濕地的工程地質問題
A. 第四系鬆散堆積物因子及其主要環境地質問題
三江平原第四系鬆散堆積物十分發育,它分布廣、厚度大、地層完整、含化石豐富。第四系鬆散堆積物是岩石圈轉化而來的一種重要物理風化現象形成的,是崩塌、滑坡、搬運地質作用的產物。第四系鬆散堆積物其基本母質來於岩石,同岩石圈有著非常密切的聯系,屬未固結的近代沉積物,是岩石的風化物經過水力、風力和重力的搬運作用形成的,具有不同程度的分選和沉積韻律的特點,未經固結且質地疏鬆。
一、第四系鬆散堆積物沉積的特徵
(一)沉積特徵
三江平原在地質上是一個長期間歇性沉降的內陸斷陷,處於三面環山和三大江匯流之後,在這樣獨特的地質-地理條件下,第四系沉積物必然是十分發育和具有特色的。
根據原地礦部九○四水文地質工程地質大隊在三江平原工作成果,三江平原第四系的成因類型十分復雜,它包括殘積、坡積、洪積、沖積、湖積、風積、沼澤沉積、冰水沉積和一些混合成因類型。主要有河流滯留相和沖洪積相。在平原的邊緣山麓地帶還有一部分冰磧物。在時間上,沖積成因的河床相砂和砂礫沉積佔有最大比重,從而在平原內構成了一個統一的大厚度第四系含水岩組。在三江平原表層,漫灘-沼澤相富含有機質的淤泥質砂質粘土和漫灘相砂質粘土、亞砂土,共同構成了復雜分布,成為平原內大部分地區承壓含水層的隔水頂板,同時也是促成三江平原沼澤廣布的重要因素。
三江平原第四系的厚度較大。除平原邊緣和殘山殘丘附近厚僅50~100m外,平原內部厚度一般為120~200m,最厚可達240~280m。第四紀中不同時期的沉積物,自新到老,從上到下構成了既嵌入又疊置的上疊型沉積。
三江平原第四系的岩相變化規律是西粗東細、北粗南細和北厚南薄。就地表物質組成而言,東西兩半部的差異極其明顯。以街津山、二龍山、烏爾虎力山、別拉音山至雙山一線為界,西半部地面物質較粗,粘土、砂質粘土層很少或缺失,亞砂土、砂,甚至砂礫層往往直接出露地表。東半部地面物質較細,地表常見3m以上甚至十幾米厚的粘土、砂質粘土覆蓋層。
三江平原第四系沉積物的平均粒度比我國東部其他堆積平原粗。其岩性以砂礫石和礫質中粗砂為主,很少有粘性土夾層。粒度組成在剖面上表現出3個大的韻律,與下伏古近-新近系含煤砂泥岩系的粒級差異是比較明顯的。在重砂礦物中,以風化能力較低的角閃石和綠簾石為主,形成非穩定礦物組合,其風化系數在剖面上低於孔平均值,反映了第四紀全球性氣候變冷的特徵,與古近-新近紀以褐鐵礦、鈦鐵礦等金屬礦物為主的穩定礦物組合截然不同,反映了不同按氣候條件下化學風化作用的明顯差異。但其重礦物組合對第四紀不同氣候期的反映不甚明顯,只在中更新統出現了鋯英石的低含量帶。
(二)化學特徵
據現有資料(表6-26)分析,地表以下的第四紀地層中,微量元素含量以Ti為最豐富,其次是Sr,含量最低的微量元素為Cd和Mo。在7~13m處,Ti、Cr、Cd、Cu、Sr等含量明顯增高,而Ni、Mo、Zn等含量明顯變低。其他比例失調的元素還有Be、Hf、Zr、Ca等。地層內不同深度鐵氧化物類型(表6-27),在7~15m之間,FeO>Fe2O3,說明此區間為典型還原條件下沉積的地層,三江平原多數地帶具備此特點。由於在7~15m之間多數地帶分布1層或數層淤泥質砂質粘土,沉積時為還原環境,因此導致水質不好。許多民井打在此地層上,造成了地方病的高發。地層中其他氧化物隨深度變化不明顯(表6-28)。與表層土壤相比,第四紀地層中K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO2-4、NO-3等可溶鹽含量很低(表6-29),其中NO-3小於0.10mg/L,這說明地表以下第四紀地層受污染較輕。以上各種元素及氧化物分布規律比較實際地反映了三江平原第四紀地層的原始景觀環境。
表6-26 三江平原第四紀地層中微量元素的含量
(五)土體崩塌
土崩主要發生在一些大型取土坑內,是由於人類挖土燒磚工程活動,在台地陡坡處開挖出現土體陡坡,通過地表水滲透沿土體垂直裂隙切割,使土體陡坡垮落。比如湯原縣正陽鄉位於湯旺河與松花江匯流處,其新勝村東南大型侵蝕溝溝岸坍塌,流失土方量200m3,下游溝口淤積泥砂厚達2.5m多。松花江凹岸,由於水流長期侵蝕作用,岸邊多處失穩形成崩塌,平均每年因江水側蝕造成岸邊崩塌寬度1~2m。
B. 與地下水有關的地質災害與地質環境問題有哪些
基本所有地質災害及大部分地質環境問題都與地下水有關,主要有滑坡、泥石流、地面版塌陷、地面沉降、海水權入侵、土壤鹽漬化、土壤荒漠化、水土流失、濕地退化、地下水污染等等,每一個都與地下水有直接或間接的關系,哪個有疑問我可以祥答
C. 濕地保護與修復的目標和原則
會仙岩溶濕地作為我國低緯度、低海拔亞熱帶岩溶地區唯一倖存的大型岩溶濕地,在我國地質、地理、水文、岩溶學、生態學等研究領域具有重要地位,其地處桂林市老城區和正在建設中的西城區、雁山行政中心之間、桂林岩溶峰林平原中央,擁有我國旅遊黃金水道灕江風景的區位優勢,具有特殊的水文、生態調節功能和作為桂林國家旅遊綜合改革試驗區大型原生態休閑旅遊觀光景區的巨大開發潛力。綜合考慮濕地內相思埭(古桂柳運河)等歷史文化古跡所蘊涵的歷史價值和深厚的文化底蘊、濕地開發利用現狀、區域經濟發展,確定了對會仙岩溶濕地進行全方位的保護(遏制濕地退化)和以水系統修復為主導、生物措施與非生物措施相結合的生態修復模式;同時,在保護的基礎上兼顧濕地的經濟價值和社會價值的開發,重點發展以生態休閑為主導的綠色產業,促進桂林旅遊觀光和休閑度假產業的發展,帶動濕地及周邊農村的經濟建設,促進農村產業結構調整,改善群眾生活,提高人口素質,擴大科研學術交流與文化普及,進一步提高桂林城市的知名度,以對濕地的最小破壞獲取最大的生態、經濟價值。以分階段逐步將會仙岩溶濕地建設成為繼桂林市「兩江四湖」以後的另一個集防洪抗旱、旅遊觀光、生態休閑度假、洞穴探險、科學研究與文化交流、科學普及等於一體的多功能城市綜合生態景觀工程、桂林國家旅遊綜合改革試驗區主題園區、桂林市的後花園、國家岩溶生態科普教育與研究基地、跨流域岩溶水資源調蓄試驗區以及桂林西城區生活污水自然凈化試驗區為總體目標,並在條件成熟後,爭取分步申報列入《國家重要濕地名錄》、《世界重要濕地名錄》。
為實現上述目標,應堅持如下濕地修復原則:
1)堅持以水生態保護和修復為主線,工程措施與生物措施相結合,實現對整個濕地生態系統結構、功能的優化和生態環境的改善,使會仙濕地成為一個生態結構合理、系統穩定的良性濕地生態系統。
2)堅持生態優先,生態、經濟與社會協調發展的原則。堅持在保護的基礎上進行開發,以開發促保護。在保證生態系統得到良好修復的前提下,合理利用資源,建立以濕地保護區為核心的多種類、多層次的生態經濟開發示範區,重點發展休閑旅遊、綠色經濟產業,實現生態經濟的可持續發展和生態、經濟與社會效益的最大化。
3)充分遵循自然規律,科學規劃,因地制宜。按照濕地生態演替理論,分析濕地退化的機理和過程,確定主要影響因子,以自然修復為主導,或輔以人工措施,實現退化生態系統的恢復和改良。
4)堅持統一規劃、分步實施的原則,注重長期、中期與近期目標相結合。既要按照濕地生態系統的運行規律和保護、開發目標進行統一規劃,保證會仙岩溶生態系統修復或開發的科學性和嚴謹性、整體性,又要從實際出發,量力而行,分步實施,重點優先,滾動實施。先保護,後開發,在保護的基礎上進行開發,以開發進一步促進濕地保護和生態系統的恢復。
5)堅持國家投入為主體,政府在規劃、建設中發揮主導作用,行使管理和引領職能;群眾積極參與,科研、設計部門積極配合,是實現濕地修復與開發的重要保證。
D. 濕地與岩溶濕地概述
一、濕地與岩溶濕地的概念及主要特徵
濕地與森林、海洋並稱全球三大生態系統,也是地球表面獨特而重要的、價值最高的生態系統,它與森林、草地、農田、海洋等生態系統共同維系著地球表層生物多樣性和生態平衡,是功能不可替代的自然綜合體,素有「地球之腎」之美稱[1],具有涵養水源、凈化水質(修復受污染水體)、調蓄洪水、控制土壤侵蝕、補充地下水、美化環境、調節氣候和改善空氣質量、維持碳循環和保護生物多樣性等極為重要的生態功能[2,3]。因此,濕地具有巨大的經濟、生態和社會效益,是實現可持續發展的重要基礎。聯合國環境署2002年的權威研究數據表明,1hm2濕地生態系統每年創造的價值高達1.4萬美元,是熱帶雨林的7倍,是農田生態系統的160倍。
目前對濕地尚無統一定義。對濕地定義的差異主要源自於研究或保護的目的或著重點不同。最具有代表性的濕地定義是1979年美國魚類和野生動物保護協會在《美國的濕地和深水生境分類》研究報告中給出的:「濕地是處於陸地生態系統和水生生態系統之間的轉換區,通常其地下水位達到或接近地表,或者處於淺水淹覆狀態……通常具有以下3個特徵:① 地表長期受水淹或水浸;② 適應多水環境的水生植物;③ 基質以排水不良的水成土為主」[4]。該定義對濕地的內涵和特徵作了比較科學的表述,但對濕地的邊界(外延)定義較模糊,實際調查、操作難度較大。濕地的另一個具有代表性、目前在國際上較為公認的定義是在1971年發表的《濕地公約》中給出的,即「濕地系指天然或人工、長久或暫時性沼澤地、濕原、泥炭地或水域地帶,帶有或靜止或流動、或為淡水、半鹹水、鹹水水體者,包括低潮時水深不超過6m的海域」[5]。該定義對濕地的外延進行了詳細的描述,但缺乏對濕地的科學表述,通過枚舉或人為地界定濕地的外延也是不完善和不科學的。因此,我們認為,對濕地的科學定義可將上述兩者有機結合,概括為:「濕地是指介於水生和陸地生態系統之間過渡的地理綜合體,通常位於多年平均最高洪水位以下,因常年或周期性受水淹或水浸而水分瀦積或過度濕潤,土層因長期或季節性水淹或水浸(排水不良)嚴重潛育化或飽水狀態(包括形成嫌氣性水成土壤或地下岩石中的飽水帶)、正常情況下生長有高等水生或喜濕植物群落的地帶,包括天然或人工、地表或地下的、長久或暫時性沼澤地、濕原、泥炭地或水域地帶」。其中,水域濕地的水深范圍主要根據高等沉水和挺水植物的分布范圍(與水下光照條件有關)來確定,不必機械地圈定一個具體的水深指標。
