黃河下游平原地質(zhì)環(huán)境退化及與地下水開(kāi)采關(guān)系研究

楊麗芝,王雪瓊，劉春華

(1.山東省地質(zhì)調(diào)查院,山東 濟(jì)南 250013;2.山東科技大學(xué),山東 青島　266510；3.青島地質(zhì)工程勘察院,山東 青島　266071)

黃河下游平原地質(zhì)環(huán)境退化及與地下水開(kāi)采關(guān)系研究

楊麗芝1,王雪瓊2,3，劉春華1

(1.山東省地質(zhì)調(diào)查院,山東 濟(jì)南 250013;2.山東科技大學(xué),山東 青島266510；3.青島地質(zhì)工程勘察院,山東 青島266071)

自20世紀(jì)50年代末以來(lái)，黃河下游平原地質(zhì)環(huán)境不斷退化，產(chǎn)生了地面沉降、地裂縫、海咸水入侵、咸水界面下移等環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題。這些問(wèn)題的產(chǎn)生是由近60年來(lái)該區(qū)地下水過(guò)量開(kāi)采所致。至21世紀(jì)，黃河下游平原地下水總開(kāi)采量由不足20×108m3/a增至近52×108m3/a，超出地下水可利用資源量42×108m3/a。通過(guò)大量數(shù)據(jù)分析,筆者認(rèn)為黃河下游平原地質(zhì)環(huán)境退化與地下水長(zhǎng)期超量開(kāi)采和不合理的開(kāi)采布局有關(guān)。地下水長(zhǎng)期超量開(kāi)采和不合理的開(kāi)采布局，使地下水位持續(xù)下降，地下水位降落漏斗持續(xù)擴(kuò)展，環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題頻發(fā)，地質(zhì)環(huán)境不斷惡化。有效遏止地質(zhì)環(huán)境的進(jìn)一步退化，需從合理開(kāi)發(fā)利用地下水入手，修復(fù)和涵養(yǎng)平原地區(qū)地下水系統(tǒng)。

黃河下游平原；地質(zhì)環(huán)境；退化；地下水開(kāi)采

黃河下游流經(jīng)山東省西南部及西北部，于東營(yíng)市利津縣東部入渤海。黃河下游平原包括山東省菏澤市、濟(jì)寧市、聊城市、德州市、濱州市、東營(yíng)市全部及濟(jì)南市、淄博市、泰安市、棗莊市部分地區(qū)，面積約67 758km2。黃河下游平原是人類(lèi)文明發(fā)祥地之一，人口密集，人類(lèi)活動(dòng)頻繁，是山東省主要的糧棉及能源基地。黃河下游平原歷史上飽受黃河水患之災(zāi)，新中國(guó)成立后，黃河水患得到控制，但因地處我國(guó)北方半干旱地區(qū)，水資源緊缺，地質(zhì)環(huán)境脆弱，人類(lèi)活動(dòng)強(qiáng)烈，自20世紀(jì)80年代以來(lái)，凸顯地面沉降、地裂縫、海咸水入侵等地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題。這些問(wèn)題的產(chǎn)生均與地下水不合理開(kāi)發(fā)相關(guān)。地下水不僅僅具有資源功能，同時(shí)還具有生態(tài)和環(huán)境功能(張光輝等，2006)，過(guò)去地下水的資源功能過(guò)度強(qiáng)化，大量超采引發(fā)地下水位持續(xù)下降、開(kāi)采漏斗擴(kuò)展。地下水資源、生態(tài)和環(huán)境功能之間是相互制約、相互促進(jìn)的互動(dòng)關(guān)系,存在固有的內(nèi)在規(guī)律。無(wú)論哪一個(gè)功能被過(guò)度利用，都會(huì)引起其他功能的相應(yīng)變化。

筆者以地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題形成為核心，以地下水合理利用及地質(zhì)環(huán)境保護(hù)為目標(biāo)，結(jié)合黃河下游平原地下水開(kāi)采現(xiàn)狀及開(kāi)采漏斗的形成與擴(kuò)展，以最新的調(diào)查、監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)和綜合資料為研究基礎(chǔ)，分析地質(zhì)環(huán)境退化的特征與動(dòng)因，為地質(zhì)環(huán)境的保護(hù)與恢復(fù)提供依據(jù)。

