桐城市地质资源开发与地质环境保护协调发展的对策建议
发布时间：2021-09-25
摘要：桐城作为合肥经济圈成员之一、长江经济协作区腹地，地质资源丰富，地质环境复杂，城市地质资源与城市地质环境统筹协调发展是城市地质工作的重要组成部分，是保障城市健康持续发展的基础。通过查明桐城市地质资源、主要环境地质问题，结合地方发展建设需求，按照均衡桐城市资源开发、环境保护与生态治理，综合统筹桐城市健康持续发展的思路，将桐城市划分生态保护区、特色农业区和工程建设区，并提出地质资源开发与地质环境保护协调发展的对策建议。生态保护区以保护为主，建议发展桐城小花等特色农业，合理开发地质遗迹与矿产资源;特色农业区以农业生产为主，对湿地资源开展保护;工程建设区是桐城市城镇和工程建设最适宜区。
关键词：地质资源;环境地质问题;协调发展;对策建议;桐城市
城市是人类社会物质和精神财富生产积聚和传播的中心(方俊华等，2019)。城市地质资源、地质环境与人类生产生活息息相关。人类生产的物质基础是地质资源(杨杰兴等，2019)，人类生产生活与城市建设的载体是城市地质环境。近年来，随着城镇化进程的快速发展，人口增长迅速，城市建设规模也在不断扩大，加大了地质资源的利用程度，加剧了对城市地质环境的扰动，随之也带来了一系列城市环境地质问题(沈军等，2019)。城市地质资源的不合理开发利用，导致地质资源面积在减少、质量在下降(葛印等，2019)。城市地质环境的原有平衡被打破，城市生态环境开始恶化(侯惠菲等，2004)，水土流失与污染、地质灾害频繁发生等地质问题日益彰显，影响了城市生态环境安全，制约了城市的健康持续发展(王慧军等，2019;曾昭法等，2019)。中国共产党的十九大报告指出坚持人与自然和谐共生，加强生态文明建设，并首次提出了“统筹山水林田湖草系统治理”的新理念(黄国勤，2017;程光华等，2018)。山水林田湖草是一个生命共同体，是统一的自然系统，是各种自然要素相互依存而实现循环的自然链条(邓小琳，2019;吕思思等，2019;杨云峰等，2021)。在未来城市发展建设中，我们应遵循生态系统的整体性，以可持续发展的战略眼光，协调人与地质资源、地质环境关系，合理开发城市地质资源，保护城市地质环境，实现城市建设与地质环境保护的健康可持续发展。因此，查清城市地质资源环境条件，有效解决地质资源保障与地质环境安全协调发展已成为城市健康持续发展的当务之急。
桐城市位于安徽省中部偏西南大别山东缘，地势西北高东南低，山地、丘陵、平原呈阶梯分布，市域山清水秀、森林繁茂、林田交错。区内自20世纪90年代初期以来开展了大量地质工作，但缺乏对地质资源开发与地质环境保护综合统筹与协调发展等方面的研究。2018年4月，中国地质调查局在安庆市启动了安庆多要素城市地质调查项目。本文是该项目的研究成果之一，旨在查明桐城市地质资源、环境地质问题，从地学角度提出桐城市地质资源开发与地质环境保护协调发展的对策建议，为桐城市地质资源合理利用与地质环境保护提供科学依据，为桐城市国土空间优化提供参考。
1桐城市概况
桐城市位于安徽省中部，总面积为1546.22km2。总体地势西北高东南低，最高点位于西北部大徽尖，海拔1057m，最低处为东南部嬉子湖沿岸，海拔约10m。以郯庐断裂为界，西北部多为山地，东南部多为平原，少量丘陵。属亚热带湿润季风气候，年平均气温15.8℃，年平均降水量1326.9mm，年平均无霜期246天。气候温暖湿润，雨水充沛，光照充足，四季分明，适宜多种农作物生长。
西北部山区，河流发育较少。东南部平原区河沟纵横，地表水流向由北向南。湖泊、池塘星罗棋布，主要河流为柏年河、挂车河、龙眠河及孔城河，主要湖泊有嬉子湖，水库有牯牛背水库、境主庙水库等。
2桐城市地质资源
2.1矿产资源