我國濕地類型復雜多樣,分布廣泛。不同地區濕地的性質、結構和生態特徵、生態功能上有較大的差異。岩溶濕地是廣泛分布在岩溶地區的一種特殊的濕地類型,包括岩溶湖泊、河流水系和沼澤地等。我國最著名的岩溶濕地有貴州的威寧草海、荔波鴛鴦湖、紅楓湖、織金八步湖,包括納帕海、滇池、撫仙湖、星雲湖和杞麓湖等在內的雲南規模較大的岩溶湖泊群,黔西和黔西南數量眾多而單個面積較小的湖泊與沼澤濕地,以及廣西桂林附近的湖泊與沼澤等。受岩溶地區特殊水土結構的影響,岩溶地區濕地具有以下明顯不同於非岩溶地區濕地的主要特徵:
1)規模小,多零星散布於岩溶峰叢窪(谷)地、峰林平原(盆地)中,以黔、桂和滇等省(區)最為發育,並以岩溶湖泊最為常見,其排列無一定方向,形狀或呈圓形或橢圓形,有時也可呈長條形。除雲南省境內的大型斷陷型岩溶湖泊規模較大外,其餘單個岩溶湖泊面積不大(一般在2km2以下),水體也較淺。我國最大的天然岩溶湖泊為貴州草海,其水域面積也僅約45km2。
2)數量少且穩定性較差。受岩溶地區特殊水土結構的影響,岩溶地區濕地主要分布於具備特定儲(蓄)水機制或水文地質結構(條件)的地段,因此,濕地的數量少且大多數濕地處於一個暫時穩定的岩溶發育階段;一旦岩溶水文地質情況發生改變,原有的濕地即不復存在,尤其是處於河流裂點上游、地下水位之上的積水窪地、壅塞湖泊等。
3)具相對隱蔽性。指岩溶地區特有,分布在地表以下,通常難以發現的岩溶地下湖泊、河流或其他水文洞穴系統。通常情況下,岩溶地區河流多表現為地表河、地下河(或集中徑流帶)交替出現或地表、地下岩溶湖泊共存的形式。
4)濕地土壤植被具特殊性。岩溶地區的濕地通常存留的時間較短、物質來源匱乏,形成的濕地土壤通常較薄、貧瘠,水、土壤與植被群落具有典型的富鈣偏鹼性岩溶地球化學背景;濕地土壤結構為下部紅壤,上部為有機質和砂質碎屑物質含量較低而黏性較大的薄層沼澤土或湖泊沉積物。當沼澤土長期出露於水面以上時,易形成硬度較大的硬塑土。
5)濕地水文特徵受岩溶水系統動態變化的影響明顯,具有特殊的水土循環機制。
鑒於岩溶地區濕地的特殊性,以及其與非岩溶地區濕地在水文特徵、水質、土壤和生物生態方面存在的本質差異,很有必要定義一種新的濕地類型以將其區別於其他濕地。2004年田昆在對雲南納帕海生態環境變化及驅動機制進行研究、2006年吳應科等在對廣西會仙濕地考察後均曾使用了「岩溶濕地」的概念,但都沒有給出岩溶濕地的具體定義[6,7];2006年澳大利亞環境保護署提出「岩溶濕地屬於地下水濕地系統(underground wetland system)的一種,與地表水存在與否無關,其內通常發育有溶洞或地下河」,將岩溶濕地限制在地下水文系統內,但也沒有給出具體的內涵;拉姆薩爾《關於特別是作為水禽棲息地的國際重要濕地公約》(以下簡稱《濕地公約》)在分類系統中只列出了「喀斯特和其他地下水文系統」。因此,目前對岩溶濕地的認識局限在地下岩溶洞穴與水文系統的層面上。本研究首次將岩溶地區的濕地作為一個特殊的濕地類型單獨列出,提出了「岩溶濕地(karst wetland)」的概念,即將「岩溶濕地」定義為「主要分布在岩溶地區(包括地表、地下),或以岩溶水為主要補給水源,具有岩溶地區特有的富鈣偏鹼性水土特徵和典型岩溶水土循環演化機制,以喜鈣耐鹼的濕地生物群落為主或與喜鈣耐鹼的生物群落相互依存為特徵的內陸濕地,包括岩溶地區地表或地下的湖泊、沼澤、河流或其他岩溶地下水文系統」。
二、濕地分類概述
濕地的分類是濕地研究的基礎。由於學科領域和目標的不同,導致濕地分類標准不一,形成了許多不同的濕地分類系統,不同濕地分類系統缺乏可比性。總體上濕地的分類可歸納為綜合分類和專業分類兩類。在濕地綜合分類中,目前普遍接受的是拉姆薩爾《濕地公約》的分類系統,即根據人類是否參與濕地的生態過程將濕地分為兩大類群(自然濕地和人工濕地)3個大類(人工濕地、濱海濕地、內陸濕地)41個小類(表1-1),中國的濕地分類也屬於此類(表1-2)[8]。對某一特有濕地類型的分類系統屬於專業分類體系,目前有歐洲的泥炭地分類(Moore and Bellamy,1974),中國的泥炭沼澤分類(柴岫,1990;郎惠卿,1983),美國魚類和野生生物署的濕地和深水棲息地分類、沼澤分類(牛煥光等,1985),美國東北部冰川遺跡區的淡水濕地分類(Golet and Larson,1974),美國冰川高原草原地區的天然池塘與湖泊分類(Shaw and Fredine,1956),佛羅里達森林濕地分類(Wharton,1976)等[9]。
表1-1 拉姆薩爾《濕地公約》分類系統
表1-2《中國濕地調查與監測技術規程》分類系統
目前濕地分類採用的分類標准常見的有成因分類法和特徵分類法兩大類[10]。特徵分類法主要根據濕地的表觀特徵和內在的動力活動特徵(具較多定量化成分)的不同來區別濕地。典型代表是Brinson於1993年提出的水文動力地貌學分類法,即把濕地的地貌、水文和水動力特徵看成是濕地的3個同等重要的基本屬性,將濕地依次按地貌位置屬性分為河流地貌、凹地貌、海岸地貌和泥炭濕地四大濕地系統→根據濕地的水文特徵(補給水源)分成降水補給、地表漫流補給和地下水補給等類型→按水動力特徵分成垂直起伏流、無定向的水平流和雙向水平流類。成因分類法是根據濕地成因來區別濕地。最具影響的是Cowardin於1979年提出的,即按成因分成海洋、河口、河流、湖泊和沼澤五大系統→按水文特徵分成亞系統→根據占優勢的植被生命形態和基底組成等濕地外貌特徵把亞系統分成濕地類→按照植被的不同把濕地類細分成濕地亞類。國際上廣泛使用的Ramsar濕地分類體系沿用了Cowardin分類體系的分類思想,也屬於成因分類法。
對這兩種分類方法的評述:前者(特徵分類法)屬於平行指標分類法,偏向定量分析,存在嚴謹性不足(如將泥炭濕地作為一種地貌屬性顯然不合適)、實用性較差(如垂直起伏流、無定向的水平流等無實際用途)和分類指標簡單化(不能涵蓋復雜多樣的地貌、水動力形式)的缺點;後者屬於分級分類方法,趨向成因定性描述,具有分類全面、易操作的優點,是目前被廣泛接受的濕地分類方法,但在反映不同濕地間、不同濕地層次上特徵的相似性方面有一定欠缺。
三、岩溶濕地分類體系
1.岩溶濕地的分類體系
岩溶濕地分類屬於專業濕地分類。由於岩溶濕地生態系統的復雜性(濕地生態條件區域差異性、空間分布的廣泛性和生態過程多變性等)以及對其研究的不足,目前還沒有建立岩溶濕地的專業分類系統。
岩溶濕地分布於從地表到地下,從峰叢窪地、谷地到峰林平原的不同地貌單元,從連續水體(湖泊)到聯系微弱的地下水文系統(包括承壓水和深循環等復雜水文特徵),各種濕地的內部結構(如土壤、植被群落類型等)、功能各不相同,因此,區分不同成因、不同層次上的那些具有均質性特徵的岩溶濕地類型,建立一個完善、科學的岩溶濕地分類體系是十分必要的。
岩溶濕地分類標準的建立:以簡明、適用和易於操作為原則,綜合成因分類法和特徵分類法的優點(如濕地水的補給源),採用分級分類方法。不同級別的分類依據(指標)既要考慮對濕地結構與功能的影響程度,又要突出反映岩溶濕地生態系統內部的本質特徵差異(特殊性):① 以濕地的地貌(地表、地下)劃分為兩個類群(一級分類);② 以濕地成因(生境與形成機制)作為第一級分類依據;③ 根據對濕地生態系統的結構和性質的分析、研究,水是濕地形成、演化(生態過程)的主導因素,而排水不良的水成土壤和濕生或水生植被是其水文生態過程的必然結果,因此,按照水文特徵(濕地水的補給源)→植物群落類型或基底底質的順序分層次確定岩溶濕地的二、三級分類依據,最終建立岩溶濕地分類體系,以期為在不同的空間尺度上進行濕地編目與制圖,開展岩溶濕地的科學研究、管理和開發提供科學依據。根據以上分類原則,將岩溶濕地劃分為2個類群、7個一級分類、17個二級分類(表1-3)。
表1-3 岩溶濕地分類
續表
2.對岩溶濕地分類相關問題的說明
首先,地表岩溶濕地和地下岩溶濕地是基於岩溶地區具有典型的地表、地下「雙層」水文地質結構,並且兩者在地貌、生態結構和功能上差異明顯的特點劃分的;7個二級分類(分別屬於地表和地下岩溶濕地)主要是依據濕地成因;三、四級分類綜合考慮了濕地的成因、水文特徵(包括水的來源)和地貌因素。
其次,濕地的成因與水文特徵緊密相關。不同類型的濕地的成因、地形地貌在不同程度上決定或影響著濕地的水文特徵。而水文特徵不僅是岩溶濕地區別於其他濕地的重要指標,也是岩溶濕地分類的最重要依據。濕地生態系統有別於其他類型生態系統的突出標志是水分的盈餘。而水的成因或來源是濕地起源和發生類型的重要指示因子,水的賦存方式和水文過程是主宰濕地生態系統運行機制的最重要的因子,其動力條件決定著濕地的基質或沉積物類型及空間分布規律,其深度和水質決定著濕地的植被類型和群落結構,甚至濕地的生態功能。可以說濕地的生態性質的所有體現皆與其水文特徵密切相關。據此對地表、地下岩溶濕地進行三、四級或更進一步分類。
(1)地表岩溶濕地
1)溶蝕窪地型岩溶湖是指石灰岩溶蝕、侵蝕形成的岩溶窪地中積水形成的湖泊,有天然型、堰塞型和混合型岩溶湖泊等幾種成因形式。堰塞型岩溶窪地型岩溶湖是由於窪(谷)地排泄口被岩溶崩塌、泥砂堵塞和滑坡等原因堵塞後積水成湖,以岩溶地表、地下河流轉換處——伏流入口被堵塞後在上游形成湖泊最為常見,此類湖泊通常面積較小,以圓形、橢圓形或長條形為主。我國最有代表性的低緯度地區高原岩溶湖泊為貴州威寧草海,屬於溶蝕、堰塞綜合成因。
2)構造岩溶湖是由於地殼變動(包括地殼斷裂和褶皺)形成,由碳酸鹽岩和非碳酸鹽岩、斷層帶等共同組成的斷陷盆地或褶皺構造(如向斜盆地),在其低窪凹陷處匯集地表、地下水形成的湖泊,有斷陷型、褶皺型(包括向斜、構造盆地、背斜和構造穹隆等)和混合型的構造岩溶湖。雲南岩溶湖泊群、廣西桂林會仙睦洞湖、四川廣安華鎣天池湖為典型的構造岩溶湖。
3)岩溶河流濕地中的泛洪峰林平原濕地系岩溶河水、地下水洪水泛濫淹沒的河流兩岸地勢平坦地區,包括河灘、泛濫的河谷、季節性泛濫的草地。地下水的水文特徵對岩溶泛洪峰林平原的淹沒時間、周期和生態特徵影響巨大。
4)岩溶沼澤濕地分布局限於大型岩溶低窪地或峰林平原地區,多分布於岩溶湖泊周邊、河間低窪地、岩溶地下水出口處。岩溶沼澤中水的成因、來源是沼澤濕地起源和發生類型的重要指示因子,也是岩溶沼澤濕地進一步劃分的標准。雲南中甸的納帕海是我國最典型的岩溶低窪地瀦水沼澤(或沼澤化草甸)。
(2)地下岩溶濕地