1　自然背景

1.1自然地理

黃河下游平原地勢(shì)平坦開(kāi)闊，自南西向北東微傾，海拔高程一般小于70m。以黃河沖積平原為主體，西南微山湖周邊為沖積-湖積平原，東北部為黃河三角洲和濱海平原，山前地帶為沖積-洪積平原。區(qū)內(nèi)最大的河流為過(guò)境入海的黃河，現(xiàn)代黃河以北屬海河水系，主要河流有馬頰河、徒駭河、德惠新河等，現(xiàn)代黃河以東數(shù)淮河水系，紅衛(wèi)河、萬(wàn)福河、洙趙新河、汶泗河等；主要湖泊有微山湖、東平湖、白云湖等。氣候?qū)儆谂瘻貛Т箨懶图撅L(fēng)氣候區(qū)，多年平均氣溫11.7～14oC，多年平均降水量557～838mm。

1.2地質(zhì)環(huán)境特征

從大地構(gòu)造分區(qū)來(lái)看，黃河以北屬華北坳陷區(qū)濟(jì)陽(yáng)坳陷，黃河以東以南屬魯西隆起區(qū)的魯西潛隆。自中生代末期以來(lái)，黃河下游平原接受了巨厚的新近紀(jì)—第四紀(jì)松散沉積物。新近系明化鎮(zhèn)組由一套半固結(jié)的河湖相物質(zhì)組成，第四系平原組由一套松散的河湖相、濱海相及山前沖洪積相物質(zhì)組成。區(qū)內(nèi)地下水系統(tǒng)主要由新近系上部明化鎮(zhèn)組和第四系組成(張宗祜等，2000)，砂層和黏性土層相間展布，構(gòu)成多層水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)。根據(jù)含水層結(jié)構(gòu)、地下水的補(bǔ)徑排條件及水化學(xué)特征，孔隙地下水可分為3個(gè)屬性層。淺層地下水賦存深度30～70m，含水層多為黃河沖積的粉細(xì)砂層，水位埋深3～20m，是農(nóng)業(yè)及部分農(nóng)村居民生活的重要水源，淺層地下水不僅具有可利用的資源功能，同時(shí)具有較強(qiáng)的生態(tài)功能，尤其是黃河三角洲濕地保護(hù)區(qū)，地下水維系著整個(gè)濕地的生態(tài)平衡。中層地下水賦存深度70～300m，多為蒸發(fā)濃縮或海進(jìn)時(shí)期留下的咸水，礦化度3～20g/L，目前開(kāi)發(fā)利用較少。深層地下水一般賦存于300m以下，水質(zhì)普遍較好，是城鎮(zhèn)居民生活、工業(yè)用水的主要開(kāi)采層。該層地下水補(bǔ)給條件差，循環(huán)途徑長(zhǎng)，更新能力小，不僅具有可利用的資源功能，地下水還是地質(zhì)結(jié)構(gòu)的一部分，維系著地質(zhì)環(huán)境的穩(wěn)定，具有較強(qiáng)的地質(zhì)環(huán)境功能。

2　地質(zhì)環(huán)境退化特征及危害

自20世紀(jì)80年代以來(lái)，黃河下游平原開(kāi)始出現(xiàn)地面沉降、海咸水入侵、咸水界面下移、地裂縫等環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題，使本來(lái)脆弱的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)一步退化。地面沉降、海咸水入侵、地裂縫等環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題的形成，無(wú)一例外地都是由于地下水不合理開(kāi)采引發(fā)的。

