地质资源开发对地质环境变化的驱动作用

地质灾害具备自然、社会和资源三重基本属性。地质灾害起源于地质环境变化。地质环境变化的动力是地外天体引力、地球内动力、地球表层外动力和人类社会工程经济活动4种地质作用。在区域社会经济建设高速发展阶段,人类与地质环境相互作用程度加重导致地质灾害造成的受灾人口和经济损失绝对量是持续上升的。通过采取各种减灾行动,可以实现因灾伤亡人数持续减少,灾害损失相对社会财富增长的比例持续降低,从而实现控制地质灾害增长的趋势。提出了国家地质灾害减轻战略目标、战略对策和减灾行动,强调建立政府、科学技术界、工程企业界与公众社会“四位一体”的减灾战略“伙伴”关系,推动减灾理念从被动防治向科学开发地质环境的转变。

石油开采过程中会产生大量的含油废水，废水中还有大量的石油与悬浮物，这些污染物如果未经有效处理进行排放，或者处理不够彻底而进行排放，会对地表水与地下水造成严重的污染，地表水与地下水通过食物链被动植物所吸收，经过长时期的沉积，会对人体与动植物造成严重的破坏，影响人体健康，影响作物的产量。同时利用受污染的水进行灌溉，还会对土壤造成污染。油田土壤环境污染,主要来自钻井、洗井、试井、采油和修井过程中的落地原油或井喷及固体废弃物。土壤一旦遭受石油污染,便会引起多项环境要素的改变,以致危害生态环境。土壤被石油污染影响其通透性，凡能聚在土壤中的石油烃,绝大部分是高分子组成,它们粘着在植物根系上形成一种粘膜，阻碍植物根系的呼吸与吸收,引起根系腐烂。因此采油区应种树种草绿化、净化保护土壤,石油污染的土地不能急于种粮食、蔬菜等,石油污染的土壤长出的稻米光泽较差,粘性较低,蔬菜味道不佳、易腐烂、不易保存。所以对落地原油和泥浆等要回收处理,一方面可回收资源,另一方面可保护环境。 石油开采过程是造成土壤水土流失的主要过程其影响表现为四个方面。首先是井场、道路、站所、油气管道等工程施工建设扰乱和破坏土壤主体构型,影响土壤通气和透水,改变了地表、地面坡度的原地貌形态和地表土壤结构;毁坏了地面植被，使松动土体岩性物质裸露地表,土壤抗蚀,抗冲性降低,加速了土壤的侵蚀。其次是严重破坏了原有的水保设施，为区域经济的一时增长,加剧了水土流失,形成了边治理边破坏的被动局面。再次,井场平整,道路、油气管道开挖而移动土体,土方随意堆放,加之坡地开挖土方,没有采取任何护栏措施,疏松的土方随坡而下,易受暴雨冲刷,可诱发崩塌、滑坡,加速地面侵蚀,造成严重水土流失;易受风力影响造成沙尘天气,使区域环境质量明显下降。最后是施工中产生的废水汇入地表径流，造成水污染;弃土、弃渣及生活废弃物,虽已就地回填,但仍为松散堆积物,大幅度降低原水土保持功能。石油开采是对地层油藏不断挖掘的过程,不仅扩大了人类活动的范围，更使原先无人到达或难以进入的地区变的可达和易进入，尤其是生态环境脆弱地区,对于黄土丘陵沟壑区、戈壁风沙区来说,灌木、蒿草在维持该地区生态系统平衡方面具有很重要的作用，地表剥离引起的植被破坏,短时间内很难恢复。从用地构成看,井场、站(所)对植被是点状影响,道路、集输管道是线状影响,线状影响远大于点状影响;从用地方式看，临时用地植被可采取人工和自然恢复,永久性用地则完全被人工生态系统代替，虽然经人工植树种草,植被覆盖率上升，但可能造成遗传均化,生态系统功能减弱。 总结 石油开采全过程对环境地质问题的影响是多方面的同时也是十分严重的，在石油开采过程中我们要在追求开采经济效益的同时，要更加注重生态环境的保护，加强对环境地质问题的综合治理，努力谋求资源开发与环境保护的协调、可持续发展。

