地质环境条件包括哪些内容
㈠ 实验区地质环境条件
一、水文地质条件
1.地质背景
实验区在大地构造上位于扬子准地台黔南台陷贵定北东向构造变形区,宽缓的雅水背斜和克度向斜的过渡地带。构造线方向南北。区内出露地层为二叠系中统栖霞、茅口组(P2q-m)、石炭系上统马平组(C2mp)、黄龙组(C2hn)、下统摆佐组(C1b)及大塘组二段(C1d2),岩性以石灰岩、白云质灰岩为主。岩层缓倾,倾角一般小于20°。区内碳酸盐岩广布,岩溶发育,地表以峰丛洼地为主。
2.地下水类型及岩组含水性
巨木地下河流域内出露的碳酸盐岩类地层岩性以质纯、层厚的石灰岩、白云质灰岩为主,岩溶化程度高,地表洼地、落水洞、地下河天窗、竖井等岩溶个体形态发育,分布密度大,碳酸盐岩体中规模大小不等的溶蚀裂隙、溶洞、廊道以及构造成因的裂隙相互沟通,形成网状溶蚀空间,构成地下水储集和运移的含水系统。除补给区石炭系大塘组一段碎屑岩含基岩裂隙水外,其余范围内地下水类型为裂隙-溶洞水。含水层的富水性强但含水极不均匀(图3-3)。
3.地下河结构特征
受岩性和构造控制,碳酸盐岩中地下河在平面上多沿“X”节理追踪发育,形成树枝状地下河系统。
(1)平面分布
巨木地下河系主要由西混、抵塘、望窝三条分支管道组成。其中,抵塘、望窝支流在水淹坝合并后,狭义上称为巨木地下河,流域面积83.0平方千米;西混地下河为独立支流,流域面积45.4平方千米,排泄于大洞脚,两出口间相距约0.4千米。
1)抵塘支流。发源于惠水县抵季乡蛮纳寨,由北西向南东径流,地下河上游具明、暗相间径流特征,中下游为暗流。从源头至抵塘寨河段,地下河通过的地层有石炭系大塘组一段(C1d1)、大塘组二段(C1d2)及摆佐组(C1b)。其中,石炭系大塘组一段(C1d1)碎屑岩分布区,地表溪流较发育,在进入碳酸盐岩出露区后即转为伏流。该支流管道流域区,地貌组合类型主要为丘峰洼地,沿途时有地下水露头分散出露,地下河管道轨迹特征在地表的显示不明显。290号地下河出口是本段流量最大的地下水天然露头点,其形成的地表溪沟自西向东径流,之后于羡塘乡高家院寨327号落水洞注入地下,转为暗流。抵塘寨至高家院寨河段,地下河管道基本沿走向南东的断裂带发育。沿地下河管道延伸方向,落水洞呈串珠状排列。丰水期,地表水沿落水洞渗漏补给巨木地下河。高家院寨至羡塘乡拉扫寨河段,地貌组合类型为峰丛洼地,出露地层岩性为石炭系大塘组(C1d)、黄龙组(C2h)、马平组(C2mp)石灰岩、白云质灰岩,岩溶发育强烈,地下河天窗、有水竖井等显示了地下管道的延伸轨迹。拉扫寨附近地下河轨迹由于受F15断裂影响而出现强烈弯曲现象,由西向东再折向南东进入水淹坝洼地地带。
图3-3 巨木地下河流域水文地质略图
2)望窝支流。发源于惠水县抵季乡龙家湾寨附近,由西向南东径流,全程为暗流。望窝地下河管道在石炭系大塘组(C1d)、摆佐组(C1b)、黄龙组(C2h)及马平组(C2mp)碳酸盐岩地层内穿行。由源头至中游地带,地下河管道沿F15断裂带延伸,地表呈串珠状排列的漏斗状洼地及落水洞发育密集,地下水水位埋藏较深。中下游至出口段,地下河管道追踪走向南东的一组溶蚀裂隙发育,368号溶井附近地面高程为海拔861米,地下水水位埋深7.0~7.4米,结合与周边溶洞、洼地发育方向之间关系的对比分析,望窝地下河在此向北东径流,于板木寨进入水淹坝洼地后直至总出口排泄。
3)西混支流。发源于惠水县羡塘乡西混村,自北向南径流,系明、暗交替式的地下河。流域上游,地形相对平缓,地貌组合类型为峰丛谷地。谷地内地下水水位埋藏较浅,有水竖井、天窗、地下河出口及伏流入口等地下水天然露头较多;西混村到水淹坝之间,地下河全部转为暗流。沿地下河轨迹,地表有地下河天窗、溶井等分布。丰水期地下水位上升,地下水在水淹坝洼地北侧通过天窗溢出地表成明流,在洼地内径流1千米后于南侧的伏流入口重新转入地下。枯水期,地下水水位下降,地下水以暗流形式沿地下河管道通过水淹坝谷底向南径流。
(2)剖面结构
地表发育的地下河天窗、有水竖井等岩溶个体形态,其形态直观地反映出地下河管道的空间形态。
抵塘地下河支流在羡塘乡拉扫寨到水淹坝洼地间沿地下河管道发育方向上,分布有多个地下河天窗、有水竖井,其空间形态多表现为高几米至十余米,宽数十厘米至数米的廊道,规模较大,空间形态复杂多变。丰水期,可见地下水处于明显流动状态;平水期或枯水季节,地下水则呈深潭状。如拉扫327号地下河天窗,洞内北西侧出水口为裂隙,宽约1.2米,中段呈溶潭状,至南东侧演变为廊道(图3-4);368号地下河天窗沿南东向裂隙发育而成,形态表现为宽4~10米,高约20米的宽大廊道。望窝地下河基本上为暗流,至板木寨附近发育的368号竖井,为近于垂直的洞穴,洞内平面形态近似为圆形,其中的地下水呈潭状。西混地下河管道上分布的天窗、竖井形态与上述两地下河的相似。据此,巨木地下河系统管道空间多为廊道、地下溶潭及宽大裂隙的组合。
图3-4 拉扫地下河天窗纵剖面示意图
1—灰岩;2—白云岩;3—石炭系上统黄龙组;4—岩层产状 5—地下水水位线;6—地下水流向
为进一步验证地面调查成果,对巨木地下河系中的抵塘支流拉扫至巨木地下河出口段进行了地下河示踪实验。示踪剂选用食盐,投放量为500千克,投剂点为357号地下河天窗,观测点为巨木地下河出口(图3-5)。同时,为验证西混地下河与巨木地下河之间的连通情况,对西混地下河出口及其在水淹坝的出口和伏流入口也同步进行了观测。试验时段从2003年10月25日开始,至当年12月20日结束,历时55天。
图3-5 示踪试验平面图
在巨木地下河出口地下水样中检测到的Cl-浓度时间历时曲线呈多峰且波峰为舒缓状(图3-6)。多峰特点反映出该地下河系统具有的树枝状多支流特点;而舒缓的波峰、Cl-浓度衰减时间长,则反映了地下河示踪实验段的水力坡度较平缓,管道中发育有类似于潭状的储水空间。据此,推测巨木地下河系中下游段地下河管道空间由众多形态极不规则的廊道、溶潭以及溶蚀裂隙组合而成。对各支流汇集的水淹坝洼地中岩溶地面塌陷坑分布的特征分析,地下河系统在水淹坝地段地下管道成网络状特征。
示踪试验期间,在西混地下河的有关地下水露头点处均未检测到Cl-的变化,说明除丰水期间外,平水和枯水季节两条分支地下河系统间无水力联系。
图3-6 示踪实验地下河出口Cl-含量检测曲线图
4.地下河水动力特征
抵塘支流:拉扫谷地地面高程850米,谷地中KS357号地下河天窗地下水位标高845米,天窗至地下河出口距离为4.05千米,地下河出口水位标高815米,计算平均水力坡度为7.4‰(图3-7)。
图3-7 巨木地下河抵塘支流纵剖面图
西混支流:西混谷地中水位标高845米,水淹坝谷底中地下水位标高为830米,西混谷地与水淹坝谷地相距2.1千米,该河段水力坡度7.14‰;水淹坝谷地至巨木地下河总出口距离长1.4千米,出口地下水位标高815米,计算地下河水力坡度10.7‰(图3-8)。地下河示踪试验以拉扫谷地中357号地下河天窗为投剂点,投剂后首次试剂峰值检测时间为197.1小时,最后一个峰值出现在投剂后700.8小时,由此计算出地下河流速为138.70~488.00米/日,平均313.34米/日。
图3-8 巨木地下河西混支流纵剖面图
对巨木地下河河床水力坡度及示踪试验取得的地下河实际流速、结合巨木地下河系统空间结构分析结果,可以认为:该地下河流域下游地段地下岩溶发育充分,地下空间由“缝”、“隙”、“大厅”等构成形状复杂的网络,地下水则以“管”、“脉”、“潭”等形式赋存在含水岩体中,试验期间为“平水期”,试验成果反映了该时段地下河系统中下游地下水流速缓慢,具有类似“层流”的特征,同时也反映出,地下河系统中强烈发育的岩溶空间具有较强的储集和调节地下水资源的能力。
