1. 青岛市资源开发与地质-生态环境的保护对策
一、地下水资源的开发与保护
总结20多年来青岛市地下水资源开发过程中的实际经验和体会,结合青岛地区的具体自然条件和地质水文地质条件,对青岛地区水资源的合理开发利用与保护提出以下几点方案:
1)地表水、地下水并重;
2)合理调配、节约用水;
3)合理利用地下水储存量;
4)增大天然补给量;
5)防治污染。
二、土地资源的开发与保护
从青岛地区的自然环境与自然资源现状出发,结合当地经济与社会发展的需要,对土地资源进行科学合理的规划与开发利用和保护,充分发挥区位优势,使资源综合效益最大化,以有利于环境质量的改善和生态平衡,以便推动地区社会经济的稳定、协调发展。
青岛地区的土地资源规划可分为工业城镇区、开发区及工业园、农业区、对外交通用地区、旅游度假区及海水养殖区,现从地质环境角度,对各类区土地资源的开发与保护简述如下:
1.工业城镇区
工业城镇区土地资源的开发与保护应注意以下几个问题:
1)城镇规模不宜过大,人口规模要适当控制,生产、生活用水应以引客水和本地开源节流相结合。
2)严格控制企业排污,加大治理力度,尽量减少排污对土壤、水体等环境造成的环境污染。
3)耗水量较大的工业项目应尽量安排在远离青岛市区和距离水源较近的城镇地段。
4)地势低洼地段应考虑防风暴潮和洪水的侵害。
2.开发区及工业园
开发区及工业园土地资源的开发与保护应注意以下几个问题:
1)开发区及工业园的开发建设对土地资源的破坏较为严重,植被缺乏,对自然风貌影响较大,建议加强绿化及建造人工景点,加强水土保持工作。
2)开发区建设过程中应注意道路边坡、原有采石场边坡及建筑基坑和场地边坡的稳定性,防止崩塌、滑坡的发生。
3)严格控制企业排污,尽量减少对土壤、水体等环境的污染。提高海水利用量和工业用水重复利用率。
3.农业区
农业区土地资源的开发与保护应注意以下几个问题:
1)农业布局应合理配置,结合当地土地资源状况,选择适宜的种植模式。
2)尽量减少农药、化肥施用量,严禁使用高残留的剧毒农药,提倡使用有机肥,减少对环境的污染。
3)积极开展农田水利基本建设,既可使农业高产、丰产,又可减少水土流失,保护土地资源。
4.对外交通用地区
对外交通用地区土地资源的开发与保护应注意以下几个问题:
1)地形坡度较陡的岩质岸区,应注意软弱结构面和边坡的稳定性,防止崩塌、滑坡的发生;海相淤泥质土发育地段,不宜作为建筑物天然地基,应进行适当处理。
2)地势低洼区应注意防范风暴潮和洪水的侵害。
3)沿海咸水区应注意防范海(咸)水对建筑材料的腐蚀性侵害。
5.旅游度假区
旅游度假区土地资源的开发与保护应注意以下几个问题:
1)严禁在规划区内采石、采砂,关闭已有采石、采砂场,加强复垦、植树造林,保护自然风景资源。
2)详细调查区内危岩体分布情况,防止产生岩体崩塌与滑落。
3)生活垃圾、污水、旅游垃圾应集中处置,减少旅游污染。
6.海水养殖区
海水养殖区主要位于沿海滩涂地带,均处于高潮滩分布区,地势平坦,海水盐度适中,营养丰富,溶解氧含量较高,污染轻微,地形和底质条件优越。海水养殖区的开发与保护应注意以下几个问题:
1)养殖区及附近应杜绝污染源的存在,防止海水污染。
2)养殖区应避开河流河道,以免影响汛期行洪。
3)预防风暴潮及洪水侵袭。
4)养殖区距离海岸不宜过远,尤其在砂层分布区不宜修建养殖区,以免引起海水倒灌。
5)养殖区与旅游度假区应统一安排,合理规划,以免影响整体结构。
三、矿产资源开发应预防次生地质灾害的发生
青岛市石墨矿储量居山东省之首,另有金矿、花岗岩、大理岩、建筑用砂等,以露天开采为主,主要分布于莱西、平度等地。露天采掘矿坑及堆土,除占据大量土地破坏植被、地表形态外,严重的甚至引起工农业争地的矛盾,露采排土增加了地面的水土流失量。据有关资料分析,采区比未采区水土流失量增大约1000倍,由于机械排土能力差,还易产生滑坡和岩崩。
1.复垦
露天开采严重破坏了原有的地形地貌和生态平衡,矿区复垦日益引起人们的高度重视,如农业种植、植树造林等,还可用于养鱼,实现山地农业结构的立体布局。因地制宜,统一规划,杜绝各自为政,进行综合治理,这是解决工农业争地矛盾的好办法,是重建生态平衡、控制水土流失的重大战略措施。
至2000年,青岛市历年采矿占用土地总面积1830hm2,每年都有大量的新尾矿产生,今后要注意将尾矿作为矿坑的充填物料进行复垦造田,对已有的尾矿山(堆)要推平覆土,恢复耕种或造林绿化、杜绝新的尾矿堆出现,将单纯的排尾系统改造为排尾覆田系统,变害为利,形成良性循环,但对面积、深度较大的矿坑也不必过分强调复垦,可进行修整用以发展渔业或旅游业,还可以调节局部小气候。
2.严格控制矿山排污
青岛地区的矿山企业虽然规模、总量不大,但分布比较集中,大多集中分布在莱西、平度等地,矿山污染、侵占耕地、过度开发等现象日益严重,为防止或减少污染,首先要严格管理,严格控制工矿企业的发展规模,对矿山污染大户应限期达到排放标准要求,严格执行有关矿产、土地管理法规,工矿企业的新建、扩建,都必须充分考虑环境容量,切不可只顾眼前的经济利益,忽视长远的生态效益。
3.确定合理的排水系统
大气降水、地表径流与矿坑、矿渣堆的关系是影响水环境的一个重要因素。特别是露天采矿,防止地表径流流入采场显得尤其重要,要采取好防渗、排水措施,设立专门性的排水系统。对已停采的矿坑,应采用封闭的方法,进行密封处理,不使地表径流进入矿坑,阻止或减少对水环境的污染。
4.尾矿的综合开发利用
为了减少尾矿石堆放对矿山环境的影响,要充分利用尾矿石,在各种可能的利用途径方面进行研究,推广、开发新的利用途径,除用于铺路材料、制造建筑材料的原料(如预制件、砖瓦等)外,还可在化工、机械行业利用方面进行综合利用研究。
5.崩塌预防
露天采矿区山体的开裂以致崩塌破坏,影响到地表山体的稳定。露天开采塑造了边坡,随着开挖的深度不断增大,严重地破坏了地应力的自然平衡,可导致人工边坡的变形、破坏和滑移。露天矿边坡破坏主要有两种形式,一是沿具有明显滑面的边坡失稳、破坏;二是蠕变坍塌变形直至破坏,这首先是产生裂隙,然后边坡上的岩体发生倾倒破坏、膨胀,局部出现滑移,最后导致崩塌,其发展的危险程度随开挖加深而加剧,严重的甚至导致滑坡、渣石流。为预防崩塌的发生,首先应查明矿区及附近的地质条件,特别是要查明软弱结构面的性质、产出状态以及对边坡稳定性的影响程度,有预防地进行开采;再就是在开采过程中要使边坡坡度做到经济、合理、可行,以防边坡产生蠕变破坏。
四、地质-生态环境治理保护对策
青岛地区地貌类型复杂,环境地质问题较多,不同地段影响生态地质环境质量的问题也不同,为了确定切实合理可行的地质-生态环境保护对策,供有关决策部门参考,根据不同地段存在的主要地质-生态环境问题将青岛地区划分为3个大区,即重点保护区、治理保护区和重点治理区,进一步划分为7个重点保护亚区、7个治理保护亚区和5个重点治理亚区。其中治理保护区和重点治理区保护对策如下:
1.治理保护区地质-生态环境治理保护对策
治理保护区为地质-生态环境质量中等—较差区,分布于重点保护区和重点治理区的中间地带,主要位于胶莱盆地和山前平原区及部分低山丘陵区,根据存在的生态环境地质问题的不同划分为7个治理保护亚区,分别提出治理保护对策。
(1)崂山东南部崩塌治理与旅游资源保护亚区(Ⅱ1)
该亚区位于崂山东南部中低山区,生态地质环境质量中等。该亚区存在的主要问题是地表切割深度较大,坡度较陡,在风化作用、水流动力影响下,具有潜在的崩塌等环境地质问题。该亚区的治理保护对策是在景点建设时应注意潜在崩塌的危害,继续加大植树造林力度,减少旅游污染等。
(2)大泽山外围矿山地质灾害治理保护亚区(Ⅱ2)
该亚区位于平度、莱西北部大泽山外围,呈环带状,地貌类型属低山丘陵区,生态地质环境质量较差。该亚区分布有石墨、金、花岗石、大理石等多种矿产资源,开采过程中形成了较多采矿坑、矿渣堆,为潜在矿山地质灾害易发区,采选矿过程中排放的大量废水使地表水、地下水受到不同程度的污染。该亚区的治理保护对策是规范采矿采石点,矿区复垦植树造林,严格控制矿山排污及开展尾矿的综合开发利用等。
(3)北部平原农业生态治理保护亚区(Ⅱ3)
该亚区位于大泽山外围山前冲洪积平原、莱西—姜山—太祉庄—马店—胶州及河套—楼子疃一带剥蚀堆积准平原区,生态地质环境质量中等。该亚区内植被以农作物为主,冲洪积平原部分地段地下水遭受污染,地下水质量稍差,局部剥蚀堆积平原区有少量采矿采石坑及高氟区分布。该亚区的治理保护对策是严格控制乡村企业排污,严格控制农药化肥施用量,高氟区宜引用客水等。
(4)大沽河下游西侧地下水高氟治理保护亚区(Ⅱ4)
该亚区位于兰底、郭庄—北王珠一带,地处平度南洼东段、大沽河中下游西侧,地貌类型属冲洪积平原区,生态地质环境质量中等。该亚区内植被以农作物为主,地下水中含氟量较高,地下水质量较差。该亚区的治理保护对策是引用客水资源,严格控制农药化肥施用量等。
(5)小珠山、铁镢山外围自然生态治理保护亚区(Ⅱ5)
该亚区位于胶南及胶州的小珠山、铁镢山外围和即墨店集—王村丘陵残山及山前冲洪积平原区,生态地质环境质量中等。该亚区存在少量采矿采石坑,冲洪积平原区部分地段地下水受不同程度的污染,地下水质量稍差。该亚区的治理保护对策是关闭采矿采石点,严格控制乡村企业排污,复垦植树,加大植树造林力度等。
(6)青岛城郊地下水污染治理保护亚区(Ⅱ6)
该亚区位于青岛市城区、高科园及李村—城阳—即墨一线,地貌类型属丘陵残山、剥蚀堆积准平原和山前冲洪积平原,生态地质环境质量中等。该亚区多为城区建筑所覆盖,地表水、地下水均遭受不同程度的污染,城区外围有少量采矿采石坑。该亚区的治理保护对策是严格控制各类企业的排污,将已关闭的采石坑复垦植树,进一步加大植树造林力度等。
(7)滨海地带地下水资源治理保护亚区(Ⅱ7)
该亚区位于各个河流的下游沿海地带,从胶南、黄岛、胶州到城阳一带及金口—王村附近,地貌类型属滨海冲积平原,生态地质环境质量较差。该亚区存在的主要环境地质问题为地表水、地下水均有一定程度的污染,距离海(咸)水区较近,地下水开采易引起海(咸)水入侵。该亚区的治理保护对策是严格控制乡村企业排污,严格限制或杜绝地下水开采等。
2.重点治理区地质-生态环境治理对策
