关键词: 石漠化
罗甸县岩溶地区石漠化成因及危害(共5篇)
篇1:罗甸县岩溶地区石漠化成因及危害
罗甸县岩溶地区石漠化成因及危害
在喀斯特脆弱的生态环境下,人类不合理的`社会经济活动,造成人地矛盾突出、植被破坏、水土流失、岩石逐渐裸露、土地生产力衰退,呈现类似于荒漠景观的演变过程.
作 者:段朝芳 作者单位:罗甸县水利局,贵州,罗甸,550100刊 名:中国科技博览英文刊名:ZHONGGUO BAOZHUANG KEJI BOLAN年,卷(期):2009“”(3)分类号:P关键词:石漠化 成因 危害
篇2:罗甸县岩溶地区石漠化成因及危害
1 云南省岩溶区石漠化成因
云南省喀斯特地区地处湿润季风气候, 年降水量丰沛但季节性分配极不均, 在降雨或径流等运营力的作用下, 造成表土逐层丧失, 基岩裸露, 植被覆盖率迅速下降, 造成严重的水土流失, 生物群落不发育, 甚至向低级发展, 区域环境恶化, 一个完整的岩溶生态系统走向恶性循环。高强度的集中连片樵采容易导致植被破坏、土壤流失, 加重了石漠化;过度放牧加重了水土流失和石漠化;无序的工矿建设开发的原因。总的来说, 地质、地貌、植被、土壤、气候等自然因素和不合理的人类活动综合作用导致了石漠化[2]。
1.1 干旱缺水
云南省岩溶区属于中亚热带到北热带湿润季风气候, 大部分地区冬季温暖而夏季炎热, 年降水量丰沛但季节性分配极度不均, 使得域内时常会发生伏旱, 石漠化问题严重。
1.2 特殊地貌土壤
构造运动产生较大的地表切割和较高的地形坡度使得岩溶地区地形陡峭, 季风气候为石漠化、碳酸岩地貌强烈发育和土壤淋溶提供了必要的侵蚀营力和溶蚀条件, 陡峭形势更加严峻。岩溶区土壤“挂葫芦”不连续, 土壤富钙而偏碱性, 岩石裸露率高, 由于成土母岩多为碳酸盐岩, 自然造土能力低, 成土速度缓慢, 土壤风化层簿, 极易淋溶风化的碳酸岩地貌为石漠化提供了物质基础。
1.3 表土流失严重
土地是人类生存发展的物质基础, 在云南的大部分山地岩溶区, 土层浅薄, 坡陡岩峭, 植被覆盖率低, 强烈的地表径流, 土壤极难固持, 季节性集中的大雨、暴雨为水土流失提供了强大的动能[3], 地表植被覆盖少, 土壤裸露, 降雨集中, 强烈的地表径流造成严重的水土流失带走了肥沃的表土, 使耕地质量越来越低, 土层越来越薄, 石头出露, 久而久之形成大面积石漠化, 导致人们生存条件的丧失[4]。
1.4 开发建设、人口增长等人为因素加快石漠化进程
人为因素系局部地区石漠化扩展的主要原因之一, 陡坡耕种, 毁林开垦、毁草开垦的现象非常严重。大规模的开发建设活动对岩溶区域的水、土、生态环境、小气候造成了极大的压力, 总结调研县的实际情况, 开矿, 交通、水利、电力等建设不可避免的造成大面积的土地开挖和植被破坏, 使得地表裸露开挖坡面无防护、松散堆积、重塑地貌甚至改变水系, 并产生了大量弃土、弃渣, 加剧了区域土流失, 更加快了石漠化进程。
2 云南岩溶区石漠化目前的治理模式
云南省在岩溶区四个试点县治理工程具体实施过程中总结出比较成功的治理方法, 总结分析主要有三种模式[5], 发挥了较好的生态、经济和社会效益。
(1) 生态经济型模式。以产生经济效益为目标, 以生态经果林 (草、药) 为主的植被恢复模式, 结合岩溶地区的环地貌气候点, 选取适应性较强的乡土植物种, 因地制宜的植树种草。
