以改造,从而变得更加的耐人寻味。在我国众多的城市中,每个城市都有区别于其他城市的环境特色与自然景观。所以城市在进行环境艺术的设计时,就从本市所处的地理环境与拥有的地质地貌出发,营造环境规划与自然条件的和谐统一,展现出不同城市的面貌特色。比如我国的每个沿海城市或者频临江河的城市,都会充分利用依水优美的环境来布置城市空间,使其成为城市景观中最具特色的部分。众所周知的上海外滩就是设计者运用其依临黄浦江的优势,借助黄浦江的美,充分的展现出了港口城市的特色。又比如依山建设的城市重庆,体验了大自然的宽阔无比之后,重庆人的性格也像这城市的风格一样开放豪爽,不拘小节。到过云南丽江的人无不为丽江的古朴优雅所折服,去过高原的人都深深的被它的辽阔磅礴所震撼。可见利用城市特有的自然环境特征,进行美化改造,使之成为城市环境景观的一部分,从而使城市整体形象由于这些元素的展示而表现出鲜明的环境特色。从以上种种的例子中我们可以看出,自然地质景观对城市环境艺术设计的影响与作用非常的大,它使城市变得更具特色,提高了城市整体的环境同时也从侧面带动了城市旅游业的发展,,为城市经济的增长做出了贡献。

3地质景观如何与环境艺术进行更完美的融合

当前城市的环境艺术设计已经充分融合了当地的地质景观,展现出了城市的独特面貌,但如果仔细研究的话又会发现在城市的整体设计别是城市园林景观的设计方面,还是有许多有待增强的地方,接下来我们就从地域特征对城市园林景观的干预层面说起,从这一个角度反映出地质景观如何对城市环境进行更深层次的影响,从而达到地质景观与城市环境艺术景观的完美的融合。

3.1气候层面

各地环境景观都各不相同,其主要原因就是气候的差异。气候的差异影响到城市地质地貌、水土条件的不同,同时也使人们的生活方式产生极大的差异。从而极大地影响到地域园林风格的形成。

3.2植物层面

植物作为园林景观的主要元素,受到气候的极大影响。不同的气候条件下生长的植物也有较大的差异。植物以其多姿的形态,丰富的色彩受到了人们的喜爱,同时也成为园林景色的主体。城市的园林风景设计时要学会根据本地气候条件,选种适宜本地生长的植物群落并加以改良创新,成为本园林的特色,并反映出本市环境的特色景观。

3.3地貌层面

地质地貌对城市风景园林规划的影响表现在分布上,不同的地区有其独特的地质地貌特征,例如高原、山地、丘陵、平原以及盆地等地形,它们各有其独特的地质地貌,因此在风景园林规划设计时要特别考虑这些情况。从中国目前已建成的园林景观来说,我们可以发现苏州园林艺术与北方的园林艺术就会因地质地貌的不同而使最后的景观特色有很大的差别。

3.4历史层面

历史遗迹作为地域特征的宝贵财富,是人类在进行地域活动和创造建设后留下的种种印记。这些印记,是人类在与地域直接作用的最真实的反映。根据这些历史遗迹,城市环境设计者在进行景观设计时,应该加以合理利用与保留,在尊重历史的基础上对旧有景观结构与要素进行了新时代的演绎与新功能的表达,而不是随随便便的涂抹与泯灭。

3.5民俗风情层面

历史的遗留,地域文化的不同,生活习性的差异,导致了我国各式各样民俗风情的形成。这些民俗风延续至今,也对城市景观的开发与保护产生了重要影响。在进行景观设计时,应该对地域民俗文化因子进行挖掘,并在当地的景观环境中得以展现和流露,从而使城市景观从人文方面变得更加不同。

地质环境论文篇(7)

1.1隧道工程地质调绘地质调绘的方法主要包括追索法与路线穿越法,对工程整个地质单元与隧道区两部分控制地质体与不良地质。与以往的方法进行比较,打破了调绘范围的限制,让调绘内容更细致、更准确。通过调绘方式,能够查明岩堆、危岩、软土、瓦斯、地下水等不良地质的分布情况,尤其是在隧道中部发育的岩溶管道水水流方向。隧道工程的地质调绘为下一步工作的实施奠定了坚实的基础。

