中国海岸带环境水文地质问题及防治

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鉴于人类不合理开采地下水所引起的海水 入侵 、地下水超采漏斗 、地表塌陷 、地面沉降 、地 裂缝 、地下水污染等问题 ,还应从区域水循环角 度 ,通过典型城市地下水资源与环境地质灾害 调查 ,进行国内与国外 、过去与现在 、共性与个 性等方面的综合对比分析 ,探索海岸带地区地 下水开发过程中存在的地域性分布规律和某些 特殊性的环境水文地质问题 ,为地下水资源的 可持续利用和环境地质灾害的防治工作提供可 靠的技术支撑 。
收稿日期 :2005203203 基金项目 :国家自然科学基金项目 (40376018) 作者简介 :高茂生 ( 1966 —) ,男 ,博士 ,工程师 ,主要从事 环境工程 、海洋地质方面的研究. Email :gms00 @sina. com
1 海岸带地区地质环境差异
中国东部海岸带地形受北东向构造隆起带 和沉降带的影响 ,并受波浪 、潮汐作用的影响 , 形成的海岸地貌复杂多样 ,海岸表现为上升的 山地丘陵海岸和下降的平原海岸交错分布 。
摘 要 :由于地质和地理条件的特殊性 ,海岸带地区生态环境极其脆弱和敏感 。当今 ,城市化进程 中的人类工程活动对滨海城市地质环境改造不断加剧 ,区域地下水下降漏斗 、水资源短缺 、水环境 污染 、地面沉降 、地表塌陷 、海水入侵 、生态环境退化等环境水文地质问题突出 ,已严重制约我国海 岸带地区实现可持续发展战略 。如何有效地进行海岸带地区环境水文地质问题的防治 ,以保持地 下水资源和环境的协调发展 ,已成为我国滨海城市实现可持续发展战略的一项重要任务 。 关键词 :环境水文地质 ;地下水资源 ;海岸带 ;中国
主要环境水文地质问题
分布地点
分布区域
分布特征
地下水降落漏斗
天津 、秦皇岛 、唐山 、沧州 、莱 州 、龙口 、招远 、平度 、昌邑 、寿 光 、寒亭 、上海 、宁波
渤海 湾 、杭 州 、嘉 兴 、湖 州 、苏州 、无锡 、常州
大量抽 取 地 下 水 , 水 位 持 续 下 降 ,产生降落漏斗 ,具缓变性 、滞 后性特点 , 灾害治理难度大 , 在 主要地点集中分布
2 海岸带地区主要环境水文地质 问题及差异性分析
受区域地质构造 、新生代地球动力学系统
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(2) 进行典型滨海城市水文地质专项研究 和管理 。根据滨海城市地下水资源的分布特 点 ,在现有的水资源条件下 ,优化水源井的地域 分布 ,避免局部地区过量开采 ,以调控地下水水 位和降落漏斗的形态 ,逐步达到地下水补给量
中国海岸带地区作为一个脆弱的生态地质 敏感区 ,在全球气候变化 、海平面上升 、大地构 造运动等自然因素的影响和人类活动的强烈作 用下 ,地下水资源与环境问题会表现得越来越 突出 ,在一定程度上制约着这些地区的经济和 社会进一步发展 ,应引起足够关注与重视 。
海岸带地区地下水环境特征 (见表 1) 主要 表现为 :长江口以南水资源比较丰富 ,长江口以 北干旱缺水 ,地表水相对缺乏 ;平原海岸海陆交 替相沉积层分布普遍 ,地下水咸淡交错 ,水质复 杂 ;北方部分地区的淡水层埋藏深 ,浅部以咸水 层为主 ,南方地区常见咸淡水层交错分布 ,淡水 层中夹残留咸水透镜体 ;由于过量开采地下水 , 天津 、大连 、营口 、莱州等北方地区的活动水位
降到海平面以下 ,造成海水或咸水入侵 ;碳酸盐 岩分布广泛 、风化壳发育的南部海岸带 ,岩溶发 育 ,容易造成岩溶塌陷 、山体坍塌 、水土流失等 环境地质问题 ;河口三角洲沉降平原 ,海岸不断 淤积扩大 ,由于河流来水量减少所引起的地下 淡水资源减少 ,水质变差 。其中 ,地面沉降主要 分布于沉降带内 ,地下海水入侵多出现在依赖 地下水的隆起带内[5 ] 。
第 22 卷 第 5 期 高茂生 ,朱远峰 :中国海岸带环境水文地质问题及防治
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及人类工程活动的地域差异影响 ,中国东部海 岸带地区表现出空间分布的不均衡 、自然条件 的多样性 、职能的特殊性及地域开发历史的阶 段性 ,这些也导致了海岸带地区水文地质条件 的复杂性 ,但从区域地质环境特征到环境地质 灾害方面却存在着明显的地域分布规律[4] 。