(2) 人工造林或封山育林模式。通过植树造林恢复林草植被, 在岩石严重裸露的地区实行全封或轮封, 在石漠化早期阶段实行封山;在国家政策支持下, 大于25°的陡坡地区严禁开荒垦殖, 根据土地禀赋大面积营林还草。
(3) 小流域治理模式。以小流域为治理单元, 在在石漠化、坡耕地等地貌类型区和不同岩石类型区, 采取不同的工程技术配置, 以植被修复、坡面径流调控、城郊经济开发型、清洁小流域为主题采取工程或植被措施, 调整流域内产业结构。
3 云南省岩溶区石漠化治理存在的问题
岩溶区石漠化的发生、发展过程实际是在脆弱的生态环境地质条件下, 人为活动破坏生态系统平衡导致地表覆盖减少的土壤侵蚀过程。云南省虽积累了大量石漠化治理的经验但仍旧存在一些问题:
(1) 治理对象局限性, 仅着重灌木林地、疏林地、中低覆盖草地以及裸岩石砾地的植被修复与土壤改良, 忽视了对水利水电、采矿、交通等开发建设项目的生态修复。
(2) 治理措施配置细化程度不够, 很多地方还存在山顶山脚山前山后一个模子, 没有彻底遵循“因地制宜、因害设防”原则。
(3) 治理观念有待加强, 很大程度上依托自然修复, 忽视人的主观能动性, 灾害预防的重视不够, 普遍存在“重治轻养”的现象。
4 云南省石漠化治理建议
4.1 人口密集地采取小流域治理综合治理模式
4.1.1 改善立地条件、调控坡面水系
岩溶区石漠化地区被称为造林困难地带和造林育林的“硬骨头”, 其关键原因是石漠化区域地表土壤贫瘠, 土层薄, 土壤水分严重缺失。因此, 开展石漠化化区域治理工作, 必须优化小流域立地条件;森林植被恢复与重建使岩溶地区可以有相对均衡的地下水出露, 调控区域内坡面水系。
4.1.2 注重沟道治理, 突出水系工程
石漠化地区由于地表覆被差, 在雨季具有汇流速度快, 地表径流量大等特点, 加之人为因素易造成局部地段的垮塌, 形成混合侵蚀, 致使下游农田、水库淤积严重的特点, 在石漠化治理工作中, 还需要加强沟道治理工作。通过修建防涝沟、排灌引水措施、维修和改造五小水利设施, 提高灌溉能力, 高效利用石漠化区域的水土资源。
4.1.3 退耕还草还林, 发展养殖和经果林产业
石漠化地区贫困的主要原因是缺水, 其次是土壤肥力差。适宜发展养殖业, 应大力推广圈养鸡、羊、马、牛、猪等。退耕还林 (草) , 可在果林下种植牧草和绿肥, 不仅可以获得优质高产的饲草, 同时主观能动的保护了土壤, 饲草喂家畜, 粪便成为生产沼气的原料, 循环经济, 形成产业链[6]。
4.2 山区人少地采取生态修复治理模式
在云南岩溶区生态严重退化地区或森林植被保存较好的地区, 结合地区地貌、自然、社会、经济状况, 选择原生性、群落等级相对较高的自然保护区、原始森林区、野生动植物原生地、天然林区、岩溶风景区等特殊功能区, 建立特别保护区, 减少或避免人为扰动, 严禁各种开发建设活动, 这对于各种动植物的保护将起到非常重要的作用。设计在具有一定数量母树具有萌芽更新能力的植株或伐桩等无性繁殖体或邻近有母树种子来源的地段采用封山育林技术。在强度以上岩溶石漠化地块, 生境极度严酷, 如高山陡坡等造林极困难的地段, 也需进行封山育林, 防止生境进一步恶化。
5 研究展望
