陳 河
(廣西北海水文工程礦產(chǎn)地質(zhì)勘察研究院,廣西 北海 536000)
為了完成本文有關礦區(qū)水文地質(zhì)條件的分析及礦山地質(zhì)環(huán)境評估的研究,首先對我國多數(shù)礦山的氣候、地形、地勢、地層等水文地質(zhì)進行分析,隨后根據(jù)礦山的水文地質(zhì)情況和環(huán)境情況,從多個角度對礦山的地質(zhì)環(huán)境進行評估,進而完成本文的研究。
總的來說,雖然我國礦區(qū)數(shù)量較多,但由于這些礦區(qū)分布區(qū)域較為密集,致使這些礦區(qū)的水文地質(zhì)條件相似度極高。本文將從氣候、地貌、地層等幾個方面來進行分析。
我國礦區(qū)多位于高原暖溫帶季風氣候區(qū),因此這些礦區(qū)的氣候多為溫帶季風氣候。礦區(qū)往往處于河流、峽谷的兩岸,所以礦區(qū)的氣候受到河谷的影響,具有常年高溫、多日照和冬季短、夏季長的特點。年平均氣溫在15℃左右,7——8月是礦區(qū)的高溫期,最高氣溫常達40℃左右,12——1月是礦區(qū)的低溫期,最低氣溫常達-20℃左右。礦區(qū)夏季雨水充沛,降水量較大,年平均降雨均為800mm以上,降雨常常集中在6、7、8、9月份,降雨量均達到全年的55%以上[1]。
我國礦區(qū)受河谷影響,所以地貌多為河流峽谷沿岸溶侵蝕中高山峽谷地貌。這些礦區(qū)的地勢總的來說屬于南高北低的地勢。礦區(qū)的最高點往往位于礦區(qū)的西南方向;最低點往往位于礦區(qū)的北方,由于受到地勢的影響,所以這些礦區(qū)的地形分水嶺多位于礦區(qū)的西南邊界處??傮w來說,這些礦區(qū)內(nèi)的發(fā)育的水系為樹枝狀水系,旱季時水系將會枯竭;雨季時,水系將會有少量的泉水流出,除此之外,礦區(qū)內(nèi)的沖溝水常常會匯聚到附近的河流。這些礦區(qū)周邊不會存在流量較大的地表水體,所謂的地表水體實際上都是附近河流流入礦區(qū)的河水[2]。
我國礦區(qū)內(nèi)的主要隔水層多是由泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、夾粉砂巖、礦層組成,在隔水層縫隙處、裂隙處的水量較少[3]。
這些礦區(qū)的含水層主要分為3組,第一組,巖關組:多位于礦區(qū)地層的下方,常見的有灰白色、灰色的中厚塊狀灰和灰質(zhì)白云巖,這些巖石內(nèi)均含有大量的灰白色燧石條帶和條帶結(jié)核。溶隙、熔巖等富水性能為中上等。第二組,舊司組:多位于礦區(qū)地層的上方,上部多為灰色、褐色的薄層狀泥巖、粉砂質(zhì)泥巖和夾粉砂巖,這些巖石的含水性較差;下部多為灰色、淺灰色的灰?guī)r和白云巖,這些巖石內(nèi)含有少量的灰黑色燧石條帶和條帶結(jié)核。溶隙、熔巖等富水性能為中等。第三組,上司組:多位于礦區(qū)的中部,常見的有灰白色、灰色的灰?guī)r,這些巖石內(nèi)均含有少量的鮞狀灰?guī)r。溶隙、熔巖等富水性能為上等。
礦區(qū)的地下水是以大氣降水為主,在降雨之后,雨水會匯流至沖溝成為地表徑流,隨后,地表徑流會排入到礦區(qū)周邊。由于礦區(qū)內(nèi)的礦山地形高聳,所以具備良好的地下水排泄條件,在加上長期裸露在外的基巖受到雨水的沖刷侵蝕,使得巖石中的易溶成分逐漸減少,進而使得礦區(qū)地下水的化學成分較為簡單,最主要的成分是較難溶解的鹽。礦區(qū)地下水的化學類型多為,礦區(qū)的地下水水質(zhì)分析如表1所示。
表1 礦區(qū)的地下水水質(zhì)分析
礦區(qū)的生產(chǎn)巷道中都會出現(xiàn)少量滲水和滴水的情況,在礦區(qū)巷道內(nèi)會有個別斜巷出現(xiàn)積水的情況。除了巷道內(nèi)的積水之外,地層的上部和下部也會產(chǎn)生一些碳酸鹽巖的巖石溶水,這兩類水都會對礦區(qū)的礦坑沖水產(chǎn)生一定影響?,F(xiàn)有的幾個礦區(qū)的礦坑沖水水源一般都是:巷道積水、礦層碳酸鹽巖的巖石溶水、巖石隙縫水、斷層裂縫水、含礦地層深部巖層的積水以及地表殘留的潛水。
首先,在對礦山的地下水、地表水進行評估時,要對其污染狀況進行評估。當前,礦山水質(zhì)污染是受到多方面因素的影響,其中最主要的是施工單位在選擇礦山開采地點時產(chǎn)生的廢水、礦山周邊的生活廢水和礦山的礦坑沖水,這些水會和雨水一起匯聚并流到礦山附近河流的下游,因此礦山的地下水和地表水會受到污染。