1.2地质钻探由于隧道区域地层与岩性变化的多样性,进行地质钻探时需要布置多个钻孔,加大钻孔分布范围。钻探方式主要是采用金刚石或合金钻进,一部分煤系地层地带的岩石粉碎,采用的是无水反循环钻进工艺。钻孔的深度除有特殊要求的钻孔外,都应当深入隧道设计标高2m~3m以下。钻进岩芯采取率要求破碎岩层与强风化层不小于50%;完整基岩不小于80%;覆盖层不小于50%。钻探钻进过程中,仔细测定地下水位,并及时记录,记录内容包括岩土分层、地下水位、钻进速率、水的颜色等。利用详细与具有代表性的钻探方式,隧道洞室围岩的岩性与整体情况能够直观显示;利用钻孔实施抽水、钻孔声波测试、压水测试、煤层瓦斯检测等一系列工作,以定性与定量两方面为隧道围岩的分段与分级带来有效的地质依据。

1.3高密度电物探法若存在钻探方式难以查证的地质,则能采用高密度电物探法,物探仪器为拥有我国先进水平的重庆奔腾数控技术研究所研究的WGMD-1型高度探测系统,方法是用α排列方式予以高密度数据采集,采用国际水平的Surfer软件与RES2DINV软件进行二维电阻率成像反演。能够准确判断地质情况,改善隧道工程施工的危险性,降低严重社会问题的发生率,有时还能避免路线更改,从而节约建设项目的投资资本。

1.4地震勘探与钻孔超声波测井以及探测岩石波速因其隧道区域地层岩性多样化,地表风化程度严重,钻探取芯能力弱,岩芯大多为碎块、砂状以及块状。地质人员大都是通过人为因素来判断岩石风化程度,很少客观判断岩体基本质量,未能科学划分隧道围岩类型。因而,地震勘探与钻孔超声波测井以及探测岩石波速技术逐渐被应用。地震勘探仪器采用的主要方式为折射波法,通过定性划分结合定量指标的整体分析,确定了岩石风化情况与隧道围岩类型,该方式更为合理,更具创新特色。

1.5抽水与压水检验方式若隧道区域属于条带状岩层组成的山岭,其水文地质单元更加复杂,含有较多含水单元与隔水层,其透水性与含水单元具有较大差异。为了能检验出准确的洞身段各岩石的裂隙性与透水性,准确预判隧道涌水量,于钻孔施工结束后分别实施抽水与压水试验。抽水及压水试验使用的是自制提桶与专业高扬程空气压缩机抽水与压水设施,其中提桶抽水试验应用于地下水位浅的地段,空气压缩机抽水和压水设施应用于地下水位深或不存在地下水的岩层内。并且还对一些钻孔实行了将抽水与压水相整合的试验,以便同单一试验进行对比。

1.6瓦斯检验对专门施工的ZK11钻孔,采用一套煤管、一套瓦斯解吸仪、两个取样瓦斯灌予以瓦斯检验,其具体方法为:在钻孔钻遇煤层后,下采煤管采煤同时迅速装灌后封闭,5min内进行解吸,获得现场瓦斯解吸量,最后采用图解法算出瓦斯耗损量,二者相加即为煤层瓦斯逸出量。该方式简易可行,结果接近实际情况,具有相对开拓性。

2关于工程地质环境对隧道工程的影响

在建设长隧道、深埋隧道以及大隧道过程中,会遇到各种各样的地质环境问题,不仅会对工程工期与造价造成影响,还会给隧道的施工与运行带来安全隐患。下述对影响隧道工程的几种地质环境作了探讨。

2.1软土地基在湖相与滨海相等古地质环境中,软土大都沉积在相对停滞与相对运动迟缓的水环境内,此类沉积软土颗粒细软、土质软弱、孔隙度大、含水量高、容易形成蠕变、凝聚力小几乎可以被忽略。在这种地质条件上建设隧道,必须考虑工程的地质问题。

1)该地质土性较软,受到隧道重负荷时容易发生沉陷,从而厚度发生改变,形成不均匀沉陷,导致隧道内衬砌等结构发生形变;