5.地下水补给、径流、排泄条件
(1)补给
大气降水是区内地下水的唯一补给来源。流域降水量充沛,但降水量年内分配不均,每年5~9月为雨季,降水量占全年降水量的50%~70%,是地下水的主要补给期,其他季节大气降水量偏少,地下水接受补给的量少。地形、地貌条件影响着大气降水入渗补给强度。巨木地下河流域地貌组合类型主要为峰丛洼地,地表覆盖层薄,地形坡度大,落水洞、天窗、竖井及岩体内的溶蚀裂隙极为发育,雨季大气降水迅速通过地表发育的溶蚀裂隙、落水洞等渗入地下补给地下水,具有补给量大、集中、迅速的特点。
(2)径流
流域内地势由北向南倾斜,岩溶发育强烈,地下河延伸方向与地形倾斜方向一致,总体也呈南北向展布。地下岩溶管道是区内地下水集中汇集和运移的场所。地下水接受补给后,在含水岩层中向空间相对较大的地下河分支管道和大的溶蚀裂隙中汇流,再从这些支管道和大裂隙中汇集到地下河主管道内,并在主管道中形成集中径流。受地形条件控制,地下水从北向南径流中,具有径流集中、水利坡度较大、流速快的特点。
(3)排泄
巨木地下河流域中各支流在距出口上游1.4千米的水淹坝洼地汇集后继续向南径流,最终在平塘县塘边镇巨木寨附近,受二叠系上统吴家坪组(P3w)碎屑岩阻隔而集中排泄出地表,转为地表明流。对巨木地下河出口流量动态长期监测的结果,地下河流量丰水期最大为10.34立方米/秒,最枯流量0.19立方米/秒。
6.地下河动态特征
流域内碳酸盐岩广泛分布,地表及地下岩溶强烈发育,无地表水体,大气降水后汇集在地表的地表径流多由地表发育的落水洞、天窗、竖井等集中灌入给地下,成为地下水的主要补给来源,因此,地下水动态成因属于气象类型,受大气降水的控制特征极为明显。另一方面,含水岩组的含水介质为溶洞-管道组合类型,加之受地形条件控制,水力坡度较大,地下水在含水系统中的运动快补快排,动态变幅大。水位和流量动态与大气降水具有同步和暴起暴落的特征。雨季随降水历程,地下河出口流量动态呈现出不规则的多峰、锯齿状(图3-9)。
根据2003年9月~2004年8月对巨木地下河流量一个水文年的长期观测资料,丰水期降水集中,地下河流量增长快,一般在降水后一日内,其出口流量可达到峰值,峰值持续时间短,之后开始衰退。年内地下河出口总流量最大值多现于5~7月,峰值流量为10335.2升/秒,流量最小值出现在翌年1月,为191.7升/秒,年平均流量为1126.9升/秒,流量动态的年变化率达53.9倍。
7.地下水化学特征
地下河流域内地下水无色、无味、透明、清澈。水温16~17℃,为冷水;pH值7.15~7.23,为中性水;地下水总硬度(以CaCO3计)为141.41~277.19毫克/升,为微硬至硬水;矿化度为189.9~442.40.2毫克/升,为淡水。
图3-9 巨木地下河出口流量动态曲线图
地下水类型为HCO3-Ca型。水样中重金属离子及有毒、有害物质均未检出。
地下河出口处地下水类型为HCO3-Ca型水,总硬度132.70~167.54毫克/升,溶解性总固体209.40~272.20毫克/升,pH值8.12~7.80,重金属离子及有毒、有害物质未检出。
8.地下水开发利用条件
巨木地下河流域内有如下特点:
1)地形起伏大,地貌组合类型以峰丛洼地为主,碳酸盐岩含水岩组的含水性极不均匀,地下水以管道流形式赋存,水位埋藏较深,采用深井开采地下水从技术上来说风险较大,成功的几率小。
2)流域下游及出口下游谷地中耕地多分布在为820~850米高程,而出口处水面海拔高程为815米,天然条件下丰富的地下河水资源没有自流引水开发利用的条件,必须采取相应的提水工程措施方可达到目的。
3)流域内及下游地带各乡镇的经济收入主要来源于农业,社会与经济发展水平低,农民经济收入不高,经济承受能力不强。采用电力从地下河天窗及出口提水,运行成本较高,群众难以承受高昂的运行费用。
客观自然地理环境和岩溶水文地质条件使得农田、集镇和村寨分布位置较高,农田灌溉及人畜饮水严重缺乏;地下水资源丰富但出露位置过低难以得到利用;采用电力提水成本高,群众又难以接受。因此,合理协调三者之间的矛盾,采用合理的地下水开采方式,达到既有效开采地下水,又使地下水开采的运行成本降低,使群众乐于接受,是地下水开发工程成功的关键所在。
通过分析认为,巨木地下河具有丰水期流量大、枯季流量偏小,下游段地下空间规模大、调蓄地下水的能力强的特点。结合出口地形条件,可在出口地带筑坝拦蓄地下水建地下水库,一方面利用地下水库库容调蓄地下水量,另一方面可达到抬高地下水位,提高对下游地区耕地灌溉有效面积的目的。具有投资少、见效快、社会和经济效益好的优点。
二、岩土地球化学背景
(一)母土微量元素及含量
为研究流域内岩土的地球化学背景,对区内4种不同岩性分布区的母土分别进行了采样,并送室内进行了分析。共采集组合样4组,分别分析了19种元素和有机质含量,总体结果为:
吴家坪组(P3w)硅酸盐岩分布区母土微量元素含量总和为19550.80×10-6。其中,N,P,K的含量分别达到了800.00×10-6,540.00×10-6,7800.00×10-6;Mn,Mo,Zn,Cu,V,B的平均含量较高;Se平均含量达到了1.03×10-6,属偏高水平;微量元素La、Ce含量的平均值也较高,对农作物生长有促进作用;重金属元素中,Cd,Hg平均含量低,而Pb含量的平均值为24.00×10-6,As为10.70×10-6,Cr为140.00×10-6;有机质7.18×10-6(表3-1)。这些成分,在当地农产品成分中也有所反映。
表3-1 示范区母土微量元素含量统计
二叠系中统栖霞茅口组(P2q-m)及三叠系(T)石灰岩白云岩分布区母土微量元素含量总和仅为(7898.14~9727.56)×10-6。其中,N,P,K的含量分别为(0~1200)×10-6,(210~310)×10-6和(3230~3480)×10-6,总体较吴家坪组中同类元素含量低;Mn,Zn,Cu,B的平均含量及对农作物生长有促进作用的稀土元素La,Ce含量远低于吴家坪组硅质类岩;Se平均含量为(0.52~0.61)×10-6,属偏低水平;重金属元素中,As含量为(18.3~24.8)×10-6、Cr为(186~251)×10-6,远高于吴家坪组碎屑岩,Cd,Hg,Pb平均含量与吴家坪组相近;有机质1.03%~1.17%,低于吴家坪组碎屑岩。
(二)耕植土微量元素及含量
为和母土成分进行对比,在区内相对应的岩石分布区耕植土中采集了同样数量的组合样,检测并统计了其中的微量元素含量,结果为:石灰岩区耕植土微量元素含量总和为8318.70×10-6,而在白云岩中为11711.16×10-6,碎屑岩为26991.76×10-6。经比较,硅酸盐岩类地层区耕植土微量元素含量高出碳酸盐岩类地层区一倍以上(表3-2)。
表3-2 示范区耕植土微量元素含量统计 单位: 10-6
(三)耕植土营养元素有效态及含量
检测统计结果,区内耕植土中有效磷含量为22.52×10-6,有效钾为95.22×10-6,铵态氮为36.08×10-6,硝态氮为14.26×10-6,有效硫为48.03×10-6,有机质为3.78%(表3-3)。
表3-3 示范区耕植土有效态含量统计
