山东半岛城市群地区主要地质灾害

山东半岛城市群地区地质－生态环境及有关经济指标评判~

(一)山东半岛城市群地质－生态环境总质量评判
前面已对山东半岛城市群水－土资源进行了综合承载力评判，作出相应的排序。参考国家统计局有关公报资料，在能源、矿产资源及生物资源上，也可作出相应的排序。其中，能源主要是油气和煤炭能源，两者可一并评判，见表37。
表37 山东半岛城市群地区能源－矿产资源综合评判排序


有关生物资源情况的评判，主要根据2005年的农林牧渔等总产值进行，见表38。
表38 山东半岛城市群地区生物资源产值评判


大农业生产的总产值，反映了山东半岛8个城市的农、林、牧、渔生物资源的开发条件，其排序为:潍坊;烟台;青岛;济南;威海;日照;淄博;东营。
据国土资源部门对山东半岛城市群主要地质灾害的评判(表39)，灾害排名(灾害由少到多)为:济南;潍坊;青岛和淄博;日照;威海;东营;烟台。
表39 山东半岛城市群地区地质灾害综合评判略表


地质－生态环境总质量评判，包括水资源、土地资源、能源－矿产资源、生物资源，以及地质灾害等因素，由下式计算:

山东半岛城市群地区地质－生态环境与可持续发展研究

式中:AE———地质－生态环境总质量;Ai———地质灾害各因素评判值;pi———i因子的权值，通常取1，对水资源和灾害均取2。
山东半岛城市群综合评判结果列于表40。
表40 山东半岛城市群地质－生态环境总质量评判


如果强调水资源和灾害因子，则山东半岛城市群地质－生态环境总评判值AE为:潍坊，7.8;烟台，7.6;济南，7.2;淄博，6.6;青岛，6.4;威海，5.6;日照，5.0;东营，4.8。
如果不强调水资源和灾害因子，则AE值为:潍坊，6;烟台，5.8;济南，4.8;青岛和淄博，4.4;东营，4;威海，3.6;日照，3。
在地质－生态环境的总质量评判基础上，再考虑目前已发展的经济状况及地质－生态环境可支撑的能力，以进行多因素评判。多因素评判有以下一些指标:
Z1:包括水资源利用率、人均GDP值、全员劳动生产率、人均消费品零售额数、千人拥有医生数、万人拥有电话数、科技支出占财政收入比重、城镇化水平等。
Z2:包括人均生态指标，涉及人均粮食产量、人均绿地面积、人均用水量、人均工业废水排放量、人均SO4排放量。
Z3:反映人口、经济增长与自然资源保有量之间的关系，化学需氧量(COD)浓度，森林覆盖率等，以及环境对人口的承载力。
Z4:工业发展与环境保护间指标。
山东半岛城市群运用上述指标评判的结果见表41。
表41 山东半岛城市群地区地质－生态环境有关可支撑能力的评判


续表


在上述评判的基础上进而考虑地质灾害(Z5)情况进行评判，结果见表42。
表42 山东半岛城市群可持续发展因子综合评判排序


根据上述结果再进行地质－生态环境与可持续发展方面的综合评判，见表43。
表43 山东半岛城市群地质－生态环境与可持续发展综合评判


地质－生态环境与可持续发展综合评判，采用下式计算:

山东半岛城市群地区地质－生态环境与可持续发展研究

式中:ST———地质－生态环境可持续发展评判数值;
Ai———地质－生态环境主要i因子;
Ej———环境可支撑的j因子组;
pi———i因子组的权重。
通过评判表明，烟台、潍坊、淄博、济南、青岛居于可持续发展的前列，当然，这几个城市，也有重要的不良条件存在，因而，仍然需要分别予以考虑其最佳发展途径与应采取的措施。其他城市也有可持续发展的前景，由于有的自然条件差、灾害多，或者目前已发展的基础条件还差些，因而评判分值低。整个山东半岛城市群间，需要联合协作，这样才能相互取长补短，以共同取得可持续发展。
(二)山东半岛地区主要城市的地质－生态环境问题
下面对山东半岛城市群几个重要城市地质－生态环境方面存在的主要问题，作些概略讨论。
1.济南市
济南市(全市面积8227km2，人口642.88万人(2005年底))是山东省省会，主要是政治、文化中心，也是经济与商业的重要城市，济南市存在的主要问题有水资源及地下空间开拓问题。
(1)水资源问题
有关济南市水资源的情况见表44。
表44 济南市和山东省水资源总量对比