依據地下水空間賦存方式(形態)或水動力特徵,依次將地下岩溶儲水盆地劃分為地下岩溶湖和地下岩溶儲水構造;將岩溶地下河劃分為單管道型岩溶地下河、多管道地下河和密集裂隙型岩溶地下水徑流帶;將其他岩溶地下水文系統分為承壓岩溶地下水文系統和其他岩溶水文系統;可依據地下水的來源(如外源水補給、流域內大氣降水補給等)對地下岩溶濕地作進一步分類。
(3)岩溶濕地的進一步分類
對四級及以上分類,原則上以水生植被群落+濕地基底類型,尤其是高等水(濕)生植物群落類型(包括沉水型、浮水型、挺水型草本植物)為依據進行分類命名。
3.岩溶濕地的特殊性及其在濕地分類體系中的地位
(1)岩溶濕地的生態脆弱性
岩溶生態系統極度脆弱,這主要是由於岩溶地區水、土配置的不協調造成的。岩溶濕地生態系統也不例外,表現為濕地儲水結構的不穩定性。除了人為破壞和氣候變暖導致濕地退化外,岩溶地下水位下降和季節性變動導致岩溶塌陷、堰塞堤壩潰決或其他突發事件造成儲(蓄)水構造的破壞,使濕地水資源流失,均會造成濕地消亡,尤其是處於河流裂點上游、地下水位之上的懸掛湖泊、壅塞湖泊。貴州省威寧境內的堰塞溶蝕型岩溶湖草海就歷經了多次的堰塞→堤潰事件,據《威寧縣志》記載,最近的一次堤潰發生在清咸豐十年(1860年),因山洪暴發,洪水攜帶的泥砂、石塊將原來的消水洞堵塞而形成現今的草海。
(2)岩溶濕地在濕地分類體系中的地位
在拉姆薩爾《濕地公約》分類體系中,沒有專門的岩溶濕地類型,只是將與岩溶有關的濕地劃歸為「內陸濕地」中的「內陸的喀斯特和其他地下水文系統(ZK(b))」及「人工濕地」中的「人工的喀斯特和其他地下水文系統(ZK(c))」兩類。在《中國濕地調查與監測技術規程》的4大類26種濕地類型[11]中沒有與岩溶有關的濕地類型,首先這與該規程中提及的「根據中國的實際情況」不符,我國是世界上第一岩溶大國,岩溶分布區面積占國土總面積的約1/4,岩溶濕地分布廣泛;其次,岩溶濕地與非岩溶地區濕地生態系統在成因、演化、空間形態(地表、地下)和水文特徵(水文過程、物質能量轉換)及生態功能上有著本質區別,因此,將兩者進行區分是十分必要的;此外,岩溶濕地也是岩溶生態系統特殊而重要的組成部分,研究其形成、演化機制和分類體系對在地表水滲漏嚴重、石漠化問題突出的我國岩溶地區開展一些重大的岩溶生態與工程問題(如岩溶生態重建、岩溶地區蓄水工程建設等)尤其重要和具有指導意義。岩溶濕地研究也是現代岩溶生態學、岩溶學新理論的基石。因此,其在濕地分類系統中理應具有更特殊的地位。
岩溶濕地,就其空間分布而言,除少數岩溶水文系統及其排泄區位於島嶼和濱海海平面以下外,其餘均分布於內陸地區,因此,岩溶濕地在濕地分類體系中應歸屬到內陸濕地中。考慮到其與非岩溶地區濕地在水文特徵、水質、土壤和生物生態方面存在本質上的差異,建議將內陸濕地下屬的眾多濕地劃分歸為岩溶濕地和非岩溶濕地兩大類型,將岩溶濕地提升到一個新的高度,以便開展兩種性質各異的濕地生態系統的對比、保護和修復研究。
(3)其他分類方法或相關類型的界定
岩溶濕地的分類還處於初步的探索階段。對岩溶濕地的分類基於不同的應用目的可以有不同的分類標准,如對側重反映岩溶湖泊演化過程的岩溶湖泊濕地,可以劃分為「沼澤化岩溶湖泊濕地」、「演進型岩溶湖泊濕地」等;或根據濕地的海拔高程(氣候環境),劃分為「高山(或低海拔)岩溶湖泊濕地(沼澤)」、「亞熱帶岩溶沼澤化草甸」等。但是,建立一個通用的分類體系是十分必要的。本書提出的岩溶濕地分類體系只是一種初步嘗試。
地下岩溶濕地的界定是一個復雜的問題,目前還沒有相關標准。就1979年美國魚類和野生動物保護協會的濕地的定義中沒有提到地下岩溶濕地這個概念來看,所有地下水域或都不是濕地,而拉姆薩爾《濕地公約》將所有地下水文系統(包括岩溶地下水文系統)都納入濕地范疇。但是,從體現濕地生態功能方面考慮,除了人類能夠直接進入的地下河洞穴系統或地下水位較淺(植物根系可以觸及或能使地表土壤、岩石長期處於濕潤狀態)的岩溶地下水文系統(如地下岩溶湖泊或儲水構造)外,其他地下水文系統只具有間接的生態功能(為地表提供水源),因此,建議根據人類是否可以進入,或植物根系是否可以觸及或是否能使地表土壤、岩石長期處於濕潤狀態的地下水文系統來界定地下岩溶濕地。
E. 地貌因子及其主要環境地質問題
地貌是內外動力地質共同作用的產物。不同地貌單元表現出不同的自然環境特徵。地貌是生態地質環境的基礎,同時對生態地質環境的演化又起到控制和影響的作用。不同地貌控制著不同的地質作用,同時還影響到氣候,對作物的生長、人類的生產也起到控製作用,所以地貌也是一種資源。如前述,三江平原分為山前台地與殘丘、低平原、河谷平原3種地貌單元。本節僅討論地貌作用及其人類活動對地貌的破壞作用等。
一、地貌的作用
(一)地貌與土壤關系
隨著地形從高向低的變化,土壤按地形呈現明顯而有規律的分布。暗棕壤分布在地形部位高的山地上,逐步過渡到山前洪積台地及山岡坡地,分布的土壤是黏底白漿土、黑土;再向下過渡到廣闊的河谷平原和低平原,分布著草甸土、潛育白漿土、沼澤土、泥炭土等。
(二)地貌與植被的關系
1.森林
主要分布於台地殘丘區,屬紅松林被採伐或被火燒之後的次生林,主要以落葉松、蒙古櫟、紫椴、黃波蘿、水曲柳、木槭、胡桃楸、楊樺等,林下灌木樹種繁多。
2.草甸
主要分布於三江平原低平原中,草本植物有小葉樟、野豌豆、小白花、地榆、黃花菜、銀道花、齒葉鳳毛菊、草莓、姜陵草、蚊子草、紫苑、走馬芹等。在地勢低窪地表積水地帶有水毛莨、驢蹄草、苔草、蘆葦、小葉樟、沼柳等,構成沼澤-草甸。
3.沼澤植被
廣泛分布在各類低窪地和低漫灘古河道上,沼澤植被主要有苔草、小葉樟、大葉樟、蘆葦、叢樺、烏拉草等。
(三)地貌與沼澤分布的關系
三江平原東西兩半部在地貌上的差異,直接影響著沼澤的分布。東半部除寬廣的灘地和古河道區遍布沼澤外,河間階地上的各類窪地也常積水成沼,沼澤發育重,分布廣,佔全區沼澤總面積的86.2%,西半部沼澤一般分布於潛水位較高的江河灘地和古河道區,沼澤發育較少。
平原區最低的一級地形面,即河漫灘和舊河道區,沼澤發育最重、分布最廣,這類灘地沼澤約占平原沼澤總面積的60%以上,受不同地貌單元微地形的影響,沼澤的分布又各有特點。撓力河、七星河、別拉洪河、濃江、梧桐河等沼澤性河流,其河漫灘地起伏較小,沼澤多呈集中連片或沿河成條帶狀分布,黑、松、烏三大江灘地及其古河道區,沼澤多沿崗間連地,牛軛湖廢棄汊河呈橢圓形或弓形、帶狀分布,從灘地到河間階地,隨著地面相對高度的增大,沼澤減少,地面物質組成和微地形的影響愈趨明顯,沼澤多呈星羅棋布大小不等的斑塊狀分布。
不同的地貌類型或同一地貌類型的不同部位,水分條件不同,分布著不同類型的沼澤。河漫灘和古河道區因長期有較深積水,水分微有流動,所以從河漫灘的前緣至後緣,依次分布漂筏苔草沼澤、漂筏苔草-毛果苔草沼澤,或毛果苔草沼澤。階地上的各種沼澤窪地,一般積水較淺,而且停滯,主要分布毛果苔草沼澤,毛果苔草-小葉樟沼澤。在較大的碟形或線形窪地上,從中心向邊緣,上述類型依次呈環帶狀或條帶狀分布,其中,烏拉苔草和塔頭苔草形成獨特的沼澤微地貌———草丘(俗稱塔頭)。草丘是獨立分布,一般密度4~7個/m2。平均高度20~50cm,泥類沼澤的分布,受氣候影響,一般在溫帶和寒溫帶,植被殘體的積累大於分解,有利於形成泥炭。但在適宜的氣候區內,泥炭沼澤的發育和分布,地貌條件又成為主要因素。三江平原雖屬溫帶濕潤氣候環境,植物殘體分解較快,影響泥炭積累,以致絕大多數沼澤成為沒有泥炭的潛育沼澤。僅在原始地面具有陡岸且較深的牛軛湖、廢棄汊河等窪地之中,或有潛水補給的古河道區積水較穩定,長期保持嫌氣環境,有利於泥炭的積累。
(四)地貌與地下水富水性
在平原南部周邊和西部的山前台地,其分布寬度10~20km。上部分布著砂質粘土裂隙微孔隙水。砂質黏土厚約17~25m,含水空間極差,水量極貧乏,單井涌水量小於10m3/d,滲透系數小於10m/d,僅能滿足人畜飲水需要。下部埋藏著基岩裂隙水或古近-新近系裂隙孔隙水,水量較貧乏。
向平原腹地,即過渡到三江平原的低平原和河谷平原區,則埋藏著砂、砂礫石孔隙潛水和微承壓水,其富水性逐漸增強。在寶清山前台地前緣地帶和一些殘丘附近,含水層由濱湖相或分選不好的沖洪積相組成,含水層較薄,約30m。所以水量中等,單水出水量100~1 000m3/d。其他地區從山前台地前緣到平原中部則含水層由薄變厚,有的發育淺湖相、濱湖相弱含水層,單井出水量為1 000~3 000m3/d。在廣闊的低平原,含水層主要由河床相、邊灘相、濱湖相鬆散沉積物組成,滲透系數12~50m/d,水量豐富,單井涌水量3 000~5 000m3/d。在松花江、黑龍江、烏蘇里江等部分河床地帶以及一些古河道,埋藏著大厚度結構單一含水層,岩性為砂礫石、礫卵石,含水層富水性強,單井涌水量大於5 000m3/d。
(五)地貌與農業生產關系
低漫灘在農業上可以作為臨時牧場,發展蘆葦等喜水性經濟植物或者開挖魚池發展漁業。在有防洪堤壩保護的地段,可以發展耕作業,特別是水田。高漫灘是重要的墾殖區,與農業利用上除了用作旱田外,應該利用其水源豐富的特點適當發展引水灌溉水田或井灌水田。利用天然草場,發展畜牧業,適當布置材帶、林網,以防風沙;低窪地可以人為適當發展漁業。古河道可以發展漁業,養殖蘆葦,保護沼澤,發展旅遊業。沼澤窪地可以發展漁業、水田或養殖蘆葦等水生植物,也可用來攔蓄部分洪澇或內澇。古江心洲要保護林木,防止風沙和河水沖刷。廣大的洪積沖積平原適於發展種植業。山前台地適於旱作和發展牧業,要注意造林和退耕還牧,注意水土保持工作。殘丘應發展林業並加以保護,隨著開發活動的深入,可逐步開辟為旅遊、療養、文化活動點。
總之,三江平原地區多種多樣的地貌類型為該區的經濟發展提供了良好的基礎條件和資源。在今後的發展中,必須根據不同的地貌類型和條件科學而合理地配置旱田、水田、牧業、林業、漁業、副業,使三江平原不僅能為人民提供糧豆等產品,而且還能提供優質大米、各種魚類水產品,牛、羊、乳、肉禽蛋以及各山林產品,包括木材及其製品,木耳、蘑菇、山野菜、蜂蜜、糖及參茸等名貴葯材及毛皮等。把三江平原地區變成北國江南樣的魚米之鄉,成為祖國的又一個「金三角」。
(六)地貌與水文地球化學分帶的關系
1.山前與殘丘區氧化的水文地球化學地帶