2)隧道结构会受软土蠕变的影响,及时进行支护与衬砌有重要作用;

3)软土一般存在于地下还原环境中,微生物作用容易形成甲烷气体,聚积在软土层孔隙内,隧道挖进时工作人员可能会受甲烷气体的危害,若遇到火源还可能引起爆炸。建设隧道时,对于软土地基,长度不长的隧道应采用盾构穿越更为简易;然而长度过长的隧道,因其软土的蠕变特点,会形成超量切削,导致在隧道盾构掘进的前端会出现蠕变凹槽,如果软土层厚度不够,容易使得上方活河水与海水大量潜入隧道。因此,在海域上存在众多沉积软土地带时,借助盾构穿越软土层,必须充分重视所存在的安全隐患。

2.2砂卵石层地基在多样化地质条件如平原、河流、滨海、盆地中,会存在不同成因的砂卵石沉积层。各地砂卵石层的结构由于沉积时受到古地质地理环境的影响,各结构间存在差异。砂卵石层的沉积韵律和颗粒级配受到沉积时水动力条件的影响。砂卵石层危害隧道工程的几个方面主要是:

1)因为隧道施工排水,使得周边砂层的机械塌陷与管涌;

2)砂层涌入会引发丰富地下水;

3)砂层地质结构的不同,形成不规则沉陷,为隧道带来安全隐患;

4)砂层内夹杂的大块卵石,影响盾构施工,严重时会卡住刀片。采用沉管法在湍急河流的砂卵石层中建设隧道,容易使沉管下砂层形成冲刷,损害沉管隧道。

在厚砂层上建设隧道时,要注重下述几点:

1)抽水起始水位降低引发地面沉降、冲刷、潜蚀;

2)进行大量抽水后,水位降低迟缓,产生压力水头,极易使得下方的大量砂层溃入;

3)下方存在相对隔水层时,因为上方隧道抽水降低水压,下方高压水汇合;4)透水层凸起,形成众多越流向上补给,影响隧道运行。

2.3碳酸盐岩地层在分布有可溶碳酸盐地层地区,受到不同程度的喀斯特化作用,作用结果为在地表上形成奇特山峰,地下形成多个洞穴与通道。活跃在洞穴和通道中的喀斯特水包括孔隙水与裂隙水等,存在不同的特点。喀斯特水有五个对立统一的特点,具体包括:

1)独存与半独存的管道水流和拥有统一水力相关的地下水力面与扩散流同时存在;

2)不含水岩体与含水岩体同时存在;

3)非承压水流同承压水流之间互相变换;

4)层流运动和紊流运动同时存在;

5)非均质含水性和均质含水性复杂变化。在喀斯特化地层中,具有相当明显的三相流,即是气体、固体、液体三相物质混合形成的三相流。三相流具备一个重要特性,泥砂等固体流与水等液体流是不能被压缩的,而气体能被压缩,受压气体还会发生多种变化。

地质环境论文篇(8)

水文地质工程作为地质勘查中的重要组成部分,直接决定着地质工程的建设与发展,在水文地质工程勘查中对地质环境的影响分析是地质勘查的重点对象。水文地质工程涉及到水文指标及地下水位的划分等具体问题,同时对地质环境具有宏观影响作用,因此最大限度合理分析当前水文地质工程对地质环境的具体影响,在了解影响的基础上从事地质工程勘查与建设具有现实性与迫切性。

1 水文地质工程中地质环境的影响分析

水文地质工程一方面涉及到水文地质条件的评价分析,在实际调研的基础上掌握水文地质工程开展建设区的实际气象资料,从而获得相关区域降水量及蒸发量的具体调研数值,为工程建设与开展提供一手资料。另一方面水文地质工程需要做好调研区域水层储水结构的分析,重点了解水层分布情况,积极分析特定岩石条件结构下对地下水位的影响,为工程建设提供指导与借鉴。水文地质工程地质环境的影响分析具有指导性与科学预见性,是开展大型地质工程建设的基础环节。除了上述提到的两个方面,水文地质工程地质环境的影响还表现为水文地质受地下水位及水压变化对地表建筑物引发的威胁,从理论上说地下水位上升直接引发土壤盐碱化程度的加剧,土壤盐碱化作用于特定的土层引发严重侵蚀。而反之地下水位的下降对地质环境的影响也十分显著,引发地面下降及断层裂缝等严重的地质灾害,对地下水的质量也造成不小影响。此外开展水文地质工程引发地质环境的不稳定性,受水压变化控制使得原有的地质结构出现断裂,形成易损点,严重影响当地的自然环境与人文环境。