重点治理区为生态地质环境质量差区,主要分布于工作区西北部的平度市西部、滨海地带海(咸)水入侵区,根据其存在的生态环境地质问题的不同划分为5个重点治理亚区,分别提出不同的治理对策。
(1)胶州湾北岸滨海地带海(咸)水入侵重点治理亚区(Ⅲ1)
该亚区主要位于胶州湾北岸及大沽河下游地带,地貌类型属滨海平原。该亚区多为原生咸水区和海(威)水入侵区,近海地带地表多分布有盐田,土壤盐渍化和沼泽化较重。该亚区的重点治理对策是合理开采地下水、引用客水资源、进行地下水人工回灌、扩建地下截渗墙等。
(2)大沽河中上游孙受-朴木段地下水污染重点治理亚区(Ⅲ2)
该亚区位于大沽河中上游孙受-朴木段沿河两岸,地貌类型属冲洪积平原区,生态地质环境质量较差。该亚区内地下水污染是最重要的环境地质问题,大沽河接收上游莱西市和沿途各乡镇排放的污水,并通过河床渗漏补给地下水,造成地下水污染较重。该亚区的治理保护对策是严格控制莱西市及沿河各乡镇企业的排污、加大治理力度、严格控制农药化肥施用量等。
(3)平度南洼地下水高氟、漏斗重点治理亚区(Ⅲ3)
该亚区位于北胶莱河东岸,平度市蓼兰、中庄及周围地区,地貌类型为山前冲洪积平原。该亚区地下水含氟量高,地方性氟中毒症明显;由于过量开采地下水,形成平度南洼降落漏斗,这是青岛地区现有的唯一降落漏斗;该亚区部分地段还存在地表水及地下水污染、潜在矿山地质灾害和潜在沙化。该亚区的重点治理对策是引用客水资源,严格控制企业污水排放,严格控制矿山开采,植树造林防风固沙等。
(4)平度明村七日潭矿山地质灾害重点治理亚区(Ⅲ4)
该亚区位于平度市明村—张舍—灰埠一带,地貌类型属剥蚀堆积准平原,局部有剥蚀残山。该亚区石墨矿比较丰富,并有大理石矿、萤石矿等,由于矿山开采造成该亚区矿坑、矿渣堆密布,植被、山体破坏,并伴有地下水污染,为潜在矿山地质灾害易发区。该亚区的重点治理对策是规范采矿点、矿区复垦、严格控制矿山排污及开展尾矿的综合开发利用等。
(5)平度灰埠-新河重点治理亚区(Ⅲ5)
该亚区位于平度市灰埠—新河及以南沿北胶莱河东岸一带,地貌类型属冲海积平原区。该亚区原有淡水资源比较贫乏,由于过量开采地下水导致咸水入侵,并伴有地下水水质污染。该亚区的重点治理对策是合理开采地下水、进行地下水人工回灌等。
2. 我的母亲河郁江河作文
没有蝴蝶飞扬,只剩花儿独赏。没有百鸟歌唱,独有河儿惆怅。我们在一起,河儿莫伤心……——题记我的家乡在美丽的平度,这里到处都是花草树木,可是人们在游山玩水中,却使我们的母亲河——郁江河受到了严重的灾难。郁江河,是我们的母亲河,流经我们村庄的最东面,相传当年抗日队伍在河里撒药,救了一方百姓。可是,现在的落药河,情景真是惨不忍睹,成堆成堆的垃圾,阻挡了原来的河
3. 青岛市自然生态环境
一、自然环境
1.地理位置
青岛市地处山东半岛东南部,位于东经119°པ″~120°57འ″,北纬35°34″~37°09༼″。东、南濒临黄海,东北与烟台市毗邻,西与潍坊市相连,西南与日照市接壤。全市总面积10654km2,其中市区(含市南、市北、四方、李沧、崂山、城阳、黄岛7个区)1102km2,所辖胶州、胶南、即墨、平度、莱西5市9552km2。
2.地形
青岛为海滨丘陵城市,地势东高西低,南北两侧隆起,中间低陷,其中山地约占全市总面积的15.5%,丘陵占25.1%,平原占37.8%,洼地占21.7%。全市海岸分为岬湾相间的山基岩岸、山地港湾泥质粉砂岸及基岩砂砾质海岸等3种基本类型。浅海海底则有水下浅滩、现代水下三角洲及海冲蚀平原等。
3.水文
青岛市共有大小河流224条,流域面积在100km2以上的较大河流33条,其中流域面积在500km2以上的5条,即大沽河、北胶莱河、南胶莱河、小沽河、泽河。大沽河是全市最大的河流,发源于招远市阜山,流经莱西、平度、即墨各市和城阳区,于胶州市营房镇码头村南入海,流域面积6131.3km2,总长179.9km,青岛市境内流域面积4850.7km2,是目前市区汲取径流水和地下水的主要水源地。
至2002年青岛市共有大型水库3座、中型水库21座,另有小(一)型水库73座,小(二)型水库397座,塘坝376座,大小拦河闸167座,机电井7.2万眼,地表拦蓄能力总计为10.2×108m3(其中引黄1.1×108m3)。
二、生态环境
1.土壤环境
青岛地区地形复杂,土壤类型较多,但主要有五大类,即棕壤、砂姜黑土、潮土、褐土、盐土。青岛市土壤总面积82.55×104hm2,占土地总面积的74.35%。
2000年青岛地区全市水土流失总面积40.64×104hm2,占全市土地总面积的36.6%,其中中等水力侵蚀面积占44.2%,中等以上程度的水力侵蚀面积占10.83%。耕地水土流失总面积22.92×104hm2,占水土流失总面积的56.4%;耕地中度水力侵蚀面积9.65×104hm2,占水土流失总面积的23.8%,占耕地水土流失总面积的42.1%。草地水土流失面积880hm2,占水土流失总面积的0.22%。
2000年青岛地区盐渍化土地总面积为3885hm2,占国土总面积的0.35%,比1986年减少了4607hm2,但耕地盐渍化面积增加到2085hm2,占盐渍化土地总面积的53.7%。近10年来,由于连续干旱和治理,青岛地区胶莱河谷平原、即墨西北洼、莱西姜山洼地等砂姜黑土已基本摆脱了涝、渍的危害,目前盐渍化土地主要分布在即墨市的蓝村、王村、温泉、崂山王戈庄、流亭、胶州营房等以及大沽河下游的滨海低洼地区,造成盐渍化土地的直接原因是海(咸)水入侵,如即墨市周瞳河下游、滨海地带的海水入侵,造成大批机井报废,大片良田荒芜。
2000年青岛地区沙化土地总面积714hm2,占国土总面积的0.06%,主要分布于莱西市的孙受及胶河、白马河河床附近以及胶南寨里等地的海滩近岸处,总体危害不大。
2.湿地状况
调查数据显示,青岛的湿地总面积为17.76×104hm2,约占青岛市总面积的16%,是沿海地区湿地资源比较丰富的区域,其中面积最大的湿地是胶州湾。青岛的湿地可以分为5类:①海岸湿地,包括青岛湾、金沙滩、即墨的丁字湾、沙子口湾、灵山湾等海湾;②河口海湾,包括胶州湾的河流入海口等;③河流湿地,主要有大沽河、小沽河、洋河等大小河流;④湖泊,主要包括崂山水库、产芝水库等大小水库和池塘;⑤沼泽湿地,主要分布在城阳区的棘洪滩、胶州营海等处,以芦苇丛湿地为主要表现特征。
3.森林状况
青岛市现有林地总面积360122.1hm2,其中有林地面积247404hm2,灌木林地面积3773.9hm2,疏林地面积2550.6hm2,未成林造林地18368.3hm2,苗圃地面积6864.7hm2,无立木林地303.3hm2,宜林地80817.3hm2,辅助生产林地40hm2;另有潜在林地55200.9hm2;林木总蓄积量556.03×104m3;森林覆盖率(林木绿化率)31.37%。
4.植被
青岛市天然植被较少,多为人工栽培或通过封山育林次生形成的乔、灌、草植被资源。主要农作物有小麦、玉米、花生、地瓜、蔬菜等,主要果树有苹果、梨、桃、葡萄等,主要乔林有松、槐、杨、柳等,主要灌林有棉槐、胡枝子等,此外还有众多草本植物。
三、城市环境质量状况
就各年的三废排放情况而言,总的趋势是逐年增加,自2000年到2004年,工业废水排放总量增加了20.27×104t,年平均增加5.07×104t;工业废气排放总量增加了4924259×104m3,年平均增加1231064.75×104m3;工业固体废物产生量增加了145.49×104t,年平均增加29.1×104t。三废的增加,加重了生态环境的负荷,但各区的排放情况不尽一致。
从分区的资料看,黄岛区的情况比较严重,各项指标的单位GDP排放量基本居全市之首,应加强重点管理和治理。
就市区城市污水处理厂而言,情况大不一样。各处理厂年度内处理污水的量相差较大,各自的负荷也不同,压力最大的为团岛污水处理厂和海泊河污水处理厂,2004年能力利用在87%以上。据最新资料显示,海泊河污水处理厂的处理能力已经不能满足污水处理的要求,必须采取措施加以解决。
就空气质量而言,情况也大不一样,郊区各区市的空气质量状况明显好于市内4个区。
4. 青岛市地质-生态环境综合分析与评价
一、青岛市的地质-生态环境问题分析
(一)青岛市的环境工程地质问题
1.矿山环境工程地质问题
青岛地区的矿产主要以非金属矿为主,可分为两大类:一类是石材、砂类,包括花岗岩和大理岩及建筑用砂,花岗岩主要分布在崂山、大泽山、小珠山等地,大理岩则主要分布在平度、莱西等地的荆山群及粉子山群中,建筑用砂主要分布在大沽河下游地带;另一类是石材以外的非金属矿,种类比较多,分布也比较广,但以荆山群及粉子山群中的石墨为主。金属矿产分布较少,以金为主,主要产在平度、莱西等地。
矿石环境地质问题主要由采矿造成,包括对植被和农田的破坏、雨季引起的渣石流及水的污染,采空区的崩塌、积水、矿山简易道路引起的滑坡、采矿、采砂对风景区和自然保护区的破坏等。青岛地区最为重要的矿石环境地质问题是采矿对植被和农田的破坏、矿区排污对地下水的污染,以平度石墨采区、莱西一带最为严重。
2.崩塌
青岛地区的崩塌主要指岩体的崩塌,多发生在崂山、小珠山、大泽山等地势陡峻地带,该区险石林立,断裂带纵横切割,裂隙发育,风化强烈,组成山体斜坡的岩体被若干组结构面切割成规模不等的多面体,在重力、地表水、震动作用下,岩体发生失稳快速下落,有岩块滑动、崩落、坍塌等不同方式。近年来,随着经济建设的快速发展,开山辟路、工程建设及废气的采石场,破坏了山体边坡地应力的自然平衡,加大了崩塌隐患,在每年的雨季,大小不等的岩体崩塌、滑落时有发生,对人民的生命财产、公路交通及旅游业造成了一定的危害。
3.地裂缝
地裂缝是地表岩土体在自然或人为因素作用下产生开裂,并在地面形成一定长度和宽度裂缝的地质现象,其形成原因复杂多样。
1983年9月中旬一场大雨过后,青岛市城阳去仲村西北沿青———即公路东侧10多米处发现一条走向25°,长80m、宽约0.3~0.4m、深度大约1.5m的地裂缝,该地裂缝始于1981年初,后于1982年7月及1983年9月两次出现,均发生在雨后,并逐次有所延长。
4.滨岸侵蚀
