1. 青島市資源開發與地質-生態環境的保護對策
一、地下水資源的開發與保護
總結20多年來青島市地下水資源開發過程中的實際經驗和體會,結合青島地區的具體自然條件和地質水文地質條件,對青島地區水資源的合理開發利用與保護提出以下幾點方案:
1)地表水、地下水並重;
2)合理調配、節約用水;
3)合理利用地下水儲存量;
4)增大天然補給量;
5)防治污染。
二、土地資源的開發與保護
從青島地區的自然環境與自然資源現狀出發,結合當地經濟與社會發展的需要,對土地資源進行科學合理的規劃與開發利用和保護,充分發揮區位優勢,使資源綜合效益最大化,以有利於環境質量的改善和生態平衡,以便推動地區社會經濟的穩定、協調發展。
青島地區的土地資源規劃可分為工業城鎮區、開發區及工業園、農業區、對外交通用地區、旅遊度假區及海水養殖區,現從地質環境角度,對各類區土地資源的開發與保護簡述如下:
1.工業城鎮區
工業城鎮區土地資源的開發與保護應注意以下幾個問題:
1)城鎮規模不宜過大,人口規模要適當控制,生產、生活用水應以引客水和本地開源節流相結合。
2)嚴格控制企業排污,加大治理力度,盡量減少排污對土壤、水體等環境造成的環境污染。
3)耗水量較大的工業項目應盡量安排在遠離青島市區和距離水源較近的城鎮地段。
4)地勢低窪地段應考慮防風暴潮和洪水的侵害。
2.開發區及工業園
開發區及工業園土地資源的開發與保護應注意以下幾個問題:
1)開發區及工業園的開發建設對土地資源的破壞較為嚴重,植被缺乏,對自然風貌影響較大,建議加強綠化及建造人工景點,加強水土保持工作。
2)開發區建設過程中應注意道路邊坡、原有採石場邊坡及建築基坑和場地邊坡的穩定性,防止崩塌、滑坡的發生。
3)嚴格控制企業排污,盡量減少對土壤、水體等環境的污染。提高海水利用量和工業用水重復利用率。
3.農業區
農業區土地資源的開發與保護應注意以下幾個問題:
1)農業布局應合理配置,結合當地土地資源狀況,選擇適宜的種植模式。
2)盡量減少農葯、化肥施用量,嚴禁使用高殘留的劇毒農葯,提倡使用有機肥,減少對環境的污染。
3)積極開展農田水利基本建設,既可使農業高產、豐產,又可減少水土流失,保護土地資源。
4.對外交通用地區
對外交通用地區土地資源的開發與保護應注意以下幾個問題:
1)地形坡度較陡的岩質岸區,應注意軟弱結構面和邊坡的穩定性,防止崩塌、滑坡的發生;海相淤泥質土發育地段,不宜作為建築物天然地基,應進行適當處理。
2)地勢低窪區應注意防範風暴潮和洪水的侵害。
3)沿海鹹水區應注意防範海(咸)水對建築材料的腐蝕性侵害。
5.旅遊度假區
旅遊度假區土地資源的開發與保護應注意以下幾個問題:
1)嚴禁在規劃區內採石、采砂,關閉已有採石、采砂場,加強復墾、植樹造林,保護自然風景資源。
2)詳細調查區內危岩體分布情況,防止產生岩體崩塌與滑落。
3)生活垃圾、污水、旅遊垃圾應集中處置,減少旅遊污染。
6.海水養殖區
海水養殖區主要位於沿海灘塗地帶,均處於高潮灘分布區,地勢平坦,海水鹽度適中,營養豐富,溶解氧含量較高,污染輕微,地形和底質條件優越。海水養殖區的開發與保護應注意以下幾個問題:
1)養殖區及附近應杜絕污染源的存在,防止海水污染。
2)養殖區應避開河流河道,以免影響汛期行洪。
3)預防風暴潮及洪水侵襲。
4)養殖區距離海岸不宜過遠,尤其在砂層分布區不宜修建養殖區,以免引起海水倒灌。
5)養殖區與旅遊度假區應統一安排,合理規劃,以免影響整體結構。
三、礦產資源開發應預防次生地質災害的發生
青島市石墨礦儲量居山東省之首,另有金礦、花崗岩、大理岩、建築用砂等,以露天開采為主,主要分布於萊西、平度等地。露天採掘礦坑及堆土,除占據大量土地破壞植被、地表形態外,嚴重的甚至引起工農業爭地的矛盾,露采排土增加了地面的水土流失量。據有關資料分析,采區比未采區水土流失量增大約1000倍,由於機械排土能力差,還易產生滑坡和岩崩。
1.復墾
露天開采嚴重破壞了原有的地形地貌和生態平衡,礦區復墾日益引起人們的高度重視,如農業種植、植樹造林等,還可用於養魚,實現山地農業結構的立體布局。因地制宜,統一規劃,杜絕各自為政,進行綜合治理,這是解決工農業爭地矛盾的好辦法,是重建生態平衡、控制水土流失的重大戰略措施。
至2000年,青島市歷年采礦佔用土地總面積1830hm2,每年都有大量的新尾礦產生,今後要注意將尾礦作為礦坑的充填物料進行復墾造田,對已有的尾礦山(堆)要推平覆土,恢復耕種或造林綠化、杜絕新的尾礦堆出現,將單純的排尾系統改造為排尾覆田系統,變害為利,形成良性循環,但對面積、深度較大的礦坑也不必過分強調復墾,可進行修整用以發展漁業或旅遊業,還可以調節局部小氣候。
2.嚴格控制礦山排污
青島地區的礦山企業雖然規模、總量不大,但分布比較集中,大多集中分布在萊西、平度等地,礦山污染、侵佔耕地、過度開發等現象日益嚴重,為防止或減少污染,首先要嚴格管理,嚴格控制工礦企業的發展規模,對礦山污染大戶應限期達到排放標准要求,嚴格執行有關礦產、土地管理法規,工礦企業的新建、擴建,都必須充分考慮環境容量,切不可只顧眼前的經濟利益,忽視長遠的生態效益。
3.確定合理的排水系統
大氣降水、地表徑流與礦坑、礦渣堆的關系是影響水環境的一個重要因素。特別是露天采礦,防止地表徑流流入采場顯得尤其重要,要採取好防滲、排水措施,設立專門性的排水系統。對已停採的礦坑,應採用封閉的方法,進行密封處理,不使地表徑流進入礦坑,阻止或減少對水環境的污染。
4.尾礦的綜合開發利用
為了減少尾礦石堆放對礦山環境的影響,要充分利用尾礦石,在各種可能的利用途徑方面進行研究,推廣、開發新的利用途徑,除用於鋪路材料、製造建築材料的原料(如預製件、磚瓦等)外,還可在化工、機械行業利用方面進行綜合利用研究。
5.崩塌預防
露天采礦區山體的開裂以致崩塌破壞,影響到地表山體的穩定。露天開采塑造了邊坡,隨著開挖的深度不斷增大,嚴重地破壞了地應力的自然平衡,可導致人工邊坡的變形、破壞和滑移。露天礦邊坡破壞主要有兩種形式,一是沿具有明顯滑面的邊坡失穩、破壞;二是蠕變坍塌變形直至破壞,這首先是產生裂隙,然後邊坡上的岩體發生傾倒破壞、膨脹,局部出現滑移,最後導致崩塌,其發展的危險程度隨開挖加深而加劇,嚴重的甚至導致滑坡、渣石流。為預防崩塌的發生,首先應查明礦區及附近的地質條件,特別是要查明軟弱結構面的性質、產出狀態以及對邊坡穩定性的影響程度,有預防地進行開采;再就是在開采過程中要使邊坡坡度做到經濟、合理、可行,以防邊坡產生蠕變破壞。
四、地質-生態環境治理保護對策
青島地區地貌類型復雜,環境地質問題較多,不同地段影響生態地質環境質量的問題也不同,為了確定切實合理可行的地質-生態環境保護對策,供有關決策部門參考,根據不同地段存在的主要地質-生態環境問題將青島地區劃分為3個大區,即重點保護區、治理保護區和重點治理區,進一步劃分為7個重點保護亞區、7個治理保護亞區和5個重點治理亞區。其中治理保護區和重點治理區保護對策如下:
1.治理保護區地質-生態環境治理保護對策
治理保護區為地質-生態環境質量中等—較差區,分布於重點保護區和重點治理區的中間地帶,主要位於膠萊盆地和山前平原區及部分低山丘陵區,根據存在的生態環境地質問題的不同劃分為7個治理保護亞區,分別提出治理保護對策。
(1)嶗山東南部崩塌治理與旅遊資源保護亞區(Ⅱ1)
該亞區位於嶗山東南部中低山區,生態地質環境質量中等。該亞區存在的主要問題是地表切割深度較大,坡度較陡,在風化作用、水流動力影響下,具有潛在的崩塌等環境地質問題。該亞區的治理保護對策是在景點建設時應注意潛在崩塌的危害,繼續加大植樹造林力度,減少旅遊污染等。
(2)大澤山外圍礦山地質災害治理保護亞區(Ⅱ2)
該亞區位於平度、萊西北部大澤山外圍,呈環帶狀,地貌類型屬低山丘陵區,生態地質環境質量較差。該亞區分布有石墨、金、花崗石、大理石等多種礦產資源,開采過程中形成了較多采礦坑、礦渣堆,為潛在礦山地質災害易發區,采選礦過程中排放的大量廢水使地表水、地下水受到不同程度的污染。該亞區的治理保護對策是規范采礦採石點,礦區復墾植樹造林,嚴格控制礦山排污及開展尾礦的綜合開發利用等。
(3)北部平原農業生態治理保護亞區(Ⅱ3)
該亞區位於大澤山外圍山前沖洪積平原、萊西—姜山—太祉庄—馬店—膠州及河套—樓子疃一帶剝蝕堆積準平原區,生態地質環境質量中等。該亞區內植被以農作物為主,沖洪積平原部分地段地下水遭受污染,地下水質量稍差,局部剝蝕堆積平原區有少量采礦採石坑及高氟區分布。該亞區的治理保護對策是嚴格控制鄉村企業排污,嚴格控制農葯化肥施用量,高氟區宜引用客水等。
(4)大沽河下游西側地下水高氟治理保護亞區(Ⅱ4)
該亞區位於蘭底、郭庄—北王珠一帶,地處平度南窪東段、大沽河中下游西側,地貌類型屬沖洪積平原區,生態地質環境質量中等。該亞區內植被以農作物為主,地下水中含氟量較高,地下水質量較差。該亞區的治理保護對策是引用客水資源,嚴格控制農葯化肥施用量等。
(5)小珠山、鐵钁山外圍自然生態治理保護亞區(Ⅱ5)
該亞區位於膠南及膠州的小珠山、鐵钁山外圍和即墨店集—王村丘陵殘山及山前沖洪積平原區,生態地質環境質量中等。該亞區存在少量采礦採石坑,沖洪積平原區部分地段地下水受不同程度的污染,地下水質量稍差。該亞區的治理保護對策是關閉采礦採石點,嚴格控制鄉村企業排污,復墾植樹,加大植樹造林力度等。
(6)青島城郊地下水污染治理保護亞區(Ⅱ6)
該亞區位於青島市城區、高科園及李村—城陽—即墨一線,地貌類型屬丘陵殘山、剝蝕堆積準平原和山前沖洪積平原,生態地質環境質量中等。該亞區多為城區建築所覆蓋,地表水、地下水均遭受不同程度的污染,城區外圍有少量采礦採石坑。該亞區的治理保護對策是嚴格控制各類企業的排污,將已關閉的採石坑復墾植樹,進一步加大植樹造林力度等。
(7)濱海地帶地下水資源治理保護亞區(Ⅱ7)
該亞區位於各個河流的下游沿海地帶,從膠南、黃島、膠州到城陽一帶及金口—王村附近,地貌類型屬濱海沖積平原,生態地質環境質量較差。該亞區存在的主要環境地質問題為地表水、地下水均有一定程度的污染,距離海(咸)水區較近,地下水開采易引起海(咸)水入侵。該亞區的治理保護對策是嚴格控制鄉村企業排污,嚴格限制或杜絕地下水開采等。
2.重點治理區地質-生態環境治理對策