三、研究区主要地质环境问题
(一)岩溶干旱
综观整个流域,地貌组合类型以峰丛洼地为主,间有峰丛槽谷及丘峰洼地等。在巨木地下河抵塘、望窝支流流域区内,人口、耕地大多分散于深陷的小型洼地内,地下水位埋藏较深,局部发育有地表径流的地段,其水源均来自丰水期地下水水位上升后涌至地面的排泄量,一般在暴雨后数日至数十日即断流,气候型特征明显;在西混地下河流域范围,上游地带的洼地规模相对较大,耕地、人口分布较为集中,洼地中地下水位埋深相对较浅,地下河呈明、暗交替状;巨木地下河出口以下,地形平缓,耕地连片,人口稠密,系当地集商贸与产粮为一体的经济产业区,但因地表河床高程低而导致水资源开发难度大。因而,干旱缺水是全流域最为突出的环境问题。据统计,巨木地下河出口以上的缺水人口约为1.5万人,缺水灌溉的耕地约为8000余亩;出口以下,无可靠灌溉水源的耕地1.2万亩,1.6万余人及1万头大牲畜饮水缺乏。
(二)石漠化
实验工程实施前,流域内石漠化问题较严重,已成岩溶石漠化的地块主要分布流域下游的交岗至地下河出口间的石灰岩分布区,以及地下河下游的塘边、克度一带,岩溶石漠化程度以中度为主,轻度次之,重度岩溶石漠化面积分布较小(图3-10)。
(三)岩溶洪涝
区内岩溶洪涝的发生频率较高,具有普遍性,其致灾原因为:巨木地下河系统河床具“正平衡剖面”特征。各支流中上游地段地下水水位埋深较大,水力坡度相对较陡,而流域下游地段拉扫寨至巨木地下河总出口,地下水位埋藏较浅,地下水水力坡度较缓。地下河流域补给面积大,流域区多为基岩裸露的峰丛洼地、接受大气降水入渗补给的能力强。暴雨期流域上游来水量大,至下游—出口段地下河管道排泄能力不足,地下水排泄不畅而壅水,地下水位上升,导致谷地、洼地淹没成灾。其中的典型代表是流域下游的水淹坝洼地及其相邻的西混谷地、抵塘谷地。三个谷地分布面积分别为1.0平方千米、1.8平方千米、0.8平方千米,连年受灾粮食歉收。其中水淹坝谷地因连年遭受洪涝灾害,洼地内1000余亩耕地已被迫荒弃多年。
图3-10 实验区石漠化分布图
图3-11 巨木地下河出口段最大泄洪能力图
水淹坝谷地距巨木地下河出口900米,为掌握巨木地下河出口流量和水淹坝岩溶谷地洪涝淹没关系,2004年6~8月开展了巨木地下河从水淹坝到出口河段的河道泄水能力的专题研究。根据实际对巨木地下河出口流量动态及对水淹坝淹没情况监测资料,巨木地下河出口段地下河道的最大泄洪能力为10.34立方米/秒(图3-11),当上游来水量达到该值时,即造成水淹坝等谷地、洼地的淹没。
㈡ 地质环境背景条件
一、自然地理概况
(一)交通位置
东营市于1983年10月1日建市,是新兴的石油工业城市。石油开采业为区内经济主导产业,带动了机械加工、餐饮及其他服务业的飞速发展,农业仍然以传统种植业为主,水产养殖业发展较快。已发展成为以石油开采、加工为主导,原盐及盐化加工、机电、轻纺、建材、电子等多元化工业体系,拟将建成重要的能源、化工、农牧、渔业基地和现代化石油港口城市。张(店)-东(营)铁路直通胶济线,并与京沪铁路相连,规划中的黄(骅)-东(营)铁路即将开工建设;东营高速公路贯穿南北,区内省道及县乡公路四通八达;东营港已建成1个5000t级和5个3000t级泊位,开通了东营到大连的滚装客运船;东营机场于2001年通航,开通了至北京、上海、深圳、西安、哈尔滨等航线。东营市具有傍河傍海的区位优势,已具陆海空三维空间架构雏形,迎来了难得的机遇,进入了大开发、大发展时期。
研究区位于东营市中部黄河与小清河之间,地理坐标为东经118°15'~119°15',北纬37°07'~37°46',行政范围包括东营市东营区、垦利县全部和广饶县部分区域,总面积为3800km2。
(二)地形地貌
本区处于黄河三角洲中南部,北靠黄河、南为小清河、东临渤海莱州湾,处在黄河冲积平原与鲁中山前冲洪积平原交结部。总的地势是西北高、东南低,呈扇状向渤海微倾,地势低平,近海一带地面标高小于2m,地面坡降一般在1∶10000左右。
根据地貌成因类型可分为山前冲洪积平原和黄河三角洲平原。
1.山前冲洪积平原
分布于小清河以南的广饶县花官以南地段,面积125km2,占研究区面积的3.3%。由发源于鲁中山地的淄河携带大量物质堆积,形成了以冲洪积扇为主要次级地貌单元的微倾斜平原,倾向北北东,海拔高程25~10m,地面坡降1/1000~1/2000,东西向受淄河主流带展布制约,地面微有起伏。
2.黄河三角洲平原
受河流和海洋共同影响,形成河流冲积物覆盖海相层的二元相结构。在黄河泛滥、鲁中山前冲洪积和海洋沉积共同作用下,形成了高、坡、洼相间的地貌景观。根据其地貌形态特征,可划分为高地、坡地、低洼地及潮间带四种微地貌类型。
(三)气象水文
本区处于暖温带季风气候区,主要气候特点是四季变化明显,春季气温回升快,降水少,风速大,气候干燥;夏季气温高、湿度大,降水集中;秋季气温骤降,雨量锐减,秋高气爽;冬季寒冷干燥,雨雪稀少。一年中形成了春旱、夏涝、晚秋又旱的气候特点。全年平均气温12.3℃,极端最高气温41.9℃,极端最低气温-23.3℃,历年平均无霜期203.6d,土壤封冻期80d,最大冻土深度60cm。区内历年平均降水量543.2mm,历年平均蒸发量1135mm。
由气象因素引起的自然灾害主要有风灾、雹灾、涝灾、旱灾和风暴潮。
风灾主要是大风、干热风和龙卷风。大风是主要灾害之一,易造成作物倒伏,建筑毁坏等,沿海地区的东北大风常引起海水倒灌,形成风暴潮灾。从地域分布看,北部较多,自北向南逐步递减。冬、春季,沿海出现大风多于、重于内陆;夏季,内陆出现雷雨大风多于、重于沿海。干热风则多为西南风,发生在5,6月中旬,主要危害小麦灌浆。境内时有小范围龙卷风发生。
雹灾发生在4~11月,其中以5~7月较为集中。轻雹灾几乎年年发生,重雹灾平均7年一遇。冰雹多发生在北部和东北部,自北向南逐步递减。
区内旱、涝灾害发生频繁。1800~1995年间,出现旱灾96年,平均2.05年一次。出现涝灾84年,平均2.33年一次,而且一年之内旱涝灾害往往交错发生。
本区是风暴潮重灾区。风暴潮多发生在4,5月份和8,9月份,是天文大潮与气象大潮在本地特定地理条件下耦合所形成。近百年来,发生接近或高于3.5m(黄海基面)的风暴潮7次,其中以1964年4月5日的潮灾最为严重,当时淹及范围一般距海岸线22~27km,侵淹至黄海平均海水面2.5~3.5m以上。
区内水系主要为黄河、淮河水系。其中淮河水系包括永丰河、广利河、支脉河和小清河。引黄水库随处可见,其中大型水库一座,中型水库17座,小型水库若干。引黄灌区包括胜利灌区、曹店灌区、麻湾灌区和浅海灌区。
(四)植被
1.自然植被
东营市属暖温带落叶阔叶林区。区内无地带性植被类型,植被的分布主要受水分、土壤含盐量、潜水水位、矿化度、地貌类型的制约及人类活动的影响。自然植被以草本为主,木本植被很少,主体为草甸景观,植物种类共40多个科、110多个属、160多个种,以禾本科、菊科草本植物最多。在草本植物中,以多年生草本为主,尤以各种盐生植物占显著地位。自然植被与区内成土年限和土壤含盐量关系极大,按土壤含盐量的多少,分布着不同的植物群落。在天然植被中,以滨海盐生植被为主,占天然植被的56.5%,沼生和水生植被占天然植被的21%,灌木柽柳等占天然植被的21%,阔叶林仅占天然植被的1.5%左右。
2.农田植被
主要分布于潮土和盐化潮土中的轻度、中度盐化地域内。主要栽培作物有冬小麦、玉米、大豆、高粱、谷子等,经济作物有棉花、花生等,牧草主要为苜蓿等。