青岛地区由于绝大部分海岸是基岩海岸,侵蚀灾害主要发生在局部沙质海岸部位。众所周知,沙质和粉沙质海岸是宝贵的旅游资源。但由于前些年海岸带地区的无计划开发,特别是无限制的掠夺性挖沙给沙质海岸环境带来一系列的灾害。如青岛流清河一带的挖沙,使海岸侵蚀加剧,波及公路桥梁安全,迫使公路内迁。
(二)青岛市的环境水文地质问题
1.原生环境水文地质问题
青岛地区主要地方病为斑龋病(氟斑牙)及氟骨病,属生物地球化学疾病之一,这主要是由于长期饮用氟含量高的水及食用含氟高的粮食、蔬菜,使过量的氟积存在体内导致,而其中饮水是人体氟的主要来源,约占总量的65%。青岛地区的氟病发病区主要分布在大沽河中下游西岸至胶莱河之间的山前冲积平原低洼地区,氟含量最高区在平度市中庄镇西北一带,最高为国家标准饮用水标准的13.75倍,为高氟病重点防治地区,另外在莱西市夏格庄、姜山镇、即墨太址庄等地附近也有零星分布。
高氟区地形主要为平缓或封闭的盐碱低洼区,上覆第四系粉质黏土中普遍夹有不规整的钙质结核层,含氟量较高,底部基岩为白垩系清山群和王氏群碎屑岩类,氟含量达(545~600)×10-6,且易溶系数高。
高氟区地下水特点为:地下水径流交替缓慢,偏碱性,pH=7.5~8.3,阳离子中Ca占主导地位。
2.人为环境水文地质问题
(1)海(咸)水入侵
青岛地区的海(咸)水入侵,主要发生在地下水比较丰富、开采集中、开采量大且靠近海(咸)水的地区,也有因改变耕作方式或沿海滩涂开发不当造成的。
(2)区域地下水污染
地下水水质污染是指在人为活动影响下,地下水的物理、化学、生物特性发生不利于人类生活或生产的变化,其结果造成原本紧缺的地下水资源无法利用或因处理被污染的地下水而造成用水成本提高和资源浪费。地下水循环速度慢,一旦污染很难恢复,因此预防和治理地下水水质污染非常重要。
选取能够代表青岛地区地下水水质污染状况的Cl-、SO2-4、矿化度、硬度、NO-3、NO-2、酚、锰等指标,进行地下水水质污染分析。结果表明,小沽河上游补给区为金矿和石墨矿集中分布区,工业污染比较严重,再加上农业污染,水质曾严重超标,近几年通过治理整顿,污染势头得到控制;支流大沽河主要受莱西市排污影响,经过污染治理,Cl-有下降趋势,但水质仍然超标,如孙受-朴木段;大沽河下游、白沙河-城阳河下游、张村-李村河、洋河、漕汶-岛耳河及王戈庄河下游主要为城镇工业污染及海水入侵,尤其近年的城市规划多将该处划为工业辐射区,随经济、城镇的发展,污染速度较快,主要超标组分有Cl-、SO2-4、NO-3、矿化度及总硬度、酚、锰等,急需加强整治,遏制污染加剧趋势。
(3)地下水降落漏斗
长期超量开采地下水资源,会使地下水位持续下降,形成地下水降落漏斗。青岛地区现存主要的地下水开采漏斗位于平度市南洼区,漏斗中心位于蓼兰-中庄附近,主要由蓼兰新华造纸厂超采和农灌超采引起。平度南洼漏斗是在20世纪70年代末、80年代初逐渐发展起来的,80年代以来,干旱持续时间较长,使地下水长期处于采大于补的状态。该漏斗在长时间中面积有扩有缩,基本在多年调节允许范围内,不是在无限扩展。该漏斗形成的原因主要是工农业开采,漏斗呈箕形向胶莱河扩展并延至高密市境内,其主要特征为:漏斗发育处于多年调节允许范围,且范围较小,深度较浅,另外距离海岸较远,由此带来的主要环境地质问题是地下水资源减少,取水深度及难度加大,大批浅井报废,易引起地下水测向径流污染。
2002年平度南洼漏斗现状是:枯水期漏斗面积146km2,漏斗中心水位埋深12.03m,最低水位标高-1.56m;丰水期漏斗面积199.7km2,漏斗中心水位埋深12.94m,最低水位标高-2.37m。总的来看,平度南洼漏斗现状处于收缩期,是蓼兰新华造纸厂停产、开采量减少、区域地下水径流向西补给的必然结果。
(三)青岛市的生态环境问题
1.植被发育情况
青岛地区的植被按其发育程度、种类可分为密林区、一般林区、稀疏林区、农田植被、沼泽植被、裸岩植被及其他植被等。
2.水土流失
(1)土壤类型
青岛地区的地形复杂,土壤类型较多,但主要有五大类,即棕壤、砂姜黑土、潮土、褐土、盐土。青岛市土壤总面积82.55×104hm2,占土地总面积的74.35%。
(2)水土流失现状
2000年青岛地区全市水土流失总面积40.64×104hm2,占全市土地总面积的36.6%,轻、重、中等水力侵蚀面积占10.83%。耕地水土流失总面积22.92×104hm2,占水土流失总面积的56.4%,耕地中中等水力侵蚀面积9.65×104hm2,占水土流失总面积的23.8%,占耕地水土流失总面积的42.1%。草地水土流失面积880hm2,占水土流失总面积的0.22%。
3.农业污染情况
2000年青岛地区耕地面积为54.6×104hm2,农药施用总量达7451t,平均每公顷使用农药18.7kg。化学农药是农业生产中使用量最大、施用面积最广、毒性最高的一类有毒化学品,如此高的施用强度,使青岛市不少地区地下水受到污染,严重地破坏了农业生态的平衡,农林病虫鼠害的天敌资源被大量灭杀,农产品品质令人担忧。
本次生态环境地质调查共采集地下水农药污染样品40件,测试项目为有机氯的六六六、滴滴涕两项指标和有机磷的甲基对硫磷、对硫磷、乐果、马拉硫磷4项指标,测试结果表明青岛地区地下水农药污染主要分布在大沽河、白沙河、洋河流域,以有机氯污染为主,尤以滴滴涕最为严重,检出率高达22.5%,超标率达15%,最大超标倍数达80倍。
4.污废水及垃圾排放
青岛市工业废水主要污染源排放区域为李沧区和四方区,主要行业为电力、化工、食品、造纸等。工业废水中COD排放量最大,其次为氨氮、石油类及挥发酚、氰化物、砷等。
青岛市饮用水源区范围内有众多的工业污染源(包括中、小企业),排放工业废水直接或间接进入水源区的有70多家,年排废水500多万吨。排放污染物及废水量进入水源区最多的是莱西市的工业企业,废水量占总量的70%,纳污最多的水源地是大沽河干流江家庄以下河段,其次是小沽河、白沙河水源区内产生的生活污水及工业废水较多,全市生活污水中直接进入饮用水源区的为170多万吨/年,占总量的1.2%,其余污水就地排放蒸发或渗入地下。
青岛市区地处胶州湾东岸,南临黄海,市区工业废水经处理后或经城市污水处理厂处理后,大部分直接或间接进入胶州湾,少部分排入黄海或莱州湾。
随着青岛市区城区面积不断扩大和流动人口的增加,城市生活垃圾产生量逐年增加,2001年生活垃圾产生量为125×104t,较上年度有所增加。生活垃圾的处理方式主要采取填埋方式,清运率和垃圾无害化处理率均达100%。
二、青岛市地质-生态环境质量现状评价
1.评价指标体系的选取
根据青岛市地质-生态环境质量评价的特点和要求,制定较为详尽的评价指标体系,包括自然生态环境、地质环境和人为环境3个系统,地貌类型、土壤类型、植被发育程度、森林覆盖率、平均降水量、地下水富水性、水土流失问题、海水入侵、面源污染问题、岩土体类型、地壳稳定性、地下水污染状况、斜坡环境变异问题、矿山环境问题、人口密度、耕地面积比例、地下水开采程度、单位面积国民生产总值等具体指标。
本次评价范围以青岛市地质图作为底图,将评价区域划分为2765个2.0km×2.0km评价单元,对每个单元根据相应指标进行赋值评价。
上述指标赋值的方法有3种:一是根据实测结果得来,如地下水富水性、地下水开采程度等;二是根据统计计算得来,如人口密度、单位面积国民生产总值等;三是根据实际情况,对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类工程地质环境质量分别用1、2、3、4标度。
2.评价模型与计算过程
评价模型仍采用神经网络BP模型,参照分区指标,确定40个样本(单元)为学习样本,输入指标18个,输出层神经元1个,隐层神经元1个,隐节点数20个,最大总误差为0.01,最大个体误差为0.001,训练次数只需200次即可,正常系统误差为0.00996,得到的结果要求保留小数点后6位,系统收敛情况很好。样本学习结束之后,就可以判断其余样本的归属问题,根据输出结果,判定某一样本属于哪一类生态地质环境质量区。整个计算根据神经网络的BP模型,由计算机完成。根据该模型的计算结果,编制青岛市地质环境质量分区图(图14-5)。
3.评价结果分析
计算结果表明,青岛市分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类地质-生态环境质量区,它们所占的比例分别是28%、25.6%、36%和10.4%。
1)地质-生态环境质量优良区(Ⅰ类区):分布在青岛中东部崂山中低山区,北部大泽山低山区,南部的低山丘陵,莱西北部丘陵等地区,占全区面积的28%。该类区自然生态环境优良,植被发育,一般无明显的环境地质问题,有少量崩塌点,采矿、采石坑少,局部有轻微的水土流失,地下水质量为Ⅲ级,人类工程活动强度不大。
2)地质-生态环境质量良好区(Ⅱ类区):分布在中北部冲洪积平原、剥蚀堆积准平原的大部分地区,胶南市东南地区,青岛市区周围等地区,占全区面积的25.6%。该类区自然生态环境良好,植被比较发育,一般有较明显的环境地质问题,如有少量采矿、采石坑分布,地下水质量为Ⅲ-Ⅳ级,有地表污染源,人类工程活动强度较大。
图14-5 青岛市地质-生态环境质量评价分区
3)地质-生态环境质量中等区(Ⅲ类区):分布在青岛市北部的平度-莱西一带的采矿点,平度市西部,胶州湾沿海地区,崂山北部,胶南东部、北部地区,占全区面积的36%,在各类区中占比例最大。该类区自然生态环境中等,植被不很发育,一般有明显的环境地质问题,例如,采矿过程中,形成了采矿坑、矿渣堆,并在采矿过程中形成大量废水,由此引起植被破坏,边坡失稳、地下水污染等问题。地表水和地下水污染程度较重,平度西南部一般分布由于地下水高氟引起的地方性氟中毒症,地下水污染,地表水资源贫乏,地下水超采引起了地下水降落漏斗。人类工程活动强度大。
4)地质-生态环境质量较差区(Ⅳ类区):分布在青岛市北部的平度-莱西一带的采矿点,胶州湾沿海地区,胶南市北部地区,占全区面积的10.4%。该类区自然生态环境较差,植被不很发育,一般有很明显的环境地质问题,一是采矿引起比较严重的生态环境破坏问题和地质环境破坏问题,二是海咸水入侵。人类工程活动强度大。
5. 山东省莱州湾地区浅层地下水资源变化
徐建国1 游其军2