岩溶区山地石质化发展的趋势被认为是不可逆的过程, 一些早期被认为是有成效的治理模式目前也暴露出了很多问题, 取得的初步成效能否持续还有待进一步检验, 石漠化治理的任务依然艰难, 需要从理论上加以研究和总结。云南省岩溶石漠化研究应从如下几方面加强:
(1) 深入开展云南省岩溶石漠化机制研究;
(2) 石漠化敏感性研究, 建立岩溶山区生态安全监控预警系;
(3) 将地理信息系统科学运用在石漠化研究, 实时动态监测石漠化状况;
(4) 石漠化治理综合模式研究并对构建其效益评价指标体系;
(5) 综合治理模式中各单项技术研究, 岩溶水位选择及取水技术、工程防渗、水源保护、水质净化、节水灌溉、保土保水等技术的研究。
摘要:云南省是全国岩溶分布最广的省区之一, 也是岩溶石漠化严重的省份。本文通过现场调研, 总结归纳岩溶区石漠化成因为干旱缺水、特殊地貌土壤、表土流失严重、人为因素等, 并在此基础上分析云南省目前存在的石漠化治理模式, 结合小流域综合治理模式, 提出可操作性的建议, 为同类岩溶区石漠化治理提供借鉴。
关键词:岩溶区,水土流失,石漠化,生态修复
参考文献
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篇3:罗甸县岩溶地区石漠化成因及危害
关键词:秸秆焚烧;环保意识;政府引导
一、秸秆焚烧的危害
1.对资源的危害。以前秸秆作为农村主要的燃料,利用效率只有10%左右,已经浪费了大量的资源。现在,绝大多数秸秆直接被付之一炬,更是造成了资源的严重浪费。
2.对生态环境的危害。产生严重的大气污染,大大增强人为因素对温室效应的影响,破坏土壤结构,影响耕地质量。
3.对社会生活的危害。危害人体健康,引发火灾,引发交通事故,妨害道路交通和航空安全。
二、秸秆焚烧的成因分析
1.农村能源结构的转变。以前,农村主要是靠秸秆提供的生物能源。现如今,随着社会经济的发展和生活水平的提高,农村的燃料大部分被煤炭和石油液化气所取代。于是,秸秆就变成了毫无用处的“农业垃圾”。
2.老百姓的环保意识淡薄。农村老百姓由于文化水平普遍不高,缺乏必要的资源观念与环保意识,对秸秆焚烧的危害性认识远远不够。
3.秸秆的经济价值不高。由于秸秆的利用效率和利用价值相对较低,往往造成秸秆的处理费用可能高于秸秆本身的经济价值,这也是目前很多农民放弃秸秆的重要原因。
4.技术措施不到位。现在很多作物,都是通过大型机械收割,这样往往就把秸秆直接弃在田里。由于没有推广秸秆气化、缺少秸秆粉碎还田的技术和设备等原因,弃在田里的秸秆势必影响下一茬作物的播种。
三、秸秆焚烧的对策探究
秸秆焚烧这一社会问题,困扰我已经们有好些年了。如何让老百姓对秸秆焚烧说“不”,已迫在眉睫。它不仅牵涉经济发展、生态保护,也事关社会安定。
1.加大宣教力度,提高老百姓的环保意识,提高老百姓对秸秆焚烧危害性的认识。
秸秆焚烧对农业生态的危害,目前还没有被人们所广泛重视,尤其是农民的环保意识不强。因而必须要作好宣传工作,充分发挥宣传媒介的作用,利用各种宣传工具,采取多种方式广泛展开宣传。从而提高农民的环保意识,切实地向秸秆焚烧说“不”。
2.有效实施秸秆价值的转换,通过“秸秆还田”“秸秆饲料”“秸秆燃气”“秸秆直燃发电”“秸秆木炭”等项目的实施,以经济与实惠来带动老百姓主动向秸秆焚烧说“不”。