天津 、盘锦 、营口 、沧州 、东营 、 潍坊 、龙口 、连云港
辽东湾 、莱州湾 、渤海湾
地下水位埋藏浅 ,超过了临界水 深度 , 水分不断被蒸发 , 盐分聚 集 ,产生土壤的次生盐渍化
大连 、天津 、上海 、北海
苏州 、无锡 、常州 、珠江三 角洲
城市河道 、三角洲地区地下水质 恶化严重 ,杭州湾以南为水质性 缺水 ,以北为资源性缺水
根据上述原则 ,海岸带地区环境水文地质 可以划分为环渤海地区 、长江三角洲地区 、东南 海岸带地区 、台湾岛与海南岛 5 大地域单元[6] , 根据自然地理位置及自然环境条件的差异 ,环 渤海地区 、长江三角洲地区和东南海岸带地区
表 1 中国海岸带地区主要环境水文地质分布特征 Table 1 Character of t he enviro nmental hydrogeology in litto ral area
又进一步划分为辽东半岛 、辽河流域 、京津唐地 区 、山东半岛 、长江口北部地区 、长江口南部地 区 、宁温地区 、闽南三角洲地区 、潮汕地区 、珠江 三角洲地区 、雷州半岛等次一级地域单元 (图 1) 。
与开采量的动态平衡 ,实行典型滨海城市地表 水 、地下水联合调度 。
(3) 海岸带地区环境水文地质灾害的防 治 ,还需要结合区域资源环境和经济可持续发 展的研究 ,以保护区域经济和资源的可持续稳 定发展 。
环境地质问题与地下水环境关系密切 ,特 别是与地下水资源的不合理开发有关 。当人类 活动使某一范围内的地下水水量 、水质与能量 发生明显变化时 ,地下水参与的水循环动态平 衡 、岩 (土) 水力学平衡与地下水流场动态平衡 均遭破坏 。在各种人为因素和自然因素的综合 作用影响下 ,海岸带地区已经或即将产生一系 列环境水文地质问题 。
4 结语
图 1 中国海岸带地区环境水文地质地域单元分区 Fig. 1 U nit division of enviro nmental hydrogeology
in t he littoral area
3 海岸带地区环境水文地质问题 的防治
地面沉降 、海水入侵 、地下水污染等环境水 文地质问题 ,一般具有缓变性 、滞后性特点 ,灾 害治理难度大 ,海岸带城市表现尤为突出 。要 解决地下水超采引起的水环境问题 ,必须加强 海岸带城市水资源统一管理 ,合理控制地下水 开采量 ,治理污染源 ,建立节水型社会 ,确保海 岸带城市地下水资源的可持续利用 。
中图分类号 : X143 文献标识码 :A
海岸带位于大陆与海洋交汇处 ,地质构造 复杂 ,自然环境脆弱[122 ] 。中国海岸带地区交通 方便 、人口稠密 、经济发展迅速 ,汇集全国 70 % 以上的大中城市和 55 %的国民生产总值 ,是中 国经济发展最发达的地区 。
海岸带地区有着丰富的地表径流和地下水 资源 ,但由于径流量在时间分配和空间分布的 不均匀性 ,部分地区地下水资源不足 。海岸带 自然资源开采加剧 ,城市化进程加快 ,水资源的 需求量也日益增加 ,如大连 、秦皇岛 、天津 、青 岛 、温州 、厦门 、北海市等滨海城市相继出现缺 水和水质恶化现象 ,已成为影响滨海城市和地 区经济发展的重要限制因素 。
为进一步研究中国东部海岸带地区环境水 文地质分布特征 ,对海岸带地区环境水文地质 问题进行有针对性的管理 ,有必要进行环境水 文地质问题的地域单元划分 :以地质灾害与环 境水文地质问题的地域差异性作为单元划分的 主要依据 ;兼顾不同地域的自然地理位置及自 然环境条件 ,作为进一步分类的依据 ;此外 ,考 虑人类工程活动的地域差异性 。
广东沿海
表现更甚
青岛 、潍坊 、盐城 、南通
山东半岛 、滨黄海地区
与地面沉降同步发生 ,同时受地 质构造影响
大连 、秦皇岛 、天津 、东营 、莱 辽东半岛 、莱州湾 、渤海
州 、龙口 、烟台 、连云港 、上海 、 湾 、长江三角洲 、珠江三
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宁波 、杭州 、佛山
角洲
过量开采地下水 ,大连 、天津 、营 口 、莱州等杭州湾以北海水入侵 严重 ,杭州湾以南较轻
[ 6 ] 李相然 ,韩德亮 ,宗学刚 ,等. 沿海地区水资源开发引起 的环境 水 文 工 程 地 质 问 题 分 析 [ J ] . 宁 厦 工 程 技 术 , 2002 ,1 (1) :18222.
