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江西省信丰县学堂嘴稀土矿矿区水土流失治理的研究

时间:2013-12-26 10:48 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:丁家乐 点击次数:

  摘要:开采稀土矿后矿区存在的地质环境问题有:土地资源和植被资源的极大破坏;裸露废弃地和尾砂在暴雨作用下诱发的泥流、土壤侵蚀等次生地质灾害;土壤有机质匮乏、肥力不足、水资源遭受污染等生态环境问题,造成严重的水土流失。
  关键词:地质灾害;环境治理;水土流失
  中图分类号:P694文献标识码:A文章编号:1009-2374(2013)33-0089-02
  1地形地貌
  信丰县境内地势由南向北倾斜,南岭山脉的大庚岭、九连山余脉分别从县境西南绵延,四周群山环绕,中部地势低平。
  学堂嘴稀土矿矿区位于信丰县城东约2km,行政区划归属信丰县嘉定镇管辖,矿区范围为东经114°58′00″~115°02′57″,北纬25°21′23″~25°25′01″。地处赣江主要支流桃江河畔,属侵蚀剥蚀型丘陵地貌,矿区地面高程一般180~300mm,相对高差50~120mm。山势较为平缓(山坡自然坡度10°~22°,一般15°左右)。
  地层岩性与地质构造。岩浆岩:为燕山早期花岗岩,广泛分布于学堂嘴矿区,是稀土矿的母岩。主要受北东及北北东向构造控制,呈岩株、岩基产出与围岩接触面橙不规则锯齿状。岩性为中细-中粗粒斑状黑云母花岗岩,斑状石英二长岩,在局部地段由于岩体同化混染作用强烈,形成混合或片麻状花岗岩。
  构造与地震:区域地质构造形迹以断裂为,褶皱不发育。根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)区内震动地震为Ⅵ度,地震东加速度为0.5g。
  2水文地质条件
  根据1/20万赣州幅、会昌区域水文地质普查报告,区内地下水为基岩裂隙含水岩组。
  基岩裂隙水:区内基岩裂隙水主要由燕山期花岗岩及震旦系,寒武系组成。该含水岩组的燕山期中细-中粗粒斑状黑云母花岗岩,水位埋深0.95m,潜水,渗透系数17.50m/d,富水性中等;震旦系、寒武系的含水岩组岩性以硅质岩、凝灰质砂硅质板岩等组成,地下径流模数常见平均1.85~4.95L/s·km2,泉流量0.041~0.196L/s。
  3工程地质条件
  矿区内采剥地覆盖层主要为花岗岩强风化层,未采剥前强风化厚度大于15~20m,采剥的深度约7.0~20m,现状条件下采剥地强风化层厚度在1~15m,呈砖红色、黄褐色、土黄色、少许呈灰白色,颗粒较为均一,中砂或粗砂含量较高,表面石英颗粒明显,锤击声音暗哑且有少许回弹,用镐、锹挖掘容易,痕迹明显。
  侵矿池遗留地覆盖地主要为选矿尾砂,堆积厚度在4~11m之间;河流沟谷内多分布冲积尾砂,上游沉积尾砂一般颗粒较大,中游及下游尾砂颗粒较细,尾砂淤积厚度为0.5~3m。尾砂多呈转红色、红褐色,有麻手感,岩性为粗砂、中砂,粒径多介于0.1~3mm,颗粒级配不良,结构较为松散,含水量为7%~18%,尾砂物理性粘粒为6.26%~19.2%,砂粒约含量80%,矿区地表径流系数为0.35。
  4水土流失的影响因素
  学堂嘴矿区内水土流失的自然因素中降水因素占主导,地形和土壤因素占次要,植被覆盖度取决于地形和土壤。人为因素滥砍滥伐,土地利用不合理以及开矿筑路等工程建设使矿区,一些带有污染源开矿设施荒废,污染严重。污染源经过降雨使雨水通过矿区内一些人工修葺的大坡度边坡造成了冲刷力形成沟壑,破坏了土壤的吸水性、抗蚀性及抗冲性,矿区内地质岩性为花岗岩残积土,结构松散极易被迅速形成的地表径流分散和冲走。使土壤颗粒组成、密度、有机质及游离氧化铁等胶合物含量对土壤的抗蚀力造成重大影响,破坏土壤的肥力和强度,导致植被覆盖度减少,土地荒漠化。
  5矿山地质环境治理建议
  结合赣南地区稀土矿矿山地质环境治理的经验,对信丰县学堂嘴的治理方案提出以下建议:
  采取岩土工程措施,对矿区的地形地貌进行整理改造,分区分块,将其改造成为多级宽平台与缓坡地面平面上相间排列,空间上错落有致的地形。根据经验,建议各级平台高差不超过9m,平台宽度可根据开采台面、浸矿地面等作适当调整,以区内土方平衡为原则,进行宽度及高程设计。
  矿区内的土壤基本无法满足植物生长的需要,采剥区及尾砂堆的土壤应该采取适当的改良措施,采剥区采取覆盖客土15cm,尾砂堆积及淤积地通过拌合石灰中和(平均每亩4t)和覆盖15cm客土的方式进行改良。预期改良后土壤的酸性呈微酸性或中性,土壤中的N、P含量达到赣南地区平均水平。
  考虑到矿区内降雨量大,且雨季常有暴雨发生,故建议在各平台边缘夯实填高40~80cm左右的土质田埂以防治水土流失。
  应根据本地区的降雨量,应在平台边缘或底部设计多级横向、纵向排水沟网络,并规划出一定量的水塘,共同满足地表径流的截、排、蓄要求。
  矿区植被恢复采取一草一经济作物的模式,在平台上种植脐橙、枇杷、柚子等经济作物。
  建议对矿区内原有的拦砂坝应当进行适当的加固,同时在各重要沟谷处应建设适当的土坝或拦砂坝,将矿区内尾砂的淤积及尾砂流的冲积控制在现状的范围内,避免形成新的尾砂淤积或者农田湮没。
  参考文献
  [1]徐志文.四川省地质环境状况及地质灾害发育特征研究[J].地质与勘探,2006,(4):97-102.
  [2]朱建新,李肖锋,邓华梅.我国矿山环境治理的必要性及应对策略[J].中国矿业,2006,(8):17-18.
  [3]张渊,李俊锋,索崇慧.矿山尾矿综合利用及其环境治理的意义[J].农业与技术,2000,(4):56.

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