当然,这些举措能够得以顺利实施,必然离不开农业科研及农业技术设施的投入。
3.加大政府的引导与行政执法力度,让老百姓必须对秸秆焚烧说“不”。
这一点乍看上去似乎带有强制性的色彩,好像有点不尽人情。但可以这么说,在老百姓的观念没有切实转变、宣传教育等措施没有奏效的情况下,没有强制措施,是根本解决不了问题的。
(1)尽快制定条例,禁烧秸秆。
(2)明确各政府管理部门(特别是农业与环保部门)的职责,避免各部门之间相互推諉。
(3)加强秸秆综合利用的服务体系建设。
将秸秆还田作业列入农村工作考核,并在财政上给予适当补贴,从而调动农民有效处理秸秆的积极性。另外,通过“秸秆饲料”“秸秆燃气”“秸秆直燃发电”“秸秆木炭”,以及“过腹还田”“培育食用菌”“制取沼气”等技术措施的引导,也能使秸秆综合利用开辟出新的天地。
(4)切实加强秸秆利用的项目引导与扶持政策,从税收优惠到财政补贴等方面给予扶持。
上述提到的诸多项目,单纯依靠老百姓自身或是依靠一些民间的社会机构、组织,是不太可能得以顺利实施的。因为它更多的是体现生态效益与社会效益,而老百姓及一些民间组织,往往更加关注经济效益,这就必然产生利益上的不对接。很显然,这当中如果缺失了政府职能部门的有效组织,秸秆禁烧在目前来说,必然是不可能的。
总之,在实现秸秆禁烧、综合利用上,提高老百姓的环保意识是前提,加强政府的政策法规建设、予以适当扶持是保证,而真正实现秸秆能源化、资源化,才是根本所在。这是在当今人们片面追求经济增长的意识下、在能源日益紧张的局势下、在全球气候变暖的形势下,我们所面临的严峻的挑战。让我们共同努力,坚决向秸秆焚烧说“不”,践行“绿色生活”的不变诺言,向着人民生活富裕、生态环境良好、社会文明进步、人与自然相和谐的可持续发展的目标迈进!
参考文献:
篇4:罗甸县岩溶地区石漠化成因及危害
1 喀斯特石漠化的概念
喀斯特石漠化 (Karst Rocky Desertification) 是指在亚热带脆弱的喀斯特环境背景下, 受人类不合理社会经济活动干扰破坏, 造成土壤严重侵蚀, 基岩大面积出露, 土地生产力严重下降, 地表出现类似荒漠景观的土地退化过程。
石漠与石漠化概念的区分。石漠即原生性石漠化, 是地质时期自然环境演变的结果, 以基岩大面积裸露为特征, 它是一种地貌景观或实体。指亚热带湿热环境下喀斯特地区特有的土地类型, 土石按一定比例交互存在于石灰岩山丘里, 在溶沟、溶隙与岩溶洼地里。有不同厚薄的土壤存在, 在突起部分多裸岩分布, 其形成多与地表坡度较大有关。石漠化即次生性石漠化, 专指在脆弱的喀斯特背景下人为干扰喀斯特地区所导致的土地退化过程。应注意区分石漠与石漠化, 二者属于完全不同的范畴。石漠化是指发生在历史时期主要由人类活动所导致的一种使环境向荒漠演变的退化过程, 不包括纯粹由自然因素形成的原生石漠或类荒漠景观。
石漠化程度分级是个相对概念, 要与非石漠化进行比较, 确定石漠化的零级和顶级状态, 采用等比内插法进行分级。零级石漠化是指在具有石漠化发育条件的喀斯特地区, 生态结构完整、功能健全, 即未出现生态系统退化的征兆, 基岩全部被植被覆盖, 土地生产力很高, 如荔波茂兰喀斯特原始森林区可作为贵州省喀斯特零级石漠化的样本区。顶级石漠化是指喀斯特地区生态系统完全退化, 生态结构破坏、功能完全丧失, 基岩全部裸露, 无植被和土被, 土地生产力完全丧失。参照国际惯例和国内沙漠化的研究成果, 结合对石漠化长期野外考察, 在零级与顶级石漠化之间按照等比内插法, 分别划分出轻度、中度、重度和极重度四个等级。