重點治理區為生態地質環境質量差區,主要分布於工作區西北部的平度市西部、濱海地帶海(咸)水入侵區,根據其存在的生態環境地質問題的不同劃分為5個重點治理亞區,分別提出不同的治理對策。
(1)膠州灣北岸濱海地帶海(咸)水入侵重點治理亞區(Ⅲ1)
該亞區主要位於膠州灣北岸及大沽河下游地帶,地貌類型屬濱海平原。該亞區多為原生鹹水區和海(威)水入侵區,近海地帶地表多分布有鹽田,土壤鹽漬化和沼澤化較重。該亞區的重點治理對策是合理開采地下水、引用客水資源、進行地下水人工回灌、擴建地下截滲牆等。
(2)大沽河中上游孫受-朴木段地下水污染重點治理亞區(Ⅲ2)
該亞區位於大沽河中上游孫受-朴木段沿河兩岸,地貌類型屬沖洪積平原區,生態地質環境質量較差。該亞區內地下水污染是最重要的環境地質問題,大沽河接收上游萊西市和沿途各鄉鎮排放的污水,並通過河床滲漏補給地下水,造成地下水污染較重。該亞區的治理保護對策是嚴格控制萊西市及沿河各鄉鎮企業的排污、加大治理力度、嚴格控制農葯化肥施用量等。
(3)平度南窪地下水高氟、漏斗重點治理亞區(Ⅲ3)
該亞區位於北膠萊河東岸,平度市蓼蘭、中庄及周圍地區,地貌類型為山前沖洪積平原。該亞區地下水含氟量高,地方性氟中毒症明顯;由於過量開采地下水,形成平度南窪降落漏斗,這是青島地區現有的唯一降落漏斗;該亞區部分地段還存在地表水及地下水污染、潛在礦山地質災害和潛在沙化。該亞區的重點治理對策是引用客水資源,嚴格控制企業污水排放,嚴格控制礦山開采,植樹造林防風固沙等。
(4)平度明村七日潭礦山地質災害重點治理亞區(Ⅲ4)
該亞區位於平度市明村—張舍—灰埠一帶,地貌類型屬剝蝕堆積準平原,局部有剝蝕殘山。該亞區石墨礦比較豐富,並有大理石礦、螢石礦等,由於礦山開采造成該亞區礦坑、礦渣堆密布,植被、山體破壞,並伴有地下水污染,為潛在礦山地質災害易發區。該亞區的重點治理對策是規范采礦點、礦區復墾、嚴格控制礦山排污及開展尾礦的綜合開發利用等。
(5)平度灰埠-新河重點治理亞區(Ⅲ5)
該亞區位於平度市灰埠—新河及以南沿北膠萊河東岸一帶,地貌類型屬沖海積平原區。該亞區原有淡水資源比較貧乏,由於過量開采地下水導致鹹水入侵,並伴有地下水水質污染。該亞區的重點治理對策是合理開采地下水、進行地下水人工回灌等。
2. 我的母親河鬱江河作文
沒有蝴蝶飛揚,只剩花兒獨賞。沒有百鳥歌唱,獨有河兒惆悵。我們在一起,河兒莫傷心……——題記我的家鄉在美麗的平度,這里到處都是花草樹木,可是人們在遊山玩水中,卻使我們的母親河——鬱江河受到了嚴重的災難。鬱江河,是我們的母親河,流經我們村莊的最東面,相傳當年抗日隊伍在河裡撒葯,救了一方百姓。可是,現在的落葯河,情景真是慘不忍睹,成堆成堆的垃圾,阻擋了原來的河
3. 青島市自然生態環境
一、自然環境
1.地理位置
青島市地處山東半島東南部,位於東經119°པ″~120°57འ″,北緯35°34″~37°09༼″。東、南瀕臨黃海,東北與煙台市毗鄰,西與濰坊市相連,西南與日照市接壤。全市總面積10654km2,其中市區(含市南、市北、四方、李滄、嶗山、城陽、黃島7個區)1102km2,所轄膠州、膠南、即墨、平度、萊西5市9552km2。
2.地形
青島為海濱丘陵城市,地勢東高西低,南北兩側隆起,中間低陷,其中山地約佔全市總面積的15.5%,丘陵佔25.1%,平原佔37.8%,窪地佔21.7%。全市海岸分為岬灣相間的山基岩岸、山地港灣泥質粉砂岸及基岩砂礫質海岸等3種基本類型。淺海海底則有水下淺灘、現代水下三角洲及海沖蝕平原等。
3.水文
青島市共有大小河流224條,流域面積在100km2以上的較大河流33條,其中流域面積在500km2以上的5條,即大沽河、北膠萊河、南膠萊河、小沽河、澤河。大沽河是全市最大的河流,發源於招遠市阜山,流經萊西、平度、即墨各市和城陽區,於膠州市營房鎮碼頭村南入海,流域面積6131.3km2,總長179.9km,青島市境內流域面積4850.7km2,是目前市區汲取徑流水和地下水的主要水源地。
至2002年青島市共有大型水庫3座、中型水庫21座,另有小(一)型水庫73座,小(二)型水庫397座,塘壩376座,大小攔河閘167座,機電井7.2萬眼,地表攔蓄能力總計為10.2×108m3(其中引黃1.1×108m3)。
二、生態環境
1.土壤環境
青島地區地形復雜,土壤類型較多,但主要有五大類,即棕壤、砂姜黑土、潮土、褐土、鹽土。青島市土壤總面積82.55×104hm2,占土地總面積的74.35%。
2000年青島地區全市水土流失總面積40.64×104hm2,佔全市土地總面積的36.6%,其中中等水力侵蝕面積佔44.2%,中等以上程度的水力侵蝕面積佔10.83%。耕地水土流失總面積22.92×104hm2,占水土流失總面積的56.4%;耕地中度水力侵蝕面積9.65×104hm2,占水土流失總面積的23.8%,佔耕地水土流失總面積的42.1%。草地水土流失面積880hm2,占水土流失總面積的0.22%。
2000年青島地區鹽漬化土地總面積為3885hm2,占國土總面積的0.35%,比1986年減少了4607hm2,但耕地鹽漬化面積增加到2085hm2,占鹽漬化土地總面積的53.7%。近10年來,由於連續乾旱和治理,青島地區膠萊河谷平原、即墨西北窪、萊西姜山窪地等砂姜黑土已基本擺脫了澇、漬的危害,目前鹽漬化土地主要分布在即墨市的藍村、王村、溫泉、嶗山王戈庄、流亭、膠州營房等以及大沽河下游的濱海低窪地區,造成鹽漬化土地的直接原因是海(咸)水入侵,如即墨市周瞳河下游、濱海地帶的海水入侵,造成大批機井報廢,大片良田荒蕪。
2000年青島地區沙化土地總面積714hm2,占國土總面積的0.06%,主要分布於萊西市的孫受及膠河、白馬河河床附近以及膠南寨里等地的海灘近岸處,總體危害不大。
2.濕地狀況
調查數據顯示,青島的濕地總面積為17.76×104hm2,約占青島市總面積的16%,是沿海地區濕地資源比較豐富的區域,其中面積最大的濕地是膠州灣。青島的濕地可以分為5類:①海岸濕地,包括青島灣、金沙灘、即墨的丁字灣、沙子口灣、靈山灣等海灣;②河口海灣,包括膠州灣的河流入海口等;③河流濕地,主要有大沽河、小沽河、洋河等大小河流;④湖泊,主要包括嶗山水庫、產芝水庫等大小水庫和池塘;⑤沼澤濕地,主要分布在城陽區的棘洪灘、膠州營海等處,以蘆葦叢濕地為主要表現特徵。
3.森林狀況
青島市現有林地總面積360122.1hm2,其中有林地面積247404hm2,灌木林地面積3773.9hm2,疏林地面積2550.6hm2,未成林造林地18368.3hm2,苗圃地面積6864.7hm2,無立木林地303.3hm2,宜林地80817.3hm2,輔助生產林地40hm2;另有潛在林地55200.9hm2;林木總蓄積量556.03×104m3;森林覆蓋率(林木綠化率)31.37%。
4.植被
青島市天然植被較少,多為人工栽培或通過封山育林次生形成的喬、灌、草植被資源。主要農作物有小麥、玉米、花生、地瓜、蔬菜等,主要果樹有蘋果、梨、桃、葡萄等,主要喬林有松、槐、楊、柳等,主要灌林有棉槐、胡枝子等,此外還有眾多草本植物。
三、城市環境質量狀況
就各年的三廢排放情況而言,總的趨勢是逐年增加,自2000年到2004年,工業廢水排放總量增加了20.27×104t,年平均增加5.07×104t;工業廢氣排放總量增加了4924259×104m3,年平均增加1231064.75×104m3;工業固體廢物產生量增加了145.49×104t,年平均增加29.1×104t。三廢的增加,加重了生態環境的負荷,但各區的排放情況不盡一致。
從分區的資料看,黃島區的情況比較嚴重,各項指標的單位GDP排放量基本居全市之首,應加強重點管理和治理。
就市區城市污水處理廠而言,情況大不一樣。各處理廠年度內處理污水的量相差較大,各自的負荷也不同,壓力最大的為團島污水處理廠和海泊河污水處理廠,2004年能力利用在87%以上。據最新資料顯示,海泊河污水處理廠的處理能力已經不能滿足污水處理的要求,必須採取措施加以解決。
就空氣質量而言,情況也大不一樣,郊區各區市的空氣質量狀況明顯好於市內4個區。
4. 青島市地質-生態環境綜合分析與評價
一、青島市的地質-生態環境問題分析
(一)青島市的環境工程地質問題
1.礦山環境工程地質問題
青島地區的礦產主要以非金屬礦為主,可分為兩大類:一類是石材、砂類,包括花崗岩和大理岩及建築用砂,花崗岩主要分布在嶗山、大澤山、小珠山等地,大理岩則主要分布在平度、萊西等地的荊山群及粉子山群中,建築用砂主要分布在大沽河下游地帶;另一類是石材以外的非金屬礦,種類比較多,分布也比較廣,但以荊山群及粉子山群中的石墨為主。金屬礦產分布較少,以金為主,主要產在平度、萊西等地。
礦石環境地質問題主要由采礦造成,包括對植被和農田的破壞、雨季引起的渣石流及水的污染,采空區的崩塌、積水、礦山簡易道路引起的滑坡、采礦、采砂對風景區和自然保護區的破壞等。青島地區最為重要的礦石環境地質問題是采礦對植被和農田的破壞、礦區排污對地下水的污染,以平度石墨采區、萊西一帶最為嚴重。
2.崩塌
青島地區的崩塌主要指岩體的崩塌,多發生在嶗山、小珠山、大澤山等地勢陡峻地帶,該區險石林立,斷裂帶縱橫切割,裂隙發育,風化強烈,組成山體斜坡的岩體被若干組結構面切割成規模不等的多面體,在重力、地表水、震動作用下,岩體發生失穩快速下落,有岩塊滑動、崩落、坍塌等不同方式。近年來,隨著經濟建設的快速發展,開山辟路、工程建設及廢氣的採石場,破壞了山體邊坡地應力的自然平衡,加大了崩塌隱患,在每年的雨季,大小不等的岩體崩塌、滑落時有發生,對人民的生命財產、公路交通及旅遊業造成了一定的危害。
3.地裂縫
地裂縫是地表岩土體在自然或人為因素作用下產生開裂,並在地面形成一定長度和寬度裂縫的地質現象,其形成原因復雜多樣。
1983年9月中旬一場大雨過後,青島市城陽去仲村西北沿青———即公路東側10多米處發現一條走向25°,長80m、寬約0.3~0.4m、深度大約1.5m的地裂縫,該地裂縫始於1981年初,後於1982年7月及1983年9月兩次出現,均發生在雨後,並逐次有所延長。
4.濱岸侵蝕
