临沂市环境地质灾害现状及防治分析

1临沂市环境地质灾害现状及防治分析周天宇（山东科技大学地球科学与工程学院，山东省青岛市，266590）摘要：本文在分析临沂市地理、地质环境基础上，论述了地面塌陷（采空塌陷、岩溶塌陷）、崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地下水污染等地质环地质环境现状，分析了其发生的原因，并提出了一些防治措施。关键词：临沂市；环境地质；地质灾害；灾害防治中图分类号：P66文献标志码：A临沂市位于山东省东南部，地近黄海，东连日照，西接枣庄、济宁、泰安，北靠淄博、潍坊，南邻江苏。地跨北纬34°22′～36°13′，东经117°24′～119°11′，南北最大长距228公里，东西最大宽度161公里，总面积17191.2平方公里，是山东省面积最大的市。1临沂市地理概况1.1地形临沂地处鲁中南低山丘陵区东南部和鲁东丘陵南部。地势西北高东南低，自北而南，有沂山、蒙山、尼山3条主要山脉呈西北东南向延伸，控制着沂沭河上游及其主要支流的流向。以沂、沭河为中心，西、北、东三面群山环抱，向南构成扇状冲积平原。山地、丘陵、平原面积比例为二：四：四。山地集中分布在沂水、沂南、蒙阴、平邑、费县、莒南等县。地势较高，一般海拔400米以上。山地植被比较茂密，是发展林果业、畜牧业的主要基地。丘陵主要分布于山区外围，沂水、沂南、莒南、兰山、兰陵、临沭、郯城、平邑等地都有分布，以沭河以东分布最广，一般海拔200米─400米。丘陵地带的土壤砂性大，适耕性好，土层较簿，保水肥能力差，适宜发展防护林和经济林，是花生、地瓜、玉米、黄烟等作物的的主要产地。平原有沂沭河冲积平原、山间沟谷平原、涝洼平原。沂沭河冲积平原主要分布在沂水南部、沂南东部、河东、兰山、罗庄、兰陵、郯城。临郯苍平原土层深厚，土质肥沃，是粮食和蔬菜主要产区，素有“粮仓”之誉。山间沟谷平原主要分布在费县、平邑中部，蒙山前平坦谷地，蒙阴、沂南、沂水等县的山间沟谷之中，土层深厚，质地适中，多种小麦、玉米等作物。涝洼地平原主要分布于兰陵和郯城南部，土壤粘重，排水不畅，易涝，多种小麦、水稻、蔬菜等作物。1.2地质环境临沂市地质构造复杂，地层发育比较齐全，从太古界至新生界，除上奥陶统、志留系、泥盆系、下石炭统、三迭系及中、下侏罗统、老第三系古新统、新第三系地层缺失以外，其他各期地层都有发育。主要构造以郯庐断裂带（境内称沂沭断裂带）为主，郯庐断裂带经郯城北北向延伸，纵贯全市，以断裂为界，临西为鲁西台背的一部分，属华北地台范畴，临东为胶南隆起的一部分，属扬子大陆块范畴。境内山脉自北而南，有沂山、蒙山、尼山3条主要山脉，海拔千米以上的山峰有10余座。其中蒙山海拔1156米，为山东第二高峰，素称“岱宗之亚”，久负盛名，享誉中外。境内有不少由流水侵蚀造成的桌状山，当地称为“崮”，素称沂蒙七十二崮，著名的孟良崮就是其中之一。1.3气候气候属温带季风区大陆性气候，气温适宜，四季分明，光照充足，雨量充沛，雨热同季，无霜期长。春季回暖快，少雨多风，气候干燥，常有干旱、寒潮、晚霜冻灾害性天气；夏季温高湿重，雨量充沛，盛东南风，洪涝、大风、冰雹灾害性天气较为频繁；秋季气温急降，雨量骤减，天气晴和，凉爽宜人，亦有秋旱或连阴雨灾害性天气出现；冬季寒冷干燥，雨雪2稀少。1.4水资源境内水系发育呈脉状分布。有沂河、沭河、中运河、滨海四大水系（图1），区域划分属淮河流域。主要河流为沂河和沭河，有较大支流1035条，10公里以上河流300余条。沂河主源发源于沂源、蒙阴、新泰交界处的老松山北麓。流经沂水、沂南、兰山、河东、罗庄、兰陵、郯城等县区，南流入江苏省境内后注入黄海，全长570公里，境内流长287.5公里，最大流量每秒1.54万立方米（1957年）。较大支流有东汶河、蒙河、柳青河、祊河、涑河、李公河、白马河等，流域面积10790余平方公里。沭河发源于沂山南麓，流经沂水、莒县、河东、临沭、郯城等县区，至江苏省境内流入黄海，境内流长197公里，最大流量每秒7290立方米（1974年）。