济南市水资源量占全省比例是比较少的。地下水资源主要是碳酸盐岩中的岩溶裂隙水。济南市开发利用岩溶水资源，涉及鲁中南山地的岩溶水资源问题(图25)。
鲁中南岩溶水富水地段的面积为3062.90km2，占全区碳酸盐岩分布范围的13.9%，而其中的岩溶水开采资源量占全区岩溶水开采资源量的75.6%。岩溶水富水地段多位于人口密集和工农业发达地区，为满足当地工农业生产和生活需求，鲁中南岩溶水被大量开发。
在20世纪50年代，鲁中南岩溶水以泉水排泄为主。那时，流量在10000m3/d的岩溶大泉就有36处，泉水流量(30～35)×104m3/d，大的达50×104m3/d。70年代以来，随着人民生活和工农业生产用水的增加，岩溶水人工开采量逐年增多。1972年枯水期，泉水出现了断流。
近年来，鲁中南岩溶水开采量已超过17×108m3/a，占全区岩溶水开采资源总量的60%以上。可见，岩溶水资源的开发利用程度非常高，而全部岩溶水资源量的75%左右的实际开采资源量集中在岩溶水富水地段内。也就是说，鲁中南岩溶水富水地段，人为集中了近80%的岩溶水开采资源量。

图25 山东济南岩溶泉分布及剖面示意图(据山东省801水文地质工程地质大队资料)

济南是以岩溶泉著名的泉城，由于大量开采岩溶水资源，于20世纪70年代中期就发生过岩溶泉水断流的现象。80年代初，曾在济南市召开全国水文地质学术会议，重点讨论济南泉水断流问题。当时专家们的一致意见是，应当节省与减少在泉水所在地城市区内直接开采岩溶水资源，可在济南西部地区勘探研究以作开辟新开采的水源地，也可使抽降地下水形成的漏斗西移。至于目前济南市和西部岩溶含水层是否为不同泉域，或一个大泉域具有一些分支流域，需要作进一步调查研究，也可为合理开发利用济南岩溶泉水资源提供有力的论证依据。但此项建议一直未能很好开展。因此，气候干旱时期，济南泉水不断出现断流现象，最长断流达926d。要使济南泉水不断流，据多年地下水监测资料，应当使济南市泉水排出地带的岩溶水头值，保持在27.9m高程以上，因此，保证泉水的不断流，需要综合管理济南岩溶泉水的开发与利用。济南岩溶泉水与水位、降水量的关系见图26。

图26 济南市有关岩溶泉水资源变化(据山东省地质环境监测院)

1999～2001年，中国工程院担负国务院重大咨询项目“中国可持续发展与水资源战略研究”，也曾在研究岩溶水资源中初步研究了济南水资源问题，研究结果提出以下意见(卢耀如等，2002):
据以往调查成果分析，鲁中南地区2010年时，若地下水和地表水资源能够合理调配，尚可满足需求。但如遇枯水年份，一些重要城市如济南、淄博等均有供水缺口。2030年人口数量将达到高峰，人民生活水平亦大幅度提高，工业也将相当发达，国民经济发展各部门需水要求将是非常高的。就鲁中南水资源(包括地下水、地表水)供水能力而言，要满足本地区2030年的需用水要求，是有很大难度的。为此，对鲁中南岩溶水今后合理开发利用途径提出如下建议:
1.挖掘岩溶水开发潜力，增大岩溶水供水量
前已述及，目前鲁中南岩溶地区岩溶水资源虽然开发利用程度较高，但在不同地区，开发利用程度却有很大差别。通过对有供水意义的富水地段进行水均衡计算可发现，有开发远景(剩余开采资源量大于2000×104m3/a)的富水地段仍有多处。
2.合理调整岩溶水开采布局和开采量，保护好岩溶水环境
岩溶地区的岩溶塌陷、泉水断流等地质环境问题，主要是由于长期超量开采岩溶水所导致。因此，为防止岩溶地区地质环境问题的发生与发展，合理调整开采布局和开采量，是非常直接且行之有效的措施。下面，针对目前岩溶地区环境地质问题比较突出的济南市，就合理调整岩溶水开发的具体对策，作些探讨。
济南素以“泉城”闻名于世，“家家泉水、户户垂杨”的自然景观和“趵突腾空”的壮观景象，使济南成为北方重要旅游城市。但进入20世纪70年代以来，泉水断流甚至干枯，严重损坏了济南市的美好形象。因此，进行济南保泉供水对策研究，对保护济南市旅游资源、发展本市经济，都有着极其重要的现实意义。为此建议:
(1)调整开采布局，压缩泉区附近地下水开采量
在泉区建设地下水供水水源地，是导致济南“四大泉群”出现断流现象的直接原因。自1959年至1981年，泉区地下水开采量由7.21×104m3/d增至31.22×104m3/d，地下水位从31m下降至26.73m，1997年泉区地下水开采量17.4×104m3/d。据分析，如保证泉水常年出流，泉区平均地下水位必须保证在27.9m以上，相应泉流量为14×104m3/d;如保证泉水常年“喷涌”的景观，则地下水位必须保证在28.3m以上，相应泉流量为17.49×104m3/d。目前泉区地下水开采量为17.48×104m3/d，如维持“喷涌”，在现状开采条件下，泉城内自来水厂必须全部停采。
(2)泉水“先观后用”
对于泉区泉水可以在观赏后，再抽取净化以继续开发利用。这条措施是比较经济可行的。因为在泉区内原本就有3家自来水厂，供水管理是现成的，只需稍加改造即可投入运营。
根据泉水排泄情况，在泉水汇集处兴建泉水处理厂，沿途要严禁污水排入。如果泉水可利用率达到80%，则每天可增加(10～14)×104m3/d的供水量，相当一个大型供水水源地。
(3)兴建地下调蓄水库
在济南单斜山前地带各个河流冲积扇区，分布有面积广、厚度大的粗砂及砂砾岩层，可充分利用其较大的储水空间及与岩溶水水力联系密切的特点进行人工回灌，将地表淡水及未被利用的地表水部分转入地下，增加地下水储量。
据分析，通过兴建地下水库，可增加1.54×104m3的开采资源量。同时，将地表水转入地下储存，可减少水面蒸发并有利于水资源保护;调蓄水库建成后可抬高区域地下水水位，对保泉供水非常有益。
(4)合理调配济南市各区县间水资源
济南市辖市内五区(市中、历下、天桥、槐荫、历城区)、四郊县(商河、济河、平阴、长清等县)及一市(章丘市)，鉴于供水需求和可供水量分配不均，可以在各区县间合理地进行各种水资源调配，使其发挥更大的经济、环境和社会效益。
(5)污水利用资源化
污废水处理后分质供水，是扩大水资源量的又一途径。就济南市五区而言，目前污水年排放量为1.4×104m3/d，利用率仅为4%，故该区污水资源化大有可为。
3.地表水和地下水合理调蓄，联合调度
鲁中南地区地下水和地表水资源丰富，鉴于目前地下水开发利用程度较高，而地表水利用率尚很低的情况，进行地下水和地下水合理调蓄，可以使本区水资源发挥更大的经济效益。
对一些地区，地表水和地下水已有初步调蓄，应进一步深入规划相应措施，以取得更好的地表水和地下水的调蓄效果，解决水资源紧张问题，这些地区包括:莱芜地区乔家店水库、杨家横水库和鹏山水源地和淄河的太河水库与大武水源地。
当然，需要强调，进一步开发利用岩溶水资源需要防治诱发不良的地质环境问题，如岩溶塌陷等。而目前，首先需要开展研究的，仍是济南市东西部岩溶水文地质条件和相应的岩溶水资源的系统划分及合理开发途径问题。
济南市，除了岩溶水资源外，在济南市历城区东北部至章丘市中部的山前冲积平原，面积为453km2，第四系厚40～80m的砂砾石含水层，单井涌水量达100t/d以上，开采条件良好。但是，由于多年超采地下水资源，造成地下水位下降，使地下水埋深达30m，也引起地下水的污染。山前冲积扇砂砾石层中地下水，除了大气降水补给外，也与山区含水层中岩溶水动力条件与排泄关系密切相关。所以，山前砂卵石层地下水位的下降与山区岩溶含水层的水资源变化，也有密切关系，应统一分析与研究。
如玉符河冲积扇和山区岩溶含水层的关系见图27。

