山東省廣饒縣環(huán)境地質(zhì)問題與地質(zhì)環(huán)境區(qū)劃淺析

梁鳳英，羅斐，張海林，梁文波，梁文繼

(1.山東省地礦工程勘察院，山東濟(jì)南 250014;2.山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東濟(jì)南 250014; 3.山東水利職業(yè)學(xué)院，山東日照 276826)

山東省廣饒縣環(huán)境地質(zhì)問題與地質(zhì)環(huán)境區(qū)劃淺析

梁鳳英1，羅斐1，張海林1，梁文波2，梁文繼3

(1.山東省地礦工程勘察院，山東濟(jì)南 250014;2.山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東濟(jì)南 250014; 3.山東水利職業(yè)學(xué)院，山東日照 276826)

本文簡要論述了廣饒縣城區(qū)地質(zhì)環(huán)境的主要特征，對咸水入侵、環(huán)境污染、地下水降落漏斗、地面沉降、地裂縫等主要環(huán)境地質(zhì)問題的現(xiàn)狀、產(chǎn)生和危害進(jìn)行了闡述。選取地下水污染、地下水降落漏斗、海咸水入侵、地面沉降4種因子進(jìn)行了質(zhì)量評價(jià)，進(jìn)一步將研究區(qū)分為良好區(qū)、中等區(qū)和較差區(qū)。并根據(jù)區(qū)內(nèi)存的主要環(huán)境地質(zhì)問題及其發(fā)展趨勢，提出相應(yīng)的保護(hù)對策及建議。

環(huán)境地質(zhì);質(zhì)量評價(jià);質(zhì)量評價(jià)分區(qū);保護(hù)區(qū)劃;山東廣饒縣

0 引言

廣饒縣位于山東省北部，東營市的南端，東北瀕渤海萊洲灣。自然條件優(yōu)越，是黃河三角洲地區(qū)重要的糧棉基地。該區(qū)地表水資源貧乏，地下水是工農(nóng)業(yè)用水的主要水源。20世紀(jì)70年代以前區(qū)內(nèi)淺層地下水資源豐富，水質(zhì)良好。七十年代后隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，用水量的增大，導(dǎo)致淺層地下水長期超采，形成以稻莊、花園為中心的地下水降落漏斗，漏斗區(qū)面積353km2。同時(shí)也造成北部咸水南侵，淄河、陽河沿岸地下水污染加劇。為此，對區(qū)內(nèi)環(huán)境地質(zhì)問題的產(chǎn)生及演化趨勢進(jìn)行分析研究，并對生態(tài)地質(zhì)環(huán)境的保護(hù)提出建議和對策是十分必要的。

1 地質(zhì)環(huán)境條件

1.1 區(qū)域地質(zhì)概況

本區(qū)在大地構(gòu)造單元上屬華北地臺。由于燕山運(yùn)動和喜山運(yùn)動的影響，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，其走向主要為EW向，其次為NE、NW向，主要分布在廣饒縣城一帶，是本區(qū)主要的構(gòu)造單元分界線。較大的斷裂構(gòu)造有齊河－廣饒大斷裂和昌樂－廣饒斷裂。晚新生世以來，沖洪積作用與海湖積作用交替進(jìn)行。晚新生世地層，中深層以沖洪積沉積為主，湖沼積為輔，淺層以海積沖積為主，湖沼相為輔［1］。

1.2 區(qū)域水文地質(zhì)條件

區(qū)內(nèi)可開發(fā)利用的地下水主要為松散巖類孔隙水。含水層組分為淺層潛水—微承壓水、中深層承壓和深層承壓水含水巖組。淺層和中深層含水巖組主要由來自南部山區(qū)的沖洪積成因和來自太行山區(qū)的沖積、湖積成因的松散沉積物組成，小清河以南以沖洪積地層為主，小清河往北，沖積、湖積成因的地層逐漸增厚，至研究區(qū)北界厚度達(dá)250m左右。深層含水巖組物質(zhì)來源于南部魯中山區(qū)，是淄河沖洪積扇的中部和前緣，表現(xiàn)為自南往北，由下而上含水砂層數(shù)目由少到多，厚度由厚變薄，顆粒由粗變細(xì)。

1.3 工程地質(zhì)條件

研究區(qū)處于第四紀(jì)淄河－小清河沖積平原，土體多為雙層及多層結(jié)構(gòu)，依垂向土體巖性變化特征可將土體結(jié)構(gòu)分為粉土夾粉砂、粉土夾粉質(zhì)粘土雙層結(jié)構(gòu)和上層粘性土多層結(jié)構(gòu)三種工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)類型。粉土夾粉砂土體主要分布于廣饒－稻莊以北地區(qū)，粉土夾粉質(zhì)粘土土體分布該區(qū)中部地區(qū)，大王－耿集－張家以北，廣饒－稻莊以南。上層粘性土土體分布于大王－耿集－張家以南地區(qū)。