截至2015年底，桐城市共发现查明资源储量矿产13种，矿产地30处，分别为铁矿1处、蛇纹岩矿1处、石棉矿3处、石墨矿3处、透辉石矿1处、饰面用辉长岩矿3处、饰面用花岗岩矿4处、建筑石料用花岗岩矿2处、建筑石料用片麻岩矿8处、建筑石料用浅粒岩矿1处、建筑石料用闪长岩矿1处、建筑用砂矿1处、矿泉水1处。
2.2地质遗迹资源
桐城市地质遗迹类型主要为水体地貌(瀑布、湖泊)和构造地貌(断层崖)。依据中国地质调查局DZ/T0303-2017《地质遗迹调查技术规范》中地质遗迹分类方案，桐城市主要的地质遗迹共25处，涉及2个大类，3类，5个亚类，其中地貌景观24处，地质灾害类1处，主要分布于西北部低山丘陵处(图1)。
2.3湿地资源
桐城市湿地主要包括2类2型，即湖泊湿地、河流湿地2个大类，永久性淡水湖、永久性河流2型(图1)。湖泊湿地主要为嬉子湖—菜子湖湿地;河流湿地则主要分布于嬉子湖、菜子湖的入湖河流周边，如孔城河、龙眠河、挂车河和柏年河交织形成的水网周边。湿地生物资源多样性丰富。
2.4地表水和地下水资源
(1)地表水资源
桐城市地表水资源较为丰富，境内水网较多，流向基本为由北向南，湖泊、池塘星罗棋布。主要河流为柏年河、挂车河、龙眠河及孔城河，主要湖泊水库有嬉子湖、菜子湖、牯牛背水库、境主庙水库。据桐城市基岩山区20处主要出山口河流丰枯水期流量测量以及地表水样品采集测试分析，枯水期桐城市境内河流平均径流量为59.2万m3·d-1，丰水期为559万m3·d-1，丰水期河流径流量约为枯水期径流量的9.5倍，各河流及汇入湖泊水质均较好，多为II类水。
桐城市小型及以上规模水库40处，其中6处水库现为饮用水源，牯牛背水库和境主庙水库为桐城市供水水源，4处为乡镇供水水源。水库总库容达13091.51万m3，枯水期由山区地下水径流汇流平均入库流量约12.9万m3·d-1，流量稳定，旱期可提供桐城市12.9万m3·d-1的调配水量(生活饮用或灌溉)。据水质测试分析，位于山地丘陵区的水库处于汇水流域的上游，一般地表水质量较好，多为II类水，可满足地表水集中供水水源地的水质要求;而位于汇水流域下游岗地区的水库一般水质较差，多为劣Ⅴ类水，影响因子为pH和CODMn，适合于农田灌溉及工业用水。
(2)地下水资源
桐城市地下水有松散岩类孔隙水、碳酸盐岩类岩溶裂隙水、红层风化裂隙水、碎屑岩类裂隙水、侵入岩类裂隙水、火山岩类裂隙水、变质岩类裂隙水7大类型。松散岩类孔隙水是区内主要的地下水，富水性弱—中等，单井涌水量以10～100m3·d-1(降深5m计)为主，部分地区单井涌水量100～300m3·d-1。
松散岩类孔隙水天然补给量为1.28×108m3·a-1;基岩裂隙水天然补给量为3867.66×104m3·a-1。松散岩类孔隙水的可开采资源量为8429.44×104m3·a-1，约占其年天然补给量的65.86%。其中潜水含水层可开采资源量为3408.98×104m3·a-1，承压水含水层可开采资源量为5020.46×104m3·a-1。
2.5与地质资源有关的特色农产品资源
桐城特色农产品主要有“桐城水芹”和“桐城小花”茶。
(1)桐城水芹
桐城水芹在桐城大面积栽培始于明末清初，传承至今已有300多年历史，是桐城派文化传承的物质载体和见证，具有兰香浓郁、脆嫩爽口、回味甘甜等独有的品质特色。桐城水芹当前的种植区有泗水桥水芹田、金大地水芹田、牯牛背水芹田，种植面积100多亩。
在对水芹生长环境因素调查分析及样品测试的基础上，对水芹适宜种植区进行评价，圈定了桐城水芹适宜种植区(图2)。水芹适宜种植区沿龙眠河和挂车河两岸冲积平坦平原分布，地层为全新统芜湖组，上部主要为青灰、灰褐色淤泥质粉质黏土，下部主要为粉质黏土夹砂。土壤母质为河流冲积物;土壤类型为水稻土，富含腐殖质和有机质。土壤养分较为充足，土壤环境质量清洁(安徽省地质调查院，2019)。