2 喀斯特石漠化的成因
2.1 坡度
我国西南喀斯特地区地貌一般都比较陡峻, 各种类型坡地的存在是诱发石漠化的重要原因之一, 据李瑞玲等研究, 石漠化比例最大的是坡度>35°的地区, 石漠化面积占该类坡地区总面积的35%以上;其次是陡坡区 (25°~35°) , 占该区总面积的29%以上;比例最小的是平缓坡区;在其他坡地区石漠化比例达到25%以上。在各坡度等级中, 基本上是坡度越大, 石漠化所占的比例也越大, 石漠化的发生率基本都随坡度的增大而增大。
2.2 降雨
我国西南喀斯特地区雨热同期, 时空分布不均;暴雨发生率高、强度大、时间集中、大暴雨与特大暴雨所占比例大, 这不仅造成了区域严重的水土流失, 加速石漠化进程, 还为石漠化形成提供了强大的动能。
2.3 植被环境因素
喀斯特森林一旦破坏, 如果附近没有种源存在, 要想依靠土壤种子库中的种子来恢复森林植被是很困难的。在石漠化山地、陡坡及深切的河谷地区, 森林破坏以后, 由于受土层薄和干旱的影响, 林业立地条件不复存在, 只能形成次生的草丛植被或灌丛, 不能恢复成林。
植被是喀斯特自然生态系统的关键成分, 维系着整个生态系统的环境优劣和水分平衡, 它既是石漠化的成因指标, 同时也是石漠化程度的表现指标。植被覆盖度、植被结构等是石漠化的重要影响因素, 通常植被覆盖度越低, 石漠化程度就越高。林地土壤的单位重量含水率和单位体积含水率均较灌丛和草坡高, 草坡和灌丛的土壤的含水率相当, 差别较小。而土壤含水量是土壤的物理性质之一, 土壤水分含量的多少, 直接影响植物的生长发育, 从而影响石漠化形成和发展。因此, 草坡、灌丛较林地易发生石漠化。
2.4 土地利用粗放
喀斯特地区土少石多, 土层浅薄、干燥, 许多植物都难以生长, 石山植物生长慢, 开荒、放牧、打柴、开山取石等生产活动, 致使石山植被遭受严重破坏, 岩石裸露, 土壤被严重侵蚀, 土层浅薄、干燥, 保水、保肥性能差, 水土流失加剧, 农业产量低而不稳, 自然灾害频繁导致喀斯特石漠化的产生。
陡坡耕种是喀斯特石漠化的一个重要原因。陡坡开荒种地, 给农民带来的粮食及收入有限, 但严重破坏原生植被, 引起土地退化, 产生石漠化。
3 石漠化综合治理
3.1 制定喀斯特地区生态环境综合整治与产业发展的总体规划
开展喀斯特石漠化地区立地条件调查和土地适宜性评价, 结合各地区的社会经济基础、资源条件、区位等因素, 在总体规划指导下, 制定各地具体的生态经济治理方案和产业发展规划, 分期分批分类实施。
3.2 提高当地人民的生态危机意识
石漠化治理是一项复杂的系统工程, 它与当地人民的生活息息相关, 需要广大人民的自觉参与和积极配合。当地政府、教育部门及林业主管部门要担当起重任, 首先要加大石漠化治理的重要性和必要性的宣传力度, 号召石山区人民自觉改变以柴为燃料的传统, 鼓励以沼气、电、煤气等作为生活燃料;其次, 协调好供电、供气及农村能源办等部门, 积极配合石漠化治理工作, 想方设法为群众解决用电、用气、筹建沼气池等一系列问题, 为实现封山创造条件。
3.3 加大教育投入