2 主要環(huán)境地質(zhì)問題

2.1 地下水污染

2.1.1 淺層地下水

區(qū)內(nèi)淺層地下水直接接受污水的入滲補(bǔ)給，淄河、陽河及泥河臨河地段的淺層地下水污染程度較重，顏色呈黃灰色，味道怪異已不適于人畜飲用。根據(jù)水質(zhì)檢測資料，石油類的含量一般為0.18～0.50mg/l，嚴(yán)重超標(biāo)，另外Cr6+、Mo等有毒元素均有檢出。淄河沿岸地區(qū)淺層地下水多為Ⅳ類水。

2.1.2 中深層地下水污染概況

區(qū)內(nèi)中深層含水層組上部有隔水性較好的頂板，中深層地下水與地表水和淺層地下水之間水力聯(lián)系較弱，基本未受污染，水質(zhì)較好，僅北部的北城、段河檢出石油類污染物，其中石油類的含量0.10～0.53mg/l，超標(biāo)，這是由于中深層與淺層地下水串通造成的串層污染。區(qū)內(nèi)中深層地下水為Ⅱ類水。

2.2 地下水超采漏斗

2.2.1 淺層地下水漏斗

淺層地下水超采區(qū)，主要是城區(qū)南部淺層淡水分布區(qū)，自1975年以來因多年超采的結(jié)果，地下水位持續(xù)下降，淺層地下水平均埋深由1975年的3.60m增加到2004年的24.0m，二十多年來淺層地下水位下降了13～21m，在1980年左右形成降落漏斗并逐年擴(kuò)大。城區(qū)南部地下淡水已全部成為地下水漏斗，漏斗中心一個位于花園鄉(xiāng)，另一個位于大王及稻莊中間

圖1 研究區(qū)淺層地下水漏斗發(fā)展過程圖Fig.1 The development process of shallow groundwater in the study area

(圖1)，以－6m等水位線為界，地下水降落漏斗面積在1990年為53.684km2，2000年為152.04km2，2003 179.44km2，由此可見，漏斗區(qū)面積還在逐年增加。由于近年來，降水增加，北部多采用地表水灌溉，從而減少了淺層地下水的開采量，井灌區(qū)南部多采用淺層地下水灌溉，造成了南部淺層地下水位繼續(xù)降低，使得大王－稻莊漏斗中心逐漸向南推移。

2.2.2 中深層、深層地下水

區(qū)內(nèi)對中深層、深層地下淡水進(jìn)行混合開采，廣饒鎮(zhèn)、大王鎮(zhèn)、稻莊鎮(zhèn)等重點(diǎn)城鎮(zhèn)和工業(yè)集中區(qū)，中深層、深層承壓水是主要水源，開采程度高，年開采量560×104m3/a，另外廣饒縣華泰集團(tuán)造紙廠，年開采量至少365×104m3/a，由于過度開采，均形成了局部深層地下水降落漏斗區(qū)(圖2)，2004年城區(qū)漏斗區(qū)中心承壓水位埋深達(dá)68m，大王鎮(zhèn)漏斗中心埋深達(dá)到77m。

圖2 研究區(qū)中深層地下水漏斗發(fā)展過程圖Fig.2 The development process of deep groundwater depression cone

2.3 咸水南侵

咸水入侵始于1976年，1976～1986年入侵面積10.1km2，年均向南入侵67m;1987～1991年為入侵高峰期，入侵面積38.9km2，年均向南入侵519m;至今累計(jì)入侵面積已達(dá)73.17km2，平均年入侵速度為168m/a。目前，咸水入侵線維持在常徐村、何家村、石家村和鞠劉村一帶。區(qū)內(nèi)第四紀(jì)以來，發(fā)生了五次海侵，遺留下了廣泛而厚度較大的海積層，其中賦存了豐富的古海水，尤其是第⑵海相層(惠民海侵)是本區(qū)咸水入侵的主要咸水來源。咸水入侵的動力主要有咸淡水密度差引起的咸水向淡水體滲流及咸淡水中鹽分的濃度差驅(qū)使咸水向淡水體擴(kuò)散。其阻力主要為咸淡水水位高程差引起的淡水向海滲流。咸水入侵的速度和范圍與地下水開采漏斗的形成和發(fā)展密切相關(guān)。根據(jù)咸水入侵的速度，其入侵過程可劃分為開始、加速及減緩三個階段。區(qū)內(nèi)咸水入侵一直處于快速發(fā)展階段，這與南部井灌區(qū)的持續(xù)超量開采淺層地下水是分不開的。