(1.山东省地质调查院,济南250013,2.山东省地矿工程勘察院,济南250014)
基金项目:国土资源大调查项目:环渤海地区地下水资源与环境地质调查评价(200112400005)。
作者简介:徐建国(1965—),高级工程师,学士学位,主要从事水文地质环境地质调查研究工作。
摘要:莱州湾地区是地下水开发程度较高、海水入侵、地下水污染等环境地质问题较突出的地区,浅层地下水资源变化是产生上述问题的重要原因。浅层地下水资源变化表现为水量和水质两方面,在水量方面,随着气候、水文地质条件的变化,浅层地下水资源量发生了变化,丰水时段和枯水时段天然资源量依次为19.73×108m3/a和12.70×108m3/a。在水质方面,主要表现为部分地区水质不断恶化,总硬度、氯离子、硫酸根离子和硝酸根离子等常规离子成分含量的不断增高,浅层地下水饮用水质超标区由1980年的5142km2增长为2000~2002年的5853km2。
关键词:莱州湾;浅层地下水;盐污染;资源变化
0 引言
莱州湾地区北临渤海莱州湾,南依泰山北麓山前平原,东与胶东半岛相邻,西与鲁中腹地接壤,沿莱州湾海岸呈半环状,全区包括龙口、招远、莱州、昌邑、寒亭、寿光、广饶7市(县、区)及平度市的一小部分,总面积约10114km2,地理坐标为北纬36°25′~37 °47′,东经118 °17′~120 °44′。
该区是山东省东部经济发展水平较高的地区,2002年人口为463.9万,国民生产总值为559.2亿元,占全省的6.8%。随着地区经济建设的飞速发展,尤其是20世纪80年代初潍寒、昌邑、寿光、龙口等集中供水水源地相继投产使用,使得区内地下水开采量逐年增加,开采强度不断增大,全区浅层地下水可开采量7.52×108m3/a,现状开采量8.13×108m3/a,超采0.62×108m3/a,出现地下水位持续下降、海(咸)水入侵等环境地质问题,对当地生态环境质量、工农业生产和人民生活构成较大危害。究其原因,需水量增加固然是重要因素之一,但水资源量的逐渐减少也是另一个重要原因。对莱州湾地区浅层地下水这一重要供水水源变化的研究,将有助于制定水资源合理开发利用规划,对于缓解水资源供需矛盾,改善生态环境状况具有重要意义。
1 地质环境概况
莱州湾地区地形、地貌条件较复杂,大体上以莱州市虎头崖为界将半环状研究区划分为东西两段,西段为山前冲洪积平原和滨海海积平原区,其中山前冲洪积平原由多个扇缘交接型的冲洪积扇群所组成,其前缘为海积物或黄河冲积物所掩埋,含水层颗粒粗、厚度大,并具有多层结构;在垂向上呈现出自下而上含水层颗粒由粗变细的趋势,而在水平方向上则具有冲洪积扇的水文地质特征,单井涌水量一般1000~5000m3/d,富水性较强。东段属鲁东低山丘陵区和滨海平原区,区内地下水主要赋存于滨海平原第四系含水层和山间河谷平原第四系含水层中,裂隙地下水主要储存于基岩风化裂隙中,第四系分布区单井涌水量一般500~1500m3/d,富水性相对较弱,河谷两侧单井涌水量1000~3000m3/d,富水性相对较强。
全区有小清河、淮河、弥河、胶莱河、白浪河、王河和黄水河等河流20余条,属淮河流域沿海诸河水系,这些河流多发源于南部的丘陵山区,向北独流入海。全区多年平均降水量594.7mm,多年平均地表径流量12.94×108m3(含上游入境客水量),汛期6~9月径流量占全年的70%~85%,洪水暴涨暴落,调蓄困难,而枯季径流量很小,甚至长时间断流,无水可用。
2 降水量、地表水量的变化
2.1 降水量的变化
作为莱州湾地区浅层地下水主要补给源,大气降水具有周期性变化特征,其变化是一个相当复杂的随机过程,降水过程是大气环流和下垫面热力条件相互作用的结果。一次降水的形成和降水量的大小受诸多随机因素的混杂干扰,致使降水过程和降水量多少起伏大而变化无常。
为抑制或消除随机因素的干扰,从而提取有用的信息,以便于对降水量周期性变化的分析,首先采用数字滤波算法对原始气象观测数据进行滤波处理,把滤波后的数据作为下一步计算差积的观测数据,然后根据求取的差积值作出差积曲线,进行降水周期的分析,分析过程如下。
2.1.1 采用滑动平均法对气象站降水观测数据进行滤波处理
滑动平均法是一维趋势分析的算法之一,也是一种简便的数字滤波方法,其作用在于圆滑数据构成的曲线,抑制或消除短周期成分及随机干扰而保留长周期趋势,从而确定出各种不同时段的趋势值,计算公式:
山东省环境地质文集
式中:Δxi为气象站降水观测数据滑动后趋势值;xi为系列原始气象观测数据;
2.1.2 对降水观测数据滑动后趋势值进行差积分析
差积分析是一种经常用来确定时间序列周期性变化的方法,所谓差积是各点的观测序列值与平均值逐点之差之和,即确定出各观测点的偏差后,然后逐点累加起来确定这个累加系列的周期变动。计算结果绘制出的曲线称差积曲线,其下降弧代表枯水段,上升弧代表丰水段,由此枯、丰时段组成的降水曲线代表一个降水周期。计算公式:
山东省环境地质文集
式中:Yj为各观测点的差积值;xi为序列各点原始观测值;
莱州湾地区各气象站缺少长系列的降水监测数据,不过利用附近地区的降水监测数据可以分析本区的降水变化规律。莱州湾附近烟台、青岛、济南3市气象站具有长系列气象监测资料,采用上述方法,利用3市80~110年降水量观测资料进行降水周期和降水量变化趋势分析,可基本反映莱州湾地区降水特征。图1 是利用烟台气象站1887~2001年、青岛气象站1889~2001年、济南气象站1916~2001年降水序列在滑动平均后进行差积计算并绘制差积曲线图。
图1 气象站年降水量10年滑动差积曲线
由差积曲线可以看出,3市降水量近似同步变化,都经历了枯-丰-枯的变化周期,自1915年以来至今,研究区经历了一个完整的降水周期,周期长度为86年,其中1915~1948年为枯水期,1948~1980年为丰水期,1980~2001年为枯水期。研究区系统降水量资料开始于1956年,其中丰水期1956~1980年降水量675mm/a,枯水期1980~2001年降水量578mm/a,丰枯差达97mm/a(表1)。
表1 降水、地表水资源量变化一览表
2.2 地表水量的变化
莱州湾地区地表水资源量随着降水的周期性变化而变化,据统计分析,全区地表水资源量由丰水期的15.22×108m3/a减少为枯水期的9.89×108m3/a,减少了35%(表1)。地表水可供水量在1960~1980年的丰水期为6.60×108m3/a,在1980~1993年的枯水期地表水可供水量仅为3.3×108m3/a,减少了50%,其中最干旱的1980~1989年,全区地表水可供水量仅为2.3×108m3。
地表水资源减少的原因是降水量的减少和各主要河流中上游地区大量的地表水拦蓄工程的修建,使得中下游河道径流量不断减少,部分河流常年断流。
3 水文地质条件的变化
莱州湾地区自1980年以来浅层地下水动力场发生了很大变化,莱州湾西段1980年以来埋深小于4m的地区由23297km2减少为16778km2,减少了28%,而埋深大于10m的地区由1980年的0km2增加为2001年的4637km2,占全区总面积的45.8%;浅层地下水位负值漏斗面积1470km2,占全区总面积的14.5%。莱州湾东段滨海平原自20世纪70年代末开始出现浅层地下水降落漏斗,到1990年地下水位负值漏斗总面积达491km2,占滨海平原总面积的42.3%,漏斗中心水位标高一般小于–10m,其后的10年中地下水位处于相对稳定低水位状态。
水文地质参数研究结果表明,当地下水位埋深大于4~6m时浅层地下水降水补给量随着地下水位埋深加大而减小,表2反映出莱州湾地区近20年来降水入渗系数明显减小。
表2 降水入渗补给系数分区面积变化表
4 浅层地下水资源量的变化
浅层地下水资源量是与降水、农田灌溉、地下水流场等因素密切相关的随机变量,近20多年来,随着以上要素的变化,浅层地下水资源量必将发生变化。根据前面对降水、地表水和水文地质条件变化的分析,以1980年和2001年浅层地下水位埋深分别代表1956~1980年和1980~2001年丰、枯水时段地下水位埋深进行天然资源量计算。计算结果表明,天然资源量由丰水时段的19.73×108m3/a减小为枯水时段的12.7×108m3/a,减少了35.6%(表3),其中的主要影响因素是降水入渗补给量的减少,占到整个资源变化量的74%,其次量河流侧渗补给量的减少,占到整个资源变化量的25%。
表3 浅层地下水天然资源量变化表(单位:108m3/a)
5 浅层地下水质的变化
莱州湾地区是经济较发达和人类工程活动强烈的地区,主要表现为人口密度大、工矿企业密集、地下水开采强度大;另外包气带岩性、含水层岩性颗粒较粗,地下水的防污能力差,是地下水污染较严重的地区。地下水质监测点水化学常规组分对比资料表明,区内浅层地下水污染主要表现为盐污染,即大部分监测点矿化度、总硬度、
5.1 总硬度增高
总硬度升高是莱州湾地区浅层地下水质变化的重要表现。地下水硬度的增高必须有大量的钙、镁的来源,区内土体和风化壳中碳酸盐含量丰富,有些灰质结核中碳酸盐含量更高,土体中所富集的Ca2+、Mg2+是地下水硬度增高的主要来源。随着区内工业的迅速发展和人口的增加,生活垃圾、工业垃圾、特别是含有大量有机物和易溶盐类的污水,以溶液形式下渗补给地下水,在下渗过程中与土壤中的碳酸盐发生化学反应形成易溶性钙盐和镁盐,使得浅层地下水硬度增高。
莱州湾地区除南岸滨海地带,浅层地下水硬度超标区恰好就是人口较密集、工业污染源相对较集中的区域,同时也是浅层地下水漏斗区;特别是近20年,随着工作区工农业高速发展,特别是乡镇企业的增多,污水的排放量不断增加,地表水污灌问题日趋严重,使得地下水硬度超标的范围和程度逐年增高。1980年左右,总硬度超标区位于莱州湾南岸滨海卤水分布区和胶东半岛部分河流的河口地区,主要属于原生的硬度超标区,人为污染造成的次生总硬度超标区分布面积较小,呈块状分布于区内的几条主要的排污河两侧,超标区总面积4965.8km2。到2002年左右总硬度超标区在莱州湾沿岸连成一片,总超标区面积达5704.9km2,增长速率33.6km2/a(图2)。
图2 浅层地下水总硬度超标区变化图
5.2 氯离子含量增高