小興安嶺、完達山脈的山前和平原中殘丘由於地形切割相對較深,地下水徑流條件好,循環交替快,為氧化的水文地球化學地帶,在以溶濾作用為主的環境中,形成了以HCO3-Ca型水為主的地下水,水中硬度和TDS都很低,鉀、鈉等離子貧乏,(Ca2++Mg2+)/(K++Na+)比值大於1,表明了補給區地下水的特徵,且Na+/Cl-比值遠大於1,又反映出含水介質為富鹼的火山岩類。
2.山前台地區以氧化為主的水文地球化學地帶
中部山前台地是丘陵和平原的過渡地帶,含水介質為垂直節理發育孔隙裂隙型砂質粘土夾碎石,賦水性差,水中I、Se、HPO4等元素貧乏,屬地方病高發區。地下水以溶濾作用為主,離子吸附交換作用為次,形成了HCO3-Ca、Mg、Na或Ca、Na型水,其他離子比丘陵區增高,地下水化學環境是屬於以氧化環境為主,伴有弱還原環境的過渡型。
3.平原區氧化-還原的水文地球化學地帶
平原區含水介質粗,賦存條件好,地勢低平,水文徑流及循環條件較丘陵及台地區差,為本區的地下水的匯集和排泄區。地下水在溶濾和有交換作用並存的條件下,形成硬度、TDS、Fe2+、K+、Na+、Cl-等成分都相應增加的低礦化,弱鹼性地下水,地下水水化學類型以HCO3-Ca、Na型水為主,同時出現HCO3-Cl、Cl-HCO3及SO4型水,為氧化還原的水文地球化學環境,平原上都以氧化環境為主,沼澤低窪地帶及平原下部以還原環境為主。
(七)地貌與地方病的關系從表6-10可以看出,大骨節病在台地上表現較重,平原區階地和漫灘上病情較輕。
表6-10 不同地貌單元大骨節病情統計表 單位:個
(八)地貌與礦產的關系
地貌控制著礦產的生成、運移、富集和離散。煤炭資源多分布於山前地帶、斷陷盆地和構造帶中;油氣資源分布於湯原和綏濱凹陷里;泥炭資源分布於山前窪地和古河道里;砂金分布於山前溝谷和大江大河江心島中;芒硝分布於寶清、友誼的大片鹽鹼土區;大理岩和石林分布於平原中殘丘:土料分布於山前台地;砂礫石廣布於現代溝谷、河流的河床、漫灘區和平原區下部。
二、主要環境地質問題
隨著人口負荷越來越大,經濟活動日益擴展,加之長期以來對遵循生態規律進行開發建設的問題重視不夠,人為破壞地貌現象層出不窮。平原內孤山殘丘大量採石、江河兩岸大量取土挖砂、破壞農業用地、不合理的水利工程和建設破壞地表、嚴重的水土流失形成規模數量龐大的沖蝕溝、露天采礦破壞地表、佔用大面積土地。制磚大量取土破壞耕地、礦區大量煤矸石堆積等,對三江平原的地貌造成不同程度的破壞,引發諸多環境地質問題。
(一)平原區採石對地貌的破壞
三江平原內殘丘區內分布大小不等的採石場逾千個,破壞程度很大。
富錦市烏爾古力山已命名為國家森林公園,屬三江平原殘丘。目前烏爾古力山擁有大小採石場8個,採掘的塊石、碎石來滿足富錦市城鄉建築用料需求。規模最大的一處採石場,目前已從原山坡坡腳處向山體內采剝約有80m,采剝長度在300m左右,剝采面已延伸到坡頂。現在該山形成的採石坑根本未採取任何復墾等諸多措施,坡腳砂質粘土與碎石的混合堆積物極易產生小范圍的泥石流,並沖淤坡腳農業用地,因此說該山採石已引起嚴重的地質災害問題。
饒河縣喀爾喀岩溶山地處撓力河北岸,也屬殘丘地貌,其地層由硅質岩、板岩、粗面岩和灰岩組成,經多次構造和強烈剝蝕作用,形成石林景觀。但隨著人類大量的經濟活動用石料需求,該處岩溶區已被闢建為一巨大的採石場,開采規模相當大,若不進行規劃治理,昔日壯觀景緻將不復存在。
(二)江河兩岸大量挖砂取土破壞農業用地
三江平原的黑龍江、松花江、烏蘇里江、撓力河、七星河、湯旺河等河流岸邊均存在挖砂取土破壞地貌等諸多現象。
黑龍江、松花江沿岸階地、高低漫灘組成物質為沖積砂質粘土、亞砂土、粉細砂等,該組成物質特別適宜建築工程用料需求,沿江百姓本著取土、取砂方便,恣意毀壞江河兩岸原生植被,大量耕地被毀,而江河堤防建設挖砂取土量無統一規范,也不限量。蘿北縣自1953年開始築堤修壩,到1985年共築堤壩全長63.3km,保護沿江、內河2.36×104hm2耕地,其中多數堤防用土均從堤外沼澤濕地、耕地用推土機推高、人工修築而成。堤防外耕地表層砂質粘土、亞砂土被全部推起,殘留下的只是凹凸不平的土坑、砂坑。例如蘿北縣1958年搶修黑龍江江堤10.5km,土方量達10×104 m3。新開辟的名山鎮東到肇興鄉勝利村的大堤,長22.5km,土方量為46.34×104 m3。1973年開始以機械施工為主用4年時間修築了名山鎮下套子到大亮河口堤壩,全長32.9km,共完成土方量78×104 m3。1984年、1985年兩年又對部分江段進行加高加寬修築,至此黑龍江大堤共完成土方量279×104 m3。取土數量相當大。此外,綏濱縣松花江堤防修築工程自1949~1988年,在松花江一級階地挖方取土累計高達300×104 m3,開挖階地區殘留大片土坑、砂坑,部分土坑嚴重積水。三江平原其他市縣如同江市、樺川縣、富錦市等,修築江堤取土方量也比較多,取土范圍逐年擴大,沿江耕地嚴重損毀。同時黑龍江、松花江、烏蘇里江沿江市縣由於建築用砂,也大多在江岸肆意取砂,嚴重破壞堤防穩固性,有使江水沖堤沿挖砂坑改道之險。
(三)不合理的水利工程建設破壞地表
三江平原不合理的水利工程建設主要是引水灌渠,排水溝渠的不合理性尤以平原區最甚。
20世紀50年代水利工程建設,由於追求形式,不因地制宜地結合當地實際情況而盲目上項,結果是經濟損失,地表嚴重破壞。
(四)礦區大量煤矸石堆積破壞地貌
雙鴨山、鶴崗是三江平原典型的煤炭工業區,隨著煤炭工業多年的發展,煤炭開采量增加的同時,煤矸石的數量也逐漸增多,煤矸石堆積在佔用大量土地的同時嚴重破壞地貌環境質量,其他廢料如爐渣等排放量也相當可觀。
雙鴨山礦務局下轄東榮一礦、東榮二礦、集賢煤礦、雙陽煤礦、新安煤礦5個大礦區,其均位於三江平原內,每個礦區均有規模不等的煤矸石山堆積。據2000年統計,矸石積存量為3 100×104t,每年繼續向外排放146×104t,共佔地410hm2,有的矸石山常年燃燒,污染大氣。
目前,兩大礦務局煤矸石利用率極低,僅有少量的煤矸石作為建築材料加以利用,更多的煤矸山依舊堆積。並且煤矸石山有逐年增多趨勢,地貌景觀進一步惡化。
(五)制磚取土、破壞地貌
三江平原各市縣均建有規模不等的制磚廠,制磚取土,嚴重破壞地貌環境質量,佔用大面積土地,同時采土留下多處土坑、水坑,使土地資源得不到永續利用。全區目前制磚廠家逾百個,年產紅磚上億塊,佔地面積上千萬平方米。
樺川縣制磚歷史比較長,截至2000年,全縣共有磚廠13家,年產紅磚10 197×104塊,主要分布於樺川縣城悅來鎮、蘇家店鎮、奮斗、集賢村等地。鶴崗全市制磚企業10個(不包括個體磚廠),年生產紅磚7 247×104塊,制磚廠佔地面積超過80×104 m2。其中生產規模最大的當屬鶴崗市第二制磚廠,該磚廠佔地面積達12.7×104 m2,地表嚴重破壞,開采坑穴殘留,大部分土坑嚴重積水,同時取土面上部植被全無,取土面前緣時有土崩發生並伴隨著嚴重的水土流失。佳木斯市有磚廠54座,砂石廠21座,佔地50km2。
總之,三江平原制磚取土大多依地形地貌取土,地勢稍高黏性土發育區大多已被改造成平坦低窪區,但開采過的區域並未進行復墾、復殖工作,土地資源嚴重浪費。
F. 豫北平原環境地質問題分析
程建強李中明
(河南省地質礦產勘查開發局第一水文地質工程地質隊,新鄉,453002)
摘要通過對豫北平原地下水的綜合調查,發現其環境地質問題以區域地下水位下降為主,並又導致了泉水消失、濕地減少、地面沉降和地下水污染等次生環境地質問題的發生。在環境地質問題形成背景和形成條件綜合分析的基礎上,認為其產生的根本原因是人為活動尤其是地下水的不合理開采破壞了地下水循環系統的天然均衡狀態,其演化模式具有雙向性。最後,提出了減少和防止豫北平原環境地質問題的具體措施。
關鍵詞豫北平原環境地質問題形成條件演化模式對策
環境地質問題是由於地下水系統中的天然水動力場及化學場發生改變引起環境惡化的地質現象。豫北平原指黃河以北的華北平原河南部分,總面積約2.0×104km2,隸屬於焦作市、新鄉市、鶴壁市、安陽市及濮陽市,2000年總人口為1508.48萬人,工業總產值為422.85億元,近10年經濟增長速度在8%以上。是河南省的能源、石油化工、冶金、電子、電力和紡織等重要工業基地,也是糧棉油料作物的主要產區。因此,豫北平原環境地質問題產生和發展,越來越受到地方政府和社會的極大關注。通過對大量實測資料的綜合分析,筆者擬對豫北平原環境地質問題的產生、演化及對策進行分析。
1環境地質問題
豫北平原環境地質問題以區域地下水位下降為主,又導致了泉水消失、濕地減少、地面沉降和地下水污染等一系列次生環境地質問題。
1.1區域地下水位下降
1991~2000年間,豫北平原形成了6個較大的淺層地下水水位下降漏斗,各漏斗中心水位10年累計下降值分別為:武陟漏斗為5.08m,安陽市漏斗為11.25m,新鄉漏斗為4.3m,內黃北漏斗為12.85m,南樂東北漏斗為8.88m,滑縣北漏斗為9.68m(圖1)。各漏斗區地下水水位多持續下降,總面積達7748.75km2(據0m變幅等值線圈定),且東北部的漏斗區和華北的大漏斗連為一體,並引起區域地下水水位下降。自1991年以來,區域10年累計下降約1.3m。地下水下降漏斗的形成和擴大,給豫北平原的工農業造成了巨大損失。1.2泉水消失和濕地減少
豫北平原的多處名泉斷流乾枯。如輝縣的百泉,1978年前月平均流量達3.3m3/s,現已乾枯。近年來,輝縣市為恢復百泉旅遊景區而人工引水,直接耗資數千萬元。焦作的王母泉和九里山泉也已消失。同時,濕地面積逐漸減少如沿黃濕地保護區。
圖1豫北平原淺層地下水水位變幅等值線圖(1991~2000年)
1.3地面沉降
已發現地面沉降發生的地段主要在濮陽市,若以1997年的地面高程作為初始值,隨著時間的推移,沉降量及不均勻性也逐步增大,從1997年至2001年累積沉降量分別達到41mm~57mm,其差值為16mm。
在新鄉、武陟北、安陽及滑縣等漏斗區是潛在的地面沉降發生區。
1.4地下水污染新鄉縣和浚縣一些地區地下水
Ⅳ(較差)類水分布於大部分地區,大多數為鐵、錳、氟超標。V(極差)類水分布於山前與黃河平原的交接窪地區、黃河故道砂地區的內黃及延津北一帶,濮陽東南部、范縣南部煉油污染地帶。超標離子為礦化度、硬度,濮陽東南一帶為As、Pb。Ⅳ(較差)類水和V(極差)類水分布面積占豫北平原總面積的75%以上,且有擴大趨勢。