礦山上部的地表水和地下水水質(zhì)一般能達到2類水質(zhì)的標準,極個別礦山上部的水質(zhì)能夠達到3類水質(zhì)的標準;礦山下部的地表水和地下水水質(zhì)一般能達到1類水質(zhì)的標準。由此可見,礦山上部水質(zhì)明顯優(yōu)于礦山下部水質(zhì)[4]。
其次,要對礦山地下水和地表水的污染源進行評估。使得地下水與地表水受到污染的兩大因素分別為:
(1)施工單位在開采礦山過程中會產(chǎn)生工業(yè)廢水、生活廢水以及生產(chǎn)廢水,進而使得礦山的地下水和地表水受到污染;
(2)施工單位在開采礦山之前,會現(xiàn)在礦山周邊選擇最佳開采位置,在這個過程中會產(chǎn)生工業(yè)廢水、生活廢水以及生產(chǎn)廢水。
總的來說,礦山周邊的居民會較多,通常為礦山的工作人員和從事礦山產(chǎn)業(yè)的人員,人類經(jīng)濟活動相對來說屬于中等強度,雖會對礦山的地質(zhì)環(huán)境造成影響,但是影響并不會太大。但是礦山的開采工作會對礦山的地質(zhì)環(huán)境造成很大影響,在開采過程中,礦山極易由于施工單位的錯誤施工而出現(xiàn)礦山地裂和地表坍塌的情況,此時的礦山地質(zhì)環(huán)境將會受到很大影響;除此之外,施工單位在開采礦山的過程中,會產(chǎn)生大量的工業(yè)廢渣和廢品,由于不合理的回收和堆放,礦山的地質(zhì)環(huán)境也會受到影響。總的來說,我國礦山的地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀多為中等水平。
首先,施工單位的露天開采會影響礦山的地質(zhì)環(huán)境。在開采礦山的過程中,為了實現(xiàn)高效開采的目的,施工單位會將礦山的表土大量剝離,在造成礦山水土流失的同時,還會破壞礦山的土地;而且在露天開采礦山時會使開采處產(chǎn)生變形,開采處常會變成兩邊陡峭的邊坡,致使礦山發(fā)生滑坡和塌坡的現(xiàn)象。
其次,施工單位在開采礦山過程中堆積的表土會影響礦山的地質(zhì)環(huán)境。在開采過程中,施工單位為了提高開采速度,會將剝離出來的表土隨意堆積在一起,由于表土中不光含有泥土還含有部分矸石,造成堆積處的水土流失,將對礦山的地質(zhì)環(huán)境造成破壞;除此之外,由于施工人員的隨意堆放,礦山常常會出現(xiàn)崩塌的情況。
最后,在開采出礦后,施工單位會在礦山周邊臨時搭建一個堆礦場,不僅占用礦山周邊的土地,還會對礦山周邊的環(huán)境產(chǎn)生一些影響。
由于礦山地形多是較為復雜的地形,使得礦山周邊的河谷出現(xiàn)較為明顯的割裂情況,且多數(shù)礦山在開采過程中都會出現(xiàn)一定程度上的水土流失情況,使得多數(shù)礦山的植被發(fā)育情況屬于中等水平。
由于礦山開采活動對礦山環(huán)境的影響較大,多數(shù)礦山都存在不同類型的地質(zhì)災害,常見的地質(zhì)災害類型有:泥石流、滑坡、地面坍塌、地面沉降、地裂縫和自燃。總的來說,我國礦山地質(zhì)災害處于中等發(fā)育水平,危險性也處于中等水平。
在開采礦山的過程中,由于開采面積較大、開采力度較大的原因,使得礦山的地表水流失量逐漸增多,進而造成礦山出現(xiàn)地面坍塌、地面沉降的現(xiàn)象,隨之也會間接導致礦山附近河流出現(xiàn)流域斷流、流域枯竭的現(xiàn)象,從而使得礦山的地下水水位下降明顯。由于礦山的環(huán)境地質(zhì)受到破壞,因此礦山極易出現(xiàn)滑坡、泥石流、塌方等地質(zhì)災害,災害事故的發(fā)生幾率較大。
在礦山開采過程中,礦山的水文地質(zhì)和地質(zhì)環(huán)境具有很重要的地位,這不僅是由于地下水直接或者間接威脅礦山開采工作的安全,影響經(jīng)濟收益,還是因為礦山地質(zhì)環(huán)境的變化會影響到礦山周邊的居民的生產(chǎn)和生活。對此,本文對礦區(qū)的水文地質(zhì)特點進行了研究,對礦山的地質(zhì)環(huán)境進行了評估,希望本文可以為相關研究提供有益幫助。