2.1地面沉降

地面沉降又稱(chēng)為地面下沉或地陷。它是在人類(lèi)工程經(jīng)濟(jì)活動(dòng)影響下，由于地下松散地層固結(jié)壓縮，導(dǎo)致地殼表面標(biāo)高降低的一種局部的下降運(yùn)動(dòng)。截至2012年12月，中國(guó)有50余個(gè)城市出現(xiàn)地面沉降，長(zhǎng)三角地區(qū)、黃河平原和汾渭盆地已成重災(zāi)區(qū)(王德潛等，2002)。根據(jù)地面沉降發(fā)生的原因可分為：①抽汲地下水引起的地面沉降。②采掘固體礦產(chǎn)引起的地面沉降。③開(kāi)采石油、天然氣引起的地面沉降。④抽汲鹵水引起的地面沉降。⑤地面下施工如地鐵施工引起的地面沉降。黃河下游平原地面沉降主要由于抽汲地下水引起的。地下水含水層被疏干，特別是深層水的疏干，必然導(dǎo)致相關(guān)的黏性?shī)A層塑性形變(王秀艷等，2003)，造成地面沉降。

黃河下游平原地面沉降發(fā)現(xiàn)于20世紀(jì)70年代初，主要發(fā)生在深層地下水集中開(kāi)發(fā)利用的德州、菏澤、濟(jì)寧及黃河三角洲的濱州、東營(yíng)城市及周邊地區(qū)(石建省等，2006)。目前。整個(gè)黃河下游平原區(qū)地面沉降面積超過(guò)10 000km2，累計(jì)最大沉降量已超過(guò)1 000mm，且沉降繼續(xù)向外圍和縱深發(fā)展。

德州地面沉降始于20世紀(jì)70年代(楊麗芝，2009)，1989～1991年沉降區(qū)面積僅為587km2，沉降量7～55mm。至2010年，德州城區(qū)累計(jì)沉降量發(fā)展至500～900mm，大于250mm沉降等值線(xiàn)的面積達(dá)3 113km2。地面沉降使本來(lái)地處低洼的市區(qū)排水產(chǎn)生嚴(yán)重困難，汛期出現(xiàn)嚴(yán)重內(nèi)澇現(xiàn)象。

濟(jì)寧地面沉降于1988年發(fā)現(xiàn)，-100mm沉降面積88km2，-150mm沉降面積15.5km2，市區(qū)最大沉降量已達(dá)177mm，沉降中心位于城北的劉堤頭，累計(jì)沉降量超過(guò)300mm。濟(jì)寧地面沉降已經(jīng)引發(fā)了房屋開(kāi)裂、城市排水管道錯(cuò)位等災(zāi)害現(xiàn)象。

菏澤市地面沉降主要分布于市區(qū)的深層地下水強(qiáng)開(kāi)采地段，總面積217km2。菏澤市地面沉降于1980年已產(chǎn)生，1978～1986年總沉降量為77.40mm，平均降速9.70mm/a；2002～2003年監(jiān)測(cè)沉降速率為13mm/a。

東營(yíng)市地面沉降發(fā)現(xiàn)于1985年。據(jù)2002～2008年實(shí)測(cè)資料，東營(yíng)市有2個(gè)明顯的地面沉降區(qū)：一個(gè)位于東營(yíng)市東營(yíng)區(qū)勝利油田基地，-150mm沉降區(qū)面積15km2，中心累計(jì)沉降量155.1mm，平均沉降速率28.2mm/a；一個(gè)位于廣饒縣城北開(kāi)發(fā)區(qū)，-150mm沉降區(qū)面積523km2，中心累計(jì)沉降量356mm，平均沉降速率64.7mm/a。

濱州市有2個(gè)明顯的地面沉降區(qū)。據(jù)2005年監(jiān)測(cè)資料，一個(gè)位于濱州市濱城區(qū)，-100mm沉降面積為234km2，中心累計(jì)沉降量為187.7mm；另一個(gè)位于黃河以南的博興縣城東，-50mm沉降面積為1 613km2，-150mm沉降面積為38km2，中心累計(jì)沉降量為174mm。