青島地區由於絕大部分海岸是基岩海岸,侵蝕災害主要發生在局部沙質海岸部位。眾所周知,沙質和粉沙質海岸是寶貴的旅遊資源。但由於前些年海岸帶地區的無計劃開發,特別是無限制的掠奪性挖沙給沙質海岸環境帶來一系列的災害。如青島流清河一帶的挖沙,使海岸侵蝕加劇,波及公路橋梁安全,迫使公路內遷。
(二)青島市的環境水文地質問題
1.原生環境水文地質問題
青島地區主要地方病為斑齲病(氟斑牙)及氟骨病,屬生物地球化學疾病之一,這主要是由於長期飲用氟含量高的水及食用含氟高的糧食、蔬菜,使過量的氟積存在體內導致,而其中飲水是人體氟的主要來源,約占總量的65%。青島地區的氟病發病區主要分布在大沽河中下游西岸至膠萊河之間的山前沖積平原低窪地區,氟含量最高區在平度市中庄鎮西北一帶,最高為國家標准飲用水標準的13.75倍,為高氟病重點防治地區,另外在萊西市夏格庄、姜山鎮、即墨太址庄等地附近也有零星分布。
高氟區地形主要為平緩或封閉的鹽鹼低窪區,上覆第四系粉質黏土中普遍夾有不規整的鈣質結核層,含氟量較高,底部基岩為白堊系清山群和王氏群碎屑岩類,氟含量達(545~600)×10-6,且易溶系數高。
高氟區地下水特點為:地下水徑流交替緩慢,偏鹼性,pH=7.5~8.3,陽離子中Ca佔主導地位。
2.人為環境水文地質問題
(1)海(咸)水入侵
青島地區的海(咸)水入侵,主要發生在地下水比較豐富、開採集中、開采量大且靠近海(咸)水的地區,也有因改變耕作方式或沿海灘塗開發不當造成的。
(2)區域地下水污染
地下水水質污染是指在人為活動影響下,地下水的物理、化學、生物特性發生不利於人類生活或生產的變化,其結果造成原本緊缺的地下水資源無法利用或因處理被污染的地下水而造成用水成本提高和資源浪費。地下水循環速度慢,一旦污染很難恢復,因此預防和治理地下水水質污染非常重要。
選取能夠代表青島地區地下水水質污染狀況的Cl-、SO2-4、礦化度、硬度、NO-3、NO-2、酚、錳等指標,進行地下水水質污染分析。結果表明,小沽河上游補給區為金礦和石墨礦集中分布區,工業污染比較嚴重,再加上農業污染,水質曾嚴重超標,近幾年通過治理整頓,污染勢頭得到控制;支流大沽河主要受萊西市排污影響,經過污染治理,Cl-有下降趨勢,但水質仍然超標,如孫受-朴木段;大沽河下游、白沙河-城陽河下游、張村-李村河、洋河、漕汶-島耳河及王戈庄河下游主要為城鎮工業污染及海水入侵,尤其近年的城市規劃多將該處劃為工業輻射區,隨經濟、城鎮的發展,污染速度較快,主要超標組分有Cl-、SO2-4、NO-3、礦化度及總硬度、酚、錳等,急需加強整治,遏制污染加劇趨勢。
(3)地下水降落漏斗
長期超量開采地下水資源,會使地下水位持續下降,形成地下水降落漏斗。青島地區現存主要的地下水開采漏斗位於平度市南窪區,漏斗中心位於蓼蘭-中庄附近,主要由蓼蘭新華造紙廠超采和農灌超采引起。平度南窪漏斗是在20世紀70年代末、80年代初逐漸發展起來的,80年代以來,乾旱持續時間較長,使地下水長期處於采大於補的狀態。該漏斗在長時間中面積有擴有縮,基本在多年調節允許范圍內,不是在無限擴展。該漏斗形成的原因主要是工農業開采,漏斗呈箕形向膠萊河擴展並延至高密市境內,其主要特徵為:漏斗發育處於多年調節允許范圍,且范圍較小,深度較淺,另外距離海岸較遠,由此帶來的主要環境地質問題是地下水資源減少,取水深度及難度加大,大批淺井報廢,易引起地下水測向徑流污染。
2002年平度南窪漏斗現狀是:枯水期漏斗面積146km2,漏斗中心水位埋深12.03m,最低水位標高-1.56m;豐水期漏斗面積199.7km2,漏斗中心水位埋深12.94m,最低水位標高-2.37m。總的來看,平度南窪漏斗現狀處於收縮期,是蓼蘭新華造紙廠停產、開采量減少、區域地下水徑流向西補給的必然結果。
(三)青島市的生態環境問題
1.植被發育情況
青島地區的植被按其發育程度、種類可分為密林區、一般林區、稀疏林區、農田植被、沼澤植被、裸岩植被及其他植被等。
2.水土流失
(1)土壤類型
青島地區的地形復雜,土壤類型較多,但主要有五大類,即棕壤、砂姜黑土、潮土、褐土、鹽土。青島市土壤總面積82.55×104hm2,占土地總面積的74.35%。
(2)水土流失現狀
2000年青島地區全市水土流失總面積40.64×104hm2,佔全市土地總面積的36.6%,輕、重、中等水力侵蝕面積佔10.83%。耕地水土流失總面積22.92×104hm2,占水土流失總面積的56.4%,耕地中中等水力侵蝕面積9.65×104hm2,占水土流失總面積的23.8%,佔耕地水土流失總面積的42.1%。草地水土流失面積880hm2,占水土流失總面積的0.22%。
3.農業污染情況
2000年青島地區耕地面積為54.6×104hm2,農葯施用總量達7451t,平均每公頃使用農葯18.7kg。化學農葯是農業生產中使用量最大、施用面積最廣、毒性最高的一類有毒化學品,如此高的施用強度,使青島市不少地區地下水受到污染,嚴重地破壞了農業生態的平衡,農林病蟲鼠害的天敵資源被大量滅殺,農產品品質令人擔憂。
本次生態環境地質調查共採集地下水農葯污染樣品40件,測試項目為有機氯的六六六、滴滴涕兩項指標和有機磷的甲基對硫磷、對硫磷、樂果、馬拉硫磷4項指標,測試結果表明青島地區地下水農葯污染主要分布在大沽河、白沙河、洋河流域,以有機氯污染為主,尤以滴滴涕最為嚴重,檢出率高達22.5%,超標率達15%,最大超標倍數達80倍。
4.污廢水及垃圾排放
青島市工業廢水主要污染源排放區域為李滄區和四方區,主要行業為電力、化工、食品、造紙等。工業廢水中COD排放量最大,其次為氨氮、石油類及揮發酚、氰化物、砷等。
青島市飲用水源區范圍內有眾多的工業污染源(包括中、小企業),排放工業廢水直接或間接進入水源區的有70多家,年排廢水500多萬噸。排放污染物及廢水量進入水源區最多的是萊西市的工業企業,廢水量占總量的70%,納污最多的水源地是大沽河幹流江家莊以下河段,其次是小沽河、白沙河水源區內產生的生活污水及工業廢水較多,全市生活污水中直接進入飲用水源區的為170多萬噸/年,占總量的1.2%,其餘污水就地排放蒸發或滲入地下。
青島市區地處膠州灣東岸,南臨黃海,市區工業廢水經處理後或經城市污水處理廠處理後,大部分直接或間接進入膠州灣,少部分排入黃海或萊州灣。
隨著青島市區城區面積不斷擴大和流動人口的增加,城市生活垃圾產生量逐年增加,2001年生活垃圾產生量為125×104t,較上年度有所增加。生活垃圾的處理方式主要採取填埋方式,清運率和垃圾無害化處理率均達100%。
二、青島市地質-生態環境質量現狀評價
1.評價指標體系的選取
根據青島市地質-生態環境質量評價的特點和要求,制定較為詳盡的評價指標體系,包括自然生態環境、地質環境和人為環境3個系統,地貌類型、土壤類型、植被發育程度、森林覆蓋率、平均降水量、地下水富水性、水土流失問題、海水入侵、面源污染問題、岩土體類型、地殼穩定性、地下水污染狀況、斜坡環境變異問題、礦山環境問題、人口密度、耕地面積比例、地下水開采程度、單位面積國民生產總值等具體指標。
本次評價范圍以青島市地質圖作為底圖,將評價區域劃分為2765個2.0km×2.0km評價單元,對每個單元根據相應指標進行賦值評價。
上述指標賦值的方法有3種:一是根據實測結果得來,如地下水富水性、地下水開采程度等;二是根據統計計算得來,如人口密度、單位面積國民生產總值等;三是根據實際情況,對Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類工程地質環境質量分別用1、2、3、4標度。
2.評價模型與計算過程
評價模型仍採用神經網路BP模型,參照分區指標,確定40個樣本(單元)為學習樣本,輸入指標18個,輸出層神經元1個,隱層神經元1個,隱節點數20個,最大總誤差為0.01,最大個體誤差為0.001,訓練次數只需200次即可,正常系統誤差為0.00996,得到的結果要求保留小數點後6位,系統收斂情況很好。樣本學習結束之後,就可以判斷其餘樣本的歸屬問題,根據輸出結果,判定某一樣本屬於哪一類生態地質環境質量區。整個計算根據神經網路的BP模型,由計算機完成。根據該模型的計算結果,編制青島市地質環境質量分區圖(圖14-5)。
3.評價結果分析
計算結果表明,青島市分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類地質-生態環境質量區,它們所佔的比例分別是28%、25.6%、36%和10.4%。
1)地質-生態環境質量優良區(Ⅰ類區):分布在青島中東部嶗山中低山區,北部大澤山低山區,南部的低山丘陵,萊西北部丘陵等地區,佔全區面積的28%。該類區自然生態環境優良,植被發育,一般無明顯的環境地質問題,有少量崩塌點,采礦、採石坑少,局部有輕微的水土流失,地下水質量為Ⅲ級,人類工程活動強度不大。
2)地質-生態環境質量良好區(Ⅱ類區):分布在中北部沖洪積平原、剝蝕堆積準平原的大部分地區,膠南市東南地區,青島市區周圍等地區,佔全區面積的25.6%。該類區自然生態環境良好,植被比較發育,一般有較明顯的環境地質問題,如有少量采礦、採石坑分布,地下水質量為Ⅲ-Ⅳ級,有地表污染源,人類工程活動強度較大。
圖14-5 青島市地質-生態環境質量評價分區
3)地質-生態環境質量中等區(Ⅲ類區):分布在青島市北部的平度-萊西一帶的采礦點,平度市西部,膠州灣沿海地區,嶗山北部,膠南東部、北部地區,佔全區面積的36%,在各類區中佔比例最大。該類區自然生態環境中等,植被不很發育,一般有明顯的環境地質問題,例如,采礦過程中,形成了采礦坑、礦渣堆,並在采礦過程中形成大量廢水,由此引起植被破壞,邊坡失穩、地下水污染等問題。地表水和地下水污染程度較重,平度西南部一般分布由於地下水高氟引起的地方性氟中毒症,地下水污染,地表水資源貧乏,地下水超采引起了地下水降落漏斗。人類工程活動強度大。
4)地質-生態環境質量較差區(Ⅳ類區):分布在青島市北部的平度-萊西一帶的采礦點,膠州灣沿海地區,膠南市北部地區,佔全區面積的10.4%。該類區自然生態環境較差,植被不很發育,一般有很明顯的環境地質問題,一是采礦引起比較嚴重的生態環境破壞問題和地質環境破壞問題,二是海鹹水入侵。人類工程活動強度大。