2 应对水文地质工程地质环境影响的策略分析

(一)积极做好前期调研,加强地质水文的勘查分析。在进行地质水文建设之前,首先采取实际调研的方式切实了解水文地质工程对地质环境的潜在影响,在勘察分析的基础上制定一系列的预备方案,采取对应措施进行有效防范。其次要做好地质工程建设的安全规划与部署,积累相应的地质环境水文地质资料,做好前期的影响与成本预算分析,一方面保证水文地质建设对环境影响的最小化,另一方面最大限度保证地质工程建设的可行性与安全性。

(二)加强外在监督与管理,降低地质环境的二次伤害。水文地质工程的开展需要一定的工程监督与管理约束机制,在此基础上保证管理到位,建设可靠。目前我国水文地质工程在开展实施的过程中缺乏有效监督导致水文地质环境受损严重的现象十分普遍,因此加强外在监督与管理显得尤为重要,只有积极做好工程资金的合理分配,采取最优化最环保的施工方案才能保证对地质环境的危害停留在最小范围内。

(三)创新技术手段,走生态环保建设发展之路。科技的不断发展,为我们走生态建设环保建设之路提供了可能,采用先进的管理与施工技术可以获取最科学详实的研究资料,采用科学便捷的建设施工方式可以将其对地质环境的影响降低到最小限度。目前我国大部分水文地质建设都积极尝试采用先进的科技弥补施工过程对地质环境的影响,常见的有应对地质问题的建筑基本加固技术及建筑底层优化技术,有针对地下水质的检测与过滤技术等等,不一而足。因此通过技术的创新与传统模式的转变实现生态建设环保之路的构建,降低水文地质工程对地质环境的影响具有现实可行性与推广性。

3 水文地质环境地质以及工程地质的科技化发展方向

(一)水文地质环境地质以及工程地质科技化发展所要遵循的线索。根据我国经济发展状况以及国情,水文地质环境地质以及工程地质科技化发展应该遵循以下三条线索:一是科学化发展方向应该以国家重点工程为依据,具体包括,南水北调、西北水资源三峡工程等等。 二是科技化发展应该以为政府职能服务、为履行政府法律作为方向。政府职能服务包括地质环境监测、地下水监督利用等等。政府法律包括,环境保护法、水资源法以及矿产资源法等等。三是科技化要向多学科延伸。对于水文地质环境地质以及工程地质的研究,实质上就是利用地质学基础知识在环境科学以及土木工程学上的应用,由于在工程建设中所涉及专业领域比较广、比较复杂,这就要求向多学科延伸。