地质资源是蕴藏于地质环境、经济社会发展必需的宝贵资源。开发地质资源，必然要扰动地质环境。地质资源开发对地质环境的作用主要包括:开发矿产资源、开采地下水、利用地质遗迹等。

(一)矿产资源开发

新中国成立后我国矿产资源开发规模迅速扩大。1949年，我国保留比较完整的矿山仅300多座，年产原油12万t，煤0.32亿t，钢16万t，有色金属1.30万t，硫铁矿1万t，磷不足10万t^［2］。经过60年的努力，中国先后建立了大庆、胜利、辽河等大型石油基地，大同、兖州、平顶山、两淮、准格尔等煤炭基地，上海、鞍山、武汉、攀枝花等大型钢铁基地，白银、金川、铜陵、德兴、个旧等大型有色金属基地，开阳、昆阳、云浮等大型化工矿山基地。目前，中国的矿产品产量、消费量居世界前列。

图3-12～图3-14分别绘出了1949以后我国原煤产量、铁矿石原矿量、10种有色金属(铜、铝、铅、锌、镍、锡、锑、汞、镁、钛)产量增长情况。可以看出，1949年到2008年矿产资源变化大致可划分为三个阶段:缓慢增长阶段、稳定增长阶段和快速增长阶段。以有色金属为例，1977年之前年均增长率为4.1%，1978～1999年年均增长率为10.2%，1999年以后年均增长率增至15.4%，进入快速增长阶段。资源消费弹性状态为资源消费量增长速度与GDP增长速度的比值，反映了经济增长对资源的依赖程度。从表3-8可以看出，“七五”以来我国主要矿产的消费弹性系数均呈上升状态，特别是近年来消费弹性系数大幅度上升^［29］。我国经济社会发展阶段和我国的产业结构趋向重化工业决定了近年来我国对矿产资源需求的急剧增长。

图3-12 1949～2008年中国原煤产量增长情况示意图

图3-13 1978～2008年中国铁矿石原矿量变化示意图

图3-14 1949～2008年中国10种有色金属产量变化示意图

表3-8 中国主要矿产品、相关能源和原材料消费弹性系数表

数据来源:据国土资源部信息中心

矿产资源开发对地质环境造成了巨大的影响。固体矿产的采掘活动，破坏矿区原有的地形地貌，形成巨大的露天采坑或大片地表塌陷区;矿山固体废弃物(废石、尾矿、煤矸石等)的堆放大量压占土地。地下采矿对土地资源的破坏方式，主要表现为地面大面积塌陷、裂缝和变形。据国土资源部2005年统计，因采矿及各类废渣、废石堆置等，全国累计侵占土地达586万hm²，破坏森林106万hm²，破坏草地26.3万hm^2［30］。为了确保井下安全生产，矿产开发往往需要排出大量的矿井水。据统计，目前全国煤矿矿井每年涌水量在42亿m³左右，利用率仅为26%左右，造成水资源的极大浪费^［31］。同时，由于采矿疏干深度很大，致使矿区及其周围地区地下水位大幅度下降，影响了农业和其他用户的供水，导致排水和供水之间发生严重矛盾。采矿活动还引发了很多地质环境问题甚至地质灾害。采矿活动由于对地质体进行开挖和破坏，改变了长时期以来所形成的地质过程均衡，常常诱发一些地质环境问题。目前，全国因采矿引起的塌陷180余处，塌陷坑1600多个，塌陷面积1150Km²。全国发生采矿塌陷灾害的城市近40个，造成严重破坏的25个^［30］。矿山开采形成的废水、废石等废弃物污染了矿区的水土环境。矿业废水包括矿床疏干排出的矿井水、洗煤厂废水、选矿废水、采油废水等。其中煤矿、各种金属、非金属矿业的废水以酸性为主，并多含大量重金属及有毒、有害元素以及COD、BOD5、悬浮物等;石油、石化业的废水中含挥发性酚、石油类、苯类、多环芳烃等物质。大量废水未经达标处理就任意排放，甚至直接排入地表水体中，使土壤、地表水和地下水受到污染。矿区长期堆放的采矿废石、尾矿、煤矸石，经风化淋滤，释放出有害物质，也对水土环境形成污染。