5. 山東省萊州灣地區淺層地下水資源變化
徐建國1 游其軍2
(1.山東省地質調查院,濟南250013,2.山東省地礦工程勘察院,濟南250014)
基金項目:國土資源大調查項目:環渤海地區地下水資源與環境地質調查評價(200112400005)。
作者簡介:徐建國(1965—),高級工程師,學士學位,主要從事水文地質環境地質調查研究工作。
摘要:萊州灣地區是地下水開發程度較高、海水入侵、地下水污染等環境地質問題較突出的地區,淺層地下水資源變化是產生上述問題的重要原因。淺層地下水資源變化表現為水量和水質兩方面,在水量方面,隨著氣候、水文地質條件的變化,淺層地下水資源量發生了變化,豐水時段和枯水時段天然資源量依次為19.73×108m3/a和12.70×108m3/a。在水質方面,主要表現為部分地區水質不斷惡化,總硬度、氯離子、硫酸根離子和硝酸根離子等常規離子成分含量的不斷增高,淺層地下水飲用水質超標區由1980年的5142km2增長為2000~2002年的5853km2。
關鍵詞:萊州灣;淺層地下水;鹽污染;資源變化
0 引言
萊州灣地區北臨渤海萊州灣,南依泰山北麓山前平原,東與膠東半島相鄰,西與魯中腹地接壤,沿萊州灣海岸呈半環狀,全區包括龍口、招遠、萊州、昌邑、寒亭、壽光、廣饒7市(縣、區)及平度市的一小部分,總面積約10114km2,地理坐標為北緯36°25′~37 °47′,東經118 °17′~120 °44′。
該區是山東省東部經濟發展水平較高的地區,2002年人口為463.9萬,國民生產總值為559.2億元,佔全省的6.8%。隨著地區經濟建設的飛速發展,尤其是20世紀80年代初濰寒、昌邑、壽光、龍口等集中供水水源地相繼投產使用,使得區內地下水開采量逐年增加,開采強度不斷增大,全區淺層地下水可開采量7.52×108m3/a,現狀開采量8.13×108m3/a,超采0.62×108m3/a,出現地下水位持續下降、海(咸)水入侵等環境地質問題,對當地生態環境質量、工農業生產和人民生活構成較大危害。究其原因,需水量增加固然是重要因素之一,但水資源量的逐漸減少也是另一個重要原因。對萊州灣地區淺層地下水這一重要供水水源變化的研究,將有助於制定水資源合理開發利用規劃,對於緩解水資源供需矛盾,改善生態環境狀況具有重要意義。
1 地質環境概況
萊州灣地區地形、地貌條件較復雜,大體上以萊州市虎頭崖為界將半環狀研究區劃分為東西兩段,西段為山前沖洪積平原和濱海海積平原區,其中山前沖洪積平原由多個扇緣交接型的沖洪積扇群所組成,其前緣為海積物或黃河沖積物所掩埋,含水層顆粒粗、厚度大,並具有多層結構;在垂向上呈現出自下而上含水層顆粒由粗變細的趨勢,而在水平方向上則具有沖洪積扇的水文地質特徵,單井涌水量一般1000~5000m3/d,富水性較強。東段屬魯東低山丘陵區和濱海平原區,區內地下水主要賦存於濱海平原第四系含水層和山間河谷平原第四系含水層中,裂隙地下水主要儲存於基岩風化裂隙中,第四系分布區單井涌水量一般500~1500m3/d,富水性相對較弱,河谷兩側單井涌水量1000~3000m3/d,富水性相對較強。
全區有小清河、淮河、彌河、膠萊河、白浪河、王河和黃水河等河流20餘條,屬淮河流域沿海諸河水系,這些河流多發源於南部的丘陵山區,向北獨流入海。全區多年平均降水量594.7mm,多年平均地表徑流量12.94×108m3(含上游入境客水量),汛期6~9月徑流量佔全年的70%~85%,洪水暴漲暴落,調蓄困難,而枯季徑流量很小,甚至長時間斷流,無水可用。
2 降水量、地表水量的變化
2.1 降水量的變化
作為萊州灣地區淺層地下水主要補給源,大氣降水具有周期性變化特徵,其變化是一個相當復雜的隨機過程,降水過程是大氣環流和下墊面熱力條件相互作用的結果。一次降水的形成和降水量的大小受諸多隨機因素的混雜干擾,致使降水過程和降水量多少起伏大而變化無常。
為抑制或消除隨機因素的干擾,從而提取有用的信息,以便於對降水量周期性變化的分析,首先採用數字濾波演算法對原始氣象觀測數據進行濾波處理,把濾波後的數據作為下一步計算差積的觀測數據,然後根據求取的差積值作出差積曲線,進行降水周期的分析,分析過程如下。
2.1.1 採用滑動平均法對氣象站降水觀測數據進行濾波處理
滑動平均法是一維趨勢分析的演算法之一,也是一種簡便的數字濾波方法,其作用在於圓滑數據構成的曲線,抑制或消除短周期成分及隨機干擾而保留長周期趨勢,從而確定出各種不同時段的趨勢值,計算公式:
山東省環境地質文集
式中:Δxi為氣象站降水觀測數據滑動後趨勢值;xi為系列原始氣象觀測數據;
2.1.2 對降水觀測數據滑動後趨勢值進行差積分析
差積分析是一種經常用來確定時間序列周期性變化的方法,所謂差積是各點的觀測序列值與平均值逐點之差之和,即確定出各觀測點的偏差後,然後逐點累加起來確定這個累加系列的周期變動。計算結果繪制出的曲線稱差積曲線,其下降弧代表枯水段,上升弧代表豐水段,由此枯、豐時段組成的降水曲線代表一個降水周期。計算公式:
山東省環境地質文集
式中:Yj為各觀測點的差積值;xi為序列各點原始觀測值;
萊州灣地區各氣象站缺少長系列的降水監測數據,不過利用附近地區的降水監測數據可以分析本區的降水變化規律。萊州灣附近煙台、青島、濟南3市氣象站具有長系列氣象監測資料,採用上述方法,利用3市80~110年降水量觀測資料進行降水周期和降水量變化趨勢分析,可基本反映萊州灣地區降水特徵。圖1 是利用煙台氣象站1887~2001年、青島氣象站1889~2001年、濟南氣象站1916~2001年降水序列在滑動平均後進行差積計算並繪制差積曲線圖。
圖1 氣象站年降水量10年滑動差積曲線
由差積曲線可以看出,3市降水量近似同步變化,都經歷了枯-豐-枯的變化周期,自1915年以來至今,研究區經歷了一個完整的降水周期,周期長度為86年,其中1915~1948年為枯水期,1948~1980年為豐水期,1980~2001年為枯水期。研究區系統降水量資料開始於1956年,其中豐水期1956~1980年降水量675mm/a,枯水期1980~2001年降水量578mm/a,豐枯差達97mm/a(表1)。
表1 降水、地表水資源量變化一覽表
2.2 地表水量的變化
萊州灣地區地表水資源量隨著降水的周期性變化而變化,據統計分析,全區地表水資源量由豐水期的15.22×108m3/a減少為枯水期的9.89×108m3/a,減少了35%(表1)。地表水可供水量在1960~1980年的豐水期為6.60×108m3/a,在1980~1993年的枯水期地表水可供水量僅為3.3×108m3/a,減少了50%,其中最乾旱的1980~1989年,全區地表水可供水量僅為2.3×108m3。
地表水資源減少的原因是降水量的減少和各主要河流中上游地區大量的地表水攔蓄工程的修建,使得中下遊河道徑流量不斷減少,部分河流常年斷流。
3 水文地質條件的變化
萊州灣地區自1980年以來淺層地下水動力場發生了很大變化,萊州灣西段1980年以來埋深小於4m的地區由23297km2減少為16778km2,減少了28%,而埋深大於10m的地區由1980年的0km2增加為2001年的4637km2,佔全區總面積的45.8%;淺層地下水位負值漏斗面積1470km2,佔全區總面積的14.5%。萊州灣東段濱海平原自20世紀70年代末開始出現淺層地下水降落漏斗,到1990年地下水位負值漏斗總面積達491km2,占濱海平原總面積的42.3%,漏斗中心水位標高一般小於–10m,其後的10年中地下水位處於相對穩定低水位狀態。
水文地質參數研究結果表明,當地下水位埋深大於4~6m時淺層地下水降水補給量隨著地下水位埋深加大而減小,表2反映出萊州灣地區近20年來降水入滲系數明顯減小。
表2 降水入滲補給系數分區面積變化表
4 淺層地下水資源量的變化
淺層地下水資源量是與降水、農田灌溉、地下水流場等因素密切相關的隨機變數,近20多年來,隨著以上要素的變化,淺層地下水資源量必將發生變化。根據前面對降水、地表水和水文地質條件變化的分析,以1980年和2001年淺層地下水位埋深分別代表1956~1980年和1980~2001年豐、枯水時段地下水位埋深進行天然資源量計算。計算結果表明,天然資源量由豐水時段的19.73×108m3/a減小為枯水時段的12.7×108m3/a,減少了35.6%(表3),其中的主要影響因素是降水入滲補給量的減少,佔到整個資源變化量的74%,其次量河流側滲補給量的減少,佔到整個資源變化量的25%。
表3 淺層地下水天然資源量變化表(單位:108m3/a)
5 淺層地下水質的變化
萊州灣地區是經濟較發達和人類工程活動強烈的地區,主要表現為人口密度大、工礦企業密集、地下水開采強度大;另外包氣帶岩性、含水層岩性顆粒較粗,地下水的防污能力差,是地下水污染較嚴重的地區。地下水質監測點水化學常規組分對比資料表明,區內淺層地下水污染主要表現為鹽污染,即大部分監測點礦化度、總硬度、
5.1 總硬度增高
總硬度升高是萊州灣地區淺層地下水質變化的重要表現。地下水硬度的增高必須有大量的鈣、鎂的來源,區內土體和風化殼中碳酸鹽含量豐富,有些灰質結核中碳酸鹽含量更高,土體中所富集的Ca2+、Mg2+是地下水硬度增高的主要來源。隨著區內工業的迅速發展和人口的增加,生活垃圾、工業垃圾、特別是含有大量有機物和易溶鹽類的污水,以溶液形式下滲補給地下水,在下滲過程中與土壤中的碳酸鹽發生化學反應形成易溶性鈣鹽和鎂鹽,使得淺層地下水硬度增高。
萊州灣地區除南岸濱海地帶,淺層地下水硬度超標區恰好就是人口較密集、工業污染源相對較集中的區域,同時也是淺層地下水漏斗區;特別是近20年,隨著工作區工農業高速發展,特別是鄉鎮企業的增多,污水的排放量不斷增加,地表水污灌問題日趨嚴重,使得地下水硬度超標的范圍和程度逐年增高。1980年左右,總硬度超標區位於萊州灣南岸濱海鹵水分布區和膠東半島部分河流的河口地區,主要屬於原生的硬度超標區,人為污染造成的次生總硬度超標區分布面積較小,呈塊狀分布於區內的幾條主要的排污河兩側,超標區總面積4965.8km2。到2002年左右總硬度超標區在萊州灣沿岸連成一片,總超標區面積達5704.9km2,增長速率33.6km2/a(圖2)。