中国海岸带地区的地壳垂直运动以杭州湾 南侧为界[3] ,向北的海岸线分别穿过两个沉降带 (黄海 —苏北平原盆地、辽河平原与华北平原 (包 括渤海) ) 和两个隆起带 (燕山山地向东延伸的辽 西 、冀东海岸 ,山东半岛与辽东半岛) ,主要受北 东向构造控制。下降速率以渤海两岸 (天津 —沧 州一带) 为最大 ,具有构造下降和地下资源开采 引起的地面沉降等综合特征 ,形成下辽河、华北 和苏北大平原海岸 ,第四系海陆沉积厚度达数百 米 。中部地壳垂直运动较弱且平稳 ,升降变化 小 。从杭州湾向南的海岸则以隆起带为主 ,大部 分是丘陵海岸 ,间有小的河口沉降盆地 ,其活动 强度不大 ,惟有珠江三角洲西部呈下降趋势 。
ISSN 100922722 Marine Geology Let ter s 海洋地质动态 2006 ,22 (5) ∶8 —10
文章编号 :100922722 (2006) 0520008203
中国海岸带环境水文地质问题及防治
高茂生 ,朱远峰
(青岛海洋地质研究所 ,青岛 266071)
参考文献 :
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[ 2 ] 张寿全 ,王世敬 ,黄 巍. 中国沿海地质环境与区域持续 发展若干问题探讨 [J ] . 工程地质学报 , 1996 ,4 (3) : 242 29.
海岸带地区环境水文地质问题综合管理的 根本目的在于将人类工程活动破坏了的地质环 境塑造成人地和谐 、优美的人类生存环境 ,不断 提高其经济效益 、社会效益和环境效益 。为此 :
(1) 在广泛调查研究的基础上 ,开展各地域 单元人类活动与地质环境相互作用关系的研究 , 掌握不同地域单元水文地质环境的变异规律 。
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Marine Geology Letters 海洋地质动态 2006 年 5 月
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[ 4 ] 李相然. 滨海城市地区地质环境分异特色及与地质灾害 的成生联系[J ] . 地质与勘探 ,2000 ,1 (1) :65267.
[ 5 ] 李从先 ,范代读 ,邓 兵 ,等. 构造运动与中国沿岸平原 的地质灾害[J ] . 自然灾害学报 ,2002 ,1 (1) :28233.
以杭州湾为界 ,中国海岸带地区环境水文 地质问题表现出南北分异格局 :北方海岸带的 海岸垂直运动较强 ,形变复杂 ,以下沉为主 ,地 面沉降 、地表开裂 、地面塌陷 、海水入侵 、土壤盐 渍化较严重 ;南方海岸带以抬升为主 ,地处热带 风暴潮登陆位置 ,地下水质污染 、滨岸生态环境 恶化 、水土流失等较严重 。
地面沉降 地表塌陷 地裂缝 海水入侵
土壤盐渍化
地下水质污染
天津 、沧州 、宁波 、杭州 、上海 、 无锡 、嘉兴 、南通 、湛江 、台北
渤海湾 、长江三角洲
杭州湾以北最严重 ,杭州湾以南 少且不严重
大连 、秦皇岛 、杭州 、广州 、三 辽东半岛 、渤海湾 、广西 、 与地面沉降同步发生 ,岩溶地区
亚 、肇庆
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