圖3 廣饒縣廣饒鎮(zhèn)十村水質(zhì)動態(tài)曲線Fig.3 Variation of water quality inVillage 10 of Guangrao County

2.4 地面沉降

大王鎮(zhèn)附近地面沉降量大于30mm，城區(qū)沉降中心沉降速率49.5mm/a，此沉降中心是區(qū)內(nèi)地下水的開采引起，在廣饒縣城區(qū)附近，淺層、中深層－深層地下水降落漏同時(shí)存在，造成了地面沉降的快速發(fā)展。與兩沉降區(qū)相連的牛莊－花官區(qū)段，沉降速率較小，其中YD13點(diǎn)沉降速度為14mm/a，該點(diǎn)位于六戶油田的邊緣及廣饒—石村中深層、深層地下水降落漏斗的邊緣，進(jìn)一步證明了油氣、地下水資源開采與地面沉降之間的因果關(guān)系。

圖4 研究區(qū)地面沉降現(xiàn)狀Fig.4 Current situation of land subsidence in the study area

2.5 地裂縫

自1984年始，廣饒縣花園、顏徐、西營、李鵲、稻莊等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，先后發(fā)生地裂縫十幾處。如1989年7月22日雨后，西營鄉(xiāng)崔家河崖村發(fā)生地裂縫，裂縫長1000m，寬0.3m，使公路和房屋斷裂;27日特大暴雨后，沿淄河兩岸的西營、稻莊、李鵲等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，又出現(xiàn)地裂縫10條，總長1200m，縫寬0.2－0.3m，斷裂公路5處，10條裂縫中最長的一條斷續(xù)延長500m，寬數(shù)厘米至2m，兩次發(fā)生的都呈NE－SW向展布;1999年8 月9日雨后，花園鄉(xiāng)白塢村又發(fā)生地裂縫，該裂縫塌陷成寬1.50m，長十幾米的坑。縫長7m，寬0.50m。

3 地質(zhì)環(huán)境區(qū)劃與保護(hù)

3.1 地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評價(jià)分區(qū)［2］

地質(zhì)環(huán)境分區(qū)是在地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評價(jià)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，本次地質(zhì)環(huán)境綜合評價(jià)的原則是:綜合評價(jià)因子選取地下水污染、地下水降落漏斗、咸水入侵、地面沉降。采用模糊數(shù)學(xué)等方法對各因子進(jìn)行單項(xiàng)評判(一級評判)，在此基礎(chǔ)上，分析各評判因子在地質(zhì)環(huán)境綜合評判中的權(quán)重值，采用加權(quán)綜合評分法對地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行綜合評判分區(qū)。對各單項(xiàng)評價(jià)分區(qū)進(jìn)行疊加，挑出所有的相交區(qū)作為獨(dú)立的評價(jià)區(qū)。對地下水污染、淺層地下水漏斗、中深層地下水漏斗、海咸水入侵、地面沉降分別賦以權(quán)重值{0.30、0.15、0.20、0.15、0.20}，其它環(huán)境地質(zhì)問題，如地表水體污染、地裂縫僅作為環(huán)境地質(zhì)問題予以提出，不參與評價(jià)。根據(jù)一級評判的結(jié)果對各環(huán)境因子進(jìn)行賦值，即Fi值，各因子的Fi值與其對應(yīng)的權(quán)重系數(shù)積之和作為該評價(jià)區(qū)的環(huán)境質(zhì)量綜合評價(jià)值F，根據(jù)F值的大小劃分環(huán)境質(zhì)量優(yōu)劣程度。得出最終的分區(qū)結(jié)果。

地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量良好區(qū)(Ⅰ):主要分布于花園、城區(qū)及顏徐鎮(zhèn)北部地區(qū)，面積66km2。區(qū)內(nèi)地面沉降量較小，無咸水入侵，地下水基本未受污染;本區(qū)位于淺層、深層降落漏斗的邊緣。

地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量中等區(qū)(Ⅱ):分布于花園、西營、稻莊的大部分地區(qū)及顏徐的南部地區(qū)，面積106km2。分為三個子區(qū)。Ⅱ1區(qū)分布于花園的大部及城區(qū)外圍，面積24km2?；▓@鄉(xiāng)是中深層－深層地下水漏斗中心之一;地面沉降量小于30mm，區(qū)內(nèi)地下水基本未受污染。Ⅱ2分布于顏徐以南大部分地區(qū)。面積16km2。該區(qū)存在有深層地下水降落漏斗;地面沉降量小于30mm;區(qū)內(nèi)地下水基本未受污染。Ⅱ3分布于西營北部及稻莊南部，面積66km2。該區(qū)地面沉降量30mm左右，主要環(huán)境地質(zhì)問題為淄河及陽沿岸引發(fā)的地下水污染。