(二)水文地质环境地质以及工程地质科技化具体发展方向。一是隧道工程。军事工程、地下铁道、采矿工程、水利工程、公路以及铁路等等都包含隧道工程,并且是必不可少的。对于铁路建设来说,我国已经有60年余年的历史,其中在隧道建设方面遇到的主要问题就是岩溶地层止水问题,最典型的就是大瑶山隧道建设,其隧道长度为14.925km,通过岩溶区深埋为400m~500m左右,长度在1km左右,曾经在20世纪90年生过一次重大的涌水涌砂事件,造成铁路瘫痪,因此国家提出了关于隧道深层岩溶治水技术相关的研究课题,其中大部分都属于水文地质环境地质以及工程地质相关知识,此课题的提出充分体现了科研为生产服务、生产和科研相结合的科技化发展方向,因此,在今后的发展中应该充分突出这一主题。二是岩石边坡。边坡问题在水库回水、水利工程坝基、水运航道、公路沿线、铁路工程中表现的非常普遍,影响岩石边坡的主要因素包括,河谷外鼓、河谷卸荷回弹、采煤活动对上覆地层的影响、硬岩地层中软弱夹层的风化以及长河谷下沉对边岸的影响等等。三是填海造地和围湖造田。为了扩大耕地面积,实施了大量填海造地、围湖造田的项目,由于缩小了胡泊的实际面积,从而促使泥沙积累速度加快,水文地质与环境地质发生变化,水灾严重、洪涝不断,为解决此问题,应该加强这一方向水文地质与环境地质科技化发展。四是干旱地区地下水开发。我国干旱地区主要集中在西部地区,主要包括:柴达木盆地、河西走廊、鄂尔多斯盆地等等。当前的水资源系统主要模式是,雪山融水进入水库,然后从山前沿着河道向地下渗入,最后从平原地区溢出,最终形成绿洲,在今后发展上要从农I灌溉、地下水与地表水的人工改进上做进一步的调节。五是为规划服务。近些年来发展起来的水文地质环境地质以及工程地质工作,更多是为规划服务,呈现出多种多样的形式。具体包括,中国地质灾害图、全国环境地质图系以及图文结合的中国重点城市地下水资源开发利用对策等等,为工程的建设与发展提供了科学的依据与资料,在今后的发展中仍然要以此为方向。

总之,水文地质工程作为当前建筑施工的重要方面,一方面其可以方便我们对自然资源的获取与利用,方便于我们的生活与生产,另一方面其人为施工对地质环境造成的影响也成为不容忽视的问题。本文对水文地质工程中地质环境的常见影响类型进行分析的基础上针对性地提出了降低水文地质工程地质环境影响的思路,为当前的水文地质工程建设指明了方向。

参考文献

[1] 张人权,梁杏,靳孟贵. 可持续发展理念下的水文地质与环境地质工作[J]. 水文地质工程地质. 2004(01)

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二、矿产资源开发中环境地质问题的防治对策

做好矿产资源开发中的环境地质问题的防治,就要立足于当前,对矿产资源开发和环境保护之间的问题正确的处理好,并将矿产资源开发利用中的可持续发展全面实现,进而国民经济的可持续健康发展。首先就要对有关矿产资源开发和环境保护的相关政策法规加以制定和健全,并将环境保护的宣传教育和学习加强,对环境监督管理机制进行强化,相关领导更要清醒的认识矿业开发中环境保护和我国资源可胡兴旺中国建筑材料工业地质勘查中心吉林总队吉林长春130033持续发展的重要性,进而主动的形成一种对资源和环境保护的主动意识,做好开发中环境保护的相关工作。其次就要始终坚持预防为主和防治相结合的基本原则,保证各级领导和相关的矿管部门始终坚持依法办事,禁止对国家矿产资源的滥挖和滥采,尽可能的对已经开采的矿区进行植树种草,做好植被的绿化保护,及时的清理堆放的尾矿,加强泥石流、滑坡和崩塌灾害地区的治理,对谁开矿谁保护的基本制度加以建立。最后就要对矿产资源开采中引起的环境地质问题进行全面的调查分析,及时的检测环境资源的保护情况和水资源的污染情况,加强环保部门、有关分析测试研究部门和地质部门的联合工作,进而将其工作开展出来,对相关的防治措施和建议加以提出。并在调查的基础上,借助于现代化先进的技术,做好矿山环境地质动态监控以及相关预报系统的安装,对矿山环境地质问题进行随时的掌握,并对其未来的发展趋势进行预测,进而为现代化矿山环境的恢复做好相关的预防保护措施。总而言之,矿产资源开发中环境地质问题的防治过程中,更要始终坚持环境保护的基本原则,对资源进行节约,对地质环境进行全面的检测和保护,总体上做好矿产资源开开采过程中环境地质保护的基础工作。

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1地面塌陷

炭煤矿井田范围内一1煤地下采空区面积10.5km2。根据实地调查,一1煤采空区出现地表塌陷,在采深200m以深地区,地表无明显裂隙,采深200~100m地区未见厂矿、民房明显破坏,采深100m以浅地区地面出现采动裂隙,对农田耕种有一定影响。采空区及其伴生地面裂缝对流经矿区的东泗河有严重影响。由于东泗河流经采空区,地面塌陷和地面裂缝破坏河道地层结构,已经成为地表水渗漏主要通道,河道地表水通过地裂缝下渗进入煤矿巷道,严重影响到采矿安全。需要采取综合工程措施对其进行应急治理,并加强监测工作。