1980年以前区内地下水开采程度较低,Cl-超标区主要是原生超标区,主要分布于莱州湾南岸滨海地带(图3)。1980年到2002年22年间,部分地区Cl-含量大幅增长,含量超过饮用水标准250mg/L的分布面积由1980年左右的3598.5km2增加到2002年左右的4767.7km2,增长速率53.1km2/a。造成工作区Cl-含量大幅增高的原因主要有两个,一是海(咸)水入侵,另一个是生活、工业废水污染。
图3 浅层地下水氯离子超标区变化图
5.3 硫酸根离子含量增高
1980年左右莱州湾地区
综合分析浅层地下水几个常见污染指标的超标情况,饮用水超标区面积由1980年的5142km2增长到2002年的5853km2,增长了13.8%,超标区面积占到整个莱州湾地区总面积的57.7%(图5)。
6 结语
莱州湾地区是山东省地下水环境变化最大的地区之一,浅层地下水是该区主要供水水源,其变化体现在水量和水质两个方面。水量变化具体表现为补给条件的变化,首先是作为主要补给源的降水量和地表径流量明显减少,从大气降水量的变化特点分析,1980年至今一直处于枯水期,而且今后二三十年仍将处于枯水时段,降水量的减少和各主要河流上游地表拦蓄工程的大量修建使得莱州湾地区冲洪积平原和滨海海积平原区浅层地下水补给量减少了35.6%。浅层地下水水质的变化主要表现为盐污染即常规组分含量的增高,而且这种水质恶化呈面状分布的特征,目前适于饮用的浅层地下水分布区面积仅为研究区总面积的42%,20年前超标区面积增加了13.8%。水资源供需矛盾突出是莱州湾地区面临的主要问题,引客水补源和加强环境保护与治理是解决该问题的主要途径。
图4 浅层地下水硫酸根离子超标区变化图
图5 浅层地下水饮用水超标区面积变化图
参考文献
邓慧平,赵明华.2001.气候变化对莱州湾地区水资源脆弱性的影响.自然资源学报,16(1):9~11
徐军祥,康凤新.2001.山东省地下水资源可持续开发利用研究.北京:海洋出版社
6. 青岛市地下水资源的保护与开发利用途径
袁西龙
(青岛地质工程勘察院,青岛266071)
作者简介:袁西龙(1964—),男,高级工程师,主要从事水文地质、环境地质和计算机技术应用研究。
摘要:山东省青岛市是一个水资源较贫乏的地区,地下水资源分布不均,本文通过对青岛市地下水资源的开发历史、现状,以及由于地下水资源的不合理开发引起的环境地质问题的发生、发展、动态变化、采取的治理对策等,总结地下水资源开发保护的一般规律,同时介绍海水入侵区地下水用于海洋水产养殖、城镇建筑区地下水用于地温空调等利用领域;以及在含水层透水性较差的裂隙水、含水层厚度较小的坡洪积区和花岗岩风化带增大单井出水量取水技术方法。
关键词:青岛市;地下水;开发利用;保护;地下水取水技术
青岛市地处山东半岛的西南部,东南濒黄海,周边与威海、烟台、潍坊接壤。青岛市是一个水资源较贫乏的地区,人均占有可利用水资源量为170m3,占全国人均水资源量的1/4;同时青岛市经济发展迅速,对水资源的需求也日益增加,增源与节流并重,是缓解青岛市供需矛盾的有效途径。
1 水文地质概况
青岛市地貌类型以低山丘陵、剥蚀-堆积准平原为主,并间有山间谷地、山前冲洪积平原,局部为中山(崂山)。根据不同地貌、水文地质特征将该区划分为三个水文地质区:①胶北低山丘陵水文地质区、②胶莱盆地水文地质区、③胶南-崂山中低山丘陵水文地质区(图1)。地下水类型有松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水、喷出岩类孔洞裂隙水、碳酸盐岩类裂隙岩溶水及块状、层状岩类裂隙水。①松散岩类孔隙水是青岛市集中供水的主要含水岩组,主要分布于大沽河、白沙河-城阳河、白马-吉利河、王戈庄河、洋河、周疃河、张村-李村河等大小河流中下游河谷平原和大泽山西南侧山前平原,含水岩组主要由第四系冲积、冲洪积层不同粒径的砂及砂砾石组成,厚度一般5~15m,单井出水量可达1000m3/d以上,其中大沽河、白沙河-城阳河下游河谷平原地下水为青岛市重要供水水源地,其可采资源量分别为7951×104m3/a、2367.6×104m3/a。②碳酸盐岩类裂隙岩溶水含水岩组主要分布于平度、莱西,胶南王台也有少量分布,含水岩组为粉子山群中的大理岩,裂隙比较发育,深度一般限于100m以内,含较丰富的岩溶裂隙水,特别在构造及地貌条件有利地段,富水性强,单井出水量500~1000m3/d,水质良好。但因分布面积过小,供水局限性较大。③喷出岩类孔洞裂隙水含水岩组主要分布于即墨、胶州、莱西、城阳境内,含水岩组为青山群和王氏群中的玄武岩类,孔洞和裂隙比较发育,深度一般为30~50m,富水性较强,单井出水量为500~1000m3/d,且水质良好,可形成小的水源地为局部地区供水。④碎屑岩类孔隙裂隙水含水岩组主要分布于胶州、即墨、莱西等地,含水岩组为白垩系莱阳群、王氏群砂岩、砂页岩及凝灰质砂页岩,由于其孔隙和裂隙均不发育,透水性、富水性均很弱,单井出水量一般小于50m3/d。⑤块状、层状岩类裂隙水含水岩组主要分布于崂山、大泽山及胶南大片地区,含水岩组为花岗岩、花岗闪长岩、片麻岩、变粒岩、片岩等。风化带深度一般不超过30m,富水性弱,单井出水量小于30m3/d,局部构造裂隙密集带比较富水,单井出水量可大于100m3/d,最大可达500m3/d,但分布极不均匀,仅能为局部供水。
图1 青岛市水文地质分区略图
2 地下水资源开发及主要环境地质问题
2.1 地下水资源开发历史与现状
青岛市地下水作为城镇集中供水水源始于1920年,白沙河-城阳河下游最先作为青岛市供水水源地,至新中国成立初期日供水能力达3.0×104m3/d;在20世纪70年代以前,受经济技术水平的制约,地下水资源的开采量增长缓慢,到70年代后期,工农业发展加快,地下水资源的开采量也迅速增加,地下水资源的采补出现了负均衡,水位持续下降,80年代中期,大沽河、白沙河-城阳河水源地等区段均出现地下水降落漏斗,相继产生了不同程度的海(咸)水,90年代后期,通过减少地下水开采量,修建海水入侵截渗墙、河道内修建橡胶滚水坝拦蓄地表水以增加地下水补给量等一系列措施,海水入侵得到了有效控制。青岛地区多年平均地下水可采资源量为6.3436×108m3/a,2002年天然补给资源量为5.0586×108m3,2002年地下水实际开采量6.1098×108m3,占总淡水供水量的54.17%,1989年开采量为历史最高值,达6.78×108m3,1999年开采量为近年最低值,为5.38×108m3。青岛地区多年开采实践基本反映了区内地下水的开采水平和调蓄能力,可看出青岛地区地下水资源开发利用程度较高,基本为采补平衡,但由于城乡布局差异和需水量不同,一些地区开采量过大,形成地下水降落漏斗,同时有些地区开采量较小,仅有少量用于农村居民生活用水,地下水资源还没有得到充分开发。
2.2 地下水资源开发有关的环境地质问题
2.2.1 海水入侵
自20世纪70年代后期至90年代初期,在多数富水地段地下水资源均出现超量开采,出现地下水降落漏斗,在各河流下游近海地段,均发生了不同程度的海水入侵。最严重的是在80年代中期,海(咸)水入侵导致大批机井报废,粮田荒芜,水质恶化;90年代后入侵区附近开采量大幅度减少,降水量较80年代增多,使地下水位有不同程度回升,部分漏斗平复,海(咸)水入侵势头得到减缓,入侵面积略有退缩。2002年为特枯年,部分地区地下水位持续下降,入侵面积又有所扩大。目前青岛市海(咸)水入侵主要发生在大沽河下游、白沙河-城阳河下游、洋河下游、黄岛辛安、平度新河-灰埠一带,2002年6月各地入侵面积见表1。
表1 2002年6月青岛市海(咸)水入侵现状分布面积
2.2.2 水质污染
工业的快速发展,使城镇生活污水、工业废水的排放量加大,农业的发展,使农药、化肥的施用量也不断加大,在污水处理技术、设施、有关法律尚不完善的时期,河流遭到了严重的污染,而受污染河水补给地下水,造成地下水质的污染。区内地下水水质超标的指标主要有
图2 大沽河水源地受污染地下水主要阴离子组成饼图
除工业废水污染外农业污染更是不可忽视,地下水
3 地下水资源保护及环境地质问题的治理对策
针对地下水资源开发过程中存在的问题,有关部门经过勘查、研究,提出并实施了相应的治理措施。
3.1 海水入侵的治理
3.1.1 地下截渗墙
为了保护大沽河水源地,增加大沽河水源地的可采资源量,经过1985~1986年的大沽河水源地供水水文地质勘察和1990年大沽河地下水库勘查工作,于1997~1998年由青岛市政府投资兴建了大沽河水源地小麻湾截渗墙工程,截渗墙全长14.2km,采用连续摆喷法,摆喷深度到达含水层底板,从而截断了墙下游海(咸)水的倒灌,使海(咸)水的入侵现象得到遏制,为更好地发挥好大沽河水源地的供水能力提供了工程措施保障。2001年又开展了白沙河下游兴建地下截渗墙的可行性研究工作。
3.1.2 河道下游修建橡胶滚水坝
白沙河-城阳河下游水源地在发生海水入侵的20世纪80年代,即开展了海水入侵的专项水文地质调查工作,其后在白沙河河道兴建了多处橡胶滚水坝,拦蓄河水,增加地下水补给量,并且相应调减地下水开采量,使地下水降落漏斗逐渐缩小,有效减缓了海水入侵的速度。另外大沽河、王戈庄河、洋河等河道上均修建有拦蓄河水的橡胶滚水坝,起到了对地下水的人工补源作用。
3.1.3 河道下游修建(防潮溯河倒灌)拦水闸
当风暴潮、大潮到来时,在河口未有阻水构筑物的情况下,海水会顺河上溯,并补给地下水,这也是造成海水入侵的另一原因,在海水顺河上溯严重的河口,选择适当位置兴建了拦水闸,既可阻挡海水,又可拦蓄淡水,增加地下淡水的补给量,对防止海水入侵也起到了重要的作用。另应禁止河床挖砂,以免降低河床,导致海水上溯距离加大,防止覆盖层破坏而加大海水入渗速度。
3.2 地下水污染的治理
3.2.1 通过立法手段建立水源地保护区
青岛市通过立法手段,颁布实施了《青岛市生活饮用水源环境保护条例》,条例规定已划定和公布的生活用水水源地受到法律的保护,并且明确禁止了排放、堆放、建设等有关的七种行为;首次公布的地下水源保护区有11处,分别有大沽河、即墨武旗埠、即墨东关、即墨东障、即墨马山、平度云山丈岭、胶州店子河、胶南巨洋河、城阳白沙河、胶州北关玄武岩区,保护区设有明确的地理界线和标志,使保护水源有了法律依据,对保护地下水源起到积极的作用。