2.2地裂縫

地裂縫是地表巖層、土體在自然因素或人為因素作用下，產(chǎn)生開(kāi)裂，并在地面形成一定長(zhǎng)度和寬度的裂縫的一種宏觀(guān)地表破壞現(xiàn)象。黃河下游平原地裂縫主要由地下水位下降引發(fā)，或伴隨地面沉降、地面塌陷發(fā)生。由于地下水位的大幅度下降，造成包氣帶的巖土應(yīng)力條件的改變和包氣帶的水分缺失，再加上地表土層沉積時(shí)代新，固結(jié)程度低，失水后干縮壓密，在降水的誘發(fā)下發(fā)生地裂縫。同時(shí)，超量開(kāi)采地下水引發(fā)差異性地面沉降，一般產(chǎn)生沉降明顯差異的地帶易產(chǎn)生地裂縫。目前，黃河下游平原發(fā)現(xiàn)的地裂縫有30余條，其規(guī)模大小不一，一般單條長(zhǎng)20～300m，短者僅十余米。

開(kāi)采地下水引發(fā)的地裂縫主要分布于菏澤、聊城古河道區(qū)、濟(jì)寧市京杭運(yùn)河及南四湖沿岸。自20世紀(jì)90年代初開(kāi)始，菏澤南部黃河故道帶發(fā)生多起地裂縫，致使道路破壞，房屋受損。1992年7月10日，單縣高韋莊趙集村發(fā)生地裂縫，走向以北西方向?yàn)橹?，縫寬5～20cm，單條長(zhǎng)10～20m不等，有十幾條之多。1993年8月5日，曹縣梁堤頭石香爐村發(fā)生地裂縫，呈北西和北東2個(gè)走向，單長(zhǎng)20多米，寬10cm，深4～5m，見(jiàn)地裂縫4條，其中一條切房基而過(guò)，造成房屋墻體開(kāi)裂。2001年5月，山東臨清市松林鎮(zhèn)西尚官村發(fā)生2條長(zhǎng)120m、寬10cm的地裂縫，35戶(hù)村民受到安全威脅，嚴(yán)重影響農(nóng)田的耕作(圖1)。

上述地裂縫發(fā)生于黃河故道帶上，地表巖性以粉細(xì)砂或粉土為主。災(zāi)情多發(fā)生于雨季，由地質(zhì)、氣象及地下水水位大幅升降等原因共同作用引起。地裂縫對(duì)環(huán)境影響大，破壞力強(qiáng)。

1.深層地下水降落漏斗；2.淺層地下水降落漏斗；3.漏斗中心及水位；4.地面沉降；5.海水入侵；6.地裂縫圖1　黃河下游平原水位降落漏斗及地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題分布圖Fig.1　The distributing of groundwater depression cone and entironmen accidents

2.3海水入侵

黃河下游平原海水入侵主要發(fā)生在萊州灣南岸地區(qū)。1976年壽光、寒亭、萊州等地的地下水動(dòng)態(tài)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)井中首先發(fā)現(xiàn)水質(zhì)變咸、CL-濃度增高等海水入侵現(xiàn)象(吳吉春等，1996)，當(dāng)時(shí)僅為幾處孤立的點(diǎn)狀入侵，整個(gè)20世紀(jì)70年代末80年代初發(fā)展比較緩慢，入侵面積小，為發(fā)生階段。

2.4咸水界面下移

黃河下游平原地區(qū)在淺層淡水和深層淡水之間存在一層咸水。在自然狀態(tài)下，深層地下淡水與中層地下咸水保持穩(wěn)定的壓力平衡。近30年以來(lái)深層淡水頂界面下移和中層咸水界面南侵，表明地下水系統(tǒng)發(fā)生著不利于地下水淡水儲(chǔ)存和可持續(xù)利用的問(wèn)題，原因與不合理超采地下水密切相關(guān)(沈照理等，1995)。

據(jù)2001年在山東濟(jì)陽(yáng)王圈鄉(xiāng)—寧津柴胡店的電測(cè)深資料研究，相對(duì)1978年的資料，南部濟(jì)陽(yáng)、商河一帶的淡水底界面已經(jīng)下移8～20m。北部的寧津一帶，咸水界面上移(圖2)。據(jù)1978年與2001年電測(cè)深資料對(duì)比，區(qū)內(nèi)深層淡水頂界面基本呈下移趨勢(shì)，下移幅度20～60m。通過(guò)濱州的博興—高青一帶的200余眼深層井資料分析發(fā)現(xiàn)，與20世紀(jì)70年代施工井的資料比較，2000年以后施工的機(jī)井中淡咸水界面下移10～50m，成井深度增大50～100m。近30年以來(lái)，咸水底界面平均下侵淡水體20～30m。20世紀(jì)90年代之前，中層咸水邊界位于桓臺(tái)縣北部的起鳳鎮(zhèn)—博興縣的寨郝鎮(zhèn)—廣饒縣北部的小清河南岸一線(xiàn)。目前，咸水邊界已經(jīng)南移至桓臺(tái)縣南部的侯莊鎮(zhèn)—博興縣的興福鎮(zhèn)—廣饒縣城一帶。20年間咸水界線(xiàn)向南侵約20km。