圖2 淺層地下水總硬度超標區變化圖
5.2 氯離子含量增高
1980年以前區內地下水開采程度較低,Cl-超標區主要是原生超標區,主要分布於萊州灣南岸濱海地帶(圖3)。1980年到2002年22年間,部分地區Cl-含量大幅增長,含量超過飲用水標准250mg/L的分布面積由1980年左右的3598.5km2增加到2002年左右的4767.7km2,增長速率53.1km2/a。造成工作區Cl-含量大幅增高的原因主要有兩個,一是海(咸)水入侵,另一個是生活、工業廢水污染。
圖3 淺層地下水氯離子超標區變化圖
5.3 硫酸根離子含量增高
1980年左右萊州灣地區
綜合分析淺層地下水幾個常見污染指標的超標情況,飲用水超標區面積由1980年的5142km2增長到2002年的5853km2,增長了13.8%,超標區面積佔到整個萊州灣地區總面積的57.7%(圖5)。
6 結語
萊州灣地區是山東省地下水環境變化最大的地區之一,淺層地下水是該區主要供水水源,其變化體現在水量和水質兩個方面。水量變化具體表現為補給條件的變化,首先是作為主要補給源的降水量和地表徑流量明顯減少,從大氣降水量的變化特點分析,1980年至今一直處於枯水期,而且今後二三十年仍將處於枯水時段,降水量的減少和各主要河流上游地表攔蓄工程的大量修建使得萊州灣地區沖洪積平原和濱海海積平原區淺層地下水補給量減少了35.6%。淺層地下水水質的變化主要表現為鹽污染即常規組分含量的增高,而且這種水質惡化呈面狀分布的特徵,目前適於飲用的淺層地下水分布區面積僅為研究區總面積的42%,20年前超標區面積增加了13.8%。水資源供需矛盾突出是萊州灣地區面臨的主要問題,引客水補源和加強環境保護與治理是解決該問題的主要途徑。
圖4 淺層地下水硫酸根離子超標區變化圖
圖5 淺層地下水飲用水超標區面積變化圖
參考文獻
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徐軍祥,康鳳新.2001.山東省地下水資源可持續開發利用研究.北京:海洋出版社
6. 青島市地下水資源的保護與開發利用途徑
袁西龍
(青島地質工程勘察院,青島266071)
作者簡介:袁西龍(1964—),男,高級工程師,主要從事水文地質、環境地質和計算機技術應用研究。
摘要:山東省青島市是一個水資源較貧乏的地區,地下水資源分布不均,本文通過對青島市地下水資源的開發歷史、現狀,以及由於地下水資源的不合理開發引起的環境地質問題的發生、發展、動態變化、採取的治理對策等,總結地下水資源開發保護的一般規律,同時介紹海水入侵區地下水用於海洋水產養殖、城鎮建築區地下水用於地溫空調等利用領域;以及在含水層透水性較差的裂隙水、含水層厚度較小的坡洪積區和花崗岩風化帶增大單井出水量取水技術方法。
關鍵詞:青島市;地下水;開發利用;保護;地下水取水技術
青島市地處山東半島的西南部,東南瀕黃海,周邊與威海、煙台、濰坊接壤。青島市是一個水資源較貧乏的地區,人均佔有可利用水資源量為170m3,佔全國人均水資源量的1/4;同時青島市經濟發展迅速,對水資源的需求也日益增加,增源與節流並重,是緩解青島市供需矛盾的有效途徑。
1 水文地質概況
青島市地貌類型以低山丘陵、剝蝕-堆積準平原為主,並間有山間谷地、山前沖洪積平原,局部為中山(嶗山)。根據不同地貌、水文地質特徵將該區劃分為三個水文地質區:①膠北低山丘陵水文地質區、②膠萊盆地水文地質區、③膠南-嶗山中低山丘陵水文地質區(圖1)。地下水類型有鬆散岩類孔隙水、碎屑岩類孔隙裂隙水、噴出岩類孔洞裂隙水、碳酸鹽岩類裂隙岩溶水及塊狀、層狀岩類裂隙水。①鬆散岩類孔隙水是青島市集中供水的主要含水岩組,主要分布於大沽河、白沙河-城陽河、白馬-吉利河、王戈庄河、洋河、周疃河、張村-李村河等大小河流中下遊河谷平原和大澤山西南側山前平原,含水岩組主要由第四系沖積、沖洪積層不同粒徑的砂及砂礫石組成,厚度一般5~15m,單井出水量可達1000m3/d以上,其中大沽河、白沙河-城陽河下遊河谷平原地下水為青島市重要供水水源地,其可采資源量分別為7951×104m3/a、2367.6×104m3/a。②碳酸鹽岩類裂隙岩溶水含水岩組主要分布於平度、萊西,膠南王台也有少量分布,含水岩組為粉子山群中的大理岩,裂隙比較發育,深度一般限於100m以內,含較豐富的岩溶裂隙水,特別在構造及地貌條件有利地段,富水性強,單井出水量500~1000m3/d,水質良好。但因分布面積過小,供水局限性較大。③噴出岩類孔洞裂隙水含水岩組主要分布於即墨、膠州、萊西、城陽境內,含水岩組為青山群和王氏群中的玄武岩類,孔洞和裂隙比較發育,深度一般為30~50m,富水性較強,單井出水量為500~1000m3/d,且水質良好,可形成小的水源地為局部地區供水。④碎屑岩類孔隙裂隙水含水岩組主要分布於膠州、即墨、萊西等地,含水岩組為白堊系萊陽群、王氏群砂岩、砂頁岩及凝灰質砂頁岩,由於其孔隙和裂隙均不發育,透水性、富水性均很弱,單井出水量一般小於50m3/d。⑤塊狀、層狀岩類裂隙水含水岩組主要分布於嶗山、大澤山及膠南大片地區,含水岩組為花崗岩、花崗閃長岩、片麻岩、變粒岩、片岩等。風化帶深度一般不超過30m,富水性弱,單井出水量小於30m3/d,局部構造裂隙密集帶比較富水,單井出水量可大於100m3/d,最大可達500m3/d,但分布極不均勻,僅能為局部供水。
圖1 青島市水文地質分區略圖
2 地下水資源開發及主要環境地質問題
2.1 地下水資源開發歷史與現狀
青島市地下水作為城鎮集中供水水源始於1920年,白沙河-城陽河下游最先作為青島市供水水源地,至新中國成立初期日供水能力達3.0×104m3/d;在20世紀70年代以前,受經濟技術水平的制約,地下水資源的開采量增長緩慢,到70年代後期,工農業發展加快,地下水資源的開采量也迅速增加,地下水資源的采補出現了負均衡,水位持續下降,80年代中期,大沽河、白沙河-城陽河水源地等區段均出現地下水降落漏斗,相繼產生了不同程度的海(咸)水,90年代後期,通過減少地下水開采量,修建海水入侵截滲牆、河道內修建橡膠滾水壩攔蓄地表水以增加地下水補給量等一系列措施,海水入侵得到了有效控制。青島地區多年平均地下水可采資源量為6.3436×108m3/a,2002年天然補給資源量為5.0586×108m3,2002年地下水實際開采量6.1098×108m3,占總淡水供水量的54.17%,1989年開采量為歷史最高值,達6.78×108m3,1999年開采量為近年最低值,為5.38×108m3。青島地區多年開采實踐基本反映了區內地下水的開采水平和調蓄能力,可看出青島地區地下水資源開發利用程度較高,基本為采補平衡,但由於城鄉布局差異和需水量不同,一些地區開采量過大,形成地下水降落漏斗,同時有些地區開采量較小,僅有少量用於農村居民生活用水,地下水資源還沒有得到充分開發。
2.2 地下水資源開發有關的環境地質問題
2.2.1 海水入侵
自20世紀70年代後期至90年代初期,在多數富水地段地下水資源均出現超量開采,出現地下水降落漏斗,在各河流下游近海地段,均發生了不同程度的海水入侵。最嚴重的是在80年代中期,海(咸)水入侵導致大批機井報廢,糧田荒蕪,水質惡化;90年代後入侵區附近開采量大幅度減少,降水量較80年代增多,使地下水位有不同程度回升,部分漏斗平復,海(咸)水入侵勢頭得到減緩,入侵面積略有退縮。2002年為特枯年,部分地區地下水位持續下降,入侵面積又有所擴大。目前青島市海(咸)水入侵主要發生在大沽河下游、白沙河-城陽河下游、洋河下游、黃島辛安、平度新河-灰埠一帶,2002年6月各地入侵面積見表1。
表1 2002年6月青島市海(咸)水入侵現狀分布面積
2.2.2 水質污染
工業的快速發展,使城鎮生活污水、工業廢水的排放量加大,農業的發展,使農葯、化肥的施用量也不斷加大,在污水處理技術、設施、有關法律尚不完善的時期,河流遭到了嚴重的污染,而受污染河水補給地下水,造成地下水質的污染。區內地下水水質超標的指標主要有
圖2 大沽河水源地受污染地下水主要陰離子組成餅圖
除工業廢水污染外農業污染更是不可忽視,地下水
3 地下水資源保護及環境地質問題的治理對策
針對地下水資源開發過程中存在的問題,有關部門經過勘查、研究,提出並實施了相應的治理措施。
3.1 海水入侵的治理
3.1.1 地下截滲牆
為了保護大沽河水源地,增加大沽河水源地的可采資源量,經過1985~1986年的大沽河水源地供水水文地質勘察和1990年大沽河地下水庫勘查工作,於1997~1998年由青島市政府投資興建了大沽河水源地小麻灣截滲牆工程,截滲牆全長14.2km,採用連續擺噴法,擺噴深度到達含水層底板,從而截斷了牆下游海(咸)水的倒灌,使海(咸)水的入侵現象得到遏制,為更好地發揮好大沽河水源地的供水能力提供了工程措施保障。2001年又開展了白沙河下游興建地下截滲牆的可行性研究工作。
3.1.2 河道下游修建橡膠滾水壩
白沙河-城陽河下游水源地在發生海水入侵的20世紀80年代,即開展了海水入侵的專項水文地質調查工作,其後在白沙河河道興建了多處橡膠滾水壩,攔蓄河水,增加地下水補給量,並且相應調減地下水開采量,使地下水降落漏斗逐漸縮小,有效減緩了海水入侵的速度。另外大沽河、王戈庄河、洋河等河道上均修建有攔蓄河水的橡膠滾水壩,起到了對地下水的人工補源作用。
3.1.3 河道下游修建(防潮溯河倒灌)攔水閘
當風暴潮、大潮到來時,在河口未有阻水構築物的情況下,海水會順河上溯,並補給地下水,這也是造成海水入侵的另一原因,在海水順河上溯嚴重的河口,選擇適當位置興建了攔水閘,既可阻擋海水,又可攔蓄淡水,增加地下淡水的補給量,對防止海水入侵也起到了重要的作用。另應禁止河床挖砂,以免降低河床,導致海水上溯距離加大,防止覆蓋層破壞而加大海水入滲速度。
3.2 地下水污染的治理
3.2.1 通過立法手段建立水源地保護區
青島市通過立法手段,頒布實施了《青島市生活飲用水源環境保護條例》,條例規定已劃定和公布的生活用水水源地受到法律的保護,並且明確禁止了排放、堆放、建設等有關的七種行為;首次公布的地下水源保護區有11處,分別有大沽河、即墨武旗埠、即墨東關、即墨東障、即墨馬山、平度雲山丈嶺、膠州店子河、膠南巨洋河、城陽白沙河、膠州北關玄武岩區,保護區設有明確的地理界線和標志,使保護水源有了法律依據,對保護地下水源起到積極的作用。