3.2.2 污染源治理
自1998年开始,青岛市通过制订相关法规,重点对大沽河流域进行了污染源治理,对河道两岸27家重点废水超标排放企业进行限期治理,并对16家企业进行了关停并转,取缔小型采选矿点540个,目前,已建立日处理污水能力5×104m3/d的污水处理厂6座,在上述措施的治理下,大沽河、白沙河等河流水质有了明显好转,地下水污染程度减轻,但距根治污染、恢复地下水质尚有很大的距离。
4 不同水质的地下水资源应用于不同的产业或领域
4.1 海水入侵区地下咸水资源开发用于水产养殖
青岛市具有730 km的海岸线,海产品丰富,海洋水产养殖业发达,以往海洋水产养殖业主要利用海水,但海水随不同季节水温有较大的变化,水温对海产养殖特别是海产育苗有较大的影响,水温过低需要用锅炉加温,增大了建设投资与运行成本。在海岸线附近,均分布有宽度不等的原生或由人为因素诱发的海水入侵(咸水)带,近年来,海产养殖业开始打井开采近海岸线的地下咸水进行海产养殖,其恒定的水温、良好的水质比直接利用海水具有明显的优越性,这一技术得到了迅速的推广应用。
4.2 城镇或工业区内地下水资源开发用于地温空调
青岛市为了减少空气污染,取缔单位自备取暖锅炉,推广应用地温空调,采用浅层地下水作为热能水源,该区浅层地下水水温14℃左右,为长期稳定地利用,建设地温空调需施工2口水井,其中一口用于抽水,另一口用于注水,抽出的地下水经空调设备进行热能转换后,排出水的温度在7℃左右,并通过注水井回灌到含水层中,两口井保留一定间距,以使回灌到含水层中的较低温度的水能够充分吸收地温,再升温到14℃左右,达到循环利用的目的。
5 弱含水层增大单井出水量取水技术方法
青岛市除小范围的河谷、山前冲洪积平原区、大理岩岩溶富水区和玄武岩孔洞裂隙水富水区以外,大部分地区含水层或含水构造导水性差,普通井型很难取得满意的单井涌水量,这些地区虽然有较充足的补给资源,但受取水技术的限制,地下水资源开采利用程度低,在此类地区内有两种取水技术方法较成功地实现了增大单井出水量的目的,并且其建井成本较低,值得推广应用。
5.1 大口井开采基岩裂隙水
青岛市境内的大口井直径一般5~50m,井深一般10~15m,单井涌水量一般500~2000m3/d,主要在花岗岩、变质岩等裂隙水分布区内,成井方法一般为人工或机械露天开挖,然后进行石砌护壁;主要应用于农田灌溉,少量大口井也用于城镇集中供水,胶南市水厂在山前坡洪积平原区成功施工了一口直径50m大口井,用于城镇生活集中供水,日供水量2000~5000m3/d。大口井增大出数量的水文地质原理为:在其他条件不变的情况下大大增加了过水断面面积,从而增大了含水层流入井内的水量。大口井的主要优点是:能够在弱含水层内取出较多的地下水,提高单井用水量,便于开采与管理。主要缺点是:①水量随季节变化较大,特枯年水量减少;②由于井的口径较大,灰尘或其他杂物易随风落入井内而影响水质。改进方向:通过在井内回填砂砾石,制造人工含水层,在井底部埋设水平集水管,直接在集水管内抽取地下水。这样可达到两个目的:①易于管理,保障水质;②少占耕地,保护自然景观。
5.2 小径井群开采弱含水层孔隙水
小径井群取水方法是将多个小口径的井,通过一根连接水管(水平集水管)将其并联在一起,形成一个统一的出水口,采用真空对口抽水泵开采地下水。小口径井的直径一般为5~8cm,成井深度一般10~15m,水平间距一般不小于2m,小口径井的个数一般3~6个,视含水层导水性、拟开采的单井水量而定。该井型在平度市东北部山前、山间坡洪积平原地带农田灌溉应用较多,取得了较好的取水效果。
6 结语
青岛市地下水资源的开发经过了从无序到有序的历程,同时也经历了产生环境地质问题到治理环境地质问题、对地下水资源保护不够重视到立法保护的过程,取得了一些成功的经验,但对区内水文地质环境的恢复治理、达到地下水资源可持续开发利用的目标仍然任重道远。本文介绍的地下水资源的应用途径及取水技术方法,旨在行内能够继续对地下水资源的应用途径及弱含水层取水技术方面进行探讨,更好、更广泛地开发利用地下水这一可再生资源,为经济发展服务。
参考文献
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徐军祥,康凤新.2001.山东省地下水资源可持续开发利用研究.北京:海洋出版社.
张永波等.2001.水工环研究的现状与趋势.北京:地质出版社.
7. 浅层地下水地球化学背景及质量评价
浅层地下水指的是第一隔挡层之上的浅层松散沉积物孔隙潜水。浅层地下水是一个开放体系,是大气水-地表水(生物水)-深层地下水循环体系中的重要环节和组成部分,由大气降水、地表径流透水形成,埋藏浅、更新快,水质和水量均受降水和径流影响。浅层地下水埋藏较浅,雨季时部分地势较低地区其埋深仅10~20cm,农作物根须可延伸至浅层地下水层,从中获取生长所需水分和部分养分,因此,浅层地下水的环境质量也在一定程度上影响着农产品的品质与安全。
随着工业化进程的迅速推进,山东省部分地区地表水已受到不同程度的污染,局部地区污染状况严重,对浅层地下水环境质量造成一定的影响,同时也对人们的身体健康造成潜在危害。因此,开展浅层地下水地球化学和环境质量调查与评价,对于提高农产品质量与安全、预防地方病、保障人们身体健康具有重要意义。
一、浅层地下水地球化学背景
(一)浅层地下水地球化学参数的确定
根据中国地质调查局《多目标区域地球化学调查规范(1:25万)》中水地球化学样品分析测试要求,结合鲁东地区生态地球化学调查的具体情况,兼顾其他用途,选择分析的指标为 Fe,Mn,Cu,Zn,Mo,Cd,Hg,As,Pb,Se,Ni,Be,Ba,Co,Sr,Th,U,N,P,K,Mg,Ca,Cr(六价)及pH、总硬度、溶解性总固体、氯化物、亚硝酸盐、高锰酸钾指数(COD)、氟化物、碘化物,共计31项。
浅层地下水地球化学背景值是评价浅层地下水元素丰缺、水质安全性及防治对策等研究的基本参考值。它是指在不受人类活动污染的天然状态下某区域内浅层地下水中各化学元素和水质指标的天然含量。由于区内地下水长期受人类活动的影响,已很难得到理想的水地球化学背景数据,故根据本次现有的测试结果资料,采用数理统计法计算区内浅层地下水中各元素和水质指标含量的背景值。
浅层地下水背景值参数一般包括:
1)代表浅层地下水第Ⅰ环境的地球化学元素的样本数(N)、最大值(Xmax)、最小值(Xmin)、算术平均值(
2)逐步剔除平均值加减3倍标准离差后的算术平均值(X)、标准离差(s)、变异系数(Cv)、最大值(Xmax)、最小值(Xmin)等参数的统计值等。若低于总样本数1/3的样本元素含量低于检出限,则该元素含量采用检出限的一半代替,一般均被剔除;若超过2/3的样本含量低于检出限,则该元素不参与地球化学参数统计,如六价铬(Cr6+)、碘化物(I-)等。
(二)浅层地下水地球化学参数特征
1.浅层地下水参数特征
浅层地下水分析结果表明,Hg,As,Se,K,Cr(六价)、碘化物等6指标含量均低于规范要求检出限,且低于《地下水质量标准》(GB/T 14848-1993)中Ⅰ类水上限,因此这些指标不参与地球化学参数统计。从本区浅层地下水23项元素或指标含量统计结果(表4-28)可以看出,原始数据最大值一般是最小值的数百倍,数千倍,甚至有些指标如可溶性固体总量、总硬度、Cl-,U,Zn,Mn,Fe,Pb,Mo,则最大值是最小值的上万倍;有些指标如
表4-28 浅层地下水元素地球化学含量特征参数统计表
续表
注:样品数栏“()”内数字为剔除的异常值样点数,Ba,Be,Cd,Co,Cu,Fe,Mn,Mo,Ni,Pb,Se,Zn,Th,U含量单位为μg/L,pH为无量纲,其余元素或指标含量单位为mg/L。
2.不同地貌区浅层地下水指标参数特征
浅层地下水参与地下水循环,大气降水为其直接或间接补给水源。山前沟谷径流条件良好,排汇通畅;平原地区径流迟缓,浅层地下水则以垂直运动为主,滨海沿岸地区浅层地下水与海水相接,水质受海水影响较大。研究区浅层地下水分布有如下特征表(4-29):
1)中山和低山区浅层地下水中多数元素或指标含量较低,中山区仅 Fe,Zn,Pb,Mo,Mn等较高,低山区仅mo,Mn,Be,Zn,Fe,Cu,Pb 等较高,山区地下水水质好,一般可直接利用作为水源;丘陵区地下水中多数元素或指标含量高于山区,但低于平原区,以溶解性总固体,Zn,COD偏高为特征,除局部地段水质受到原生地质背景的影响和人为污染外,其余大部分地区水质良好;平原区地下水中U,Sr,N,Ni,Co,Ba,溶解性总固体、总硬度、氯化物、亚硝酸盐、氟化物等多数元素或指标含量偏高,地下水水质相对较差。
表4-29 不同地貌单元浅层地下水地球化学背景值表
注:Ba,Be,Cd,Co,Cu,Mn,Mo,Ni,Pb,Zn,Th,U,Fe的含量单位为μg/L,pH无量纲,其他元素或指标含量单位均为mg/L。
2)浅层地下水水质除受人为污染外,还受到地质背景的影响。如昌邑北部微倾斜低平原区水埋藏在较浅的含水层中,含水层水文地质环境为还原环境,铁、锰等元素呈还原态,元素易随地下水运移,另外受海侵影响,该地区地下水中氯化物、碘化物、总硬度、可溶性总固体物背景值也偏高,也系特殊地质背景的地下水含水层所致。
3)平原区(微倾斜低平原、山前倾斜平原)浅层地下水中表征水质被新近污染的指标亚硝酸盐值偏高,说明平原区地下水近年来一直受到污染,并且还有继续蔓延的趋势。丘陵区是主要的农业区,农业生产过量施用化肥和农药对地下水水质的影响越来越大。
4)研究区内城镇浅层地下水污染较重,表现为工业和城镇居民固体及液体废弃物污染地表水,地表水下渗造成浅层地下水污染。农村地区相对污染较轻,主要污染源为农业生产化肥和农药。
(三)浅层地下水地球化学分布特征
1.酸碱性
水的酸碱性是评价水质好坏的重要指标之一,通常指的是水中“氢离子浓度”,用pH来表示,pH=-lg[H+]。根据 pH 可将水的酸碱度分为强酸性(pH<5)、酸性(pH 5~5.5)、弱酸性(pH 5.5~6.5)、中性(pH 6.5~7.5)、弱碱性(pH 7.5~8.5)、碱性(pH 8.5~9)、强碱性(pH>9)7级。水质好的水pH接近7,呈中性。饮用呈酸碱性的水,口感酸涩,饮后易产生恶心、呕吐、腹泻,诱发其他疾病。若将酸碱性水用于农业灌溉,将导致禾苗枯萎,严重时将造成颗粒不收。