(2)“桐城小花”茶
“桐城小花”茶具有洋溢着独特的兰花香香气、冲泡后形似兰花的特点。产地地处大别山东麓，位于花岗岩构成的峰高谷深地貌中，山坡野生兰草花灿漫，形成“桐城小花”茶独特的生长小环境。
产区位于桐城市西北部，现有茶园面积约12km2，资源十分珍贵。据“桐城市特色农产品土壤资源调查评价”项目样品测试结果，“桐城小花”中硒、铅、锌、镉、铬、汞、砷微量元素含量全部符合食品安全标准，未出现超标现象(安徽省地质矿产勘查局311地质队，2018)。
2.6特色土壤
特色土壤主要有富锌土壤，面积约97.04km(图3)，2主要分布在龙眠河、挂车河中下游沿岸。
3桐城市主要环境地质问题
(1)西北部山区地质灾害高易发
桐城市西北部，主要包括唐湾、黄甲镇的大部，龙眠、文昌、大关、吕亭的局部，面积211.216km2，占总面积13.44%。区内经济以农业为主，人类工程活动较强烈，居民切坡建房、修路筑桥工程建设等工程活动较多，陡坡垦植、边坡开挖较普遍，崩塌、滑坡等突发性的地质灾害较为发育(图4)，地质环境脆弱。
(2)浅层地下水质量总体较差
据桐城市115组浅层地下水样品分析测试数据：地下水中无Ⅰ类水;II类水占总数的2.61%，仅于桐城市西南部低山丘陵区零星分布;III类水占27.83%，II、Ⅲ类水可直接作为饮用水供水水源;IV类水占29.57%，适当处理后，可作为饮用水供水水源;V类水占40.00%，不适宜作为饮用水供水水源。
IV类水的影响指标较多，交叉效应强。同一个IV类地下水点，同时有多项指标超标，受多个因子的复合影响。IV类水的影响指标有锰、CODMn、铁、铅、磷酸根、镍、碘化物、氟化物，主要影响指标为锰、CODMn、铁。V类水的影响指标交叉效应较小，其受单一指标的影响较为明显，V类水的影响指标有铁、锰。地下水中锰、CODMn、铁、铅、磷酸根、镍、碘化物、氟化物超标主要是由原生沉积环境造成的，浅层地下水质量主要受天然地质背景产生的原生指标的作用。
(3)漫滩平原区地下水防污性能差
柏年河、挂车河、龙眠河、孔城河南岸上游漫滩区，包气带介质岩性以芜湖组(Qhw)亚砂土、粉细砂为主，地下水防污性能差;柏年河、挂车河、龙眠河、孔城河北岸中下游漫滩区，地下水位埋深一般1.5m以浅，包气带岩性以芜湖组(Qhw)亚黏土、亚砂土为主。地下水防污性能较差，污染物极易下渗迁移污染地下水。
4桐城市地质资源开发与地质环境保护统筹分区及对策建议
4.1统筹思路
在桐城市地质资源、主要环境地质问题基础上，结合地方发展建设需求，均衡桐城市资源开发、环境保护与生态治理，综合统筹桐城市地质资源开发与地质环境保护健康协调发展。
要充分考虑各处自然条件、本土物种、适用技术等，宜林则林，宜草则草，宜农则农，避免大拆大建。城镇建设选择防污性能好、地基承载力高的地段为宜。按照生态系统的整体性、系统性及其内在规律，把维护水源涵养、洪水调蓄、生物多样性保护等生态功能作为核心，突出主导功能提升和主要问题解决，维护区域生态安全、确保生态产品供给和生态服务价值持续增长。
4.2统筹分区及对策建议
根据上述统筹思路，结合桐城市地形地貌，将桐城市划分生态保护区、特色农业区和工程建设区(图5)。
(1)生态保护区
位于桐城市西北部，该区地貌主要为中低山，面积474.87km2。植被密集，生态环境好，地质资源丰富。森林覆盖率达90%以上，是天然的氧吧;地表水主要为牯牛背水库和境主庙水库，两处水库均为桐城市饮用水源;地质遗迹发育较多，共22处，主要由构造地貌、水体地貌和地质灾害遗迹3类，其中郯庐断裂遗迹群为国家级，百丈崖瀑布、披雪瀑为省级，其余为县级;矿产资源丰富，主要由铁矿、蛇纹岩矿、石棉矿、晶质石墨矿、透辉石矿、饰面用辉长岩矿、饰面用花岗岩矿、建筑石料等8种;龙眠河上游为特色农产品“桐城小花”茶发源地(图4)。