3.2.2 污染源治理
自1998年開始,青島市通過制訂相關法規,重點對大沽河流域進行了污染源治理,對河道兩岸27家重點廢水超標排放企業進行限期治理,並對16家企業進行了關停並轉,取締小型采選礦點540個,目前,已建立日處理污水能力5×104m3/d的污水處理廠6座,在上述措施的治理下,大沽河、白沙河等河流水質有了明顯好轉,地下水污染程度減輕,但距根治污染、恢復地下水質尚有很大的距離。
4 不同水質的地下水資源應用於不同的產業或領域
4.1 海水入侵區地下鹹水資源開發用於水產養殖
青島市具有730 km的海岸線,海產品豐富,海洋水產養殖業發達,以往海洋水產養殖業主要利用海水,但海水隨不同季節水溫有較大的變化,水溫對海產養殖特別是海產育苗有較大的影響,水溫過低需要用鍋爐加溫,增大了建設投資與運行成本。在海岸線附近,均分布有寬度不等的原生或由人為因素誘發的海水入侵(鹹水)帶,近年來,海產養殖業開始打井開采近海岸線的地下鹹水進行海產養殖,其恆定的水溫、良好的水質比直接利用海水具有明顯的優越性,這一技術得到了迅速的推廣應用。
4.2 城鎮或工業區內地下水資源開發用於地溫空調
青島市為了減少空氣污染,取締單位自備取暖鍋爐,推廣應用地溫空調,採用淺層地下水作為熱能水源,該區淺層地下水水溫14℃左右,為長期穩定地利用,建設地溫空調需施工2口水井,其中一口用於抽水,另一口用於注水,抽出的地下水經空調設備進行熱能轉換後,排出水的溫度在7℃左右,並通過注水井回灌到含水層中,兩口井保留一定間距,以使回灌到含水層中的較低溫度的水能夠充分吸收地溫,再升溫到14℃左右,達到循環利用的目的。
5 弱含水層增大單井出水量取水技術方法
青島市除小范圍的河谷、山前沖洪積平原區、大理岩岩溶富水區和玄武岩孔洞裂隙水富水區以外,大部分地區含水層或含水構造導水性差,普通井型很難取得滿意的單井涌水量,這些地區雖然有較充足的補給資源,但受取水技術的限制,地下水資源開采利用程度低,在此類地區內有兩種取水技術方法較成功地實現了增大單井出水量的目的,並且其建井成本較低,值得推廣應用。
5.1 大口井開采基岩裂隙水
青島市境內的大口井直徑一般5~50m,井深一般10~15m,單井涌水量一般500~2000m3/d,主要在花崗岩、變質岩等裂隙水分布區內,成井方法一般為人工或機械露天開挖,然後進行石砌護壁;主要應用於農田灌溉,少量大口井也用於城鎮集中供水,膠南市水廠在山前坡洪積平原區成功施工了一口直徑50m大口井,用於城鎮生活集中供水,日供水量2000~5000m3/d。大口井增大出數量的水文地質原理為:在其他條件不變的情況下大大增加了過水斷面面積,從而增大了含水層流入井內的水量。大口井的主要優點是:能夠在弱含水層內取出較多的地下水,提高單井用水量,便於開采與管理。主要缺點是:①水量隨季節變化較大,特枯年水量減少;②由於井的口徑較大,灰塵或其他雜物易隨風落入井內而影響水質。改進方向:通過在井內回填砂礫石,製造人工含水層,在井底部埋設水平集水管,直接在集水管內抽取地下水。這樣可達到兩個目的:①易於管理,保障水質;②少佔耕地,保護自然景觀。
5.2 小徑井群開采弱含水層孔隙水
小徑井群取水方法是將多個小口徑的井,通過一根連接水管(水平集水管)將其並聯在一起,形成一個統一的出水口,採用真空對口抽水泵開采地下水。小口徑井的直徑一般為5~8cm,成井深度一般10~15m,水平間距一般不小於2m,小口徑井的個數一般3~6個,視含水層導水性、擬開採的單井水量而定。該井型在平度市東北部山前、山間坡洪積平原地帶農田灌溉應用較多,取得了較好的取水效果。
6 結語
青島市地下水資源的開發經過了從無序到有序的歷程,同時也經歷了產生環境地質問題到治理環境地質問題、對地下水資源保護不夠重視到立法保護的過程,取得了一些成功的經驗,但對區內水文地質環境的恢復治理、達到地下水資源可持續開發利用的目標仍然任重道遠。本文介紹的地下水資源的應用途徑及取水技術方法,旨在行內能夠繼續對地下水資源的應用途徑及弱含水層取水技術方面進行探討,更好、更廣泛地開發利用地下水這一可再生資源,為經濟發展服務。
參考文獻
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7. 淺層地下水地球化學背景及質量評價
淺層地下水指的是第一隔擋層之上的淺層鬆散沉積物孔隙潛水。淺層地下水是一個開放體系,是大氣水-地表水(生物水)-深層地下水循環體系中的重要環節和組成部分,由大氣降水、地表徑流透水形成,埋藏淺、更新快,水質和水量均受降水和徑流影響。淺層地下水埋藏較淺,雨季時部分地勢較低地區其埋深僅10~20cm,農作物根須可延伸至淺層地下水層,從中獲取生長所需水分和部分養分,因此,淺層地下水的環境質量也在一定程度上影響著農產品的品質與安全。
隨著工業化進程的迅速推進,山東省部分地區地表水已受到不同程度的污染,局部地區污染狀況嚴重,對淺層地下水環境質量造成一定的影響,同時也對人們的身體健康造成潛在危害。因此,開展淺層地下水地球化學和環境質量調查與評價,對於提高農產品質量與安全、預防地方病、保障人們身體健康具有重要意義。
一、淺層地下水地球化學背景
(一)淺層地下水地球化學參數的確定
根據中國地質調查局《多目標區域地球化學調查規范(1:25萬)》中水地球化學樣品分析測試要求,結合魯東地區生態地球化學調查的具體情況,兼顧其他用途,選擇分析的指標為 Fe,Mn,Cu,Zn,Mo,Cd,Hg,As,Pb,Se,Ni,Be,Ba,Co,Sr,Th,U,N,P,K,Mg,Ca,Cr(六價)及pH、總硬度、溶解性總固體、氯化物、亞硝酸鹽、高錳酸鉀指數(COD)、氟化物、碘化物,共計31項。
淺層地下水地球化學背景值是評價淺層地下水元素豐缺、水質安全性及防治對策等研究的基本參考值。它是指在不受人類活動污染的天然狀態下某區域內淺層地下水中各化學元素和水質指標的天然含量。由於區內地下水長期受人類活動的影響,已很難得到理想的水地球化學背景數據,故根據本次現有的測試結果資料,採用數理統計法計算區內淺層地下水中各元素和水質指標含量的背景值。
淺層地下水背景值參數一般包括:
1)代表淺層地下水第Ⅰ環境的地球化學元素的樣本數(N)、最大值(Xmax)、最小值(Xmin)、算術平均值(
2)逐步剔除平均值加減3倍標准離差後的算術平均值(X)、標准離差(s)、變異系數(Cv)、最大值(Xmax)、最小值(Xmin)等參數的統計值等。若低於總樣本數1/3的樣本元素含量低於檢出限,則該元素含量採用檢出限的一半代替,一般均被剔除;若超過2/3的樣本含量低於檢出限,則該元素不參與地球化學參數統計,如六價鉻(Cr6+)、碘化物(I-)等。
(二)淺層地下水地球化學參數特徵
1.淺層地下水參數特徵
淺層地下水分析結果表明,Hg,As,Se,K,Cr(六價)、碘化物等6指標含量均低於規范要求檢出限,且低於《地下水質量標准》(GB/T 14848-1993)中Ⅰ類水上限,因此這些指標不參與地球化學參數統計。從本區淺層地下水23項元素或指標含量統計結果(表4-28)可以看出,原始數據最大值一般是最小值的數百倍,數千倍,甚至有些指標如可溶性固體總量、總硬度、Cl-,U,Zn,Mn,Fe,Pb,Mo,則最大值是最小值的上萬倍;有些指標如
表4-28 淺層地下水元素地球化學含量特徵參數統計表
續表
註:樣品數欄「()」內數字為剔除的異常值樣點數,Ba,Be,Cd,Co,Cu,Fe,Mn,Mo,Ni,Pb,Se,Zn,Th,U含量單位為μg/L,pH為無量綱,其餘元素或指標含量單位為mg/L。
2.不同地貌區淺層地下水指標參數特徵
淺層地下水參與地下水循環,大氣降水為其直接或間接補給水源。山前溝谷徑流條件良好,排匯通暢;平原地區徑流遲緩,淺層地下水則以垂直運動為主,濱海沿岸地區淺層地下水與海水相接,水質受海水影響較大。研究區淺層地下水分布有如下特徵表(4-29):
1)中山和低山區淺層地下水中多數元素或指標含量較低,中山區僅 Fe,Zn,Pb,Mo,Mn等較高,低山區僅mo,Mn,Be,Zn,Fe,Cu,Pb 等較高,山區地下水水質好,一般可直接利用作為水源;丘陵區地下水中多數元素或指標含量高於山區,但低於平原區,以溶解性總固體,Zn,COD偏高為特徵,除局部地段水質受到原生地質背景的影響和人為污染外,其餘大部分地區水質良好;平原區地下水中U,Sr,N,Ni,Co,Ba,溶解性總固體、總硬度、氯化物、亞硝酸鹽、氟化物等多數元素或指標含量偏高,地下水水質相對較差。
表4-29 不同地貌單元淺層地下水地球化學背景值表
註:Ba,Be,Cd,Co,Cu,Mn,Mo,Ni,Pb,Zn,Th,U,Fe的含量單位為μg/L,pH無量綱,其他元素或指標含量單位均為mg/L。
2)淺層地下水水質除受人為污染外,還受到地質背景的影響。如昌邑北部微傾斜低平原區水埋藏在較淺的含水層中,含水層水文地質環境為還原環境,鐵、錳等元素呈還原態,元素易隨地下水運移,另外受海侵影響,該地區地下水中氯化物、碘化物、總硬度、可溶性總固體物背景值也偏高,也系特殊地質背景的地下水含水層所致。
3)平原區(微傾斜低平原、山前傾斜平原)淺層地下水中表徵水質被新近污染的指標亞硝酸鹽值偏高,說明平原區地下水近年來一直受到污染,並且還有繼續蔓延的趨勢。丘陵區是主要的農業區,農業生產過量施用化肥和農葯對地下水水質的影響越來越大。
4)研究區內城鎮淺層地下水污染較重,表現為工業和城鎮居民固體及液體廢棄物污染地表水,地表水下滲造成淺層地下水污染。農村地區相對污染較輕,主要污染源為農業生產化肥和農葯。
(三)淺層地下水地球化學分布特徵
1.酸鹼性
水的酸鹼性是評價水質好壞的重要指標之一,通常指的是水中「氫離子濃度」,用pH來表示,pH=-lg[H+]。根據 pH 可將水的酸鹼度分為強酸性(pH<5)、酸性(pH 5~5.5)、弱酸性(pH 5.5~6.5)、中性(pH 6.5~7.5)、弱鹼性(pH 7.5~8.5)、鹼性(pH 8.5~9)、強鹼性(pH>9)7級。水質好的水pH接近7,呈中性。飲用呈酸鹼性的水,口感酸澀,飲後易產生惡心、嘔吐、腹瀉,誘發其他疾病。若將酸鹼性水用於農業灌溉,將導致禾苗枯萎,嚴重時將造成顆粒不收。