栽培树种中乔木有刺槐、国槐、旱柳、垂柳、毛白杨、白榆、桑等;灌木类中有紫穗槐、杞柳、柽柳等。经济树种主要有枣、桃、苹果等。观赏树种有冬青、黄杨、橘子、紫荆、月季、蔷薇、茉莉等。农田杂草有狗尾草、稗、马唐、小画眉草、牛筋草、马齿苋、芦苇、白茅、苦卖菜、罗布麻、蒲公英、车前、草木樨等。
(五)土壤盐碱化
1.盐碱土分类
根据其化学成分的不同,盐碱土可分为三类:盐土、碱土和盐碱土。
盐土:指土壤中所含可溶性盐类足以危害作物正常生长的土壤,可溶性盐类主要由阳离子Na+、Ca2+、Mg2+和阴离子Cl-、SO2-4、HCO-3组成。
碱土:指作物因交换性钠的存在而受到影响的土壤。这种土壤中含有浓度较高的HCO-3(包括CO2-3),与土壤中的Na+结合形成重碳酸钠,使土壤的pH值较高,是一种比盐土对作物更有危害的土壤。
盐碱土指土壤中同时含有过量的可溶性盐类和过量的交换性钠的土壤。盐碱土既具有盐害,同时又具有碱害,所以也可称为盐性碱土。
根据区内土壤易溶盐成分及含量,土壤以盐土为主,占84%,碱土占10%,既具有盐害又具有碱害的盐碱土占6%。土壤盐碱化的等级划分标准(《黄河三角洲水工环地质综合勘察报告》)如下:
非盐碱化土全盐量<0.2g/100g土;
轻盐碱化土全盐量=0.2~0.4g/100g土;
中盐碱化土全盐量=0.4~0.6g/100g土;
重盐碱化土全盐量>0.6g/100g土。
2.盐碱土分布
区内盐碱土的分布与地形地貌有较密切的关系。从海岸线向内陆,其盐碱化程度有渐轻的趋势。
(1)重度盐碱化土
主要沿海岸带分布于滨海低地,沙营—广北农场一线东部以及沿滨海带9~15km的范围。面积1100km2,占29%。
(2)中等盐碱化土
主要分布于低平地重度盐碱化土分布区外围,东城北部宽度10km左右的范围,以及西宋南部、垦南、董集—郝家之间等局部地带。面积800km2,占21%。
(3)轻微盐碱化土
主要分布于研究区中西部低平地、缓平坡地和低洼地带。面积875km2,占23%。
(4)非盐碱化土
分布于黄河影响带高地、南部冲洪积平原前缘高地以及中西部缓平坡地。面积1025km2,占27%。
3.盐碱化土的成因
盐碱化土的形成主要受水文、气象、地质、地貌、土壤颗粒组成及水文地质条件等多种因素的影响,是诸多因素共同作用的结果。本区属暖温带干旱、半干旱气候区,蒸发量几倍于降雨量,大量的水分蒸发,使水中的盐分残存于地表土壤中,长期处于一个盐分累积的过程,易于发生土壤盐碱化。另外,由于自然和人为因素的影响,导致地表和地下径流不畅,使地下水位抬高,是引起土壤积盐的又一个重要原因。而地处滨海地带,海水直接浸渍、风暴潮淹没,则是滨海地带土壤盐碱化的主要因素。
二、地质背景条件
东营地区以太古界、古生界、中生界为基底,其上沉积了巨厚的新生代地层,新生界最大厚度约7000余米,沉积层主要为古近系和新近系。
地表出露的地层全为第四系(Qp):
下更新统(Qp1):层底埋深252~420m,冲积、海积及湖积。以粉质粘土为主,夹粉土及1~6层细砂或粉细砂。单砂层厚度1.5~10m,颜色多为棕黄、棕红、灰绿、灰褐色等。含钙质淀积层及钙核,具灰绿色斑、网纹及锈斑。结构致密,压裂面发育。
中更新统(Qp2):层底埋深157~200m,冲积海相沉积。以灰黄、棕黄色粉质粘土为主,夹粉土、粉砂及粉细砂。砂层自西向东逐渐增多,可见1~4层,垦利县最多达8层,层厚一般为1~10m,最厚达22m。含钙核、铁锰结核,具灰绿色斑及网纹,局部见灰白色钙质淀积物和压裂面。
上更新统(Qp3):层底埋深79~101m,主要为冲积、海相沉积。岩性主要为灰黄、土黄色的粉土、粉质粘土夹砂层,东部地区多见有淤泥。砂层为细砂,粉细砂,具灰绿色网纹,含钙核,结构较松散。
全新统(Qh):厚度一般在26m左右,主要是第三次海侵(全新世海侵)后形成的海相层和黄河三角洲沉积层,仅底部2m左右为海侵前的陆相河流和湖泊相沉积;其沉积序列自下而上为陆相层、潮坪沉积、浅海沉积及三角洲沉积。全新统可分为如下3组:
垦利组:是全新世早期的河流、湖泊沉积物,由细砂、极细砂、粉砂和粘土质粉砂组成。
五号桩组:为广义的海相沉积物,主要由粉砂和粘土质粉砂组成。第一段为海岸盐沼及潮间带沉积物,前者为含碳粉砂,后者为粉砂和粘土质粉砂互层,具透镜状层理、脉状层理。底部的14C年龄为8835~8870年。第二段包括全新世早期海侵至受三角洲沉积物之前形成的浅海沉积物,为粉砂、粘土质粉砂。第三段为1855年以来形成的水下三角洲及潮坪沉积物,由粉砂、粘土质粉砂组成。
钓口组:为上三角洲平原沉积,厚度随高程而变化,由黄色粉砂和褐色粘土质粉砂组成。
三、区域水文地质概况
黄河三角洲地下水资源主要赋存于第四系及新近系孔隙含水层中,各含水层的形成与分布受控于地质构造、古地理及古气候等因素。在不同的地质历史发展阶段,地壳的升降影响到古地理、古气候条件也随之发生演变迁移,致使区内不同地质时代、不同成因类型、不同物质来源的地层在空间上叠置交替,其间各含水层的分布也就较复杂。总的来看,随着地质历史的推进、地壳不断下降,区内冲洪积物及其含水层自南而北逐渐退缩,直至尖灭。早更新世—晚更新世的冲洪积扇(群),一直延伸到史口—六户—广饶盐场一线,而晚更新世—全新世则局限于小清河以南。因此,冲洪积物在垂向上,自上而下含水层颗粒由粗变细,水平方向上自南而北变细、厚度渐薄。冲洪积地层是黄河三角洲淡水的主要赋存体,随着冲洪积地层由南而北减少,表现为地下淡水体减少,咸水体增加。由广饶县南部石村—颜徐—稻庄一线以南的全淡水区过渡到上咸下淡的二层结构区,以及利津—东营—六户一线以北的全咸水区。
根据地下水水力性质及埋藏深度,区内含水层可划分为浅层潜水—微承压水、中层承压水(60~200m)和深层承压水(>200m)3个含水层组。本次主要研究浅层地下水。
1.浅层地下水赋存条件
浅层潜水—微承压水是指埋藏在60m深度以内的地下水,按其矿化度可分为淡水、微咸水、半咸水、咸水、盐水及卤水(图13-1)。
浅层淡水主要埋藏分布于黄河现行河内滩区。含水层岩性以粉砂为主,局部有细砂,顶板埋深5~10m,淡水底界面埋深15~30m,砂层厚度5~10m,单井涌水量200~500m3/d。
浅层微咸水主要分布于垦东以西黄河影响带3~3.5km的范围,董集—牛庄以西区域,陈官庄以南区域,以及丁庄以南地段。含水层岩性以粉砂为主,顶板埋深0~10m,淡水底界面埋深10~20m,砂层厚度5~10m,单井涌水量<200m3/d。与浅层淡水和浅层咸水均有较密切的水力联系。
浅层咸水和盐水广泛分布于微咸水区东部,调查区中部永安—胜利镇—广北农场以西区域,以及下镇东部沿海和沿黄区域。地层成因为三角洲相沉积及海相沉积,含水层岩性以粉砂为主,局部有粉细砂,含水层厚度5~20m,顶板埋深5~10m,单井涌水量240~720m3/d。边界区域与浅层微咸水有较密切的水力联系。
浅层卤水分布于军马二连—下镇—永丰河入海口以南、广北农场—胜利镇—永安以东的东部沿海区域,海相地层,含卤层位粉砂和粉土,卤水层厚度10~20m,单井涌水量50~240m3/d。浅层卤水与上下盐水层之间分布着一定的隔水层,水利联系较弱,但与外围的盐水层有着较密切的水力联系。
2.浅层地下水补径排条件