2含水层破坏

炭煤矿矿井正常涌水量9000m3/d,已造成煤层顶板灰岩含水层和底板灰岩含水层水位下降,且降幅明显。采矿活动对深部岩溶含水层影响较严重,主要表现在承压水头有较大幅度的下降,深层地下水资源量减少,开采条件恶化。

3对原生地形地貌的破坏

炭煤矿一1煤层己基本采完,采空区面积已达10.5km2,上部的华泰煤矿开采二1煤,也已形成地下采空区面积1km2。对原生地形地貌景观影响明显,地表局部见有地裂缝,但相对丘陵地形而言,对矿区地形地貌景观影响较大。

4河床开裂渗漏,造成煤矿开采安全隐患

东泗河是矿区内的地表水和地下水的主要流通、排泄通道,该河向西北约10km流入伊洛河,属于季节性河流。该河流经井田范围内长度约900m,河道土质以碎石土为主,局部地段为粉土和淤泥及淤泥质土。河道从采空区或采空区附近通过,有地面塌陷及伴生地面裂缝发育,河道地层结构遭到破坏,有地表水入渗进入煤矿巷道的现象,影响炭煤矿生产安全。为了防止河道沟谷中地表水渗漏地下进入炭煤矿巷道,保证煤矿安全生产,本着安全合理、经济可行的原则,对炭煤矿区段东泗河河道进行必要的调查、勘查工作。

二工程主要治理措施

1河道治理工程

(1)排水渠治理

为了快速排泄地表水,防止地表水顺地面裂缝渗漏进入煤矿巷道,影响煤矿安全生产,在东泗河河沟内修建排水渠。排水渠为M7.5浆砌石结构,块石强度不小于40Mpa。排水渠过水断面为梯形,最小结构尺寸为底宽3.9m,顶宽4.5m,高3.0m,砌石厚度0.8-1.1m,修建排水渠长度为900m。主要工程量为:河道清淤土方开挖工程量18573.61m3,碎块石挤淤置换工程量720.83m3,浆砌石排水渠工程量为12967.80m3。

(2)排水渠的过流能力验算

根据调查,多年最高水位计算,东泗河二十年一遇的最大洪峰流量不超过10m3/s。

(3)沟渠地基处理

针对不同的地层类型,采用不同的地基处理方法。对于碎石土(无裂缝发育和其他异常情况),可以不进行地基处理。对于裂缝发育的地段,地基处理措施是:首先对裂缝进行适当的开挖清理,然后用粘土进行充填夯实,再铺设70cm厚的粘土防渗垫层,然后再砌筑沟渠。对于粉土地段,地基处理的措施是:首先铺设60cm厚的碎、块石置换层,并灌注水泥砂浆,然后再砌筑沟渠。对于淤泥和淤泥质土地段,首先采用碎块石挤淤置换的方式进行处理,然后再砌筑浆砌石排水渠。

(4)防渗及抗冲击

对于无裂缝发育地段,采用“浆砌块石+混凝土”双层复合防渗及抗冲击结构,即先铺设800-1000mm厚的浆砌石渠底,然后再浇筑200mm厚的混凝土(C20)防渗层,共同起到抗冲击下彻及防渗作用。对于地裂缝发育地段,则采用“粘土防渗层+浆砌块石+混凝土防渗”三层复合机构,共同起到抗冲击下彻及防渗作用。即先对裂缝采用粘土进行充填夯实,再铺设700mm厚的粘土防渗垫层,然后砌筑800mm厚的浆砌石渠底,再铺设200mm厚的混凝土(C20)防渗层。对未稳定的和潜在的采空塌陷区,预测变形参数,采用粘土垫层进行防渗,兼有调整塌陷变形的功能。