2環境地質問題的形成背景
2.1地形地貌
豫北平原西部鄰區為太行山區,海拔高度203~40m,總的地勢為西高東低,微向東北傾斜。坡降1∶500~1∶2000,地勢相對較平坦。
豫北平原主要為堆積地貌,即西部山前地帶的沖洪積平原和南部、東部的沖積平原。
2.2地層岩性
豫北平原第四系從老到新特徵如下:下更新統(
中更新統(
上更新統(
全新統(Qh):西部分布在山前的安陽河、石門河、峪河等沖積扇及現代河床中,厚度一般數米。岩性為粉質粘土、粉土及砂礫石層。以東地區均為全新統地層,厚度為10~30m。
2.3氣侯特徵
豫北平原屬暖溫帶半濕潤半乾旱季風氣候。據1990~2000年的氣象資料,年平均氣溫14.2℃,平均降水量598.74mm。時間上,年內降水多集中於5~8月份,佔全年降水量的71.2%,而冬春季節降水量較小。在地域上,沿黃河、太行山前和淇縣—長垣縣一帶降水量較大;安陽市東部、濮陽境內降水較少。區內水面蒸發量一般在900~1400mm,且由西部到東部漸次增大。
2.4水文特徵
豫北平原地表河流主要發育有海河水系的衛河和黃河水系的黃河。
黃河位於區南邊界,長約317.5km。黃河形成了黃淮海平原地表水及地下水的分水嶺。多年平均流量1447m3/s,自1970年以來,黃河下游先後有20年相繼發生斷流。
衛河分布於區中部,長約252km。現已無源頭清水,所接納的多為沿途工業廢水、城鎮生活污水以及少量的引黃灌溉退水。多年平均逕流量為4m3/s。
2.5背景分析
豫北平原地形地貌和地層岩性決定了地下水為鬆散岩類孔隙水,並為其提供了賦存和活動場所。第四系地下水系統主要為淺層含水層系統,是指埋藏40~160m深度內含水介質及其中的潛水和半承壓水系統,其含水介質以鬆散的中細—粉細砂為主,底界為相對穩定的區域性粘土和粉質粘土。
氣象和水文特徵多年表現為一定變幅的周期性波動,受其影響,地下水循環系統表現出對應的變化規律,即豐水年補給量的增加、排泄量減少及地下水位上升→枯水年補給量的減少、排泄量增加及地下水位下降的周期性,且多年表現為相對穩定。它們共同構成了豫北平原地下水循環系統維持天然均衡狀態的自然因素。
3環境地質問題的成因
3.1人為活動對地下水循環系統的影響
3.1.1對地下水補給的影響
豫北平原西部的太行山區,自20世紀60年代開始,共修建了大中型水庫10餘座,如馬安石水庫,寶泉水庫,彰武水庫,小南海泉水庫及岳城水庫等。使人工調節作用加強,改變了山區地表逕流模式;出山口的逕流量減小,行洪補給豫北平原地下水量銳減,其補給量減少至約占總補給量的10%。
現在,豫北平原已建設了人民勝利渠、武嘉灌引水渠、豐收渠、長虹渠、群庫乾渠等引水工程,從黃河及山區水庫引水到區內灌溉或供城市用水。渠水下滲或灌溉農田入滲則增加了地下水的補給。其補給量約占總量的29%。
3.1.2對地下水徑流的影響
豫北平原地下水總體逕流方向與地勢變化基本一致,由西南向東北方向,由西部山前的補給源區向東部逕流,由南部黃河補給源區向東北方向逕流。但人工開采使其逕流方向有所改變,形成以各漏斗為中心的局部地下水匯流模式。
3.1.3對地下水排泄的影響
20世紀70年代以來,大興井灌農業和雙保農田區,用於灌溉的地下水開采量持續增大。而城市規模的擴大、人口的增長及工業的迅猛發展,使地下水水源地建設的數量和規模也不斷增大,開采量劇增。1990年以來,各行業地下水年均開采情況為:僅淺層開采總量為25.38億m3,其中,工業用水量為2.44億m3,佔9.6%;生活用水量為2.95億m3,佔11.6%;農業用水量為28.36億m3,佔78.8%。開采量佔地下水系統總排泄量的68%以上,逐步成為最主要地下水排泄方式。
而且,豫北平原地下水資源分布具有不均勻性,地下水開發利用布局與地下水資源分布狀況不吻合。一方面,在山前沖洪積扇區和臨黃地區,分布著豐富的地下水資源,而開采利用強度較低,開采潛力指數大於1.4,地下水資源大量閑置或被蒸發;另一方面在城市(鎮)區及中北部農業區,地下水資源不夠豐富,而開采過於集中,開采強度較大,開采潛力指數小於0.6。這種布局突顯出地下水開採的不合理性。
上述人為活動尤其是不合理的地下水開采不斷改變著地下水的補逕排條件及模式,使地下水循環系統的天然均衡狀態日益被破壞。
3.2人為活動對地表水水質的影響
近年來,由於工業廢水的大量排放,農葯化肥大量使用、城鎮生活污水排放、污水灌溉,出現大量點狀和面狀污染源。如新鄉市北站區,1999年其廢水排放量就達2036.23萬t/a,僅有少量達標排放,使流經該區的衛河水質PH值7.9,渾濁度1220,總硬度546.84mg/l,鋅257μg/l,酚80μg/l。據2002年調查,地表水除黃河、淇河為Ⅱ類水外,其餘的皆為V類水,這些污染河渠皆是線狀污染源。這些污染源提供了地下水污染的一個必備條件。
3.3成因分析
據1991年至2000年均衡計算,豫北平原地下水循環系統每年采補均衡差為-1.54億m3,由於人為活動,以不合理開采為主的地下水排泄量之和長期大於補給總量,對天然均衡狀態的破壞程度日益加重,隨著這種負均衡的地下水循環系統的發展,逐漸形成了現今總面積達7748.75km2的六個地下水位下降漏斗,並引起區域地下水位的持續波動下降,新的水礬力和水化學作用的發生,又直接導致了一系列次生環境地質問題的形成:
(1)泉水消失和濕地減少:由於徑流場的改變,原來作為排泄區(點)的泉和濕地逐漸成為補給區(點),地下水向漏斗區徑流補給量不斷加大,從而造成泉水減少至消失和濕地面積縮小。
(2)地下水污染:漏斗區形成了以下降中心為排泄點的徑流場,在水動力和水化學作用下,周邊及上層天然污染源如鹹水等及人為活動形成的污染源如工業廢水、生活污水、農業化肥、農葯等污染物向開采層運移,使地下水惡化。
(3)地面沉降:主要由於漏斗區超采地下水,造成地下水水頭大幅度下降,導致上覆地層浮托力銳減,促使飽和粘土層中孔隙水壓力下降,有效應力增加,土層排水固結造成地面沉降。
綜上所述,豫北平原境水文地質問題產生的根本原因是人為活動尤其是不合理的地下水大量開采。
4環境地質問題的演化模式
20世紀五六十年代,豫北平原人為活動相對較弱,地下水基本遵循天然循環規律,區域水位較高。此後,隨著人類活動強度的不斷加大,尤其是對地下水的不合理開采,使地下水循環系統天然均衡狀態的破壞程度加重,長期處於負均衡狀態,產生了一系列環境地質問題。隨著豫北平原需水量的增大,不合理開采地下水繼續進行,在現狀條件下,環境地質問題將日益突出,最終將導致一系列地質災害的發生。
然而,如果由於人為活動等影響,使地下水水位持續上升,則會向另一個方向發展,產生如20世紀五六十年代原陽、延津及封丘等地的土壤鹽漬化等一系列環境地質問題,並最終形成地質災害。說明環境地質問題具有雙向演化的特點。
綜上所述,豫北平原環境地質問題的演化模式如圖2所示。
圖2豫北平原環境水文地質問題的演化模式圖
5對策和建議
5.1調整地下水開采布局,科學利用地下水
由於豫北平原地下水資源分布具有不均勻性,調整地下水開采布局,科學利用地下水對減少和避免由於不合理開采地下水,加劇環境地質問題的形成和演化至關重要。
5.1.1漳衛河沖洪積扇區
漳衛河沖洪積扇區淺層含水層組的底板埋深為40~80m,局部可達100m。在這一區域內淺層水主要是用於農田灌溉。
(1)按照地下水水位應小於整個含水層厚度的1/2,且剩餘含水層厚度不應小於20m,確定地下水限制開采保護區及其限制水位。因此,一般地下水位應保持在20~30m。
(2)沖洪積扇前緣交接窪地的部分地段有微鹹水分布,應適當加強開采,以減少蒸發形成大的水力坡度,加快補給速度,促進循環,使地下水水質逐步改善。根據多年開采情況分析,這些地段的地下水位應控制在7m為宜。
(3)在安陽市的安陽河、輝縣市的峪河、黃水河的沖洪積扇等地下水資源豐富的地段可建立集中開采型水源地,適度加大開采量,降低地下水水位以奪取降水入滲量的側向逕流量,騰空調蓄庫容,實行豐蓄枯用。安陽市的極限水位埋深為28.9m,峪河、黃水河的沖洪積扇為35m。
5.1.2黃河沖積扇區
(1)臨黃地區可建立傍河水源地,如武陟縣詹店—原武鎮、新鄉縣朗公廟—福寧集鄉、濮陽市子岸鄉等可建立集中開采型水源地,增大地下水資源潛力。
(2)為防止鹹水區的繼續擴大,對微鹹水主要分布地段即地下水開采漏斗區和沿黃窪地應分別採取相應措施。對漏斗區應控制開采量使其水位不再下降,後有所回升;對沿黃窪地區加大開采量,適當降低地下水水位,最大限度地奪取降水入滲量和側滲量從而加強循環,使微鹹水逐步淡化。據此,對於漏斗區的水位,應高於2000年枯水位;對於沿黃窪地,水位應控制在8m以下。同時加大微鹹水改造利用量,但在濕地保護區應保證濕地的安全。
5.2節約使用水資源
豫北平原約有78.8%的供水量用於農業灌溉,農業節水尤其是中北部地區對減少和避免環境地質問題十分重要。渠道襯砌可節水20%,塑料管輸水灌溉可節水25%,噴灌可節水30%,滴灌節水率最高可達50%。目前區內農業採用高節水灌溉手段(管灌、噴灌和滴灌)的灌溉面積僅佔25%以下,應大力推廣應用。
目前工業用水的重復利用率大城市為70%~80%,而中小城市僅為20%~50%。由於工藝技術落後,鋼鐵、化工和造紙等工業耗水量是發達國家的6~8倍。應對耗水大的企業做出調整,加快工業節水新技術、新工藝的開發研究,鼓勵發展效益好、耗水少、污染輕的企業。做到以水定產,以水定發展。
豫北平原缺水的局面將長期存在,須將節約用水作為一項長期的根本措施,以發展農業節水灌溉、工業節水為重點,根據不同行業的特點採用不同的節水措施,全面實施節水。
5.3凈化廢、污水,實現廢水資源化
豫北平原5地市污水排放量較大。目前,5個地級市已相繼興建現代化的污水處理廠,既避免了污水的直接排放而形成地下水的污染源,又增加了水資源的重復利用率。但處理能力相對仍較小,水資源重復利用率僅有30%。應加速污水處理進程,增大污水處理量。
鳴謝河南省地質礦產勘查開發局第一水文地質工程地質隊馬沛申高級工程師對本文提出了寶貴意見,在此謹表謝意。
參考文獻
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[5]潘懋,李鐵峰.災害地質學.北京:北京大學出版社,2002.