降水入渗补给是浅层地下水的主要补给来源。由于不同季节、不同年份降水变化较大,入渗补给在时间分配上悬殊,并有滞后现象。一般年份,往往是7~10月份接受降水入渗补给,其他月份时段入渗补给很少或没有。降水入渗补给受多种因素影响,与降水强度、降水在时间上的分布、雨前土壤含水量、微地形地貌、包气带岩性结构、地下水位埋深及植被覆盖等因素有关。其中降水特征、包气带岩性、地下水埋深是主要影响因素。
灌溉回渗在中西部引黄灌区是浅层地下水资源的重要补给项量。灌溉回渗与灌溉方式、灌溉定额、灌溉次数等有关,不同的灌溉方式和灌溉定额灌溉回渗强度不同。本区以大水漫灌为主要灌溉方式,大水漫灌灌溉方式的定额一般为60~100m3/亩·次。
河流侧渗补给主要发生在沿黄地带。引黄干支渠属于季节性饮水,其他河流属雨源型泄洪河道,行水时间短,对地下水补给甚小。在沿黄地带,黄河侧渗补给仅次于降水入渗补给。根据相关研究成果(黄河中下游(山东段)主要地质环境问题调查评价成果报告,2002年12月),黄河三角洲沿黄河侧渗补给地下水宽度为3km。
地下水径流主要受控于地形地貌和地表水文,地下水径流方向由西向东、由黄河向东南(在黄河影响带)运动。水力坡度0.5/1000~1.5/1000。
地下水位埋深一般<2m,滨海地带<1m,西南部边界地带2~3m,只有在垦利以上黄河滩区(包括内滩和外滩)>3m。由西向东、由西北向东南地下水位埋深逐渐较小。
本区浅层地下水主要排泄途径为潜水蒸发。除西南部、西部边界区域,以及宁海黄河上游沿黄地段浅层地下淡水、微咸水作为部分农村生活用水补充水源外,基本上未开发利用。
图13-1 浅层地下水环境条件背景图
四、油气资源分布与开采
东营市石油、天然气资源分布广泛,是胜利油田的重要含油气区,集中了胜利油田80%的石油地质储量和85%的石油产量。到目前为止,已探明含油面积1148.1km2,石油地质储量几十亿吨。区内油气资源的勘探工作始于1955年,1960年首次在华7井下第三系沙河街组中发现生油层,1961年在华八井下第三系东营组中获日产8.1t的工业油流,从而揭开了华北油气勘探的序幕。1962年9月23日,在东营构造上打的营2井获日产555t油流,为当时全国日产量最高的油井。从1964年开展大规模的石油勘探会战以来,胜利油田已建成了国内第二大石油工业基地。到目前为止,黄河三角洲地区已开发油田达42个,主要涉及本区3个采油厂12个油田,石油井总数4727口,石油年产量1045万t(表13-1)。
表13-1 石油开采现状一览表
油气资源的开发往往会导致水土石油污染。其污染源主要为落地原油污染、石油钻探中钻井岩屑及泥浆的污染、开采过程中油井附近石油原油抛撒、采集原油的储油罐抛撒、输油管线泄漏等点线污染源,石油化工企业等废水排放造成的河流污染现状等(照片13-1至13-8)。钻井废弃泥浆、钻井污水处理沉淀下来的污泥含有很多石油原油,石油类含量变化范围为244~57540mg/kg(干泥浆),平均值为8807.2mg/kg(干泥浆);此外,废弃泥浆中含有大量重金属铬,总铬含量变化范围为8.28~1187.0mg/kg(干泥浆),平均值为267.54mg/kg(干泥浆);钻井固体废弃物大都集中堆放于泥浆池中,完钻后平整井场,泥浆池便被填埋,对附近土壤污染较严重。作业废弃泥浆石油含量变化范围为915~37960mg/kg(干重),平均值为5855mg/kg(干重);总铬含量变化范围为1.11~485.0mg/kg(干重),平均值为145.86mg/kg(干重);作业废弃泥浆中的石油类主要来源于油井内部。
在油田的接转站、联合站的油罐、沉降罐、污水罐、隔油池的底泥、炼厂清除出来的油砂、油泥,其石油类变化范围为161500~900800mg/kg(干重),平均值为360162mg/kg(干重);含油污泥一般堆放在站周围,由当地群众回收。区内主要污染企业及其排放的污染物量见表13-2。
表13-2 主要石油类污染物排放单位及污染物排放量 单位:t
㈢ 地质环境条件评价主要包括哪些方面的内容
地质环境评价是指地质环境对人类生存与发展适宜性的综合性评回价。
地质环境评答价主要是依据环境地质问题与地质灾害对人类生存与发展的不利影响,按照“无问题(灾害)即优良”的基本原则,作出安全意义上的好坏评判。
依照评价的内容不同,地质环境评价可以分为地质环境质量评价、地质环境容量评价。
根据调查目的不同又可分为综合性评价和专题性评价。
包括地质灾害:崩塌、滑坡、泥石流、塌陷、地面沉降、地裂缝;
水资源
地形地貌景观
土地资源影响 等内容
如有疑问请追问
如满意请及时采纳
谢谢
㈣ 地质环境条件复杂程度分类问题
评估区地质环境条件是工程建设用地地质灾害危险性评估的基础。它是一个综合的概念,内涵包括区域地质背景、地层岩性与岩土工程性质、地质构造、水文地质条件、不良地质现象发育、矿产资源、断裂活动性与地震,以及人类活动对地质环境的干扰影响等要素。进行建设用地地质灾害危险性评估的前提条件,是要充分论证评估区的地质环境条件。
西气东输管道工程沿线自然地理和地质环境复杂多样,地域差异极大;即使在同一省(自治区)内变化也是相当大的。为了切实做好建设用地区的地质灾害危险性评估工作,必须划分出地质环境条件复杂程度不同的区段。依据国土资发〔1999〕392号文附件《建设用地地质灾害危险性评估技术要求》(试行)的规定,地质环境条件复杂程度划分为复杂、中等和简单三类。分类要素主要包括地形地貌、地层岩性、岩土工程地质性质、地质构造、水文地质条件、人类工程活动对地质环境的破坏程度、地质灾害发育强度等,共归纳为5项条件。只要有一条符合较复杂条件者即划分为较复杂类型。工程全线皆以上述统一规定作了地质环境条件复杂程度分类。现将工程沿线各省(自治区)地质环境条件复杂程度分类列于表5-1中。
地质环境条件是制约地质灾害成生的物质基础。一般情况下,地质环境条件复杂地段的地质灾害往往发育较强烈,建设用地区的地质灾害危险性较大。不同区段制约地质灾害成生的环境地质要素是不同的,应作具体分析。例如,黄土高原区的主导要素是岩土工程性质和地形地貌;山西山地区的主导因素是地层岩性、地形地貌和人类工程活动;而长江三角洲区的主导因素则是工程水文地质条件和人类工程活动。
表5-1工程沿线各省(自治区)地质环境条件复杂程度分类表单位:km
㈤ 环境地质条件有哪些
参照《矿区水文地质工程地质勘探规范》GB 12719-91做。
6.1.1 区域稳定性调查,收集矿区附近历史地震资料,调查新构造活动情况,分析其是否有活动性断裂的存在。
6.1.2 调查矿区所处社会环境(建筑物的类型、密度)和自然地理环境(旅游区、文物保护区、自然保护区等)。
6.1.3 勘探矿区调查内容
6.1.3.1 调查、收集地表水、地下水的环境背景值(污染起始值)或对照值。
6.1.3.2 对矿区开发影响范围的滑坡,崩塌,山洪、泥石流等物理地质现象进行野外调查。
6.1.3.3 调查地质体中可能成为污染源的物质的赋存状态、含量及分布规律。
6.1.3.4 当调查区有热(气)水时,应查明其分布、控制因素、水温、流量,水中气体及化学疽分,了解热(气)水补给、径流、排泄条件。
6.1.3.5 当矿体埋深较大(垂深>500 m)应在不同构造部位选择代表性钻孔进行地温测量,确定恒温带深度、温度及地温梯度。
6.1.3.6 矿区放射性调查
a. 矿区发现有放射性元素,但确认无工业价值时,应对其影响安全生产和环境污染作出评价。
b. 在铀矿区应对有水钻孔和地下水露头取样,测试水中放射性元素含量,同位素比值和化学成分,水文地球化学指标,研究其在水平与垂向的分布规律。
㈥ 地质环境条件复杂程度的分区