研究结果显示(表4-30),本区大部分地区浅层地下水呈弱碱性,其次为中性,二者累计占98.87%,个别点位呈弱酸性、碱性或强碱性水。各有1个点分别呈强酸性和酸性水,分布在昌邑北部沿海和招远东北。弱酸性浅层地下水主要分布在威海局部地段;呈中性的浅层地下水广泛分布在南部基岩区、威海大部分及平度—招远一带;弱碱性水集中分布在研究区中部及北部大部分地区(图4-34);碱性、强碱性水零散分布在昌邑市部和烟台局部。
表4-30 调查区浅层地下水酸碱性状况表
2.总硬度
水体总硬度是指水中 Ca2+,Mg2+的总量,它包括暂时硬度和永久硬度。水中 Ca2+,Mg2+以重碳酸盐形式存在的部分,因其遇热即形成碳酸盐沉淀而被除去,故称为暂时硬度;而以硫酸盐、硝酸盐和氯化物等形式存在的部分,因其性质比较稳定,称为永久硬度。水体总硬度是表示水质的一个重要指标,对工业用水关系很大,是形成锅炉水垢的主要因素。根据硬度可将浅层地下水分成5类(表4-31)。
图4-34 浅层地下水pH值评价图
表4-31 水硬度分类表
浅层地下水硬度主要受含水岩系类型和地质背景、土壤类型、地貌特征等因素控制。研究区浅层地下水硬度区域性差异较大,以极硬水为主(表4-32),其次为中等水和硬水,部分为软水和极软水。胶莱盆地及北部大部分区域浅层地下水中含盐量和钙镁离子较高,水质多属极硬水和硬水。南部花岗岩区及威海市大部分地段,浅层地下水中的钙离子和镁离子含量也较高,水质多属微硬水。软水和极软水分布在崂山区、五莲东部和威海等局部地段(图4-35)。
表4-32 浅层地下水硬度统计表
图4-35 浅层地下水总硬度地球化学评价图
3.溶解性总固体(TDS)
溶解性总固体(TDS)为水中含有各种溶解性矿物盐类的总量或矿化度,它包含了无机盐和有机物的总量。其主要成分有钙、镁、钠、钾离子和碳酸离子、碳酸氢离子、氯离子、硫酸离子和硝酸离子。溶解性总固体(TDS)代表了水中溶解物杂质含量,溶解性总固体(TDS)值越大,说明水中的杂质含量越多,反之,杂质含量越少。水中的溶解性总固体(TDS)来源于自然界、城市和农业污水及工业废水。
按溶解性总固体含量大小可将地下水分成淡水(<1000mg/L)、微咸水(1000~3000mg/L)、咸水(3000~10 000mg/L)、盐水(10 000~50 000mg/L)和卤水(>50 000mg/L)5类。受地质背景、土壤成因类型和地貌条件的影响,浅层地下水溶解性总固体含量表现出显著差异。由表4-33可见,本区浅层地下水中溶解性总固体(TDS)含量大部分<1000mg/L,属淡水区,微咸水区主要呈片状分布于胶莱盆地大部分区域以及呈带状分布在北部沿海一带;从昌邑北部沿海至昌邑市区呈条带状依次分布有卤水、盐水和咸水,其中卤水分布区目前多被开发为晒盐场,另外在仓上—三山岛一带也有小面积盐水和卤水区分布(图4-36)。
表4-33 浅层地下水矿化度统计表
图4-36 浅层地下水溶解性总固体地球化学评价图
二、浅层地下水环境质量评价
(一)浅层地下水环境质量评价标准与方法
1.浅层地下水环境质量评价因子
影响地下水质量的指标和因子众多,包括构成地下水化学类型的常规水化学组成及理化指标、常见的重金属和非金属指标、有毒有害类有机污染物指标和细菌、寄生虫卵、病毒等微生物指标。根据本次研究测试的32 项指标,结合《地下水质量标准》(GB/T14848—93),选取Ba,Be,Cd,Co,Cu,Fe,Mn,Mo,Ni,Pb,Zn,pH,氯化物、氟化物、亚硝酸盐、高锰酸钾指数、总硬度、溶解性总固体等18项指标作为浅层地下水环境质量评价因子。
2.浅层地下水环境质量评价标准
本次浅层地下水环境质量评价标准引用《地下水质量标准》(GB/T 14848—93)(表434)。该标准依据我国地下水质量状况和人体健康基准值,参照生活、工业、农业等用水水质要求,将地下水质量划分为5类。
表4-34 浅层地下水国家质量标准分类表
注:浅层地下水各元素或指标含量单位除pH为无量纲外,其他元素或指标含量单位均为mg/L。
Ⅰ类:地下水化学组分含量低,原则上适用于各种用途;
Ⅱ类:地下水化学组分含量较低,原则上适用于各种用途;
Ⅲ类:以人体健康基准值为依据,适用于生活饮用水、农业用水和大多数工业用水;
Ⅳ类:以农业和工业用水质量要求及人体健康风险为依据,适用于农业和部分工业用水,适当处理后可作生活饮用水;
Ⅴ类:不宜作生活饮用水,其他用水可根据使用目的选用。
3.浅层地下水环境质量评价方法
1)以分析数据为基础,进行单项组分(因子)质量评价,按照《地下水质量标准》所列分类指标,划分为5类,当不同类别标准值相同时,从优不从劣。
2)采用加附注的评分方法,对地下水进行综合环境质量评价。具体要求与步骤如下:
A.进行各单项组分评价,划分组分所属质量类别。
B.对各类别按下列规定(表4-35)分别确定单项组分评价分值Fi。
表4-35 地下水环境类别评价分值表
C.按下列公式计算出该水样点地下水的综合评价分值F:
鲁东地区农业生态地球化学研究
式中:
D.根据计算获得的F值,按表4-36的规定确定出地下水质量级别。该评价结果中的质量分级对应于单指标评价中的5个地下水质量级别及意义,对于饮用水质评价而言,前三类水均适宜用作生活饮用水,后两类水则不适合作饮用水。
表4-36 地下水环境质量级别表
该方法的优点是数学过程简捷,运算方便;物理概念清晰,对于一个评价区,只要计算出它的综合指数,再对照相应的分级标准,便可知道评价地区地下水质量状况,便于决策者做出综合决策。缺点在于过于突出最大污染因子,由于公式中考虑最大污染因素,使参评项目中即使只有一项指标Fi值偏高,而其他指标Fi值均较低也会使综合评分值偏高;未考虑不同污染因子对环境的毒性、降解难易及去除性难易程度等因素。
(二)单因子评价结果
单因子评价统计结果(表4-37)显示,本区浅层地下水中Cd,Cu等重金属含量均较低,其单因子环境质量符合Ⅲ类水质量标准;Ba,Co,Zn元素含量较低,全区除有4件Ba、1件Co、4件Zn含量较高属Ⅳ类水外,其余均符合生活饮用及农业生产用水水质要求。Be,Mo,Ni,Pb元素含量普遍较低,绝大部分样本符合工农业生产用水水质要求。根据《地下水质量标准》(GB/T 14848—93)中Ⅲ类水(可直接饮用)标准,影响本区浅层地下水环境质量的指标包括总硬度、溶解性总固体、高锰酸钾指数(COD)、
根据浅层地下水超标(Ⅳ类和Ⅴ类水)的空间分布情况,Fe,Mn,Cl-、总硬度的大规模异常以自然成因为主,滨海地区含量增高,以致超过水质标准;F-异常则出现在胶莱盆地及其周边地带,主要与中生代火山岩体高氟的地质背景有关。而其他指标超标则可能是人类活动造成的,呈点(源)状分布在人口密集的乡镇及工矿企业周边。地下水指标超标可能对当居民的健康形成危害,应引起重视。
表4-37 浅层地下水单因子环境质量评价结果表
注:总样本数3695个。
1.氟化物(F-)
研究区内氟化物(F-)达Ⅰ类水的点数为3322个,占总数的89.91%,氟化物(F-)达Ⅳ类水的点数为202个,占总数的5.47%,达Ⅴ类水的点数为171个,占总数的4.63%。按Ⅲ类水质标准(≤1.0mg/L)衡量,研究区氟化物(F-)超标率为10.10%,超标区出现在胶莱盆地中部和潍坊西北部,其中高密北部氟化物(F-)含量是Ⅲ类水质标准值的1.5~6倍(图4-37)。
高密市北部地势低洼,西南隆起,这种地势造成了南高北低的地貌特征。高密市南部发育白垩纪青山群、王氏群、莱阳群,该地层主要岩石类型为含砾砂岩、砂岩、粉砂岩、页岩、火山碎屑岩、火山熔岩等,含氟均较高(表4-38),由表4-38可以看出:由莱阳群—青山群—王氏群,F元素平均含量逐渐增高,并且岩石颗粒越细含F量越高,且明显高于本区中酸性侵入岩及其他地层F的平均含量;高F物质经风化、搬运、沉积、水解等作用析出,并随地下水径流、迁移到北部低洼地区,地下水径流变得密闭滞缓,在较低洼的汇水区易溶盐类通过毛细管随水分上升到地表蒸发浓缩,又被大气降水溶解渗入潜水中,这种过程不断反复,使浅层地下水中氟浓度不断升高。可见,高密市北部地区不仅具备了充足的氟源,而且具有稳定的使氟富集的环境条件(土壤质地、地形地貌、蒸发浓缩)。属于典型的浅层径流滞缓富集浓缩成因。
图4-37 浅层地下水氟化物(F-)环境质量分级图
表4-38 高密南部岩石含量平均值表 w(F)/10-6
2.溶解性总固体(TDS)和总硬度
钙、镁、钠、钾、铁、锰等阳离子和重碳酸根、氯离子、硫酸根等阴离子是溶解性总固体的主要组成部分,其总量占溶解性总固体的95%以上。总硬度指的是水中所含钙、镁离子的总量。浅层地下水溶解性总固体与总硬度之间有着密切的内在联系,溶解性总固体含量高的浅层地下水中硬度也往往较高,因此,两者的区域分布特征基本一致。
胶莱盆地特别是诸城—高密—莱西及昌邑北部(图4-38),由于土壤的脱盐化过程发育不完全并且地势易遭受海水侵入,钙、镁、钠和氯离子等含量往往较高,导致浅层地下水溶解性总固体和总硬度增高,大部分已超过地下水质量标准限制值,水环境质量多属Ⅳ类或Ⅴ类。南部及东部侵入岩地区,海水入侵现象轻,浅层地下水以淡水为主,硬度多属微硬水或软水,因此,浅层地下水中总硬度、溶解性总固体含量低,水质多属Ⅰ,Ⅱ类水。按Ⅲ类水质标准衡量,区内浅层地下水中总硬度超标率达34.70%,溶解性总固体(TDS)超标率达20.65%。
图4-38 浅层地下水总硬度环境质量分级图
3.高锰酸钾指数(COD)
研究区内浅层地下水高锰酸钾指数(COD)以Ⅰ类水为主,达Ⅰ类水的点数为2461个,占66.60%,达Ⅱ类水的点数为953个,占25.79%,达Ⅲ类水的点数为168个,占4.55%,Ⅳ类水的点数为 100个,占 2.71%,Ⅴ类水的点数为 13个,占 0.35%。按Ⅲ类水质标准(≤3.0mg/L)衡量,调查区高锰酸钾指数(COD)超标率为3.06%,超标地区主要分布在昌邑西北和东北部,多属Ⅳ类水质区(图4-39),另外零星分布在蓬莱、胶南、平度和胶州等地区,其原因可能与该地区企业“三废”排放污染地下水有关。