图1临沂市流域图较大支流有浔河、高榆河、汤河、分沂入沭水道、夏庄河、朱范河等，流域面积5320平方公里。属中运河水系的河流有武河、武河引洪道、东泇河、西泇河和燕子河等，都经苍山县境，南至江苏省境流入中运河。属滨海水系的河流有锈针河、相邸河、青口河等，皆入黄海。境内河流均属山洪河道，上游支流众多，源短流急，雨季洪水暴涨，峰高量大，枯水季则多数断流。多年平均地表水资源量51.6亿立方米，地下水资源量23.6亿立方米，重复计算量15.6亿立方米，水资源总量59.6亿立方米。其中现有水利工程平水年可供水量31.8亿立方米。1.5矿产资源矿产资源种类较多，分布广泛。已发现矿产84种，其中，白云岩储量居全国第一位，金刚石、石膏、石英砂岩储量居全国第二位。临沂市共发现地热异常区49处，总面积1417.85平方公里，预计远景地热资源总量5.4×1018J，相当于1.84亿吨标准煤的产热量。已验证3地热异常区12处，发现6处地热田，河东汤头，沂南松山、铜井，沂水许家湖四大温泉开发基地已初具规模。2临沂市环境地质现状受矿产开发、地下水开采、山区综合开发利用、交通与水利建设以及不利地质条件的影响,局部地段地质灾害频繁发生,除造成生态环境恶化、毁坏良田和交通及水利设施外,还直接威胁着人民生命财产的安全。环境地质问题（地质灾害）已经成为制约经济社会可持续发展和影响社会安定的重要因素之一（表1）。截止2009年底，临沂市已发生的地质灾害类型主要有地面塌陷（采空塌陷、岩溶塌陷）、崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面沉降等（表2）。其中，地面塌陷大多与人为活动有关，崩塌、滑坡、泥石流和地裂缝等地质灾害既与自然因素有关，又与人为活动有关。2.1地面塌陷临沂市地质灾害以地面塌陷最为突出，尤以采矿引发的采空塌陷最为严重，其次是局部地下水过量开采引发的岩溶塌陷。采空塌陷是由于地下矿体被采出，悬空的地表岩层在重力作用下发生弯曲变形乃至陷落的现象。临沂市以煤炭、石膏、金矿开采造成的采空塌陷（包括沉陷）最为突出，大部分矿区都有发生，以罗庄煤矿区、蒙阴煤矿区、平邑煤矿区、平邑石膏矿区、苍山石膏矿区、沂南金矿区最为严重。由于矿产资源大多集中分布于山前及山间平原,该区不仅是重要的农业高产区,而且村镇集中、人口稠密、交通发达，是当地最重要的经济带，故塌陷所造成的危害也比较大。岩溶塌陷是指岩溶发育的隐伏灰岩在超量或集中开采地下水等因素影响下，上覆砂土层4形成塌陷的一种地质现象。临沂市岩溶塌陷主要发生在临沂城区的地下水降落漏斗范围内及沂南县双堠、青驼等地（图2）。临沂城区中西部近120平方公里范围内的苗庄、三岗、国棉八厂、兖石铁路两侧等地岩溶塌陷已发生20多处，造成4幢楼房及10余间房屋破坏：2002年7月中旬至8初，苗庄小区因岩溶塌陷造成4幢楼房开裂形成危房，导致3幢楼房被拆除；2005年7月，国棉八厂西侧陷泥河河床连续发生5次塌陷，直接经济损失5万元，同时造成大量污水回灌污染地下水。沂南县南龙口村2000年后已发生岩溶塌陷20多次，造成12间房屋不同程度损坏。图2临沂市城区部分塌陷点分布图2.2泥石流泥石流是由于降水（暴雨）而形成的一种携带大量泥砂、石块等固体物质的特殊洪流，是山区特有的一种地质现象。主要发生在西北部中低山丘陵区，其主要危害为威胁人身财产安全、冲毁农田、水利设施、交通线路与林木等。如蒙阴县联城乡南安村泥石流，威胁人口400人，资产350万元；蒙阴县联城乡大河峪村泥石流威胁人口100人，资产150万元。2009年7月21日，平邑县卞桥镇刘家寨村东发生泥石流地质灾害，直接经济损失60多万元。2.3滑坡滑坡是指在一定自然条件下，斜坡上的部分岩（土）体受重力作用，沿着一定的软弱面（带），整体向下移动的一种地质现象。我市所发生的滑坡虽多为中、小型，但其危害较严重。1960年，沂南县铜井镇树仁里村东山坡岩体滑坡，造成6人死亡；2003年，蒙阴县云雾山采石场滑坡，虽未造成人员伤亡，但亦威胁过往行人、车辆安全。