综上所述,输油管线穿越不同的构造单元,穿越地貌类型多样,沿线出露除中生界以内外的华北容地台上所有地层,岩性岩相较复杂,地质构造条件复杂,新构造运动强烈,地下水类型复杂多样,矿产资源分布不均,人类工程—经济活动强烈程度不等,地质灾害发育程度差别较大。其中地质环境条件简单的分布区段189.23km,占全线总长的37.3%;地质环境条件中等的分布区段203.27km,占全线总长的40.0%;地质环境条件复杂的分布区段115.49km,占全线总长的22.7%。各区段地质环境条件复杂程度说明见表9-8和图9-7。
㈦ 什么是地质环境,地质环境有何特征
广义的地质环境效应是指特定的地质环境在其自然因素、人为因素及其它因内素发生变化时,容地质环境相应的变化及反馈作用。我们常说的地质环境效应是狭隘的,主要指人类活动造成的效应:包括:地质环境的质量、地质环境的容量和地质环境的反馈作用等方面。地质环境质量包括:自然地质条件的稳定性、原生地球化学背景、抗人类活动干扰的能力和受污染或受破坏的程度等;地质环境容量是指特定地质空间可能提供人类利用的地质资源量和对人类排放的有害
㈧ 地质环境条件分析
1)一切致灾地质作用都受地质环境因素综合作用的控制。地质环境条件分析是地质灾害危险性评估的基础。
A.分析地质环境因素的特征与变化规律。
a.岩石物性:岩石类型、组分、结构、工程地质特征。
b.地质构造:构造形态、分布、特征、组合形式和地壳稳定性。
c.地形地貌:地貌形态、分布及地形特征。
d.地下水特征:类型、含水岩组分布、补径排条件、动态变化规律和水质水量。
e.地表水活动:径流规律、河床沟谷形态、纵坡、径流流速与流量等。
f.地表植被:种类、覆盖率、退化状况等。
g.气象:气温变化特征、降水时空分布规律与特征、蒸发与风暴等。
h.人类工程———经济活动形式和规模。
B.分析各地质环境因素对评估区主要致灾地质作用形成、发育所起的作用和性质,从而划分出主导地质环境因素、从属地质环境因素和激发因素,为预测评估提供依据。
C.分析各地质环境因素各自和相互作用的特点及主导因素的作用,以各种致灾地质作用分布实际资料为依据,划出各种致灾地质作用的易发区段,为确定重点区段提供依据。
2)综合地质环境条件各因素的复杂程度,对评估区地质环境条件的复杂程度做出总体的分区段划分。
3)各种致灾地质作用受控于所有地质环境因素不等量的作用。主导地质环境因素是致灾地质作用形成的关键,从属地质环境因素总是以主导地质环境因素的作用为前提或是通过主导地质环境因素发挥作用,激发因素在致灾地质作用孕育成熟的条件下,因其作用而导致灾害发生。因此,在预测评估过程中,应首先分析某些地质环境因素可能发生的变化及进而出现的不稳定状态,评估地质灾害发展趋势。
㈨ 地质环境条件
青岛市地处山东半岛西南端,东南濒临黄海,西、北与潍坊市、烟台市接壤,西南与日照市相邻,位于东经119°པ″~120°57འ″,北纬35°34″~37°09༼″。辖七区(市南、市北、四方、李沧、崂山、城阳、黄岛)、5个县级市(即墨、胶州、莱西、平度、胶南)。全市陆域总面积10654km2,海岸线全长730km。
在漫长的地质历史时期,经过多种形式的地壳运动和地质营力的作用,形成了山地、丘陵、平原、河流、湖泊、海洋等不同的地貌形态,不同岩性地层经风化、剥蚀、搬运作用在不同的沉积环境下沉积,形成了不同的土壤,造就了该区特有的地质环境背景。
一、地形地貌
青岛市地形总的特征是南北两翼隆起,东高西低,中部低陷。区内主要有三大山系:分别是东南的崂山山脉,主峰海拔1132.7m,山势陡峻,向西南绵延至青岛市区,北至即墨市东北部,为山东省第三高峰;北部的大泽山山脉,主峰海拔736.7m;西南部的大、小珠山、铁镢山等组成的胶南山群,主峰海拔724.9m。山系之间为胶莱盆地,地势低平,海拔一般小于50m,第四系松散堆积物主要存在于各大小河谷之中。区内山丘面积4950km2,占陆地总面积的46.46%;平原洼地5620km2,占52.75%;其他84km2,占0.79%。
区内地貌按其成因类型及形态特征可划分为剥蚀构造地形、构造剥蚀地形、剥蚀堆积地形和堆积地形四类(图12-1)。
二、气象水文
1.气象
青岛市属华北暖温带季风性大陆气候,由于受海洋环境的影响和调节,具有较明显的海洋性气候特点,空气湿润,气候温和,雨量较多,四季分明,具有春迟、夏凉、秋爽、冬长的特征。据青岛市百年来气象观测资料统计,青岛市多年平均降水量为677.95mm(1898~2002年),1996~2002年平均降水量为647.8mm,降水特点是年内各季分配不均,汛期(6~9月)占70%~76%,多集中于几次暴雨,枯水期(3~5月)占13.5%,平水期仅占5.02%;年际间降水量变化悬殊,枯水年系列持续时间较长,最大值比最小值多近1000mm,比值一般在3~4倍;在地域上,从沿海至内陆呈递减趋势,在山区具垂向分带性,自高向低递减。2002年属50年一遇的特枯年,年降水量仅为463.8mm。
图12-1 青岛市地貌类型图
青岛市多年平均蒸发量为1410mm,月平均最高值出现在5月份,为175mm,内陆蒸发量大于近海地区。
2.水文
青岛市共有大小河流224条,流域面积大于100km2的有33条,按流域可分为大沽河、北胶莱河及沿海诸河三大水系。大沽河源于招远市阜山,在莱西市道子泊村北500m处入境,流经莱西、平度、即墨、胶州各市和城阳区,于胶州市营房镇码头村南入胶州湾,干流全长179.9km,流域面积6131.3km2,青岛市境内流域面积4850.7km2,占总面积的79.11%,主要支流有小沽河、洙河、五沽河、流浩河及南胶莱河等。北胶莱河源于平度市宅科乡姚家村分水岭北麓,沿平度市与高密市、昌邑市边界自东南流向西北,于新河镇大苗家出境入莱州湾,全长100km,流域面积3978.6km2,青岛市境内流域面积1914.0km2,境内主要支流有泽河、龙王河、现河和白沙河等。沿海诸河独流入海的较大河流有白沙河、城阳河(即墨境内称墨水河)、洋河、王戈庄河(风河)、白马-吉利河、周疃河(莲阴河)等。
青岛市现有大型水库3座,中型水库21座,其中较大水库有:产芝水库、尹府水库、棘洪滩水库、崂山水库等。
三、区域地质概况
1.地层岩性
青岛市出露的地层除第四系松散地层以外,主要为中生代白垩系和古元古代变质岩系,第三系为隐伏地层。现简述如下:
(1)古元古界(Pt)
主要出露荆山群(Pt1J)及粉子山群(Pt1F)。
荆山群主要分布于胶北隆起莱西南墅镇、平度明村镇及云山镇和胶南王台镇等地。属角闪麻粒岩-角闪岩相变质,主要岩性为大理岩、黑云变粒岩、长石石英岩、浅粒岩、斜长角闪岩、透辉岩、石墨变粒岩、片麻岩等。
粉子山群主要分布于平度灰埠,属高绿片岩相—低角闪岩相变质,岩性主要为黑云变粒岩,斜长角闪岩、浅粒岩、长石石英岩、透闪大理岩等。
(2)中生界白垩系(K)
自老至新分为莱阳群(KL)、青山群(KQ)和王氏群(KW),广泛分布于本区中部台陷区。
莱阳群主要分布于胶州、胶南、即墨等地,为一套陆相粗碎屑—细碎屑的洪积相—河流相—河湖相沉积,由砾岩、砂岩、粉砂岩、长石砂岩及含砾中粒岩屑砂岩等组成。
青山群主要分布于胶州、河套、红岛、楼子疃—丰城一带及莱西、灵山卫镇等地,为一套陆相火山爆发相、溢流相的中基性—中性—酸性火山岩系,下部岩性为流纹质含角砾熔结凝灰岩、岩屑玻屑凝灰岩;中部岩性为安山岩、玄武安山岩夹安山质火山角砾岩、角砾集块岩等;上部为玄武粗安岩夹砂砾岩。