图27 玉符河冲积扇纵剖面示意图和石灰岩地下水补给关系分析(据济南市水利部门有关资料)

(2)地下空间开拓问题
济南市是闻名国内外的岩溶泉城，是必须予以很好地保护的。随着济南城市的发展，人口也不断增多，因此解决市区交通发展空间，也是济南市突出的问题。
根据城市有关交通部门的规划，济南市客流发展情况见表45。
表45 济南市中心区相应年限交通需求量


1999年济南市轨道交通筹建处根据济南的交通状况，提出了济南市城市轨道交通线网初始方案。线网初始方案由3条线路组成。
当时，有关方面专家曾进行了交流与讨论。从地质上看，我们认为(卢耀如，2000;贺可强，2005):
第一，济南市发展地下交通，应当深入调查地质－岩溶发育情况，结合城市今后发展的情况，认真地从地质条件上考虑地下空间的规划。
第二，济南市进行地下空间开拓，应当把保护济南市的岩溶泉作为首要的评价准则，线路的规划与工程的设置，必须密切根据岩溶条件考虑，需有深入研究的科学依据。
第三，济南地区修建地铁交通网，应当根据地质与保泉的要求，采用合理的适应当地岩溶情况的设计方案，合理地安排地下与地表轻轨连接的布局。
第四，济南市地下空间的开拓，应当根据长时间的工程地质环境效应，来决定建设的方案与有关措施，因为如不考虑长时间的效应，可能会在今后引起难以挽回的损失，特别要注意建成运行后对泉水的不良效应与诱发塌陷等灾害问题。
一方面，修建轨道交通，是建设地面轻轨，还是进行地下空间开拓，以地铁为主，或者地表轻轨与地铁相结合，是一个重要问题。如果以地下空间开拓为主，必须研究对济南城市岩溶含水层中地下水的运动与补给途径及地下岩溶水的水质的影响。最根本的问题就是对济南市各泉的流量与水质的影响。另一方面，城市的发展要解决交通问题，也需要发展轨道交通。
综合这两个有矛盾的因素，从保护岩溶泉城这一基本原则出发，为使今后济南市交通建设能够满足城市发展需要，特提出以下建议:
首先，控制泉水出露老城区的发展。老城区已封闭了二环路以内自备水井及自来水供水井，实行了统一管理。这对减少老城区乱开采岩溶水是有好处的。此外，老城区内不能再发展耗水企业，便于减少老城区对水资源的需求。
其次，老城区以发展地上轨道交通为主。在老城区，有人主张轨道交通埋深在8m以内。即使如此，也仍是会破坏岩溶水的排泄运动路线的，因为岩溶水是涌出济南市地表的有压水流，浅埋的隧道仍会对岩溶的排泄产生重要影响。其他城市已证明，深入含水层中的混凝土桩及地下建筑，对地下水的渗流及渗流量有很大的影响，而且也明显影响到地下水的水质。
再次，轨道交通线应以泉城西部新区为主。在新发展的济南西部地区，可较多考虑轨道交通，尽量建设在第四系及非碳酸盐岩地带，以和东部城区相连接，但深入地下深度也应当以不影响岩溶水排泄运动的规律为主。西部的轨道交通，也可尽量建在第四系与石灰岩界面以上地带。
总之，济南市城市建设需要轨道交通，但从保护济南岩溶泉水这一珍贵资源出发，应当更多深入地研究济南市地质－生态－环境以及地下空间开拓的综合效应。
2.青岛市
青岛市面积10655km2，人口819.55万(2005年底)，主要的地质－生态环境问题是水资源、镉污染和海平面上升。
(1)水资源问题
青岛市的水资源匮乏问题，20世纪60年代初就已存在，后来引黄入青，才缓解了供水困难的局面。青岛水资源情况见表46。
表46 青岛2005年水资源总量