2005年，沂水县圈里乡石栏村西南发生滑坡，造成居民房屋50多间不同程度毁坏，直接经济损失100多万元。2.4崩塌崩塌是指在陡崖或坡度陡峻的斜坡地带因岩体节理裂隙发育，受冻融、雨水等风化作用和重力作用，造成岩体失稳快速下落的现象。我市崩塌地质灾害一般规模较小,但发生频繁。如：蒙阴县岱崮、野店两镇,由于“崮”较多,崩塌现象严重，现调查出崩塌危险点28处，预测威胁人口582人，威胁财产310万元；2002年，沂南县苏村一小矿坑发生崩塌，造成25人死亡；2003年，蒙阴县岱崮镇核桃万崩塌,崩落的石块顺山坡滚动,险些造成人员伤亡。2.5地裂缝地裂缝是指地面开裂的地质现象。我市地裂缝类型主要有构造地裂缝和非构造地裂缝两种。构造地裂缝是新构造运动作用所致。主要分布于沂水、沂南、莒南、河东、临沭、郯城等县（区）的沂沭断裂带内（图3），一般较轻微。图3临沂市构造简图非构造地裂缝主要由膨胀土引发。如河东区九曲、芝麻墩一带，兰山区与罗庄区的接合部，膨胀土厚度2〜4米，在降水、蒸发及地下水开采过程中，由于膨胀土水份含量的变化，引起土体膨胀或收缩导致地裂缝，曾造成局部民房轻微开裂。2.6地下水污染由于超采地下水，使其含水层的自然状态发生变化，从而加速了污水的渗透能力，污水渗入地下，严重污染了地下水。有关部门对地下水污染的监测表明，临沂市区水井水质合格率仅在5%左右。几个水源井的分析结果是：自来水厂5号井的大肠杆菌数高达230个·L-1，沂蒙化肥厂、付家屯两井的大肠杆菌数11～18个·L-1,，均超过了国家饮用水标准。自来水厂几口深井抽出的地下水含有黑色悬浮物，水泛黄并有异味。另外，由于采补失衡，也出现了局部地区地面下沉、塌陷等问题。3环境地质问题分析3.1地面塌陷3.1.1岩溶塌陷1）地质条件：①临沂市岩溶塌陷区下伏灰岩溶孔、岩溶裂隙发育，并发育有大的溶洞，为地面塌陷奠定了特定的地质环境基础；②城区岩溶塌陷区覆盖层较薄(6-12m)，在第四系与灰岩接触带附近岩溶极发育，而且覆盖层中砂层结构松散，易被水流带走，产生潜蚀作用生成土洞。2）动力条件：自20世纪80年代以来，尤其是现在临沂城区及其附近自备井达400多6眼，开采量高达10万m³/d以上，形成大面积地下水降落漏斗，在遇到大的降水条件下，在地下水位处于第四系底板之下的地段，雨水通过第四系人渗到基岩岩溶裂隙岩层时，易形成通道，水动力条件加剧，造成水动力条件变化，即地下水的波动幅度和速度、水力坡降、水流速度等。水动力条件的改变对岩土体产生渗透潜蚀、真空吸蚀等作用，易引发地面塌陷，因此，造成地下水位低于第四系底板的原因就是城区的地下水开采。图4临沂市城区主要岩溶塌陷点分布及地下水位标高3.1.2采空塌陷临沂市以煤炭、石膏、金矿开采造成的采空塌陷（包括沉陷）最为突出，区内煤碳资源丰富、分布广泛,曾经是煤矿开采的集中地段,因煤矿开采而导致的采空区面积达10余km2,采煤塌陷灾害频发,土地资源破坏严重,同时给区内的人民生活和工农业生产带来严重危害。采空分布区现已无开采煤矿,地表上多为村庄、田地。自20世纪80年代以来,以上煤矿采空区均先后发生不同程度的地面塌陷,塌陷造成农田积水受损、民房开裂。3.2泥石流、滑坡、崩塌崩塌、滑坡、泥石流隐患点主要分布于蒙阴、平邑、费县、沂南等县的中低山丘陵区，地势较高，海拔一般200～1000m，该区汛期易发暴雨，遇有较大的降雨过程，易发崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害。此外，削坡修路、建房，矿产资源开采等工程活动也是诱发崩滑流等地质灾害的重要因素。其中，部分崩塌灾害隐患点的发育与临沂市特有的“岱崮地貌”有较大关系。在“崮”的下部为易风化的岩石，岩石风化严重，较破碎，易流失;“崮”的顶端为坚硬的灰岩，抗风化能力强，随着时间的推移，灰岩的临空面逐渐扩大，形成危岩，在内外动力地质作用下危岩倾倒、坍塌，形成崩塌地质灾害，多为小规模坠石和岩土体坍塌。74环境地质问题防治措施4.1岩溶塌陷4.1.1岩溶塌陷的预防1)调整开采量及开采布局针对各岩溶水水源地的实际情况，确定地下水开采量，拟定适宜的地