G. 城市水土環境變化環境地質指標體系
一、城市水土環境變化調查指標體系
本項目依據環境地質指標的構建原則,基於我國在城市水土環境方面的大量研究,結合國內外為應對城市水土環境變化而設立的各種地質環境調查指標設計,以影響因素→狀態變化→危害與後果為主線,按影響指標(危險性)、狀態指標(狀態變化)、後果指標(危害)進行分類,構建城市水土環境變化地質環境調查指標體系,具體指標見表7-3。
表7-3 城市水土環境變化地質環境調查指標體系
其指標主要涉及城市水土環境變化過程中地表系統的物理、化學作用,以及生物/非生物演化過程,以狀態值或短時間尺度的變化來測量或監測城市水土環境變化的過程。影響、狀態和後果三個方面相互結合,全面系統地揭示了城市水土環境變化的本質。
(一)影響指標
1.地形地貌
地形地貌指標選用地貌類型、地形坡度和山地面積三個參數。我國地貌類型的多樣化使得不同地域的城市地貌類型組成、復雜程度不同,山地所佔面積不同,地形坡度亦不同,因而可能產生的水土環境問題的類型和程度大不相同。如地形的復雜程度及斜坡坡度控制著崩塌、滑坡、泥石流產生的臨空條件。
2.包氣帶
包氣帶是指位於地球表面以下、潛水面以上的地質介質。土壤類型是具體監測土壤這一自然影響指標的參數。是大氣水和地表水同地下水發生聯系並進行水分交換的地帶,它是岩土顆粒、水、空氣三者同時存在的一個復雜系統。備選參數中,土壤類型對地下水的入滲補給量具有顯著影響,同時也影響污染物垂直向非飽和帶運移的能力。特殊土是指具有特殊物質成分和結構、賦存於特殊環境中、易產生不良工程地質問題的區域性土,如黃土、膨脹土、鹽漬土、軟土、凍土、紅土等。當其與工程設施或工程環境相互作用時,常產生特殊土地質災害。包氣帶地球化學反映各種元素在包氣帶中的遷移和富集規律,城市包氣帶介質中元素的地球化學分布特徵不同,產生的水土環境污染具有不同特徵,原生地球化學異常會導致某城市特殊的水土環境問題。
3.水文
在城市發展中,一些不合理的濕地開發行為導致其功能退化,美國農業部門研究表明,城市化進程都涉及侵佔實地問題,美國已經喪失了58%的濕地,由此可見,濕地面積可以反映城市水土環境開發建設的合理性。城市地表水體水文過程直接制約著污染物在水體內的遷移轉化,危及到地表水水質安全所在。隨著水位的變化,其底質環境范圍也在增加與減少,不同高程的土壤淹沒與否,導致其形成底質中主要離子的溶解與析出,引起其在水體中濃度的變化。另外,在一定變化范圍內,通常流量愈大,其主要離子的含量愈小。所以選用河、湖及其他地表水體(包括濕地、季節性積水窪地)的流量和水位描述水文對城市水土環境的影響。
4.水文地質
本研究選用含水層岩性,非飽和帶介質岩性,含水層導水系數三個參數對水文地質條件進行描述。地下水污染物的擴散和動態分布特徵與水文地質背景密切相關。對同一污染源而言,地下水污染通道、主要途徑以及污染風險大小都取決於其固有的水文地質特性。
含水層岩性影響地下水的滲流,污染物的運移路線主要由含水層岩性所控制。一般情況下,含水層岩性的顆粒越粗或裂隙和溶洞越多,滲透性越大,含水層岩性所具有的稀釋能力越小,含水層的污染潛勢越大。
非飽和帶的介質岩性決定著土壤層和含水層之間岩土介質對污染物的削減特性,因此非飽和帶也對地下水遭受污染產生影響。
含水層導水系數反映含水層介質的水力滲透性能,控制著地下水在一定的水力梯度下水的流動速率,而水的流動速率控制著污染物在含水層內遷移的速率。
5.氣象
選用降水量,酸雨(pH、強度、頻度),沙塵暴(風速、大風日數)三個參數對影響城市水土環境變化的氣象因素進行描述。
(1)降水是陸地上一切水資源的補給來源,是一種潛在的水資源。通常降水與河川總徑流量、地表水資源量都具有良好的對應關系,另外,它還是地表水的重要補給,因此本研究選用降水量對降水進行監測。
(2)酸雨對水環境的直接後果就是水體酸化,而水體酸化將引起水體中一系列物理、化學和生物變化,這些變化相互關聯,最終導致水中元素的含量、形態和生物有效性發生改變;另外,酸雨對土壤環境也產生重要影響,主要表現為:鹽基陽離子的淋失,土壤pH值下降,酸中和容量減小,土壤中鋁的活化等。本研究選用酸雨pH、強度和酸雨率三個參數對酸雨進行刻畫,其中酸雨率為該地區酸雨次數除以降雨的總次數。其最低值0%,最高值為100%。如果有降雪,當以降雨視之。
(3)沙塵暴會使土壤受到不同程度的風蝕危害,沙塵暴特別是強沙塵暴危害巨大,輕者颳走表層土,重者可使土壤變得貧瘠粗化。本研究選用沙塵暴強度、持續時間和頻率三個參數對其進行刻畫。
6.生態
分別選用綠地率和地面硬化率作為刻畫城市生態的正向和逆向參數。這是因為城市綠地具有諸多水文效應。對保持城市水土環境具有至關重要的作用,通過綠地土壤入滲及貯存作用,實現降水的再分配,延長水資源在流域的滯留時間,增加大氣降水的有效利用,城市綠地植被可以凈化水質,過濾、吸收或吸附各種營養元素和污染物質,分泌抗菌物質、減少細菌數量,為水輸送氧氣,保護和改善水質改善流域水環境。相反,過量的地面硬化率則不利於城市生態的健康發展。它使城市地下水得不到有效補充,造成城市缺水現象嚴重。另外,由於水量下滲的減少,使城市土壤本來可以發揮作用的環境凈化功能不能有效利用,土壤水庫功能不能發揮。更為嚴重的是,由於城市地表存在大量的塵土,其中包含大量的污雜物,因此徑流的形成雖然似乎能洗滌地表,但也將這些污染物快速地帶入了城市通道,進而污染城市水土環境。嚴重污染的城市地表徑流,直接從城市雨水管道口流入內河,污染了河水,造成城市水土境保護的惡性循環。
7.水資源開發利用
水資源開發利用是影響城市水資源多寡的重要因素。目前城市由於經濟發展和人口膨脹,導致地表水利用量和地下水開采量增加,有些城市,甚至超過水資源可開采量,由此引發一系列水資源問題。因此本研究選擇地表水利用量、地表水可利用量、地下水開采量、地下水可開采量描述城市水資源開發利用情況。
8.人為地質營力
(1)人口。眾所周知,城市人口分布過密,當人口數量超過其承載能力,就會帶來嚴重的水土環境破壞,為了滿足日益增長的人口生活需求,勢必索取足夠的水土資源,而過多的人口,在佔有了水土資源之後,又將污染物排入水土環境,最終導致城市水土環境逐步惡化。因此選用總人口、人口密度以及人口增長率來描述城市人口規模和增長對城市水土環境的影響。
(2)社會經濟。城市工礦企業密集,工業廢水、廢渣,使水土環境污染程度遠比鄉村嚴重得多。另外,企業單純追求經濟效益,忽視環境效益和生態效益,工業發展中,資源消耗較高,綜合利用率較低等對水土環境產生不利影響。因此選用GDP、GDP增長率、萬元GDP能耗、萬元GDP水耗對社會經濟對水土環境的影響進行描述。
(3)城市建設。城市建成區在單核心城市和一城多鎮有不同的反映。在單核心城市,建成區是一個實際開發建設起來的集中連片的、市政公用設施和公共設施基本具備的地區,以及分散的若干個已經成片開發建設起來,市政公用設施和公共設施基本具備的地區。對一城多鎮來說,建成區就由幾個連片開發建設起來的,市政公用設施和公共設施基本具備的地區所組成。建成區占城市地區總面積的比例,反映了城市土地利用結構的合理化水平,它能直接影響城市土地資源的布局,也能間接影響城市水環境的狀況。此外,農業用地比例和礦山開發程度,直接影響城市水土環境的變化。
(4)污染物排放。污染物排放是導致城市水土環境惡化的重要源頭。本研究主要選取與城市相關的主要污染源,包括工業廢水排放量及主要污染物排放強度、生活污水排放量及主要污染物排放強度、固體廢物(包括工業固廢、生活垃圾、危險廢物、醫療廢物、城市污水處理廠污水處理產生污泥等)滲濾液產生量及主要污染物強度等。
(5)污水處理率。污水處理率指經過處理的生活污水、工業廢水量占污水排放總量的比重。計算公式:污水處理率=污水處理量/污水排放總量×100%。
(6)雨洪利用率。我國諸多城市一方面水資源短缺,另一方面過境洪水利用率低,形成過境水量大、利用率小、洪澇災害和持續乾旱頻繁發生的局面。因此有必要將雨洪利用率納入人為地質營力可測量參數范圍內。
9.工程地質
城市規劃與工程建設會影響城市水土環境變化,本文結合已有的城市工程環境地質指標和城市水土環境因素,選擇邊坡穩定性,容積率和場地土類型作為測量參數。其中,容積率是衡量建築用地使用強度的一項重要指標。其計算公式為:容積率=總建築面積÷建築用地面積。
10.城市地質災害
本部分選取了對城市水土環境變化具有明顯影響的地質災害作為測量參數,可測量參數包括滑坡、泥石流、洪澇災害發生頻率,地震發生頻率和烈度。
(二)狀態指標
狀態指標包括水土環境和水土資源兩方面的內容,其中水土環境包括地表水水質、地下水水質和土壤質量三個地質環境調查指標;而水土資源包括水資源量、地下水位和土地利用三個地質環境調查指標。下面逐一對環境地質指標進行簡單闡述。
1.地表水水質
地表水水質反映了城市地表水環境質量狀況。在人類活動密集的城市區域,自然因素對水環境的作用相對微弱,水質主要與人類的生活和生產活動密切相關。因此在選擇可測量參數時,既要考慮到常規水質參數,如pH、水溫、COD、BOD、凱氏氮和非離子氨、酚、氰化物、砷、汞,鉻(六價)、總磷等,還要依據城市工礦企業排污特點確定特殊水質參數,如一些重金屬參數和有機污染物參數。當需要對地表水水質進行綜合評判時,應選用地表水質綜合指數和地表水質級別來進行判斷。
2.地下水水質
地下水水質反映了城市地下水環境質量狀況,它同樣受到自然和人為兩方面的影響。通常選用地下水主要化學類型表徵地下水原生化學特徵。用常規水質參數和特殊水質參數表徵地下水受人類活動影響化學特徵的變化。當然,在對地下水水質進行綜合評判時,同樣選擇水質綜合指數和水質級別進行表徵。
3.土壤質量
土壤質量反映了城市土壤質量狀況。與水質指標類似,它既受原生土壤性質的影響,也受到人類活動的干擾,通常,人類活動的影響更大。在選擇土壤質量可測量參數時,本研究選擇pH,含水率,重金屬濃度,有機物濃度等對其進行刻畫,各污染物的選擇要充分考慮當地工礦企業的排污特點以及生活垃圾的污染情況。而土壤質量綜合指數和土壤質量級別是對土壤質量進行綜合評判的參數。
4.水資源量
水資源量是衡量城市水資源多寡的重要指標。目前這方面的監測參數研究較為成熟,選用地表水資源量、地下水資源量和水資源總量對其進行監測。
5.地下水位
地下水分為潛水和承壓水,水位不僅反映地下水資源的狀況,而且能夠反映地下水環境的狀況。因此選用潛水埋深和承壓水水位進行表徵。具體介紹見第五節重要環境地質指標釋義。
6.土地利用
城市的土地空間是城市的物質載體,也是城市一切經濟社會活動發生的場所和經濟社會關系的物化表現。城市土地利用方式,是城市人口增長、規模擴大及經濟社會變遷帶來的物質性結果。同時,城市土地空間不同的用地特徵,也可反映不同的城市特徵以及城市化的不同階段。通常城市土地利用方式從數量和結構兩方面刻畫城市土地資源,是描述城市水土環境狀況的重要指標。城市土地按其用途可分為:工業倉儲用地、住宅用地、商業金融用地、交通用地、公共建築用地、市政用地等,其中工業用地、住宅用地和商業金融用地是城市總用地中所佔比重大,對城市土地利用整體狀況起決定作用,並對城市的性質和功能具有重要影響的地帶。因此,在城市土地資源現狀研究時,應對工業用地、住宅用地和商業金融用地的面積和結構進行重點描述。