青岛市多年平均水资源量为13.91×108m3/a，P50%时为9.7×108m3/a，P95%时水资源量只有7478×104m3/a。2005年青岛市用水量已超过10×108m3/a，而当年水资源量达23.70×108m3/a，但考虑到生态水流量只应占当地水资源量的40%左右时，则2005年青岛市用水量已达当年水资源量的42.6%。如遇上旱年，青岛市的水资源将很紧张。
青岛市水资源的水质不是很好。青岛市评价河段数为915.2km，而全年超标河段长达660.2km，超标率为72.2%。青岛地区水库的水质，在10个水库中，有4个水库为Ⅱ类水，2个水库为Ⅲ类水，4个水库为Ⅳ类水。青岛不同季节水库水质列于表47。
表47 青岛地区水库水质类型


就地下水而言，青岛市潍弥白浪的平原区和胶莱大沽平原区，地下水水质为HCO－3－SO2－4－Na2+－Ca2+型水，作为饮用水，水质不好。
青岛市地下水污染情况见表48。
表48 青岛市地下水污染状况统计单位:km2


V类水在平原区占平原面积的21.6%。所以，从水资源数量及质量上看，青岛市水资源仍是制约青岛市发展的首要问题。
(2)镉污染问题
在环境污染中，需要提及毒性排名第三的镉(Cd)的污染问题，镉克拉克值为0.2×10－6，岩石中平均含量为0.058×10－6。
镉在工业上有重要经济价值，在国民经济中占有重要地位，正是这种原因，导致了镉的环境污染。对于人体而言，镉是一种仅次于黄曲霉素和砷的有害元素。人的体内本身不存在该元素，也就是说，镉不是人体内必须元素。它的存在无论多少，都是一种祸害，只不过是当摄入量少时，对人体影响小一些，摄入量多时，危害严重一些。镉对人体的危害表现在干扰人体对铜、钴、锌和钙等有益元素的代谢，抑制激活酶系统，从而造成对肾脏、骨骼及肺部的损害。所以，国家在对镉的环境问题上有严格要求，对大气和烟尘等的工业排放都有限定标准，特别是对人们每天的必需品(如食品、水、肉类和鱼类)含量有严格要求。青岛地区岩石、土壤及海水中镉的含量及国家标准(GB18668—2002)见表49。
表49 青岛地区岩石、土壤、海水中镉含量及国家标准


(据徐建民，2005)
由表49可见，岩石、土壤、海水中都含有镉，但含量并不是太高。检测发现，海洋贝类中镉的含量已较高，见表50。
表50 海洋生物镉含量及国家标准单位:10－6


注:*指菲律宾蛤。(据徐建民，2005)
已有研究表明，人体中镉含量相对较低，青岛市各水体中镉含量列于表51。表51说明，只有胶州湾内孔隙水镉含量较高，为0.023×10－6，其他都小于0.n×10－9。
表51 青岛地区水体中镉含量 单位:10－9