(二)地下水资源开发

随着社会经济的发展，我国用水量呈不断增长的趋势，地下水开采量对用水量的贡献亦随之增大。据统计，1969年我国地下水开采量约为200亿m³，占总用水量的7.3%;到2001年，地下水开采量增加到1094.9亿m³，所占比例增至19.7%;2001年以后，地下水占总用水量的比例稳定在18.4%左右。从图3-15可以看出，我国总用水量在经历50年左右的快速增长以后，在20世纪90年代末以后用水量增速趋缓，地下水用水量则随着总用水量由快速增长转变为缓慢增长而趋于稳定，维持在1050亿m³上下。

虽然在总量上地下水开采趋于稳定，但是在区域上地下水开采量和开采程度差异很大。总体上北方开采程度高于南方，开采程度是南方的4～5倍(图3-16)。河北和天津地下水开采程度高达165.4%和118.6%，多年来一直处于超采状态。北京、山东与河南的地下水开采亦接近其可开采资源量的极限。开采程度介于50%～80%的省份有辽宁、山西、甘肃、内蒙古、陕西、黑龙江与上海。南方各省份地下水开采程度普遍小于20%，开采程度小于10%的有广东、海南、贵州、湖北、重庆、广西、云南和西藏。

图3-15 1949～2008年中国总用水量和地下水用水量变化示意图

图3-16 2008年中国区域地下水开采程度示意图

全国有2/3的城市供水和大量的农业灌溉用水依靠地下水，由于不合理开发利用，引发了一系列地质环境问题^［28］。在以地下水为主要供水水源的地区或城市，掠夺式开发、超采现象严重，尤以河北、天津、北京、山西、豫北、鲁北、胶东、辽中南的大中城市较为严重。据统计，目前我国已形成地下水区域性降落漏斗区100余个，主要分布在河北、山西、山东、北京、天津等地，其中最为严重的是华北平原。由于地下水超采，全国有40多个城市产生了地面沉降，其中沉降中心累计最大沉降量超过2m的有上海、天津、太原等城市;在大连、秦皇岛、莱州、烟台、青岛、北海等多个沿海城市出现了海水入侵现象。

(三)地质遗迹开发

我国有着丰富的地质遗迹。虽然人们很早就意识到了地质遗迹的科学价值和旅游价值，但是直到20世纪末我国才开始有意识地、系统地开发和保护地质遗迹资源。2000年以来，我国通过建立地质公园加快了地质遗迹开发和保护的步伐，从而减少工程经济活动对地质遗迹的破坏，充分发挥地质遗迹的科学和经济价值。2000年以来我国分四批建立了138个国家地质公园，其中有18个被列为世界地质公园。所建立的国家地质公园中，地层学、地史学和古地理学地质遗迹8个、古生物学和古人类地质遗迹18个、火山学和火成岩石学地质遗迹15个、大地构造和构造地质学7个、地貌学地质遗迹75个、水文地质学地质遗迹11个、环境地质学和地质灾害地质遗迹3个、工程地质学地质遗迹1个^［32］。

通过上述对矿产资源、地下水和地质遗迹开发活动分析，可以得出:矿产资源开发对地质环境的开发扰动强度呈快速增大的态势，而地下水开采对地质环境的作用强度趋于稳定，越来越多的地质遗迹资源得到开发与保护。