(三)後果指標
1.水資源衰減
水資源衰減的直接表現是水位下降和缺水,表徵二者的直接參數為水位降深、水資源衰減量和地下水可開采變化量。
表7-4 城市水土環境變化地質環境監測指標體系
2.海水入侵
陸地淡含水層的水位一般比海水水位高,但沿海城市經過長期大量抽取陸地淡含水層,會使其地下水位低於海水水位,導致海水(鹹水)通過透水層滲入陸地淡含水層中,從而破壞地下水資源。表徵海水入侵的參數有海水入侵面積和年入侵速度。
3.地面變形
地下水漏斗是城市超采地下水的直接後果。由於地下水的過量開采,導致水位大面積持續下降,破壞了地下水天然平衡狀態,最終產生了持續下降的降落漏斗,進而加劇了城市的缺水狀況。地下水漏斗面積,地面塌陷面積和地裂縫是監測地面變形的重要參數。
4.土地退化
城市地面不透水面積的增加,使得下墊面發生了根本變化,明顯地改變了降雨徑流的自然形態,從而造成城市水土流失現象,因此水土流失強度是一個重要衡量參數。如今,城市土地沙化、鹽漬化面積的擴張是不容忽視的測量參數。
5.水土環境污染
水土環境污染是由於人類直接或間接地向城市水土環境排放超過其自凈能力的物質或能量,從而導致水土環境質量降低的現象。水污染主要是水體因某種物質的介入,而導致其化學、物理、生物或者放射性污染等方面特性的改變,從而影響水的有效利用。土壤污染是指當土壤中含有害物質過多,超過土壤的自凈能力,就會引起土壤的組成、結構和功能發生變化。通常用水土環境主要污染物超標率,污染程度,污染面積來表徵污染的後果。
二、城市水土環境變化地質環境監測指標
在調查指標體系的基礎上,根據「指標體系構建及應用的技術路線」,按照「PSR」模型確定城市水土環境變化地質環境監測指標體系,具體監測指標如表7-4。
H. 濕地退化環境地質指標體系
一、濕地退化地質環境調查指標體系
一般將所有的濕地退化指標體系歸為三類:
(1)反映外界對濕地生態系統干擾的指標,稱為影響指標。由於對濕地的干擾並不局限於濕地范圍,而可能在整個流域或集水區范圍內產生。因此,該類指標的選取借鑒流域生態學的思想,以流域或集水區為單元進行。
(2)反映濕地自身狀態及對外界干擾產生響應的狀態指標。這類指標屬描述濕地生態系統結構或功能的狀態參數,且在濕地退化過程中變化最為顯著,能有效指示濕地的退化過程。由於狀態指標反映的是濕地自身的狀態,該類指標只能在濕地范圍內選取。
(3)反映濕地退化對地質環境造成的危害結果的指標,稱為後果指標。反映的是濕地退化對地質環境造成的危害。
通過對我國濕地退化原因和退化表現形式及退化程度的分析,從濕地退化的原因中提取出了濕地退化的影響指標,從濕地退化的表現形式、自然環境變化和社會經濟發展中提取出了濕地退化的狀態指標,從濕地退化導致的危害結果提取出了濕地退化的後果指標,構建出濕地退化指標的一級指標體系。在此基礎上,對一級指標進行細化,提出可直接測度的次級指標,作為二級指標,從而構建出完整的濕地退化地質環境調查指標體系(表5-2)。
表5-2 濕地退化環境地質指標框架
表5-3 我國不同區域濕地退化影響指標的監測強度*
(一)影響指標
描述與刻畫造成濕地退化的外界干擾的變數,可對濕地退化的原因進行監測和度量。該類指標應在整個流域或地下水盆地內進行測量,而不能僅限制於濕地本身。包括直接影響和間接影響兩方面的六類一級指標:流域水文與水文環境地質指標、流域污染物排放指標、濕地資源開發利用指標、地質災害(水土流失、海岸侵蝕、海平面上升和海水入侵)指標、自然環境變化指標和社會經濟發展指標。每類指標又由若干可直接測度的二級指標(表5-2)或三級指標構成。
由於我國不同區域濕地退化的主控因子不同,在濕地退化影響指標的監測強度上有所差異,具體見表5-3。對於內陸濕地,「地質災害」一級指標中的「海岸侵蝕」、「海平面上升」和「海水入侵」3項二級指標不予監測。
(二)狀態指標
描述與刻畫濕地生態系統結構和功能的變數,可對濕地是否退化、退化程度和退化過程進行直接度量。該類指標的測量只在濕地范圍內進行。包括5類一級指標:濕地景觀指標、濕地生物指標、濕地水文指標、濕地水質指標和濕地土壤(底泥)指標。每類指標又由若干可直接測度的二級指標(表5-2)或三級指標構成。
(三)後果指標
描述和刻畫各種驅動力和影響因素對地質環境作用的結果的指標。該類指標不僅要在濕地本身測量,也應擴展到整個流域范圍。包括8類一級指標:濕地萎縮指標、生物多樣性降低指標、水源涵養功能喪失指標、水質惡化指標、富營養化指標、區域小氣候改變指標、凈化功能降低指標、生物棲息地喪失指標。
二、濕地退化地質環境監測指標
在濕地調查指標中,選取可調控,具有可操作性的監測指標,便於相關管理部門對濕地退化實施的可靠有效措施,見表5-4。
表5-4 濕地退化地質環境監測指標
其中,水利工程:以水資源開采量或者供水變化率來表示,定性與定量相結合。
污染物排放:以污水排放量或者農葯(化肥)利用率來衡量。
濕地面積:以現有濕地面積內退化濕地面積的百分比來表示,可以濕地的鹽鹼化,沙化,植被退化面積來衡量。
水量均衡:以濕地地表水位、地下水位變化率表示,定性與定量相結合。
濕地水質(水質級別):其可用水質級別量化。河道及沼澤地水質,以《地面水環境質量標准》(GHZ Bl—1999)中Ⅲ類水域水質標准評定。
水量:以水源保證率來計量。
濕地退化監測指標分級見表5-5。
表5-5 濕地退化地質環境監測指標分級
I. 與地下水有關的主要環境地質問題
調查結果表明,受柴達木盆地自然地理及水文地質條件制約,加之城市及工農牧業布局相對集中,各地產業結構不穩,人類工程活動或自然原因導致的與地下水有關的環境地質問題具有類型少、分布范圍小、延續時間短的特點。有歷史時期產生過而目前已消失的問題,也有目前存在並進一步加劇的問題,還有將來有可能產生的問題。歸納起來有4種類型,包括8個問題,第一類是因不合理開發利用地下水資源引起的地下水位持續下降(降落漏斗)、鹹水入侵、水質咸化問題;第二類是因不合理利用地表水資源引起地下水補給源減少使地下水位下降導致的荒漠化(土地沙化)和湖泊萎縮問題,農灌區大水漫灌使地下水位上升導致的土壤次生鹽漬化問題;第三類是因對水資源保護措施不當引起的地下水污染問題;第四類是因自然條件改變而潛在的地下水資源衰減問題。
一、區域降落漏斗
(一)諾木洪
盆地內的諾木洪農場形成過區域下降漏斗,現在已消失。該農場自1955年建立,1965年開始開采地下水澆灌農田,1980年開采井為35眼,灌溉季節實際開采量11.3272×104 m3/d,到1986年8月調查時為27眼、生活供水井4眼,共31眼,分散在農田和各大隊隊部所在地,灌溉季節實際開采量13.9283×104 m3/d,澆灌耕地1166.7hm2。1986年根據各開采井成井時靜水位與開采15~20a的各開采井的靜水位繪制農場地下水位降落漏斗,在開采區范圍內形成東西兩個橢圓形下降漏斗,東漏斗面積28.26km2,西漏斗面積34.53km2。其中心區靜水位下降值前者1.28~3.25m,後者1.38~2.81m。農供水源地雖屬季節性開采,在年內開采期為135d左右(小麥生長期),該區地下水徑流量為16.1917×104 m3/d,徑流量超過實際開采量的16.25%。農灌後期便是枯水期,補給量較小,農灌水回滲期已過。兩個漏斗未連成一片,原因是降雨季節洪水大量入滲補給,使地下水得到一定量的補給。在沖洪積扇軸部地下水徑流量較大,作為兩個獨立漏斗在此期間又得到地下水的補給。此間采補基本達到平衡,兩個漏斗存在則是長期非季節性的。據1987~1997年地下水長觀資料,兩個降落漏斗一直存在。
通過2003年和2004年兩次豐、枯水期全盆地的地下水位統測,對所取得的各地地下水資料進行對比分析,發現諾木洪農場區東、西兩個區域降落漏斗中地下水基本得到恢復。西漏斗中心水位埋深原為10.35m(1982年),靜水位下降2.35m,2005年調查時水位埋深為5.74m,比原來靜水位上升2.26m。東漏斗中心附近一孔水位埋深原為16.37m(1982年),靜水位下降0.03m,2004年調查時水位埋深為12.86m,比原來靜水位上升3.48m。原因是隨著青海省勞改局近幾年農場的改制,農場大片耕地棄耕或外包給個體農戶耕作;由於抽取地下水需要支付高額的電費,一般個體農戶受經濟條件限制,對地下水開采量也逐漸減少,多以地表水灌溉為主,地下水得到充分的河水入滲補給,水位得到恢復。據2003年調查,農場開采地下水量235.41×104 m3/a,其中農灌用水開采227.91×104m3/a,比1980年地下水開采量減少了1644.91×104 m3/a。
根據各地城鎮和農業開采井調查,地下水開采量較大的還有格爾木市和德令哈市,其他地區開采量較小,均未超采,未形成區域降落漏斗。
(二)察爾汗
鹽湖區液體礦產資源超采存在於柴達木盆地察爾汗鹽湖地區。由於近年來各化工廠大規模開采晶間鹵水,已形成區域降落漏斗。據察爾汗鹽湖勘探資料,區域降落漏斗主要分布於察爾汗火車站以北的鐵路兩側及以東地區,面積總計為500km2,總開采量達2.564×108 m3/a(圖8-1)。
圖8-1 察爾汗鹽湖別勒灘區段鹵水埋深等值線(2003年4月)
在停采後區域降落漏斗,邊緣仍向外、向下擴展,中心有所上升。因補給量較難計算,僅能據此區域降落漏斗的觀測資料認為:開采量已遠超過允許開采量,基本屬於疏干開采,對鹽化工業帶來了地下水位下降後抽水成本增高、采鹵渠修建成本增高等困難。
二、鹹水入侵———冷湖
柴達木盆地因開采程度低,只有在冷湖鎮出現了鹹水入侵的環境問題。原因是冷湖鎮供水水源地布設不合理,個別開采井靠近鹹水區。
冷湖鎮水源地在冷湖北岸沖洪積扇約1.2km的潛水淺藏區,開采井共5眼,呈分散式同深開采並垂直地下水流向,1987年以前日開采量5920m3。據調查,開采時動水位11~13m,形成了下降漏斗,其半徑956~1130m,漏斗已擴展到半鹹水、鹹水區,引起了鹹水倒灌。據訪問供水管理人員,稱水質與水源地啟用時比較有明顯變咸趨勢。該水源地地下水水質變咸後,於1989年在原水源地北又重新開辟新的水源地。
圖8-2 柴達木盆地工程布置不合理造成鹹水入侵平面示意圖
圖8-3 柴達木盆地工程布置不合理造成鹹水入侵剖面示意圖
據調查,由於青海省石油局20世紀90年代外遷,人口驟減,現人口2.08萬人,年地下水開采量128.1×104 m3,開采量比以前減少近一半。經2002年、2003年和2004年在水源地取樣分析,一些水井水質已變咸,水化學類型屬SO4·Cl·(HCO3)-Ca·Mg型。由於現狀開采量較小,並不是超采地下水引起的鹹水入侵,而是因工程布置不合理造成的(圖8-2、圖8-3)。
三、水質咸化———格爾木
盆地水質咸化現象僅在格爾木河沖洪積扇戈壁帶右翼發現,該區域內的淺埋潛水上、下段出現水質變異,在供水井上的表現只是孔深不同、過濾器的置放位置有差異。盡管孔位很近,水質卻相差較大(表8-3)。1990年施工的西藏糧食局供水井(孔深66.42m),成井後因水質4項超標而廢棄。在與原井相距10m處重新鑿井一口,只把孔深加大到101.08m,水質卻較佳。上、下段水質「分界」深度約80m。