(据徐建民，2005)
青岛地区镉主要集中在胶州湾东部表层沉积物中，最大为1×10－6，高含量集中于大港口北侧、海泊河口北侧和李村河口南侧。
目前，青岛蔬菜中镉含量为(0.004～0.045)×10－6，相对在允许值之内。只是海洋贝壳、鱼类中镉含量较高，故食用海产品还是要有控制。海底沉积物中镉含量高，主要是污染物中镉的累积所致。
青岛地区含镉高的土壤———褐土，与形成土壤的母质———变质岩一样，分布范围小，其含量虽然还不到影响植物生长的程度，但也应引起重视。一是今后需提高精度进行调查，应在现有区调的基础上，在以人居环境为目的的重点地区开展详细调查，将含镉高的植物及农作物检析出来，将造成镉污染的化肥、农药、饲料查清，分门别类进行有效的治理;二是在已查明的镉高值(如褐土壤)区，禁止进行农垦、放牧和养殖，可人为地进行植物栽种，如种植加拿大杨、旱柳、白榆和桑等木本植物，在水量充沛的水田区可种植苎麻，让这些植物进行自身的土壤修复，可避免有毒的镉通过食物链进入到人体内;三是在镉含量较高的地区进行封闭的酸碱调和沉淀，施用促进还原的有机物质使镉形成硫化物沉淀而降低土壤镉含量，例如，施有磷酸盐类物质可使镉形成难溶的磷酸盐沉淀。
(3)海平面上升问题
青岛是滨海的城市，有岩石海岸，也有平缓的滩涂与平原海岸带。
青岛海水入侵始于20世纪70年代，80年代最严重，由于采取控制开采滨海地带地下水资源措施，90年代相对稳定。
青岛市海水入侵总面积为159.64km2，占青岛市总面积的2%左右，主要是在人口集中、工业发达的滨海地带，如大沽河下游、白沙河—柳阳河下游、洋河下游、黄岛辛安等，因而危害极大。
全球温室效应导致气候变暖，海平面还会上升，将会对青岛市的发展构成重重危害。前已论述，第四纪末次冰期时，渤海以及黄河的海平面，比目前海平面要低百米以上，而在全新世暖期时(距今5千至7千年)，海平面迅速上升，平均上升速度为0.02m/a。在21世纪，海平面可能由于温室效应而上升0.5～1m，21世纪末可能上升3m，有的人认为可达6m，这样将会对青岛的海港和滨海平地区的工农业都构造严重威胁。
在1880～1998年，全球温度变化有两个显著的增温期，1910～1942年全球温度上升0.4℃，1976～1998年全球温度上升了0.35℃。
1971～1975年，中国海平面从－3.9m上升到7.5m，上升了11.4m。
随着海平面上升，气温升高，风暴潮的灾害也将加剧。因此，应当未雨绸缪，在青岛今后的发展中，需考虑海平面上升造成的影响。
此外，根据调查，青岛地区花岗岩体中x射线辐射水平基本上是正常的本底值，平均为9.36×10－8GY/h，人工放射性污染不明显，天然辐射为本底值。此外，在x射线辐射水平较高的燕山晚期花岗岩体上，全国x剂量率平均为6.2×10－8GY/h，山东省平均为(6～7)×10－8GY/h，偏高，但仍在天然辐射本底外辐射的变化范围内。
对青岛地区放射性地面核素(238U、232Th、40K)浓度的详细测量结果显示，238U浓度平均为28.60Bq/kg，略低于全国平均值33.0Bq/kg和全省平均值30.9Bq/kg。放射性232Th浓度平均为60.25Bq/kg，明显高于全国平均值41.0Bq/kg，是山东省平均值25.6Bq/kg的两倍多。放射性核素40K浓度平均值为1083Bq/kg，是全国平均值440Bq/kg和全省平均值599.2Bq/kg的两倍多。232Th放射性核素偏高与青岛－李村断裂带有关，而40K偏高与花岗岩体的钾化程度成正比，虽然数值偏高，但未形成放射性核素高浓度背景区。
3.淄博市
淄博市面积有5938km2，人口442.44万(2005年)。淄博市处于鲁中南山地，主要有煤炭资源，石化工业、陶瓷工业发展较好。淄博地区存在的主要问题是水资源的开发利用及矿山环境与地质灾害。
(1)水资源的开发利用
淄博地区多年平均水资源量为12.4×108m3/a，2005年径流深约190mm，比2004年的220mm低，但高于多年平均值130mm。2005年，地下水资源量有10×108m3，总水资源量约有15.55×108m3/a，而多年平均水资源量只有16×108m3/a左右，地下水资源多年平均也有7×108m3/a左右。因此，对淄博市的水资源而言，地下水资源，特别是岩溶水资源，还是主要的。据水利部门计算，2005年除了排入地表、为地表水重复计算量以外，淄博地区地下水资源量只有5.38×108m3/a。应当从地下岩溶水资源量有10×108m3/a这个数据，考虑其合理的开发利用问题。
2005年，淄博市供水也是以地下水为主，全市全年供水10.2×108m3/a，其中地下水占2/3。目前，淄博市可开发利用的水资源，已经近于极限。以多年平均水资源量16×108m3/a，2005年供水量10.2×108m3/a计，2005年供水占多年平均水量的63%。从上下游生态需求上看，不能再增大开发量。通过地下调蓄，及增加利用雨水资源和地下水库储集量(前已论述)，以应对旱年对水资源的需求。
淄博市评价污染河段长148.8km，超标率为100%。据环保部门调查，淄博地区3个水库，非汛期时水质为Ⅵ类水。
从目前水质情况看，淄博地区地下水质以Ⅰ—Ⅲ类为主，平原区有895km2为Ⅳ类(表52)。淄博市炼油化工厂，曾引起当地的地下水污染，后经处理，情况有些好转。张店污水处理厂可进行17×104t/a污水的三级处理。
表52 淄博地区地下水水质类型统计 单位:km2