2土方回填夯实工程

在排水渠超挖部分以及原始地面至排水渠顶之间,用开挖出来的土方进行回填夯实,回填夯实地面高程应不低于排水渠顶面高程。土方回填夯实工程量为187199m3。

3植树绿化工程

在土方回填夯实区域范围内进行植树绿化,以恢复植被,美化矿山环境。绿化采用适应当地气候的杨树,在渠的两侧各栽植两排。树的规格为胸径3cm,植树网格间距3m。选择生长健壮、无病虫害、无机械损伤、树形端正和根系发达的苗木。主要工程量为:植树1100株,绿化面积9000m2。

三工程效益分析

(1)减灾效益

矿山地质环境恢复治理可以改善地表水的流通条件,防止地表水入渗煤矿巷道,降低煤矿生产安全隐患,具有减灾防灾的效益。

(2)环境效益

矿山地质环境治理工程可以有效防止水土流失,消除对居民和公路交通干道的安全隐患,提高植被覆盖率,改善生态环境和周围生态景观,使矿山生态环境得到一定程度的恢复和保护。

(3)社会效益

实施矿山地质环境治理工程,消除了灾害隐患,美化和恢复了矿山生态环境,在一定程度上保护了矿区附近居民的生命财产安全,美化了当地居民的居住环境,使得矿山企业和地方政府、地方群众和谐共生,共同发展。有利于促进地方经济的可持续发展,有利于形成安定团结、人民群众安居乐业的政治局面,有利于构建和谐社会。

(4)治理工程的实施

可有效避免地表水入渗到煤矿巷道,降低对煤矿安全生产的干扰,提高煤矿的生产效率和生产能力,降低生产成本。同时植树1100株,新增绿化面积约9000m2,经济效益明显。

四结语

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二、地质概况

海拉尔煤矿位于陈旗煤田宝日希勒勘探区东部详查区的东北部,处于向斜北翼东端,地层较平缓,倾向西南,倾角4°~6°;无岩浆岩活动,构造属简单类型。区内地层简单,上部均有第四系覆盖,中部为含煤地层,下伏地层主要为泥盆系上统的变质岩。第四系十分发育,广泛分布于煤系地层之上。主要由冲积、洪积的更新统和湖沼沉积、风积的全新统组成,厚度在19.35~32.90m之间。含煤地层为扎赉若尔群大磨拐河组(K1d5)的含煤段。含煤段主要由黑褐色煤、炭质泥岩、灰—深灰色泥岩、灰—浅灰色粉砂岩、细砂岩、中砂岩、粗砂岩、砂质砾岩等组成。井田内煤层自上而下发育有5层,其中21+2是该矿井开采煤层,最大可采厚度17.00m,最小7.46m,平均12.16m,结构简单;埋深在28.56~78.84m,平均55.39m。

三、自然环境

矿区地处呼伦贝尔草原深处,周围均是天然草场和耕地,地势较为平坦,地表被碱草等草原植被覆盖。地处干旱半干旱地区,降水稀少,气候寒冷,植被再生能力低。

四、塌陷区现状及危害

4.1塌陷区现状

地面塌陷是指地表岩、土体系在自然或人为因素作用下,向下陷落并在地面形成塌陷坑(洞)的一种地质现象。地面塌陷往往伴生地裂缝。地面塌陷、地裂缝具有发生面积大、危害性大的特点。海拉尔煤矿10对立井隶属于海拉尔煤炭开发总公司,生产规模小,开采煤层距地表距离28.56~78.84m。由于开采煤层距地表比较浅,采空区易塌陷,同时矿井在生产期间追求短期经济利益,实行掠夺式开采,采富弃贫,乱采滥挖,越界开采,这些无序、不合理开采对地表环境的影响更为明显,自2004年关闭后开始塌陷,在整个采区及邻近的区域内,形成了大小数十个塌陷坑和地裂缝,规模不等,一般塌陷坑直径约25m,深20~30m,最深的塌陷坑用肉眼看不到底。塌陷坑造成矿区内原有的建筑坍陷。虽然采区四周设置了围栏,但牲畜掉入坑内的现象时有发生,这对周围的村民和牧民的生命与财产的安全造成威胁。