研究結果顯示(表4-30),本區大部分地區淺層地下水呈弱鹼性,其次為中性,二者累計佔98.87%,個別點位呈弱酸性、鹼性或強鹼性水。各有1個點分別呈強酸性和酸性水,分布在昌邑北部沿海和招遠東北。弱酸性淺層地下水主要分布在威海局部地段;呈中性的淺層地下水廣泛分布在南部基岩區、威海大部分及平度—招遠一帶;弱鹼性水集中分布在研究區中部及北部大部分地區(圖4-34);鹼性、強鹼性水零散分布在昌邑市部和煙台局部。
表4-30 調查區淺層地下水酸鹼性狀況表
2.總硬度
水體總硬度是指水中 Ca2+,Mg2+的總量,它包括暫時硬度和永久硬度。水中 Ca2+,Mg2+以重碳酸鹽形式存在的部分,因其遇熱即形成碳酸鹽沉澱而被除去,故稱為暫時硬度;而以硫酸鹽、硝酸鹽和氯化物等形式存在的部分,因其性質比較穩定,稱為永久硬度。水體總硬度是表示水質的一個重要指標,對工業用水關系很大,是形成鍋爐水垢的主要因素。根據硬度可將淺層地下水分成5類(表4-31)。
圖4-34 淺層地下水pH值評價圖
表4-31 水硬度分類表
淺層地下水硬度主要受含水岩系類型和地質背景、土壤類型、地貌特徵等因素控制。研究區淺層地下水硬度區域性差異較大,以極硬水為主(表4-32),其次為中等水和硬水,部分為軟水和極軟水。膠萊盆地及北部大部分區域淺層地下水中含鹽量和鈣鎂離子較高,水質多屬極硬水和硬水。南部花崗岩區及威海市大部分地段,淺層地下水中的鈣離子和鎂離子含量也較高,水質多屬微硬水。軟水和極軟水分布在嶗山區、五蓮東部和威海等局部地段(圖4-35)。
表4-32 淺層地下水硬度統計表
圖4-35 淺層地下水總硬度地球化學評價圖
3.溶解性總固體(TDS)
溶解性總固體(TDS)為水中含有各種溶解性礦物鹽類的總量或礦化度,它包含了無機鹽和有機物的總量。其主要成分有鈣、鎂、鈉、鉀離子和碳酸離子、碳酸氫離子、氯離子、硫酸離子和硝酸離子。溶解性總固體(TDS)代表了水中溶解物雜質含量,溶解性總固體(TDS)值越大,說明水中的雜質含量越多,反之,雜質含量越少。水中的溶解性總固體(TDS)來源於自然界、城市和農業污水及工業廢水。
按溶解性總固體含量大小可將地下水分成淡水(<1000mg/L)、微鹹水(1000~3000mg/L)、鹹水(3000~10 000mg/L)、鹽水(10 000~50 000mg/L)和鹵水(>50 000mg/L)5類。受地質背景、土壤成因類型和地貌條件的影響,淺層地下水溶解性總固體含量表現出顯著差異。由表4-33可見,本區淺層地下水中溶解性總固體(TDS)含量大部分<1000mg/L,屬淡水區,微鹹水區主要呈片狀分布於膠萊盆地大部分區域以及呈帶狀分布在北部沿海一帶;從昌邑北部沿海至昌邑市區呈條帶狀依次分布有鹵水、鹽水和鹹水,其中鹵水分布區目前多被開發為曬鹽場,另外在倉上—三山島一帶也有小面積鹽水和鹵水區分布(圖4-36)。
表4-33 淺層地下水礦化度統計表
圖4-36 淺層地下水溶解性總固體地球化學評價圖
二、淺層地下水環境質量評價
(一)淺層地下水環境質量評價標准與方法
1.淺層地下水環境質量評價因子
影響地下水質量的指標和因子眾多,包括構成地下水化學類型的常規水化學組成及理化指標、常見的重金屬和非金屬指標、有毒有害類有機污染物指標和細菌、寄生蟲卵、病毒等微生物指標。根據本次研究測試的32 項指標,結合《地下水質量標准》(GB/T14848—93),選取Ba,Be,Cd,Co,Cu,Fe,Mn,Mo,Ni,Pb,Zn,pH,氯化物、氟化物、亞硝酸鹽、高錳酸鉀指數、總硬度、溶解性總固體等18項指標作為淺層地下水環境質量評價因子。
2.淺層地下水環境質量評價標准
本次淺層地下水環境質量評價標准引用《地下水質量標准》(GB/T 14848—93)(表434)。該標准依據我國地下水質量狀況和人體健康基準值,參照生活、工業、農業等用水水質要求,將地下水質量劃分為5類。
表4-34 淺層地下水國家質量標准分類表
註:淺層地下水各元素或指標含量單位除pH為無量綱外,其他元素或指標含量單位均為mg/L。
Ⅰ類:地下水化學組分含量低,原則上適用於各種用途;
Ⅱ類:地下水化學組分含量較低,原則上適用於各種用途;
Ⅲ類:以人體健康基準值為依據,適用於生活飲用水、農業用水和大多數工業用水;
Ⅳ類:以農業和工業用水質量要求及人體健康風險為依據,適用於農業和部分工業用水,適當處理後可作生活飲用水;
Ⅴ類:不宜作生活飲用水,其他用水可根據使用目的選用。
3.淺層地下水環境質量評價方法
1)以分析數據為基礎,進行單項組分(因子)質量評價,按照《地下水質量標准》所列分類指標,劃分為5類,當不同類別標准值相同時,從優不從劣。
2)採用加附註的評分方法,對地下水進行綜合環境質量評價。具體要求與步驟如下:
A.進行各單項組分評價,劃分組分所屬質量類別。
B.對各類別按下列規定(表4-35)分別確定單項組分評價分值Fi。
表4-35 地下水環境類別評價分值表
C.按下列公式計算出該水樣點地下水的綜合評價分值F:
魯東地區農業生態地球化學研究
式中:
D.根據計算獲得的F值,按表4-36的規定確定出地下水質量級別。該評價結果中的質量分級對應於單指標評價中的5個地下水質量級別及意義,對於飲用水質評價而言,前三類水均適宜用作生活飲用水,後兩類水則不適合作飲用水。
表4-36 地下水環境質量級別表
該方法的優點是數學過程簡捷,運算方便;物理概念清晰,對於一個評價區,只要計算出它的綜合指數,再對照相應的分級標准,便可知道評價地區地下水質量狀況,便於決策者做出綜合決策。缺點在於過於突出最大污染因子,由於公式中考慮最大污染因素,使參評項目中即使只有一項指標Fi值偏高,而其他指標Fi值均較低也會使綜合評分值偏高;未考慮不同污染因子對環境的毒性、降解難易及去除性難易程度等因素。
(二)單因子評價結果
單因子評價統計結果(表4-37)顯示,本區淺層地下水中Cd,Cu等重金屬含量均較低,其單因子環境質量符合Ⅲ類水質量標准;Ba,Co,Zn元素含量較低,全區除有4件Ba、1件Co、4件Zn含量較高屬Ⅳ類水外,其餘均符合生活飲用及農業生產用水水質要求。Be,Mo,Ni,Pb元素含量普遍較低,絕大部分樣本符合工農業生產用水水質要求。根據《地下水質量標准》(GB/T 14848—93)中Ⅲ類水(可直接飲用)標准,影響本區淺層地下水環境質量的指標包括總硬度、溶解性總固體、高錳酸鉀指數(COD)、
根據淺層地下水超標(Ⅳ類和Ⅴ類水)的空間分布情況,Fe,Mn,Cl-、總硬度的大規模異常以自然成因為主,濱海地區含量增高,以致超過水質標准;F-異常則出現在膠萊盆地及其周邊地帶,主要與中生代火山岩體高氟的地質背景有關。而其他指標超標則可能是人類活動造成的,呈點(源)狀分布在人口密集的鄉鎮及工礦企業周邊。地下水指標超標可能對當居民的健康形成危害,應引起重視。
表4-37 淺層地下水單因子環境質量評價結果表
註:總樣本數3695個。
1.氟化物(F-)
研究區內氟化物(F-)達Ⅰ類水的點數為3322個,占總數的89.91%,氟化物(F-)達Ⅳ類水的點數為202個,占總數的5.47%,達Ⅴ類水的點數為171個,占總數的4.63%。按Ⅲ類水質標准(≤1.0mg/L)衡量,研究區氟化物(F-)超標率為10.10%,超標區出現在膠萊盆地中部和濰坊西北部,其中高密北部氟化物(F-)含量是Ⅲ類水質標准值的1.5~6倍(圖4-37)。
高密市北部地勢低窪,西南隆起,這種地勢造成了南高北低的地貌特徵。高密市南部發育白堊紀青山群、王氏群、萊陽群,該地層主要岩石類型為含礫砂岩、砂岩、粉砂岩、頁岩、火山碎屑岩、火山熔岩等,含氟均較高(表4-38),由表4-38可以看出:由萊陽群—青山群—王氏群,F元素平均含量逐漸增高,並且岩石顆粒越細含F量越高,且明顯高於本區中酸性侵入岩及其他地層F的平均含量;高F物質經風化、搬運、沉積、水解等作用析出,並隨地下水徑流、遷移到北部低窪地區,地下水徑流變得密閉滯緩,在較低窪的匯水區易溶鹽類通過毛細管隨水分上升到地表蒸發濃縮,又被大氣降水溶解滲入潛水中,這種過程不斷反復,使淺層地下水中氟濃度不斷升高。可見,高密市北部地區不僅具備了充足的氟源,而且具有穩定的使氟富集的環境條件(土壤質地、地形地貌、蒸發濃縮)。屬於典型的淺層徑流滯緩富集濃縮成因。
圖4-37 淺層地下水氟化物(F-)環境質量分級圖
表4-38 高密南部岩石含量平均值表 w(F)/10-6
2.溶解性總固體(TDS)和總硬度
鈣、鎂、鈉、鉀、鐵、錳等陽離子和重碳酸根、氯離子、硫酸根等陰離子是溶解性總固體的主要組成部分,其總量占溶解性總固體的95%以上。總硬度指的是水中所含鈣、鎂離子的總量。淺層地下水溶解性總固體與總硬度之間有著密切的內在聯系,溶解性總固體含量高的淺層地下水中硬度也往往較高,因此,兩者的區域分布特徵基本一致。
膠萊盆地特別是諸城—高密—萊西及昌邑北部(圖4-38),由於土壤的脫鹽化過程發育不完全並且地勢易遭受海水侵入,鈣、鎂、鈉和氯離子等含量往往較高,導致淺層地下水溶解性總固體和總硬度增高,大部分已超過地下水質量標准限制值,水環境質量多屬Ⅳ類或Ⅴ類。南部及東部侵入岩地區,海水入侵現象輕,淺層地下水以淡水為主,硬度多屬微硬水或軟水,因此,淺層地下水中總硬度、溶解性總固體含量低,水質多屬Ⅰ,Ⅱ類水。按Ⅲ類水質標准衡量,區內淺層地下水中總硬度超標率達34.70%,溶解性總固體(TDS)超標率達20.65%。
圖4-38 淺層地下水總硬度環境質量分級圖
3.高錳酸鉀指數(COD)
研究區內淺層地下水高錳酸鉀指數(COD)以Ⅰ類水為主,達Ⅰ類水的點數為2461個,佔66.60%,達Ⅱ類水的點數為953個,佔25.79%,達Ⅲ類水的點數為168個,佔4.55%,Ⅳ類水的點數為 100個,占 2.71%,Ⅴ類水的點數為 13個,占 0.35%。按Ⅲ類水質標准(≤3.0mg/L)衡量,調查區高錳酸鉀指數(COD)超標率為3.06%,超標地區主要分布在昌邑西北和東北部,多屬Ⅳ類水質區(圖4-39),另外零星分布在蓬萊、膠南、平度和膠州等地區,其原因可能與該地區企業「三廢」排放污染地下水有關。