淄博市还存在超采地下水的问题。
淄博—潍坊采区地下水漏斗，分布于沂蒙山北翼冲洪积平原，自滨州市邹平县青阳镇东至潍坊市东昌平县卜庄，涉及滨州、东营、淄博、潍坊4市，总面积42891km2。淄博—潍坊地下水超采等值区划见图28。
地下水漏斗区位于孝妇河、淄河、潍河、弥河、白浪河及其冲洪积扇上，含水砂层厚度大于10m，有砾石—细砂层变化，单井涌水量达500～1000m3/d，有的地带可大于3000m3/d。
由于超采导致地下水位下降，地下水最大埋深达40m，滨海地带也出现海水入侵，海水入侵区面积达482km2。
(2)矿山环境与地质灾害
2000年淄博市开采固、液、气矿产资源的矿业产值达16.47亿元，排在以油气为主的东营市和以固体矿为主的烟台市之后，位列山东半岛地区的第三。2004年，矿产产值达31.94亿元，仍居第三位。
淄博煤田、坊子煤田和龙口煤田，矿区塌陷面积已达42.113km2，塌陷中心深达0.1～12m，淄博和坊子煤矿的复垦率达84.0%～99.3%，在全国处于领先地位。
淄博黑旺铁矿朱崖矿区庙子采空区，塌陷面长达310m，宽8～12m，深6～8m，曾陷入12家民房。今后这个铁矿区的塌陷问题，是不可忽视的。

图28 淄博—潍坊地下水位超采等值区分图(据山东省地质环境检测院)

4.其他城市
其他几个城市，也都存在着重要的地质－生态环境问题。
东营，存在海水入侵、水资源不足、与存在有地下水漏斗，以及地面沉降、黄河变迁与风暴潮危害。
烟台，主要有海水入侵、风暴潮及地质灾害。
威海，存在海水入侵、地震灾害威胁及风暴潮灾害。
莱州湾南岸，风暴潮的危害会更加严重，特别是今后全球温室效应造成的气温上升、海平面上升，对东营、烟台、威海3市，都会构成严重的危害。
2005年8月9日“麦莎”台风在大连旅顺口两次登陆。为应对台风灾害，山东省主要在莱州湾南岸转移人口5.6万(图29)。今后这种情况还会加剧，结合威海的地震活动，渤海及黄海产生地震－风暴潮的灾害是需要有力地防范的。虽然2005年山东沿海城市的台风及风暴潮没有造成大损失，但这种危险性是不可忽视的。
日照、潍坊，也都存在水资源的问题。日照的海水入侵，潍坊的地下水过量开采产生的大漏斗，以及今后海平面上升造成的危害，都需要很好地考虑应对措施。

图29 2005年登陆我国大陆的台风登陆地点和受灾区分布(台湾资料暂缺)(据国家减灾委公报，2006)

山东半岛城市群地区发育的主要地质灾害(因素)有地震、地面沉降、海水入侵、土地盐碱化、地面塌陷、地裂缝、沙土液化、黄河尾闾摆动、海底滑坡、泥流、海底崩塌、海岸侵蚀、活动断裂、海底浅层气、风暴潮、河口港湾淤积、水下软泥层、活动性沙丘、地下水污染、古河道等。这些潜在的地质灾害(因素)严重地威胁着上述地区的人民生命与则产安全，查明它们发育的时空特点将有助于环境地质质量的评估。
动力来源和形成机制决定着各种地质灾害的时空分布特点、发育过程、关联性、危害性和可控性。通过对山东沿海及近海地区各种地质灾害发育特点的系统分析，着眼于各种地质灾害形成的机理，山东半岛城市群地区的地质灾害划分为地面变形、斜坡灾害、流体灾害、水土环境变异等。

在上面论述地区稳定性时，已涉及地震的灾害。地震也是地质灾害的一个重要灾种。在有关水资源的讨论中，也已经分析了山东半岛的旱涝灾害问题。这节着重讨论山东半岛存在的其他主要地质灾害。

地质灾害是自然界不可避免的现象，人类的不当开发，或未能对其很好地进行防治，都会激发、加速或加剧地质灾害的发生与发展，增大其危害性。自然界中的地质灾害，有缓变性地质灾害，如海水入侵、地面沉降、沉陷等，也有急变性地质灾害，如滑坡、泥石流、岩溶塌陷等，下面分别简略分析。

1.海水入侵灾害

在海岸带地区，经常会产生海水入侵使陆地地下水被海水浸染，增大含盐度，会失去作为饮用及工农业供水的价值。海水入侵也会破坏岩体的力学性质，增大产生滑坡等灾害现象的危险性。海水入侵还会增强对碳酸盐岩的岩溶作用，等等。

环渤海地区，海水入侵是广泛的现象(图18)。实际上，除少数为海水完全入侵地带外(图18中1区)，多数是海水入侵与地下水相混合地区，形成咸水－微咸水的混合带，其影响宽度在1km至15km以上。