教育是提高地方群众素质的惟一途径。只有加大教育投入, 加强教育力度, 使广大群众清楚意识到石漠化问题带来的生存危机, 明白石漠化治理工作的重要性和紧迫性, 才能积极主动地投身到石漠化治理行动中。
3.4 加强石漠化治理技术研究
植物修复技术是石漠化治理的关键技术, 所以需要重点研究适合于石漠化地区生长的植物物种、育苗苗龄等。另外, 还需要对不同时空尺度下石漠化形成机制进行研究, 明确石漠化形成的驱动因子才能更有针对性地采取治理措施。石漠化基础信息系统、灾害监测预警系统、灾害评价与辅助决策系统的研究也是石漠化治理研究中的重要内容。
3.5 扭转粗放的农业生产模式
针对滥砍滥伐、过度放牧的现象, 采取封山育林, 禁伐、禁牧政策, 保护原始植被不受到进一步破坏。政府通过帮助当地人民建设沼气池、安装太阳能等新型能源措施, 解决农民的能源问题, 避免农民进山砍柴;开展生态旅游, 以多种经营方式促进第三产业发展, 带动地方经济增长, 实现当地人民脱贫致富, 避免过度放牧;改陡坡农作物耕种为经济林木种植, 减少耕作过程中带来严重的水土流失。
参考文献
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篇5:罗甸县岩溶地区石漠化成因及危害
摘要:随着经济的发展,人们对矿产资源的开采量不断增大,在其开采过程中对地质环境的破坏也愈发严重,各类地质灾害伴随而来,给人民的生命财产安全及社会经济发展带来不利影响.综合考虑水文地质单元、灾害发育程度、地层岩性、地质构造及矿山抽排水等因素,结合岩溶发育规律,对煤矿区内岩溶塌陷的成因机制分6个区来进行了分析,得出岩溶发育与矿井大量抽排水是该地区岩溶塌陷发育的最重要原因,研究成果可为该区域内岩溶塌陷的主要发展趋势预测和预防治理提供依据。
关键词:地质灾害;岩溶塌陷;成因机制;趋势预测
随着经济的发展,人们对矿产资源的开采量不断增大,在其开采过程中对地质环境的破坏也愈发严重,各类地质灾害伴随而来,给人民的生命财产安全及社会经济发展带来不利影响。湖南某煤矿地区地质灾害发育,共调查各类地质灾害561处,其中岩溶塌陷398处,不均匀沉陷110处,地裂缝47条,滑坡6处。其地质灾害主要以岩溶塌陷为主,其他类型的地质灾害发育程度相对较低,对该区域内岩溶塌陷的成因机制进行分析,可为岩溶塌陷地质灾害的防治工作提供借鉴。
1岩溶发育规律分析
岩溶发育的控制因素主要是地质构造,岩石性质和地下水交换的天然条件。其中地质构造的控制作用更明显,而人类工程活动因素则对其起到了一定的促进作用,本区域溶岩发育有以下规律:
1)平面分布上,该区域岩溶发育主要集中在五个地下水主径流带和连河冲涌泉山冲沟一带,其中大成桥、洋泉湖、贺石桥最发育,地面塌陷规模大,破坏严重。
2)垂直方向上,该区域岩溶发育具有明显的分带性。根据钻孔揭露情况(见表1),溶洞发育带主要集中于标高-200m以上,钻孔见溶洞率相对较高,且溶洞一般全充填,此带突水突泥后,地面塌陷影响大;溶洞裂缝带标高为-200m至-400m,钻孔见溶洞率0.10%~0.14%;裂缝发育带一般在-400m以下,发育程度低,且充填较好,富(导)水性弱。而本区煤层多数赋存在-400m以上,开采-400m以下煤层引发岩溶地面塌陷的可能性和影响范围将降低。