圖2　1978～2001年黃河下游平原咸淡水界面埋深變化圖Fig.2　The depth variation of fresh groundwater and salt groundwater interface in the Yellow river plain

3　地質(zhì)環(huán)境退化動(dòng)因分析

3.1地下水開(kāi)采量持續(xù)增加

1949年，新中國(guó)成立后，工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)開(kāi)始迅猛發(fā)展，水資源需求量日漸增加。然而，大規(guī)模開(kāi)采地下水，還是在20世紀(jì)60～70年代，黃河下游平原遭受連年干旱，在人們對(duì)含水層儲(chǔ)存能力認(rèn)識(shí)的提高和打井技術(shù)的成熟帶動(dòng)下，區(qū)內(nèi)掀起了大打機(jī)井的熱潮。地下水開(kāi)發(fā)利用由初期供水水源井點(diǎn)狀開(kāi)采，發(fā)展至形成供水水源井集中的供水水源地、工業(yè)生活自備井和面狀分布的農(nóng)業(yè)井、深淺層地下水的大范圍、高強(qiáng)度立體開(kāi)采的格局。而地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題的大量涌現(xiàn)，恰恰出現(xiàn)在這個(gè)時(shí)期，這說(shuō)明地下水大量的開(kāi)采是地質(zhì)環(huán)境退化的誘因。

黃河下游平原20世紀(jì)70年代平均地下水開(kāi)采量為20.10×108m3/a，開(kāi)采強(qiáng)度為2.97×104m3/km2·a。90年代增至37.32×108m3/a，開(kāi)采強(qiáng)度為5.51×104m3/ km2·a。2000年以后增長(zhǎng)勢(shì)頭依然不減，目前，開(kāi)采量保持在51.71×108m3/a，開(kāi)采強(qiáng)度為7.63×104m3/ km2·a(表1)。

3.2持續(xù)下降地下水位導(dǎo)致降落漏斗形成

自20世紀(jì)60年代以來(lái)，在黃河下游平原開(kāi)始大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用地下水，歷過(guò)50多年的開(kāi)采，地下水水位不斷下降。1959年以來(lái)，全區(qū)淺層地下水水位平均下降6.19m，漏斗中心水位最大下降42.5m。地下水位下降的同時(shí)，形成一系列水位降落漏斗。淺層地下水位下降漏斗主要有冠縣-莘縣漏斗、單縣漏斗、桓臺(tái)-廣饒-壽光-昌邑漏斗等。

每個(gè)班級(jí)都有學(xué)優(yōu)生和學(xué)困生，而教學(xué)往往是面對(duì)大多數(shù)的中等生，這樣勢(shì)必會(huì)造成學(xué)優(yōu)生吃不飽，學(xué)困生聽(tīng)不懂。如果在課后把上課的知識(shí)點(diǎn)的微課上傳到平臺(tái)，學(xué)困生可以通過(guò)反復(fù)觀(guān)看不明白的地方，最終能弄明白課堂中的教學(xué)內(nèi)容，從而做到補(bǔ)差。對(duì)于學(xué)優(yōu)生，我們可以收集一些拓展內(nèi)容的講解視頻放在平臺(tái)上，通過(guò)自主學(xué)習(xí)，從而達(dá)到培優(yōu)的效果。所以說(shuō)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)以后會(huì)是數(shù)學(xué)課堂分層教學(xué)，因材施教的一項(xiàng)重要法寶。