图18 环渤海地区海水入侵现状图(据孙晓明，2005)

莱州是重要的海水入侵地区，其地下水矿化度可由150g/L，经32km的渗流途径，与入侵地下海水不断汇合相混后，变成矿化度为2g/L的微咸水(图19)。大王—羊口地下水矿化度变化见图20。

图19 莱州湾南岸固堤—央子地下水矿化度变化剖面(据徐建国，2005)

图 20 大王—羊口地下水矿化度变化剖面( 据徐建国，2005)

莱州湾南岸海水入侵始于 20 世纪 70 年代末，当时是局部地区发生海水入侵，后来由于 80 年代初潍坊、昌道、库克等地加强了地下水资源开采，另外河流中、上游修建水库，使地表水补给量减少，而诱发了海水大量入侵，使咸 ( 海水) 与淡 ( 地下水) 界面向陆地迁移，形成大宽度的海水 － 淡水混合带，原先淡地下水的矿化度一般在 500mg/L 以下，少数达 1000mg/L。

莱州湾地下水超采与海水入侵关系见表 29。

表 29 莱州市地下水超采量与海水入侵

( 中国地质调查局海洋地质研究所)

莱州市1976年海水入侵面积为15.8km²;至1989年，海水入侵面积已占全市面积的11.12%，入侵速度由46m/a增至404.0m/a;至2001年，莱州市海水入侵已达260km²(李萍，2004);目前海水入侵面积为304km²。据1976～1989年的初步统计，莱州湾地区累计开采地下水38×10⁸m³，地下水位平均下降15m左右，地下水漏斗面积达2000km²，低于海平面的负值区有1600km²。

龙口市海水入侵面积为78.4km²。烟台市从70年代起开采地下水，由于海水入侵，地下水氯离子含量由0.13g/L至1981年已变为1.7g/L，1989年，海水入侵线已达850m。

青岛地区海水入侵面积达95.6km²，也开始于20世纪70年代。1981～1988年，大沽河流域海水入侵峰面内移750m。1981年开始开采地下水资源，在李哥庄一带形成面积约100km²的地下水降低漏斗，中心最低水位－8.13m。1990年由于引贵济青工程输水，地下水开采减少，1994年丰水期漏斗平复。

青岛其他地区，如白沙河—城阳河下游、黄岛辛安等地，也有海水入侵，加上胶南市、胶州市和平度市，这几个地方海水入侵面积已达159km²。

渤海的海水总矿化度为34.4g/L，黄海为33.33g/L，在大连地区海水与岩溶含水层中总矿化度为0.62g/L的淡水混合后，形成的地下咸水总矿化度为8.14g/L，是由76.78%的岩溶淡水和23.22%的海水相混形成的(卢耀如，1999)，则:

山东半岛城市群地区地质－生态环境与可持续发展研究

式中:V_f、V_b、V_s———形成体积为V_b的咸水时，相应地下水和咸海水的体积为V_f和V_s(L);C^Cl_f、C^Cl_b、C^Cl_s———分别为地下淡水、混合后咸水和海水中Cl^－离子含量。

在山东半岛莱州湾地区，卤水矿化度达50～150g/L，这不是海水的自身总矿化度，实际上是经蒸发、浓缩的盐卤水，就是说海水入渗后，经过自然和人工蒸发浓缩，使地下水中矿化度达到50～220g/L，其中包括了古海水入侵后，经过地下蒸发不断聚集的卤水。从这个数值上看，莱州湾海水入侵是叠加了古海水入侵的影响。

莱州湾东南岸地区海水入侵面积于1979～1993年是急剧增加的，近几年面积扩大率稍有所下降(图21)。

图 21 莱州湾东南岸地区海水入侵面积变化( 据徐建国等，2005)

海水入侵，在世界滨海城市也多有发生，地下水中所含 Cl－离子含量可作为海水入侵强度的一个指标，前面已讨论了环渤海北岸大连地带海水入侵的强度，下面将国外一些地区海水入侵、造成 Cl－离子增多的情况列于表 30。

表 30 世界部分沿海国家 ( 地区) 海水 Cl－含量

莱州湾地区海水入侵是严重的，其中也包括高浓度盐卤水入渗形成的地下水。

2. 地面沉降灾害

在莱州湾地带的东营市，由于开采油气资源及地下水资源，于 1985 年发现了地面沉降。地震部门曾用大面积精密水准测量复测了地壳形变规律，结果表明，丘陵区、莱州湾南岸及鲁北平原埕宁隆起的东部，几十年来处于抬升状态，最大抬升区在胶北断块隆起区，上升速率为 4 ～8mm/a，东营—垦利地面沉降量最大达 80mm，利津县以北地带，沉降速率为 4 ～8mm/a，寿光西部地区，沉降速率也是 4 ～8mm/a。2000 ～2003 年，对该地进行了复测，发现地面沉降量为248 ～397mm。2002 ～2003 年，东营地面沉降观测点有43个，沉降量在 10 ～30mm 以上。