图4-39 浅层地下水高锰酸钾指数环境质量分级图
4.亚硝酸盐(
亚硝酸盐污染与人类活动密切相关,主要是由人类生产生活过程中污水排放并随地表水向下渗透与浅层地下水发生混合作用后形成厌氧环境而产生的,在厌氧条件下,硝酸盐也易转变为亚硝酸盐。研究认为,本区浅层地下水亚硝酸盐(
浅层地下水中亚硝酸盐(
(三)综合评价结果
综合评价结果表明,鲁东地区浅层地下水环境质量总体状况较差,Ⅳ类和Ⅴ类水占总评价面积的44.88%,其中Ⅳ类水占43.75%(图4-41),大部分地区浅层地下水不宜直接饮用,其分布特征见浅层地下水环境质量分区图(图4-42)。
图4-40 浅层地下水亚硝酸盐环境质量分级图
Ⅱ类可供饮用的良好级浅层地下水分布范围占调查区总面积的17.27%,主要分布于山区和山前地带,包括崂山、大朱山—小朱山、五莲山、沂山及昆俞山山区,以上地区浅层地下水中除Mn,
图4-41 浅层地下水综合环境质量组成图
Ⅳ类适用于农业和部分工业用水,适当处理后可作为生活饮用水的较差级浅层地下水分布范围占研究区面积的43.75%。胶莱盆地及其周边地带浅层地下水污染主要以农业、生活和地质背景为主,农业污染指标是
图4-42 浅层地下水综合环境质量分级图
Ⅴ类不宜饮用的极差级浅层地下水分布范围占研究区面积的1.13%,小面积分布在胶莱盆地中心地带,水中总硬度、溶解性总固体,F-,Mo超标较普遍,另外分布在昌邑北部沿海地带卤水区(TDS>50 g/L),多与海水入侵产生的Cl-、总硬度超标有关,此外高锰酸钾指数,Be,Fe,Mn,Mo等多项指标超标也较普遍。
三、浅层地下水农用灌溉适宜性评价
(一)评价标准与评价方法
本区农灌用地下水主要是浅层地下水,因此浅层地下水环境质量与农业生产、农产品品质和安全关系密切,并在一定程度上影响着农业生产的结构和布局。因此在进行上述环境质量评价基础上对浅层地下水的农用灌溉适宜性进行评价。
评价采用的质量标准为《农田灌溉水质标准》(GB 5084—2005)(表4-39),参评指标包括:As,Cd,Cr6+,Cu,Hg,Pb,Se,Zn,pH,高锰酸盐指数,氯化物,氟化物、氰化物共计13项。先对有关指标进行单因子适宜性评价,然后采用“一票否决”的评价方法对农田灌溉用水进行总体评价。适宜性评价分水作、旱作和蔬菜三大类,由于不同种类农作物灌溉用水质量评价标准值多数是一致或接近的,且研究区绝大多数农用地为旱地,因此,评价统一采用旱作指标进行评价。
表4-39 农田灌溉用水水质基本控制指标标准值(旱作)表
注:表中指标除pH为无量纲外,其余指标单位均为mg/L。
(二)评价结果
研究区浅层地下水农田灌溉(旱作)适宜性评价结果(表4-40)显示,区内绝大部分地区浅层地下水符合农田用水质量要求,适宜农业生产。影响本区浅层地下水灌溉质量的主要指标为氯化物,其次为氟化物、Se,其他元素或指标影响程度轻微。不适宜灌溉的浅层地下水主要分布在高密—昌邑及潍坊北部晒盐厂(卤水区),超标指标主要为氯化物和氟化物,其次零星分布在蓬莱、莱西、即墨和沂南等地,超标指标主要为Se,Hg,As等元素。
表4-40 浅层地下水非适宜于农田灌溉用水样品数统计表
8. 青岛本来就是市 为什么还有个即墨市
即墨是青岛下属的一个低级市
即墨市位于中国山东半岛西南部,地处东经120°07′—121°23′,北纬36°18′—36°37′,东临黄海,与日本、韩国隔海相望,南依崂山,近靠青岛。
人文环境
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至2006年底全市户籍人口110万人,比上年末增加 9705 人,增长0.9%,其中农业人口62.79万人, 非农业人口47.18万人。2006年全市出生人口11854人,出生率为 10.83‰,出生性别比为1:1.1,死亡人口 7878人,死亡率为7.19‰;全年人口自然增加3976人,自然增长率为3.64‰。除汉族外,市内还有蒙古、回、苗、壮、布依、朝鲜、满、瑶、土家、傣、锡伯、怒等少数民族。
历史长廊
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战国时属齐国。秦设即墨县,属齐郡。西汉时,即墨县城同时为胶东王国都城。东汉及两晋时,属青州。隋、唐及明清时期均属莱州。1943年分设即东、即墨两县,1944年4月,即东县并入即墨县,1945年7月,恢复即东县。建国初期,属胶州专区。1956年3月,即东县并入即墨县,改属莱阳专区。1958年10月,改属青岛市。1961年3月,改属烟台专区。1978年12月,改属青岛市。1989年9月,撤县设市。
行政区划 1949年即墨县划为15个区、3个镇。1951—1952年建乡,即墨县划为172个乡。1956年即墨、即东两县合并划为18个区。1957年改为15个区,2个镇;1958年成立37个人民公社,后合并为30个。1961年,将城阳、棘洪滩、马戈庄、河套、阴岛五个公社划归崂山区;全县改为24个公社。1963年改为26个公社。1972年改为30个公社。1984年以公社的范围为基础划为10个镇、20个乡。以后有15个乡先后撤乡设镇。1998年5月,将白庙乡并入鳌山卫镇,同时,撤销即墨镇、三里庄乡,设立环秀、潮海、通济三个街道办事处;9月,设立即墨经济开发区, 同时将潮海办事处和留村镇的9个村庄划归经济开发区。1999年划为营上、留村、段村、鳌山卫、温泉、王村、田横、丰城、金口、店集、大官庄、华山、灵山、长直、段泊岚、瓦戈庄、刘家庄、移风店、七级、蓝村、南泉、普东、大信、马山24个镇,太祉庄、石门、乔家屯3个乡,环秀、潮海、通济3个街道办事处,山东省即墨经济开发区,田横岛省级旅游度假区。2001年经乡镇规模调整后,划为营上、留村、龙泉、鳌山卫、温泉、王村、田横、丰城、金口、店集、华山、灵山、段泊岚、刘家庄、移风店、七级、蓝村、南泉、普东、大信20个镇,环秀、通济2个街道办事处,山东省即墨经济开发区,田横岛省级旅游度假区。2001年8月设立北安街道办事处(原营上镇)。2002年5月17日,龙山街道办事处在原留村镇的基础上成立,目前全市共有18个镇、4个街道办事处、1个经济开发区、1个省级旅游度假区。
城市建设
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城市建设步伐加快功能提升。修建、完善了城区交通网络,并进行了大规模城区绿化工程,2006年住宅建设竣工建筑面积74.6万平方米,居住环境进一步改善,建成区面积达到46.2平方公里,比上年新增3.55平方公里,增长8.3%;城市化水平达到51.2%,比上年提高了1.9个百分点。城市供水、供气、供热能力继续加强,生产生活环境进一步改善,城市化步伐加快。
城区供水:城区日综合供水能力达到14.5万吨,自来水管道总长度达430公里,比上年增加30公里,2006年全年供水总量3310万吨,其中生产运营用水870万吨,居民家庭用水1901万吨,用水普及率达到100%。
城区供气:2006年全年天然气供应总量1521吨,其中家庭用量310吨,用气户数1.54万户,使用天然气人口4.7万人;液化气供应总量7790吨,其中家庭用量7790吨,用气户数74220户,使用液化气人口35.6万人,城区用气普及率98.9%。
城区供热:全市集中供热面积283万平方米,增加26万平方米,其中:住宅供热面积226万平方米。热水管道长度40公里,热水供热总量46万吉焦,蒸汽管道长度48公里,蒸汽供热总量314万吉焦。
城区交通:城区公交车线路14条,运营长度176公里,运营车辆146辆,客运总量1461万人次。
城区道路:2006年年末道路总长度637公里,比上年增加208公里,道路面积803万平方米,人行道面积264万平方米,桥梁35座,路灯7000盏。防洪堤长度7公里。
城区绿化:2006年新增城区绿地37公顷,建成区绿化覆盖面积1736公顷,绿化覆盖率37.6%,公园3个,公园面积141公顷,公园绿地面积86公顷。
环境保护及其他:环境污染治理投资额为4022.4万元。工业废水排放量864.8万吨,工业废气排放量382464万标立方米,工业粉尘排放量738.8吨,工业固体废物产生量8.2万吨,环境噪声达标面积37.5平方公里。卫生实际清扫面积425万平方米,生活垃圾清运量14万吨,粪便清运量1.5万吨,公厕数量44座。垃圾粪便无害化处理率100%。
经济发展
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2006年全市经济总量持续攀升,产业结构稳步改善。在全国最发达百强县(市)中列第38位,比上年提高5个位次。初步核算,2006年全市生产总值实现358.15亿元,增长18%,其中:第一产业实现增加值30.53亿元,增长0.1%;第二产业实现增加值195.15亿元,增长23.1%;第三产业实现增加值132.47亿元,增长15.7%。人均生产总值32565元,按现行汇率折算达4207美元。
产业结构逐步优化。三次产业结构的比例关系由上年的9.5:55.7:34.8调整为8.5:54.5:37.0。一产相对比较稳定,二产继续保持对全市经济的主导支撑,三产对经济增长的贡献有所提高。多种所有制经济共同发展,经济结构有了新变化,在规模以上工业总产值中,国有经济、集体经济、股份制、三资企业及私营经济类型分别占到2.2%、3%、41.9%、44.4%和8.5%;在社会消费品零售额中,国有经济、集体经济、个体经济、私营经济、外商经济、其它经济所占比重分别为5.2%、0.8%、63.3%、17.4%、0.6%和12.7%。民营经济创造的增加值在生产总值中的份额达56.6%,截止2006年末,全市经工商注册登记的个体工商户达7.5万户,年内新发展5375户;私营企业6706户,年内新发展1190户;民营经济从业人员达到18.9万人,民营经济新吸纳劳动就业2.8万人。民营经济税收12.7亿元,占全市税收的61.5%。民营经济投资80.6亿元,占规模以上投资的48.3%。