王氏群主要分布于胶州市至上马镇以北直至古岘、莱西广大地区,为一套陆相紫红色碎屑岩间夹玄武岩沉积,下部岩性为钙泥质粉砂岩夹钙质细粒长石砂岩、细粒长石砂岩,上部为杏仁状玄武岩、拉斑玄武岩及伊丁石化安山玄武岩。
(3)新生界
古近系五图组主要隐伏于平度南大洼,由砾岩、砂岩、页岩和泥质岩等组成。
第四系广泛分布于现代河流两侧、山前、入海处及准平原地区,为更新—全新统冲积、洪积、冲洪积、残坡积、海积、海陆交互堆积及人工堆积等松散堆积层。其中冲积和冲洪积层最具供水意义,主要分布于较大河流的中下游和山前地带,厚度一般10~20m,最厚可达25~30m;多具双层结构,上部为黏质砂土及砂质粘土,下部为不同粒径的砂及砂砾石层,其中有泥质夹层,边缘地带有坡积层楔入,结构较为复杂。河流愈小,砂层愈薄,分选性差,相变大;上游为花岗岩分布区,砂层颗粒较粗;在河口附近及近海洼地,冲积层中常有海相沉积夹层,岩性为淤泥、淤泥质粘土、淤泥质砂等,厚度一般小于5m。
青岛市的侵入岩主要发育有新元古代晋宁期、震旦期和中生代燕山晚期,可归并为7个单元,主要分布在崂山、大泽山及大、小珠山等地。
2.地质构造
青岛市地处华北板块南边缘胶南-文威造山带日照隆断东北部的鲁东隆起、胶莱坳断2个Ⅲ级构造单元。区内主要构造形迹为褶皱构造、韧性剪切带及脆性断裂构造,其主体方位为北东东向,次为北东向和东西向。区内脆性断裂构造具控水作用,其方向错综复杂,除部分继承古老断裂构造外,多形成于燕山晚期,为北西—南东向水平挤压应力及垂向上隆所导致的水平压力共同作用的结果,具多期活动的特点,可归纳为四组共轭断裂构造体系:①近EW(75°~85°)与近SN(5°~10°);②NEE(55°~65°)与NNW(330°~340°);③NNE(20°~25°)与NWW(290°~300°);④NE(30°~45°)与NW(300°~320°)。其中北东东、北北东及北东向力学性质多属压扭性,与之对应的共轭断裂多呈张性。
四、区域水文地质概况
1.含水岩组的划分与地下水赋存条件
根据水文地质特征的不同,青岛市地下水可划分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水、喷出岩类孔洞裂隙水、碳酸盐岩类岩溶裂隙水及块状、层状岩类裂隙水等几个含水岩组,其中以松散岩类孔隙水含水岩组为主,供水能力较强。
松散岩类孔隙水含水岩组: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,透水性强,水量丰富,单井出水量可达1000m3/d以上,水位埋深一般2~4m,水力性质基本属于孔隙潜水,局部地段在高水位时具弱承压性,其中大沽河、白沙河—城阳河为青岛市重要供水水源地,其余各流域为当地主要供水水源地。
碳酸盐岩类岩溶裂隙水含水岩组: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,一般呈夹层或透镜体产于其他变质岩中,质地不纯,多为蛇纹石化大理岩、白云石化大理岩、透辉石大理岩等。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,富水性尤强,单井出水量一般大于500m3/d,最大超过1000m3/d,水质良好。但因分布面积过小,供水局限性较大。
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,常含有益于人体的微量元素(如Sr、H2SiO3、Zn等),可形成小的水源地为局部地区供水。
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,供水意义不大。
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。
2.地下水补给、径流、排泄条件
青岛市地下水主要为第四系松散岩类浅层孔隙水,局部为少量脉状构造基岩裂隙水,大气降水为其主要补给来源,地下水的运动方向与地形坡降、地表水系基本一致。大气降水、地表水、地下水三者联系密切,转化关系明显。
从区域水文地质分区来看,本区属鲁东低山丘陵水文地质大区(Ⅲ),综合考虑区内地质、构造、地貌、地下水特征等因素,可分为3个水文地质亚区,即胶北低山丘陵水文地质亚区、胶莱盆地水文地质亚区、崂山—胶南中低山丘陵水文地质亚区(图12-2)。
(1)胶北低山丘陵水文地质亚区(Ⅲ1)
主要分布于青岛北部的平度、莱西境内,属胶北隆起的西段,地貌形态为低山丘陵,由北向南地势渐低。主要由燕山期花岗岩类和古老变质岩系组成,山间河谷中有第四系堆积,按岩性及地下水类型可进一步划分为:①大泽山花岗岩类裂隙水小区;②平度—莱西变质岩岩溶裂隙水小区;③莱西变质岩裂隙水小区;④山间河谷第四系孔隙水小区。
(2)胶莱盆地水文地质亚区(Ⅲ2)
主要分布于平度、莱西、胶州、即墨的大部地区,地质构造单元属胶莱坳断,地貌形态为河谷平原、山前平原和剥蚀平原,地层主要为第四系冲积、冲洪积层和白垩系碎屑岩类及火山岩类,由于地势低平,有利于地下水积聚,且储水条件较好,为青岛市地下水最丰富的地区。该区除接受大气降水的直接入渗补给外,还接受来自相邻其他水文地质亚区的地表水和地下水的补给,特别是其中河谷平原、山前平原第四系孔隙水和玄武岩类孔洞裂隙水,含水层较厚,储水空间较大,表层渗透性能较强,补给条件十分有利,成为本区地下水最富集的地段。该区地下水排泄方式主要为径流、人工开采和蒸发,其中人工开采为地下水的主要排泄方式。径流排泄一是通过北胶莱河向北排向莱州湾;二是汇集于大沽河向南排向胶州湾,但因地势平缓,水力坡度小,径流速度缓慢,排泄不畅。由于大量开采地下水,水位埋深加大,蒸发排泄量逐渐减少。
(3)胶南—崂山中低山丘陵水文地质亚区(Ⅲ3)
主要分布于胶南和崂山,为胶南隆起的东北段,地貌形态为中低山和丘陵,地势较高,坡度较陡,分别向北西胶莱盆地和东南沿海倾斜,岩性以燕山期花岗岩类为主,此外在若干河流的中下游第四系比较发育,形成大小不等的河谷平原。
胶北和胶南低山丘陵水文地质亚区的基岩裂隙水,大气降水几乎是其唯一的补给来源,但因山高坡陡和裂隙不甚发育,降水的大部分转变为地表径流汇集到海洋和胶莱盆地水文地质亚区,少量降水渗入到地下转化为地下水,又以下降泉或地下径流的形式很快向附近沟谷排泄,山间河谷沟溪成为汇集和排泄地下水的主要通道。由于裂隙发育深度浅,水力坡度大,地下水交替循环强烈。此区内较小的河谷平原区,如王戈庄河中下游河谷平原区具有与胶莱盆地水文地质亚区相似的补、径、排特征,只有在地下水开发程度很低的地段,如白马-吉利河中下游河谷平原区,潜水蒸发才不可忽视。
3.地下水水化学特征
青岛市地下水在成因上以陆相溶滤水为主,近海洼地及河口地带为海相、海陆交互相沉积水。自然状态下其水化学特征如下:本区外围三面环海,降水、地表水、地下水、海水在转化过程中,受海水蒸发影响,地下水中Cl-含量较高;区内地表水、地下水分布大体一致,均从山丘经平原独流入海,在径流过程中,地层介质矿物成分比较稳定,可溶性较差,特定的环境使地下水化学特征具明显分带性:从山丘→平原→海岸洼地,水化学类型由水质较优的HCO3-Ca型→HCO3·Cl-Ca或Ca·Mg、Ca·Na型→Cl·HCO3-Na或Na·Ca型,矿化度由<0.5g/L→0.5~1.0g/L→>1g/L;区内受地球化学环境影响,局部有原生劣质水,如钙质结核分布地带高氟区,海岸带及近海洼地、水封存地带咸水区等。