该区地形坡度大，山谷切割深，地质灾害较发育，是地质灾害高—中易发区。该区以生态环境保护为主，在保护中开发地质资源。
对策与建议：①不宜工程、城镇建设，禁止切坡建房，避免产生地质灾害。②发展“桐城小花”茶等特色农业，实行农业生产转型，减少农药、化肥的使用，保护水源地。③坚持“在保护中开发，在开发中保护”的原则，按照桐城市第三轮矿产资源总体规划，严格执行“禁采区内关闭、限采区内收缩、鼓励开采区内集聚”的规划合理开发矿产资源。加强矿山地质环境保护与治理，构建资源、环境和社会效益协调发展的矿山发展模式，建立绿色矿山建设长效机制。④挖掘地质遗迹内涵，结合张英墓等文化景点，合理开发郯庐断裂遗迹群、百丈崖等地质遗迹。
(2)特色农业区
位于桐城市东南部，地貌为平坦平原，沿柏年河、挂车河、龙眠河及孔城河两岸分布，面积609.71km2，主要为水稻种植区，生态环境好，特色土壤资源丰富。富锌土壤面积97.04km2，主要分布在龙眠河、挂车河中下游沿岸;桐城水芹适宜种植区总面积107km2，沿挂车河和龙眠河分布，主要分布松散岩类含水层，单井涌水量以10～100m3·d-1(降深5m计)为主，其中孔城河中游桐溪村—尹河村、下游孙墩—老圩地段、挂车河下游杨屋—吴桥地段单井涌水量100～300m3·d-1;大沙河、龙眠河、挂车河及孔城河通过其中，灌溉水源丰富，适宜农业生产;此区是河流湿地资源分布区，土壤养分中等—较丰富，土壤环境质量清洁，地质灾害不发育。
相关期刊推荐：《地质与资源》本刊是由国土资源部主管，沈阳地质矿产研究所主办的学术性刊物。设有：基础地质、区域地质调查、矿产资源评价、水文·工程·环境·生态地质、地理信息系统、方法与应用、问题讨论、国外研究动态等栏目。
该区位于河流两岸，地势较低，地下水位埋深较浅，地下水防污性能差;区内有软土分布，地层地基承载力较低，不利于工程建设。以农业生产为主，对湿地资源开展保护。
对策与建议：①大力发展桐城水芹产业、开发富锌土壤资源，发展地方经济;②城镇规划以公园等休闲养生为主，不宜建房等工程建设;③保护湿地资源，充分利用湿地改善生态环境功能。加强桐城市湿地水土资源统一管理保护和生态系统维护等工作;逐步建立和完善湿地地下水污染监测网络，开展湿地土壤动态监测;通过农药减施、生态拦截、农药替代，改变不合理的种植方式，防止农业种植过程对湿地水土环境产生污染。④浅层地下水中铁、锰离子含量较高主要是由原生沉积环境造成的，可通过积极开采浅层地下水，加快浅层地下水的循环交替，可以改变其氧化还原条件，使水中的铁、锰离子含量逐渐降低、改善浅层地下水水质。
(3)工程建设区
位于桐城市南部，地貌类型为波状平原和丘陵，面积486.42km2。波状平原区地层主要为下蜀组，岩性主要为黏土、粉质黏土，丘陵区地层为痘姆组砂砾岩;农作物主要为水稻和旱季作物种植区;工程地质条件较好，地层地基承载力较高，是桐城市城镇、重要工程主要分布区;地势较高，地下水防污性能好;土壤环境质量清洁，地质灾害发育较少。含水层主要为松散岩类含水层，富水性弱，单井涌水量小于10m3·d-1;区内土壤养分中等—较缺乏;地势相对较高，地下水防污性能好，是桐城市城镇和工程建设最适宜区。
有膨胀土分布，工程建设可采取膨胀土改性处理、换土垫层法、采用深基础等方式进行地基处理。
主要建议：①规划城镇及新农村建设;②开展耐旱类经济作物种植。
5结论
(1)在桐城市地质资源、主要环境地质问题基础上，按照均衡桐城市资源开发、环境保护与生态治理，综合统筹桐城市健康持续发展的思路，将桐城市划分生态保护区、特色农业区和工程建设区。
(2)生态保护区以保护为主，建议发展桐城小花等特色农业，合理开发地质遗迹与矿产资源。特色农业区以农业生产为主，对湿地资源开展保护。工程建设区是桐城市城镇和工程建设最适宜区。——论文作者：李运怀，彭苗枝，杨潘