圖4-39 淺層地下水高錳酸鉀指數環境質量分級圖
4.亞硝酸鹽(
亞硝酸鹽污染與人類活動密切相關,主要是由人類生產生活過程中污水排放並隨地表水向下滲透與淺層地下水發生混合作用後形成厭氧環境而產生的,在厭氧條件下,硝酸鹽也易轉變為亞硝酸鹽。研究認為,本區淺層地下水亞硝酸鹽(
淺層地下水中亞硝酸鹽(
(三)綜合評價結果
綜合評價結果表明,魯東地區淺層地下水環境質量總體狀況較差,Ⅳ類和Ⅴ類水占總評價面積的44.88%,其中Ⅳ類水佔43.75%(圖4-41),大部分地區淺層地下水不宜直接飲用,其分布特徵見淺層地下水環境質量分區圖(圖4-42)。
圖4-40 淺層地下水亞硝酸鹽環境質量分級圖
Ⅱ類可供飲用的良好級淺層地下水分布范圍占調查區總面積的17.27%,主要分布於山區和山前地帶,包括嶗山、大朱山—小朱山、五蓮山、沂山及昆俞山山區,以上地區淺層地下水中除Mn,
圖4-41 淺層地下水綜合環境質量組成圖
Ⅳ類適用於農業和部分工業用水,適當處理後可作為生活飲用水的較差級淺層地下水分布范圍占研究區面積的43.75%。膠萊盆地及其周邊地帶淺層地下水污染主要以農業、生活和地質背景為主,農業污染指標是
圖4-42 淺層地下水綜合環境質量分級圖
Ⅴ類不宜飲用的極差級淺層地下水分布范圍占研究區面積的1.13%,小面積分布在膠萊盆地中心地帶,水中總硬度、溶解性總固體,F-,Mo超標較普遍,另外分布在昌邑北部沿海地帶鹵水區(TDS>50 g/L),多與海水入侵產生的Cl-、總硬度超標有關,此外高錳酸鉀指數,Be,Fe,Mn,Mo等多項指標超標也較普遍。
三、淺層地下水農用灌溉適宜性評價
(一)評價標准與評價方法
本區農灌用地下水主要是淺層地下水,因此淺層地下水環境質量與農業生產、農產品品質和安全關系密切,並在一定程度上影響著農業生產的結構和布局。因此在進行上述環境質量評價基礎上對淺層地下水的農用灌溉適宜性進行評價。
評價採用的質量標准為《農田灌溉水質標准》(GB 5084—2005)(表4-39),參評指標包括:As,Cd,Cr6+,Cu,Hg,Pb,Se,Zn,pH,高錳酸鹽指數,氯化物,氟化物、氰化物共計13項。先對有關指標進行單因子適宜性評價,然後採用「一票否決」的評價方法對農田灌溉用水進行總體評價。適宜性評價分水作、旱作和蔬菜三大類,由於不同種類農作物灌溉用水質量評價標准值多數是一致或接近的,且研究區絕大多數農用地為旱地,因此,評價統一採用旱作指標進行評價。
表4-39 農田灌溉用水水質基本控制指標標准值(旱作)表
註:表中指標除pH為無量綱外,其餘指標單位均為mg/L。
(二)評價結果
研究區淺層地下水農田灌溉(旱作)適宜性評價結果(表4-40)顯示,區內絕大部分地區淺層地下水符合農田用水質量要求,適宜農業生產。影響本區淺層地下水灌溉質量的主要指標為氯化物,其次為氟化物、Se,其他元素或指標影響程度輕微。不適宜灌溉的淺層地下水主要分布在高密—昌邑及濰坊北部曬鹽廠(鹵水區),超標指標主要為氯化物和氟化物,其次零星分布在蓬萊、萊西、即墨和沂南等地,超標指標主要為Se,Hg,As等元素。
表4-40 淺層地下水非適宜於農田灌溉用水樣品數統計表
8. 青島本來就是市 為什麼還有個即墨市
即墨是青島下屬的一個低級市
即墨市位於中國山東半島西南部,地處東經120°07′—121°23′,北緯36°18′—36°37′,東臨黃海,與日本、韓國隔海相望,南依嶗山,近靠青島。
人文環境
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至2006年底全市戶籍人口110萬人,比上年末增加 9705 人,增長0.9%,其中農業人口62.79萬人, 非農業人口47.18萬人。2006年全市出生人口11854人,出生率為 10.83‰,出生性別比為1:1.1,死亡人口 7878人,死亡率為7.19‰;全年人口自然增加3976人,自然增長率為3.64‰。除漢族外,市內還有蒙古、回、苗、壯、布依、朝鮮、滿、瑤、土家、傣、錫伯、怒等少數民族。
歷史長廊
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戰國時屬齊國。秦設即墨縣,屬齊郡。西漢時,即墨縣城同時為膠東王國都城。東漢及兩晉時,屬青州。隋、唐及明清時期均屬萊州。1943年分設即東、即墨兩縣,1944年4月,即東縣並入即墨縣,1945年7月,恢復即東縣。建國初期,屬膠州專區。1956年3月,即東縣並入即墨縣,改屬萊陽專區。1958年10月,改屬青島市。1961年3月,改屬煙台專區。1978年12月,改屬青島市。1989年9月,撤縣設市。
行政區劃 1949年即墨縣劃為15個區、3個鎮。1951—1952年建鄉,即墨縣劃為172個鄉。1956年即墨、即東兩縣合並劃為18個區。1957年改為15個區,2個鎮;1958年成立37個人民公社,後合並為30個。1961年,將城陽、棘洪灘、馬戈庄、河套、陰島五個公社劃歸嶗山區;全縣改為24個公社。1963年改為26個公社。1972年改為30個公社。1984年以公社的范圍為基礎劃為10個鎮、20個鄉。以後有15個鄉先後撤鄉設鎮。1998年5月,將白廟鄉並入鰲山衛鎮,同時,撤銷即墨鎮、三里庄鄉,設立環秀、潮海、通濟三個街道辦事處;9月,設立即墨經濟開發區, 同時將潮海辦事處和留村鎮的9個村莊劃歸經濟開發區。1999年劃為營上、留村、段村、鰲山衛、溫泉、王村、田橫、豐城、金口、店集、大官莊、華山、靈山、長直、段泊嵐、瓦戈庄、劉家莊、移風店、七級、藍村、南泉、普東、大信、馬山24個鎮,太祉庄、石門、喬家屯3個鄉,環秀、潮海、通濟3個街道辦事處,山東省即墨經濟開發區,田橫島省級旅遊度假區。2001年經鄉鎮規模調整後,劃為營上、留村、龍泉、鰲山衛、溫泉、王村、田橫、豐城、金口、店集、華山、靈山、段泊嵐、劉家莊、移風店、七級、藍村、南泉、普東、大信20個鎮,環秀、通濟2個街道辦事處,山東省即墨經濟開發區,田橫島省級旅遊度假區。2001年8月設立北安街道辦事處(原營上鎮)。2002年5月17日,龍山街道辦事處在原留村鎮的基礎上成立,目前全市共有18個鎮、4個街道辦事處、1個經濟開發區、1個省級旅遊度假區。
城市建設
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城市建設步伐加快功能提升。修建、完善了城區交通網路,並進行了大規模城區綠化工程,2006年住宅建設竣工建築面積74.6萬平方米,居住環境進一步改善,建成區面積達到46.2平方公里,比上年新增3.55平方公里,增長8.3%;城市化水平達到51.2%,比上年提高了1.9個百分點。城市供水、供氣、供熱能力繼續加強,生產生活環境進一步改善,城市化步伐加快。
城區供水:城區日綜合供水能力達到14.5萬噸,自來水管道總長度達430公里,比上年增加30公里,2006年全年供水總量3310萬噸,其中生產運營用水870萬噸,居民家庭用水1901萬噸,用水普及率達到100%。
城區供氣:2006年全年天然氣供應總量1521噸,其中家庭用量310噸,用氣戶數1.54萬戶,使用天然氣人口4.7萬人;液化氣供應總量7790噸,其中家庭用量7790噸,用氣戶數74220戶,使用液化氣人口35.6萬人,城區用氣普及率98.9%。
城區供熱:全市集中供熱面積283萬平方米,增加26萬平方米,其中:住宅供熱面積226萬平方米。熱水管道長度40公里,熱水供熱總量46萬吉焦,蒸汽管道長度48公里,蒸汽供熱總量314萬吉焦。
城區交通:城區公交車線路14條,運營長度176公里,運營車輛146輛,客運總量1461萬人次。
城區道路:2006年年末道路總長度637公里,比上年增加208公里,道路面積803萬平方米,人行道面積264萬平方米,橋梁35座,路燈7000盞。防洪堤長度7公里。
城區綠化:2006年新增城區綠地37公頃,建成區綠化覆蓋面積1736公頃,綠化覆蓋率37.6%,公園3個,公園面積141公頃,公園綠地面積86公頃。
環境保護及其他:環境污染治理投資額為4022.4萬元。工業廢水排放量864.8萬噸,工業廢氣排放量382464萬標立方米,工業粉塵排放量738.8噸,工業固體廢物產生量8.2萬噸,環境雜訊達標面積37.5平方公里。衛生實際清掃面積425萬平方米,生活垃圾清運量14萬噸,糞便清運量1.5萬噸,公廁數量44座。垃圾糞便無害化處理率100%。
經濟發展
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2006年全市經濟總量持續攀升,產業結構穩步改善。在全國最發達百強縣(市)中列第38位,比上年提高5個位次。初步核算,2006年全市生產總值實現358.15億元,增長18%,其中:第一產業實現增加值30.53億元,增長0.1%;第二產業實現增加值195.15億元,增長23.1%;第三產業實現增加值132.47億元,增長15.7%。人均生產總值32565元,按現行匯率折算達4207美元。
產業結構逐步優化。三次產業結構的比例關系由上年的9.5:55.7:34.8調整為8.5:54.5:37.0。一產相對比較穩定,二產繼續保持對全市經濟的主導支撐,三產對經濟增長的貢獻有所提高。多種所有制經濟共同發展,經濟結構有了新變化,在規模以上工業總產值中,國有經濟、集體經濟、股份制、三資企業及私營經濟類型分別佔到2.2%、3%、41.9%、44.4%和8.5%;在社會消費品零售額中,國有經濟、集體經濟、個體經濟、私營經濟、外商經濟、其它經濟所佔比重分別為5.2%、0.8%、63.3%、17.4%、0.6%和12.7%。民營經濟創造的增加值在生產總值中的份額達56.6%,截止2006年末,全市經工商注冊登記的個體工商戶達7.5萬戶,年內新發展5375戶;私營企業6706戶,年內新發展1190戶;民營經濟從業人員達到18.9萬人,民營經濟新吸納勞動就業2.8萬人。民營經濟稅收12.7億元,佔全市稅收的61.5%。民營經濟投資80.6億元,占規模以上投資的48.3%。