图12-2 青岛市水文地质分区图
五、环境地质分区特征
根据青岛市地形地貌、气象水文、地质、水文地质、植被土壤等诸因素对区域地质环境特征的作用,可将青岛市划分为4个地质环境区(图12-3)。
1.中低山—丘陵地质环境区
本区主要分布于崂山、大小珠山、铁镢山、大泽山及其余脉丘陵地带,其地貌成因类型属剥蚀构造—构造剥蚀地貌,长期接受剥蚀切割作用,地面标高一般大于50m,切割深度不等,基底岩石主要由花岗岩类组成,次为砂页岩、火山岩等,地表岩石裸露,沟谷地带谷底堆积物较发育,但厚度不大。
崂山岩体为燕山晚期崂山花岗岩组成,切割深度大于500m;小珠山、大泽山一带除花岗岩外,还有片岩、片麻岩、大理岩等,切割深度200~400m。中低山地带花岗岩类岩石坚硬,山体陡峭,岩体裂隙不甚发育。由于地面坡度大,沟谷切割深,山高坡陡,大气降水较大(除大泽山地区外均大于700mm),强风化带不发育,风化深度一般小于3m,降水绝大部分由地表呈洪流迅速排向下游,极少部分渗入地下,以泉或地下径流排出,岩体富水性差。
中低山地带植被较发育,主要为密林区和一般林区,人文活动稀少,人为污染物少,岩石风化作用及地下水的溶解作用均较弱,加之地下水交替强烈,虽然地下水富水性较差,但含盐量低、水质好,在构造裂隙密集带,多分布有矿泉水。
丘陵地带主要为上述山体的余脉,地表多为岩石裸露,岩性为花岗岩、片麻岩、火山岩、砂页岩等,山体陡峭—浑圆,岩体裂隙较发育,少部分有植被覆盖,主要为一般林区和稀疏林区,大气降水一般大于600mm,沟谷地段有薄层残积层,大气降水大部分呈洪流排向下游,部分通过裂隙或薄层覆盖层(碎石土、砂土)渗入地下,渗入过程中过滤及净化能力差。
丘陵地带由于风化作用和人为活动等,水交替作用均比中低山区有利于水盐化学作用,致使地下水中含盐量高于低山区。在市区及城镇附近,由于工业、生活污染源较多,污染对地下水水质起着控制作用,水中化学组分常出现异常,多项组分超标,矿化度可达1.0~1.5g/L,局部地段大于1.5g/L。
2.剥蚀准平原地质环境区
广泛分布于胶莱盆地中的胶州、即墨、莱西境内,地貌成因类型为剥蚀准平原,地形呈较平缓的垄岗、坡地,相对高程小于20m,标高一般小于50m,岩性以中生代白垩系碎屑岩及火山岩为主,地势较低洼处表层堆积有薄层残坡积物,厚度一般小于5m,岗地部分多基岩裸露,其余大部分为薄层残坡积的碎石层、砂土、粉土类的耕植土层覆盖,植被较发育,多以耕作地为主,土壤质地较差,表层过滤、净化防护作用较差,大气降水及污染物易渗入地下。
该区岩石裂隙发育,多为浅层风化裂隙及火山岩孔洞,由于粘土化使部分裂隙弥合充填,裂隙空间容量小,孔洞联结性差,导致其富水性差,地下水埋藏较浅。由于地形起伏小,地表径流较缓慢,水交替条件及动力条件略差,水盐作用时间长,加之地表污染,地下水中含盐量较高,矿化度一般0.5~1.0g/L。
3.冲、洪积平原地质环境区
分布于山前地带及各河流中下游河谷地带,主要在大沽河中下游平原、白沙河—城阳河中下游河间地块、北胶莱河冲积平原、胶南王戈庄河、白马-吉利河河谷平原等。地貌类型为山前冲洪积平原和河谷冲积平原,地形较平坦,微有起伏。堆积物主要为河流冲积、冲洪积形成的松散粉质粘土、粉土、中粗砂及砂砾石层,一般为双层结构,上部为粉质粘土、粉土,下部为中粗砂、砂砾石层。下部为主要含水层位,厚度一般为5~15m,局部达25m,富水性较强,水位埋深一般为2~4m,最大达10m,包气带岩性以粉土、粉质粘土为主。
图12-3 青岛市地质环境分区图
该区大气降水除平度北胶莱河区为500mm左右外,其余大部分地段为600mm左右,地表径流较缓慢。区内植被较发育,以耕作地为主,土壤质地良好,表层土过滤、净化能力较强。第四系孔隙水主要由大气降水渗入补给,另有山前基岩裂隙水补给及河水渗入,地下水主要通过蒸发、开采和向下游径流排泄。但该区是主要生产生活活动区,生活污染、工业污染及农业污染已超出“点状污染”的范围,构成了贯通的污染层(区)。该区地下水运动及交替缓慢,水与松散岩层充分接触,相互间化学作用较强烈,加之污染物的参与及人为开采的影响,地下水中化学组分及浓度从上游山前地带到下游滨海地带变化较明显,存在明显的水化学分带现象。地下水的矿化度由山前的0.5g/L到滨海的1.5g/L,在海水入侵严重地段可达3g/L以上。
4.滨海平原地质环境区
主要分布于滨海大河河口附近的条带状狭窄地段,地形平坦,地貌类型为滨海平原,堆积物多为粉细砂、粉土及海相淤泥构成,富水性差。地层是在海陆交互作用下形成的,地下水是海水与大陆淡水抗衡中形成的,水位埋藏浅。该区大气降水一般大于700mm,多为散状面流直接入海,少部分渗入补给地下水,土壤多为盐碱化或沼泽化,植被发育差,且多以耐盐荒草为主。河口地带常常是污染物集中排放及汇集地带,污染严重,其他地带多为盐场,受海潮及下伏海相地层影响,本区地下水水质极差,化学成分极为复杂,水化学类型以Cl-Na型为主,矿化度一般大于3~5g/L,盐场附近则大于10g/L。
㈩ 地质环境调查的基本内容
从人地关系来看,地质环境与社会经济相互作用过程大致包括4个关键环节:状态层、压力层、问题层和风险评估层。相应地,地质环境调查的基本内容应包括以下4个主要方面(图6-2):
(1)地质环境状态调查。在全面了解区域地质条件的基础上,通过对各种地质环境要素的调查与监测,查明地质环境系统的外界影响因素、系统结构功能、空间分异规律,研究地质环境中所发生的物理过程、化学过程和生物过程,从而掌握地质环境所处的状态,评价地质环境质量,判断地质环境现状对社会经济发展的有利方面和不利方面。
(2)物质流分析。地质环境与社会经济的相互作用主要表现为各种输入和输出物质流,物质流越大,人类活动对地质环境的作用就越强烈。通过地质环境与社会经济的物质流核算与分析,定量评价社会经济活动对地质环境的影响程度。
(3)地质环境问题调查。对自然驱动因素和人为驱动因素的共同作用下发生的各种地质环境问题进行调查,结合地质环境要素监测,了解地质环境问题的发生机理和时空分布规律,预测地质环境问题的发展趋势,实现早期预警和灾害预报。
(4)地质环境管理措施。通过地质环境问题和地质灾害风险评估,提出地质环境利用、保护和管理的技术、行政和政策措施,引导和规范地质环境开发利用的经济活动,以地质环境的可持续利用保障经济社会的可持续发展。
图6-2 地质环境调查基本内容框架示意图
现阶段,国家层次的地质环境调查肩负着为国民经济可持续发展服务的使命,是国家经济建设和社会发展的资源基础、环境基础和工程基础,以主动和紧密服务国家需求,满足国土资源规划、管理、保护与合理利用为首要任务。地质环境调查的基本任务包括:
(1)开展主要平原和盆地水文地质调查。从资源和环境的角度考虑地下水的问题,建立地下水监测网络,系统查明地下水的数量、质量和时空变化规律,评价地下水可持续利用的资源潜力及其空间分布,为地下水资源管理、保护与利用提供决策意见或建议。
(2)开展重点地区地质灾害调查。查明我国地质灾害易发区的范围,对重要地区缓变性地质灾害和突发性地质灾害进行风险评估和区划,建立全国地质灾害监测预报预警系统,提高地质灾害监测预报和应急反应能力,提出地质灾害防治方案、意见或建议。
(3)开展区域环境地质调查。查明我国主要环境地质问题分布现状、发生和发展趋势,提出地质环境宏观调控和保护对策建议,为经济社会发展对地质环境的合理利用提供依据。