3)从区域地质构造上来看,本区域背斜轴部岩溶相对发育(见图1)。轴部张裂隙发育,且开口向上,地下水活动强烈,矿井下易产生突水突泥而引起地面塌陷。
4)本区域高角度正断层带岩溶发育,特别是断层交会处岩溶发育强,规模大。部分逆断层或正断层被切割,在断层带处当矿层与含水层相接触时容易发生穿水,引发地面塌陷。
5)旱、雨季地下水位反复交替升降的区域,地面塌陷发生较为频繁。
6)表面岩溶塌陷多发区域位于煤矿开采活动强烈的位置(见图2)。
由此可见,地质构造、水文条件是该煤矿区域岩溶发育的主要影响因素。而岩溶塌陷区域分布还受到了矿山开采等因素的影响。
2岩溶塌陷成因机制分析
该区域碳酸盐岩分布广,厚度大,岩溶发育。矿山排水导致地下水位大幅下降,在岩溶化断裂带,地下水交替频繁处岩溶塌陷发育。以下根据岩溶塌陷分布位置,对其成因机制划分6个区域分别进行分析。
1)大成桥岩溶塌陷区。该区位于大成河一带,为河谷平原地貌,处于白垩系百花亭组底部砾岩和二叠系茅口组中下部地层的不整合接触面附近。在地下水交替升降过程中,由于受到接触面以及栖霞组灰岩中黑色泥岩的阻力,会产生缓冲涡流形成冲刷作用。加之浅层地下水对茅口灰岩中部灰岩的侵蚀作用强,因而岩溶发育,发育深度主要在-80m以上。另外,由于该区域内五亩冲矿井不断强排疏干,地下水流运动遭遇人为改造,水位大幅下降。通过对区域内1975年与2008年地下水等水位线图对比,大成桥一带地下水位由70m下降至-40m,作为排泄区的大成河渐变为补给源流补灌矿区,形成过水通道对充填物进行冲刷搬运,则导致地面盖层薄弱部位不断出现失稳塌陷。
2)贺石桥岩溶塌陷区。该区沿群英河一带分布,属河谷平原地貌。该区位于煤炭坝向斜北部,背斜东南翼,受构造影响强烈,其核部隔水层埋深约200m,阻止了西北方向地下水向矿床的大量充水。此外,沙子坡断层通过本区,该断层导水性好,形成了地表地下水与西峰仑矿井以及跃进煤矿矿井间的导水通道。随着矿区的不断强排疏干,地下水流运动受到人工作用的加强和改造,地下水位下降显著。根据图3对比,地下水位最大下降达到170m。
另外,本区位于贺石桥径流带,群英河与地下水通过沙子坡断层源源不断地补给矿区,河水漏失量达到1000m3/h。这些地表水转化为地下水后对溶洞中的充填物和上覆松散土层的潜蚀和冲蚀作用增大,造成矿井突泥突水现象严重,致使溶洞中的充填物和覆盖层中的松散土层逐渐被冲刷带走,当溶洞较大,充填物被迁运,地面盖层薄弱的部位就突然产生岩溶塌陷。另外,当岩溶空洞形成一个封闭的环境时,产生真空吸蚀作用,溶洞顶部盖层在负压作用下失稳产生塌陷。
3)欧家大冲岩溶塌陷区。该区位于欧家大冲与颜家冲交汇一带,出露地层岩性为二叠系栖霞组上部硅质灰岩夹硅质岩、茅口组岩上部灰岩以及少量石炭系灰岩和白云岩,富水性强,岩溶发育。矿井下常引发突水、突泥,本区构造复杂,由于大量断层带存在,颜家冲径流带与矿区之间形成良好的导水通道。当采矿对地下水强排疏干时,因地下水位急剧下降以及降落漏斗的扩大,使颜家冲和欧家大冲的地表水由颜家冲径流带和导水断层补给矿井。由于此处处在岩溶发育带,又有断层的切割、沟通,当开采深度延深时,随着矿山排水量增加,水力坡度和流量增大,溶洞裂隙中充填物受冲刷流失强度也随着增大,当充填物被冲蚀后,部分溶洞洞顶覆盖层厚度变薄,在渗透水头和岩土体自重作用下,无法满足拱顶稳定而失稳产生塌陷。