聊城市冠縣漏斗1982年漏斗中心平均水位為32.47m，2010年為11.09m，28年下降了21.38m，平均下降速率0.76m/a(圖3)。菏澤的單縣漏斗形成于20世紀(jì)80年代末，1988年漏斗中心平均水位為3.68m，2010年為18.81m，22年下降了15.13m，平均下降速率0.68m/a。

表1　黃河下游平原地下水開(kāi)采量狀況統(tǒng)計(jì)表

圖3　冠縣漏斗中心淺層地下水位歷時(shí)曲線(xiàn)圖Fig.3　The dynamic state diagram of the shallow groundwater in Guanxian Dongjie

桓臺(tái)-廣饒-壽光-昌邑漏斗為區(qū)域性大漏斗，形成于1984年，漏斗中心位埋深23.00m，水位標(biāo)高-14.80m，漏斗不斷發(fā)展，目前，總面積超過(guò)3 000km2,漏斗中心水位下降速率0.67m/a。萊州灣南岸海水入侵的發(fā)生和發(fā)展，與該區(qū)地下水位持續(xù)下降，水位漏斗形成相關(guān)(孫曉明等，2006)(圖4)。

深層地下水下降幅度更大，全區(qū)深層地下水平均水位下降24.51m，產(chǎn)生了德州漏斗、濱州漏斗、濟(jì)寧城區(qū)漏斗、菏澤漏斗等深層漏斗。其中規(guī)模最大的漏斗當(dāng)屬德州漏斗。德州漏斗中心水位在20世紀(jì)60～70年代尚且自流，2012年中心水位埋深達(dá)到139.37m，水位標(biāo)高降為-117.11m，降深大于137m。地下水水位持續(xù)下降導(dǎo)致開(kāi)采深度不斷增加，取水越來(lái)越困難，如德州深層開(kāi)采井，過(guò)去開(kāi)采深度300～500m，目前開(kāi)采深度一般在600～700m，局部超過(guò)1 000m。地下水水位持續(xù)下降導(dǎo)致不可逆轉(zhuǎn)的地面沉降產(chǎn)生，據(jù)資料分析(楊麗芝等，2010)，德州漏斗區(qū)地面沉降與深層地下水位降深具有較好的相關(guān)性。德州地面沉降范圍與深層地下水降落漏斗范圍一致，地面沉降中心和降落漏斗中心重合(圖5)，這充分說(shuō)明，地下水位持續(xù)下降，降落漏斗的形成是地面沉降形成的根本原因。

圖4　萊州灣海水入侵與地下水位關(guān)系圖Fig.4　Relationship between groundwater lever and seawater intrusion in bay of Laizhou

3.3地質(zhì)環(huán)境保護(hù)措施

地面沉降、海咸水入侵、地裂縫等環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題使黃河下游平原地質(zhì)環(huán)境退化，而上述環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題的形成，均與地下水不合理開(kāi)發(fā)利用相關(guān)(張茂省等，2011)。因此，保護(hù)黃河下游平原地質(zhì)環(huán)境，必須從解決其水資源短缺，合理開(kāi)發(fā)利用地下水入手。

工業(yè)及生活用水過(guò)于集中，使得地下水開(kāi)采，尤其是深層地下水開(kāi)采過(guò)于集中，地下水位持續(xù)下降，超過(guò)允許的最大降深值，開(kāi)采漏斗持續(xù)擴(kuò)展。因此，調(diào)整工業(yè)開(kāi)采強(qiáng)度和布局，逐步關(guān)閉或兼并部分效益差、耗水多、污染重的企業(yè)，可有效緩解深層地下水超采引發(fā)的地面沉降和咸水入侵等地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題。

客水資源是緩解黃河下游平原本地水資源不足的有效途徑之一。引黃和南水北調(diào)等工程使得黃河和長(zhǎng)江客水資源有效地緩解黃河下游平原水資源矛盾。南水北調(diào)東線(xiàn)工程已實(shí)現(xiàn)正式通水，每年將向山東地區(qū)供給長(zhǎng)江水14.67×108m3。在客水源能基本解決用水增長(zhǎng)需求的前提下，有計(jì)劃的停采部分地下水，蓄養(yǎng)地下水資源，補(bǔ)給虧空水量，達(dá)到修復(fù)和保護(hù)地質(zhì)環(huán)境的目的。