4.2塌陷区对地质环境的影响

4.2.1水资源的危害

当地下煤矿开采面积达到一定范围,地层移动将引起地表变形,使地表产生大面积塌陷,从而导致塌陷区的水系遭到破坏,引发农业地质环境的变化,导致生态变化。周边大量耕地农作物不能得到及时灌溉,产量大面积减少,给农民的生活造成极大的损失。塌陷区内存放的大量矸石,在风化作用下粉碎,并随着雨水的冲刷,通过塌陷坑和地裂缝灌入地下,造成地下水污染。

4.2.2土地资源的危害

地下煤炭开采,常常引起地层的变形、裂缝,特别是大面积采煤塌陷区,破坏地表形态,使周围环境结构与土地功能发生改变。一方面占用和毁坏了土地资源,破坏了地表植被和土壤结构、土壤成分,使植被面积减少、生物环境破碎。生物多样性受损,造成土地贫瘠化,特别是对耕地的破坏,造成土地地表流失,加剧土地干旱;另一方面,煤矿开采时占用一定的土地面积堆放矸石,矸石污染土壤,直接导致土地生产能力的丧失。

4.2.3草原及植被资源的危害

塌陷区周围的地表产生裂缝,周边的草原植被生长环境被破坏,植被明显减少,地表产生张口裂缝、塌陷、漏斗,造成大量土层松散,加剧水土流失,破坏植物生长环境,加剧风蚀和沙化。煤矿地下开采过程需要疏干排水,导致区域性地下水水位下降,从而破坏了整个地表水、地下水系统均衡,使植物的生长明显受影响,甚至死亡,改变了原有生态系统,致使草原沙化。

五、塌陷区地质环境治理存在的问题

5.1矿山企业地质环境保护意识淡薄

海拉尔煤矿是在我国大力发展乡镇企业的经济背景下建设的,企业只顾经济利益,生产中重开发、轻保护,对保护地质环境意识淡薄。开采过程中造成矿区地表塌陷、水体污染、土壤植被破坏等环境问题,根本不进行矿山地质环境恢复治理。

5.2矿山环境治理投入不足

矿山地质环境治理往往需要投人大量的资金。企业在经济利益的驱动下,不愿意投入资金进行地质环境恢复治理。目前,该矿井停产遗留下来的矿山环境问题,由于资金投人少,矿山地质环境治理进展缓慢。

5.3矿山地质环境状况不明

该矿井在开采过程中,没有专门的地质环境专题调查和地质环境监测资料,所以矿山开采对地质环境的破坏情况、采空区和采掘巷道位置布置、地面塌陷状况等没有详细的技术资料,不能为编制地质环境恢复治理方案提供所需依据,为地质环境恢复治理工作带来了技术困难。

六、治理措施

采煤塌陷区的治理是一项复杂的系统工程,对此,应该结合实际情况,因地制宜采取多项措施,恢复和治理塌陷区的地质环境,修复周边的自然生态环境。

6.1加大治理力度

煤矿虽已关闭,但按照“谁开发、谁保护,谁污染、谁治理,谁破坏、谁恢复,谁使用、谁补偿”原则,应投入一定资金,完成历史欠账。因此政府和企业应多方努力,加快治理,恢复该区域的地质环境和生态环境。

6.2做好环境地质调查和勘查

在治理前必须对本区域进行测绘等工程勘查工作,对地质、水文地质进行调查,查明采空区的分布范围、埋深、厚度,查明塌陷区的分布,预测采空区塌陷发展的趋势,为治理工作提供依据。

6.3充填复垦

根据塌陷区无积水、塌陷坑深浅不一、大小不等的情况,可以采用“一填、二平、三复垦”的措施。“一填”是利用建筑垃圾、原有的矸石、采矿弃土,填埋治理区内塌陷坑。充分利用原有的地形,随坡就势,不要求治理区内按统一标高整平。这一过程中注意选用填充材料不要有污染,防止二次污染。“二平”是回填后要平整,使塌陷区地较平整并充分压实。“三复垦”是在整平的地表上覆盖0.3~0.5m的腐植土,给填埋区地表植被创造一个生长的环境,然后人工种草或种植易生长的农作物或林木栽植,这样可以逐渐改善塌陷区地质环境,恢复这一区域自然生态环境。