地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量較差區(qū)(Ⅲ):此區(qū)面積81km2，分為二個子區(qū)。Ⅲ1區(qū)位于城區(qū)中心，面積14km2，附近為中深層漏斗中心之一，地面沉降量較小，該區(qū)的淺層地下水受到污染。Ⅲ2區(qū)分布于大王鎮(zhèn)的大部及稻莊東部小部分地區(qū)，面積67km2區(qū)內(nèi)主要環(huán)境地質(zhì)問題淺層地下水污染、淺中深層地下水降落漏斗及地面沉降。地面沉降量東部大于西部，沉降量由西部的30mm過渡到東部40mm。

圖5 研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量分區(qū)評價(jià)圖Fig.5 Division of geo-environment quality in the study area

3.2 地質(zhì)環(huán)境保護(hù)區(qū)劃

3.2.1 咸水入侵保護(hù)區(qū)

咸水入侵存在于何家莊、常徐莊－稻莊鎮(zhèn)一線以北地區(qū)，應(yīng)嚴(yán)格控制地下水的開采量及時(shí)空分布，其防治對策主要有:

(1)發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)，如以噴灌、微灌代替?zhèn)鹘y(tǒng)的漫灌。

(2)進(jìn)行人工回灌:區(qū)內(nèi)降水較集中，雨季地表徑流量大，采用梯級開溝截流措施，最大程度攔截地表徑流，使其自然入滲補(bǔ)給地下水，又可抬高南部地區(qū)淺層地下水位，恢復(fù)淺層地下水由南向北徑流的自然狀態(tài)，從根本上解決咸水入侵問題。

(3)利用現(xiàn)有引黃渠道，改井灌為渠灌，從而實(shí)現(xiàn)減少地下水開采的同時(shí)由田間回滲補(bǔ)給淺層地下水，恢復(fù)淺層地下水的原始徑流狀態(tài)。

3.2.2 中－深層地下水漏斗控制區(qū)

中－深層地下水漏斗分布于城區(qū)西、大王和稻莊北，該地區(qū)應(yīng)控制對中－深層地下水的開采，以其天然補(bǔ)給量為其開采量的極限，超采部分應(yīng)由超采單位采用人工回灌的方式在雨季予以補(bǔ)回?？刂崎_采總量，有償節(jié)水，同時(shí)加大地面沉降的監(jiān)控。

3.2.3 地下水污染防治區(qū)

(1)治理河流污染，嚴(yán)格控制沿河各排污企業(yè)的排污量，對所排污水進(jìn)行處理，做到達(dá)標(biāo)排放。

(2)在引黃有保證的條件下，盡可能采用黃河水進(jìn)行灌溉，少用或不用污水進(jìn)行灌溉。

［1］宋明春，王沛成.山東省區(qū)域地質(zhì)［M］.濟(jì)南:山東地圖出版社，2003.

［2］彭祖贈.模糊數(shù)學(xué)及其應(yīng)用［M］.武漢:武漢大學(xué)出版社，2002.

［3］王申.日照奎山地區(qū)生態(tài)地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀與保護(hù)［M］.山東省國土資源，2005.21(2):65－69.

Abstract:The paper briefly described the major features of geo-environment in Guangrao County，and introduced the present situation，occurrence and harmfulness of the major environmental geological problems such as salted soil，seawater intrusion，environment pollution，and groundwater depression cone.The indexes of groundwater polution，groundwater depression cone，seawater intrusion and ground subsidence were chosen to accesse the geo-environmental quality，and then the geo-environment was classified as fine zone，qualified zone，and worse zone.Finally the appropriate protection countermeasures and suggestions are put forward according to the developing trends and its present situations of the major problems of geo-ebviofonment in the county

Key words:environmental geology;zoning quality evaluation;protection division;Guangrao city，Shandong Province

Zoning of geo-environment and the problems of environmental geology in Guangrao County，Shandong Province

LIANG Feng-ying1，LUO Fei1，ZHANG Hai-lin1，LIANG Wen-bo2，LIANG Wen-ji3
(1.Shandong Provincial Geo-mineral Engineering Exploration Institute，Jinan 250014，China;2.Shandong ProvincialNo.1 Geo-mineral Exploration Institute，Jinan 250014，China;3.Shandong Vocational Polytechnic College of Water Resources，Rizhao 276826，China)

1003-8035(2010)02-0110-04

P642.5;P69

A

2009-12-12

2010-03-10

梁鳳英(1967—)，女，內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特市人，研究員，碩士研究生，主要從事水文地質(zhì)勘察、數(shù)據(jù)庫建設(shè)等工作。

E-mail:liangfengying@126.com