4)洋泉湖岩溶塌陷区。本区位于矿区东部,主要分布地层为白垩系百花亭组底部砾岩和二叠系茅口组灰岩及硅质灰岩。据相关勘探资料,该岩组岩溶发育,连通性好,主要分布在-200m以上,大部分无充填,且空洞较大,最大洞高达到6m。本区受构造影响大,贺家湾正断层从本区通过,其透水性好,地下水流动性强。矿区开采对该区域造成了较大影响,矿区开采前,该区域内常年有泉水,但随着竹叶堂等煤矿的开采,大量抽排地下水,致使地下水位大幅下降,目前地下水位在-190~-200m之间波动。竹山塘煤矿强排疏干,使洋泉湖一带地表水和地下水通过洋泉湖径流带和贺家湾断层补给矿井,沿线溶洞被疏通扩大,在水流冲刷和自重作用下,失稳产生塌陷。
5)回龙铺岩溶塌陷区。本区位于矿区南偏东、沩水以北、左家河径流带以东的平原地区。该区地势平坦,面积较广,灾害分布较平均。表层冲洪积物发育,下伏基岩为二叠系栖霞组上部的硅质灰岩、硅质岩,中下部的泥灰岩、泥质页岩和石炭系壶天群的灰岩、白云质灰岩。栖霞组上部地层和壶天群地层岩溶发育,连通性好,栖霞组中下部为相对隔水层。但沩水大断层于左家河处横过沩水河,隔水层断失,使壶天群、栖霞与沩河水产生密切水力联系。区内岩溶塌陷主要发生在栖霞组上部灰岩中,主要受左家河和沩水大断层控制。矿区疏干排水使地下水位下降,沩水与地下水通过沩水大断层连通左家河径流带补给矿井,原有溶洞受水流冲刷,充填物流失,在覆盖层薄的部位洞顶失稳产生塌陷。但因为该区离煤矿区较远,因而地下水位下降幅度不大,所以岩溶发育深度也较浅。
6)涌泉山岩溶塌陷区。本区分布在喻家坳乡连河冲以南涌泉山一带的河谷平原区,本区出露地层岩性为二叠系栖霞组上部硅质灰岩和硅质岩,岩溶发育,连通性好。本区位于煤炭坝背斜西翼的几个次级向斜处以南,受周边煤矿抽排水影响较大。这些矿区煤炭储量不大,开采深度较浅,因而地下水降幅有限,产生岩溶塌陷的深度也不大,主要集中在-100m以上。这些煤矿采煤疏干排水后,地下水和地表水回灌矿区,沿涌泉山沟一带,岩溶管道和溶洞长期被冲刷,充填物被掏尽,溶洞顶部盖层变薄失稳,产生岩溶塌陷。整个调查区从历史采煤情况来看,各大矿井大部分有突泥、突水的灾害发生,如2003年西峰仑煤矿在-350m水平就曾发生突泥达5000m3,井下小的突泥点也较多;又如1971年9月,五亩冲在煤层中掘进时底板突水,瞬时水量达2 900m3/h,造成地面下沉,水塘漏水,1958年至1986年突泥点达117个。这些突水突泥事件都是反映下部岩溶发育的直接证据,也说明岩溶发育与矿井的大量抽排水是整个煤矿地区岩溶塌陷发育的最重要原因(见图4)。
综合以上分析,结合岩溶塌陷现状调查结果、本区域水文地质特征以及矿业活动等情况,预计各带岩溶地面塌陷的均有加剧趋势。六个分带内复塌、新塌的可能性大,沿断层方向有外扩趋势,地质灾害危害严重。
3小结
1)通过对该煤矿区域岩溶发育规律的分析,得出地质构造、水文环境是影响该区域岩溶发育的主要因素,而矿山开采情况一定程度上影响了岩溶塌陷的发生和分布。
2)将该煤矿区域分为6个区分别对其岩溶塌陷成因机制进行分析,得出岩溶发育与矿井大量抽排水是该地区岩溶塌陷发育的最重要原因。
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