地面沉降，必定会诱发或加剧海水入侵，莱州湾其他地区存在的地下水大降落漏斗，也存在着加剧海水入侵的问题。

3. 矿区地面塌陷

地面沉降，相对是个缓慢形变的过程，而地面塌陷，主要是由矿山开采引起的，有缓变发展的过程，也有突然发生的现象。山东半岛地区采煤、金、铁等矿产资源引起了较多的地面塌陷现象，特别是大面积煤田采用冒落式方法开采，引起地面塌陷、沉降现象更加严重。山东半岛城市群矿区地面沉降概况见表 31。

表 31 山东半岛城市群矿区地面沉降概况

( 山东省国土资源厅)

目前已闭矿的矿山，有的进行了复垦。矿山开采过程中，尾矿、排土厂等对环境影响较大，尚需治理。总的看来，山东半岛城市群地区，煤矿、金矿及铁矿的矿山环境问题，相对影响的地域比环渤海北翼这一带要小些，但也是今后需予以关注的地质灾害现象。

对山东半岛地区开采地下水诱发地质灾害、影响地质环境的情况进行了综合评价，见图 22。

4. 滑坡、泥石流地质灾害

滑坡、崩塌与泥石流是常见的地质灾害，山东半岛地区也常发生。滑坡、泥石流等灾害多是突发性的，易造成突发性灾害，但是，多有相应的早期形变迹象，如后沿岩土体开裂，滑坡前沿的挤压、隆起，或有少量塌方、崩落等前兆现象。

图 22 山东半岛城市群地下水诱发灾害对环境质量影响评价( 山东国土资源厅供图)

1648年，郯城－莒县地震，诱发了体积为480×10⁴m³的滑坡;近期有济南长清马山滑坡、崩塌群，长600m，宽500m，平均厚15m，体积近300×10⁴m³，都是规模较大的滑坡。济南历城区西营镇十崖村，于2000年8月暴雨后山体坡面出现35处滑塌点，形成泥石流，毁农田4hm²，牲畜死亡50头，冲垮桥梁7座、树木3000多棵。1998年，淄博山区也发生了泥石流，20多公顷耕地被毁，270hm²农作物被毁，并毁坏光缆、供电线路。

山东半岛城市群发生滑坡等地质灾害的情况见表32。山东半岛地区崩塌、滑坡、泥石流灾害，规模比中国西部地区小得多，最主要的是减轻及避免这类灾害，需要及早监测发现，以便提供适时的依据，采取相应措施予以防治。最主要的一点是，工程建设中，特别注意不要随意开挖施工，避免天然状态下稳定的岩体坡角被破坏而诱发滑坡、泥石流等地质灾害。

表 32 山东半岛城市群崩塌、滑坡、泥石流灾害概况

( 山东省国土资源厅)

5. 岩溶塌陷灾害

在碳酸盐岩分布区，长期超量开采岩溶地下水，会使岩溶地下水位持续下降，并导致岩溶水与上覆第四系孔隙水水动力条件发生变化，并对岩土体稳定性产生影响，从而诱发岩溶塌陷的发生。目前，鲁中南地区岩溶塌陷主要发生在泰安、枣庄、莱芜等地，危害性非常突出。

(1)泰安市岩溶地面塌陷

主要发生于泰安旧县、铁路三角区及东郊訾灌庄一带。1970～1994年，在25km²范围内，共发生塌陷152处。塌陷直径一般1～6m，最大16m，深度在铁路三角区为4～8m，訾灌庄一带为2～5m。旧县地面塌陷造成9个村庄房屋开裂倒塌。20世纪90年代初期，京沪铁路行经本段列车车速限在5km/h。后来，经过勘测处理，如采用旋喷桩、灌浆、连锁铁轨及控制地下水开采等途径，使这一带岩溶塌陷的灾害得到控制。

(2)枣庄市岩溶地面塌陷

主要发生在十泉水源地、丁庄—东王庄水源地及薛城区大吕巷等地，1980～1996年累计产生塌陷200处，目前塌陷分布面积达25km²。塌陷多为点状椭圆形，直径3～10m，东王庄西桥附近一处最大塌陷坑，长80m，宽60m，深1.5m。

塌陷的发生使部分村民住房的地面、墙壁开裂，给人民生命财产安全带来一定威胁。同时，地下水位的大幅度下降，又导致顺河道排放的污水渗入地下，使岩溶水遭受污染。

(3)莱芜市岩溶塌陷

岩溶塌陷主要发生在阵公清—西泉河一带铁矿区，由于铁矿生产和当地工农业生产长期大量采排岩溶地下水而引起。1973～1997年间，共发生岩溶塌陷139处，塌坑最大直径35m，最大深度13m，累计塌陷面积6435.0m²。

在这个岩溶塌陷区范围内，共有13个村庄的民房受到不同程度的破坏。其中，199户的1001间房屋破坏严重，裂缝宽度超过4cm，被迫搬迁。

此外，在临沂市区、沂源县、平阴县、蒙县及蒙阴县等地，亦有一定规模的岩溶塌陷发生，造成很大的经济损失。

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山东半岛城市群地区主要地质灾害视频