重視地表水與地下水聯(lián)合調(diào)蓄(張光輝等，2004)的優(yōu)勢(shì)和功效，可同時(shí)解決地下水調(diào)蓄水源、地表水調(diào)蓄空間問(wèn)題，可以降低因蒸發(fā)產(chǎn)生的無(wú)效耗水，還有利于地下水位漏斗區(qū)地質(zhì)環(huán)境和地下水可持續(xù)利用能力的修復(fù)。平原地區(qū)由于大量開(kāi)采地下水，地下水位逐年加大，騰出了可觀(guān)的地下調(diào)蓄庫(kù)容，特別是山前沖洪積扇和古河道帶分布較厚砂層的地區(qū)，更具有較高的調(diào)蓄能力。據(jù)計(jì)算，黃河下游平原可調(diào)蓄區(qū)面積為3 500km2，地下水可調(diào)蓄量為29.3×108m3。

圖5　德州漏斗水位與地面沉降剖面圖Fig.5　Section of water table and land subsidence in Dezhou depression cone

4　結(jié)論

黃河下游平原地質(zhì)環(huán)境退化主要表現(xiàn)在地面沉降、地裂縫、海咸水入侵、咸水界面下移等環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題日夜嚴(yán)重。地下水不合理開(kāi)采，地下水水位持續(xù)下降，地下水位降落漏斗持續(xù)擴(kuò)展，導(dǎo)致地下水資源功能衰退的同時(shí)，致使地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量不斷下降。地質(zhì)環(huán)境退化給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類(lèi)生活帶來(lái)安全隱患。地質(zhì)環(huán)境退化主要由于地下水長(zhǎng)期過(guò)量開(kāi)采和不合理的開(kāi)采布局引起，其修復(fù)和保護(hù)最根本的措施是修復(fù)和涵養(yǎng)地下水系統(tǒng)。具體包括調(diào)整地下水的開(kāi)采強(qiáng)度和布局、合理引用客水資源，地表水與地下水聯(lián)合調(diào)蓄等綜合舉措。

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Researchon the Causality between Geological Environment Degenerating and Groundwater Sustainable Exploitation in the Yellow River Downriver Plain

YANG Lizhi1, WANG Xueqiong2,3, LIU Chunhua1

(1.Shandong Institute of Geological Survey, Jinan 250013,Shandong,China;2.Shandong University of Science and Technology, Qingdao 266510,Shandong,China;3.Qingdao Geo-engineering Exploration Institute, Qingdao 266071,Shandong,China)

Since the end of 1950s, the geological environment is degenerating continuously, caused a series of geological environment problems, such as land subsidence, ground fissure, seawater or salty-water encroachment, and downward movement of saline-fresh water interface. All these problems were caused by the exceeded exploitation of groundwater during lately 60 years.At the 21 century, the quantity of groundwater exploitation is fleetly increased from 20×108m3/a to 52×108m3/a, which exceeds the available amount of groundwater 42×108m3/a in the Yellow River Downriver Plain. Because of long time extra-exploitation and irrational exploiting distribution, the groundwater table kept descending, the cone of groundwater depression kept spread. Thus, theenvironment accidents are frequent appeared, the quality of geological environment is deteriorating. In order to preventthe further deteriorating of geological environment, the groundwater must be reasonably developed in the present condition, and the groundwater system in plain area must be rehabilitated and conserved.

Yellow river downriver plain; geological environment; degenerate; groundwater exploitation

2015-01-12；

2015-03-03

國(guó)家“973”計(jì)劃重點(diǎn)課題“海河流域水循環(huán)演變機(jī)理與水資源高效利用”(2006CB403401)及中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局大調(diào)查項(xiàng)目“山東地下水污染調(diào)查評(píng)價(jià)“(1212010634603)

楊麗芝(1966-),女,湖南沅江人,博士,研究員，主要從事地下水循環(huán)演化研究工作。E-mail：ylz200456@163.com

P66

A

1009-6248(2015)04-0226-08