水質咸化的主要原因是該地區地表或淺層普遍存在一層古鹽殼。在開采過程中,由於管道漏水等原因將鹽殼中的鹽分溶濾到含水層中,導致水質咸化。20世紀80年代初該地區地下水位普遍上升,溶濾了古鹽殼的鹽分,也造成水質咸化;另外,1998年、1999年兩年格爾木市農牧局為綠化城市於水源地上游營造了60畝防風林帶,採用大水漫灌,使包氣帶鹽分溶解並大量下滲而造成TDS等急劇升高。
表8-3 格爾木河沖洪積扇戈壁帶右翼開采井水質垂向分異統計表
四、荒漠化(沙漠化)
柴達木盆地是我國著名的地質歷史時期形成的荒漠盆地,土地遼闊,可有效利用的土地面積卻十分有限。柴達木盆地荒漠化以原生和次生鹽漬化、風蝕和風積沙漠化為主,水蝕荒漠化次之。根據2004年遙感解譯資料,對盆地平原區沙漠化現狀進行闡述。
柴達木盆地平原區沙漠化面積大,分布較集中,沙漠化程度差異較大。地表景觀以戈壁、風蝕窪地、風蝕殘丘、風積新月形沙丘、梁窩狀沙丘、風積沙地、沙被等為主。柴達木盆地沙漠化土地面積達75736.9km2,占平原區總面積的54%(表8-4);其中輕度沙漠化土地面積為5885.3km2,占沙漠化土地總面積的8%;中度沙漠化土地面積為7045.9km2,占沙漠化土地總面積的9%;重度沙漠化土地面積為62805.7km2,占沙漠化土地總面積的83%。自從1960年盆地大規模開荒和修築公路、鐵路、礦產資源開發及大規模開采地下水以來,綠洲帶地下水位下降,植被退化,沙漠化面積迅速擴大,沙化加劇,嚴重威脅工農業生產和當地居民生活,制約著當地經濟的發展。都蘭地區北部大面積農田被風沙覆蓋,青年農場的耕地有2/3被風沙覆蓋,被迫棄耕;香日德農場北部沙害嚴重,沙丘堆積高度已達數米,農田已被風沙覆蓋,被迫改為林地,成為防護林帶。
五、湖泊萎縮———西台吉乃爾湖、托素湖
托素諾爾又名托素湖,位於柴達木盆地北緣德令哈市西南,為典型的內陸鹽湖。呈邊長約20km的等邊三角形,面積192.8km2,平均水深3.5m,最深達25.70m。主要接受其北部的姊妹湖———庫爾雷克湖水補給,以蒸發方式排泄,湖水面積不斷減小;湖水中TDS不斷升高,1961年北岸為14.4g/L、南岸為15.25g/L,1984年為35.74g/L,屬Cl·SO4-Na·Mg型。
西台吉乃爾湖位於東台吉乃爾湖西側,水深0.4m。主要接受台吉乃爾河水和平原區地下水的補給,以蒸發方式排泄,TDS 310~330g/L,屬Cl-Na型。湖底沉積石鹽。遙感解譯證實,湖泊嚴重萎縮,湖泊面積1976年時334.20km2,1990年為168.17km2,2000年變為43.37km2,占原湖水面積的13%。經過25年,湖水面積減小了290.83km2。
在蘇干湖流域,利用1990年TM數據和2000年ETM數據進行了影像對照,其結果是:2000年全流域湖泊水域11.73km2,其中蘇干湖水域面積為10.28km2;流域內有綠洲及沼澤濕地79.36km2,主要分布於蘇干湖東的大哈勒騰河下游沖積扇前緣;流域內現代冰川面積36.50km2,沙漠面積210.15km2。較1990年相比,水域面積減少了4.24%,現代冰川減少了27.71%,綠洲、沼澤濕地減少了6.36%,沙漠擴大了14.32%(圖8-4)。
表8-4 柴達木盆地荒漠化土地統計表
大哈勒騰河自出山口至尾閭湖區與地下水幾經轉化,湖泊及地下水主要受大哈勒騰河補給,並維系著環湖地區的生態環境;大哈勒騰河因接受冰川消融水的補給而較為穩定。若冰川面積大幅減少或於上游向流域外引水,必將使本區綠洲生態用水和湖泊生態用水減少,導致綠洲、沼澤濕地面積減少,湖泊日趨消亡,最後將引起該流域生態環境全面惡化。
圖8-4 蘇干湖流域主要生態環境要素不同時相影像對比結果
六、鹽漬化
(一)柴達木盆地鹽漬化現狀
據2004年遙感解譯資料,柴達木盆地土地鹽漬化以原生鹽漬化為主,次生鹽漬化次之;鹽漬化土地總面積達35810.8km2,占平原區總面積的25%。其中原生鹽漬化土地面積為35468.3km2(表8-5),占鹽漬化土地總面積的99%;主要分布於湖盆中心的環湖地帶,地表以鹽殼、鹽霜、鹽斑為主,多為荒漠鹽漬區,荒漠草原鹽漬區次之。
表8-5 柴達木盆地原生鹽漬化土地統計表
柴達木盆地次生鹽漬化土地面積為342.5km2(表8-6),占鹽漬化總面積的1%;主要分布於格爾木、諾木洪、郭勒木德鄉和香日德等農耕區;地表以鹽霜為主,鹽斑次之,多屬荒漠草原鹽漬土區,其分布范圍主要受季節影響和人類活動控制。次生鹽漬化程度因地而異,格爾木、德令哈地區農耕區鹽漬化程度高,宗巴地區農耕區鹽漬化程度相對較低。
表8-6 柴達木盆地次生鹽漬化土地統計表
(二)鹽漬化原因
柴達木盆地鹽漬化的產生既有自然原因,又有人為原因。原生鹽漬化完全受到自然因素控制,柴達木盆地氣候屬於典型乾旱極乾旱型,蒸降比高達40∶1,在歷史時期嚴酷的荒漠氣候及強烈的蒸發作用,使盆地平原區地下水淺埋帶鹽分在近地表大量積累,形成大面積的原生鹽漬化。
次生鹽漬化主要受控於人類活動。柴達木盆地因降水稀少,無灌溉就無農業,在地下水水位埋深較淺的農業區,發展自流渠灌後,因採用大水漫灌、只灌不排等不合理的灌溉方式,致使地下水位上升到小於蒸發臨界值,日積月累鹽漬化程度逐年加劇,土壤含鹽量不斷增加,形成次生鹽漬化土地。
七、地下水污染
柴達木盆地城鎮中「三廢」以直排為主,尤其是工業與生活污水主要是向地表河流、排污渠及池塘等地表水體中排放,造成部分城市淺層地下水污染。目前由於地下水淡水分布區高污染的工礦企業少,污水排量不大,地下水中污染成分簡單,污染程度不是很高,范圍不是很廣。經此次調查,發現少部分地點有Pb、油及揮發性酚的污染。Pb僅在大柴旦鎮地下水中超標,其含量為0.275mg/L,為硼酸廠排放的廢液造成的;油及揮發性酚污染多集中於格爾木市與花土溝鎮,這與當地的石化工業有極大關系(表8-7、表8-8)。
隨著城市的發展,「三廢」排放量將會增大,應對該問題重視。
(一)格爾木市地下水污染
格爾木市是盆地南緣一座新興的現代工業城市,位於戈壁帶與綠洲帶交界處,現有常住人口20.36萬人;是海西蒙古族藏族自治州國民經濟生產總值增長最快的城市,同時也是柴達木水資源利用最多的城市。據調查,每天城市用水為10×104 m3/d,生產、生活污水排放量達2.33×104 m3/d。這些污水僅沿市區主要街道鋪設的下水管道排向格爾木東河、西河。無排污設施地方的污水則就地排放,造成市區地下水污染。格爾木地下水污染是在1984年格爾木河東地區首次發現,污染因子為總硬度、TDS、氯化物,污染面積1.47km2;1989年達8.37km2。此外還出現了油類和酚類污染,其中以格爾木東水源地上段水質惡化較快,TDS、硫酸根超標1倍多,氯離子超標3.5倍。格爾木市污水處理廠雖然已建成,但生活污水、工業廢水排放設施滯後,地下水污染問題仍然存在。
表8-7 柴達木盆地油含量≥0.05mg/L地下水取樣點
表8-8 柴達木盆地揮發性酚含量>0.002mg/L地下水取樣點
地下水污染中最嚴重的是油類污染,其污染源主要為格拉(格爾木—拉薩)輸油管線。該輸油管線於20世紀80年代建成,沿格爾木河岸鋪設,區內長度約150km,有三個加壓泵站。由於輸油管線年久失修、管線漏油和泵站廢油排放,先污染地表水,河水入滲地下又污染了地下水。據2003年4月監測資料表明,格爾木沖洪積扇地下水石油含量為0.13~0.89mg/L,樣品檢出率100%(圖8-5)。與2002年相比,石油類污染有所減輕,污染范圍仍與上年相同。油類污染減輕的主要原因是輸油管線的改造和加壓泵站廢油排放量減少。
圖8-5 格爾木市東水源地地下水石油類含量歷時曲線圖
(二)盆地其餘地區地下水污染
盆地中礦產資源開發正處在起步階段。除格爾木市和德令哈市外,其他城鎮人口不多;工礦企業零散,生活、生產廢水排放量不大。由於缺少多數城鎮地下水水質背景資料,因而難以確定水質污染程度。作為地下水污染源幾乎每個城鎮均存在,污水、工業廢水則是就地排放。除格爾木市建有污水處理廠外,其他各城鎮均未建有污水處理設施。
花土溝鎮。該區主要污染物為採油廠排放污水,主要污染指標以油類為主。據2003年調查,每天污水排放量達1348.18m3/d,這些污水未經任何有效處理就地排放滲入山前戈壁帶。
錫鐵山工業廢水。該區污染源主要是鉛鋅礦區洗礦污水、礦山開采時產生的污水和火電廠排放的廢水。污水排放量為5.771×104 m3/a、52.22×104 m3/a和78.43×104 m3/a,總排放量達136.42×104 m3/a。廢水一般徑流1~1.5km後全部入滲地下,造成地下水污染。廢水中含有大量鉛、鋅、汞、鎘和砷等有害物質成分。若不實施污水處理,將會對察爾汗鹽湖造成污染。
都蘭縣。都蘭縣城周圍有7個選礦廠,其中鉛鋅選礦廠3個,鐵礦廠4個,有兩個位於夏日哈河上游,5個位於察汗烏蘇河上游。這些選礦廠均為鄉辦或個體經營,設施簡陋,生產工藝低下,選礦所用廢水未經處理就地排放。都蘭縣城和夏日哈鎮均處在污染源下游地段,有關部門應高度重視。
格爾木市大格勒鄉位於都蘭縣和格爾木市管轄交界處,其上游大、小五龍溝屬都蘭縣轄區。20世紀90年代末由於在五龍溝內發現金礦(岩金),曾一度大量開采礦石,黃金堆浸採用氰化物。在小五龍溝谷南側山坡處,有面積達0.3km2的氰化物廢液沉澱池。沉澱池下部未進行任何有效防滲措施,地表為粉砂土,以下為漂卵礫石,對地下水構成極大的潛在威脅。污染源尚在,應引起有關部門重視。
八、地下水資源衰減
(一)工程攔蓄使地下水補給量減少
柴達木盆地水資源的形成與分布是以山區水資源在平原區的重復轉化為其基本特徵。德令哈市懷頭他拉水庫建在巴羅根河出山口處,截獲了河流的全部水量,並將河水引入渠道;除水庫壩下少量滲漏和渠道滲漏外,在洪水期也沒有多少河水可滲入地下,因而該區地下水資源大幅減少。
渠道引水導致地下水資源貧化在盆地內各灌區也較為普遍。盆地各沖洪積扇的地下水資源主要依靠河水滲漏補給,當河水引入渠後大部分或全部河水在渠道中運行,其滲漏量遠遠小於天然河道的下滲量。據調查,香日德農場1眼井,成井時(1974年8月31日)水位埋深77.27m,1987年6月1日實測水位埋深為100.33m,2003年8月實測水位為111.08m,每年下降1.17m。
(二)因自然條件改變而潛在的地下水資源衰減問題
在柴達木盆地的高山區廣泛分布有現代冰川,總面積有1358.46km2,冰川儲量1135×108 m3,冰川年融化水量9.18×108 m3,占整個柴達木盆地河川徑流補給總量的20%,成為柴達木盆地哈勒騰河、魚卡河、塔塔棱河、那陵格勒河、格爾木河、香日德河、巴音郭勒河等主要河流的最初水源和徑流的重要補給來源。
受全球氣溫持續升高的影響,盆地平原區多年平均氣溫總體呈上升趨勢,並以0.0155~0.062℃/a的比率上升。山區多年平均氣溫同樣會不斷上升,氣候逐漸變暖,本區冰川萎縮趨勢加劇。如祁連山區的喀克圖蒙克冰川,最高海拔為5696m,1993年時冰川面積為44.5km2,至2001年時冰川面積降為40.9km2;8年來減少3.6km2,平均每年減少0.45km2,萎縮率為1.01%(圖8-6)。氣溫持續上升,高寒區的冰川大量消融,短期內增加河流徑流量,增加對地下水的入滲補給量;當冰川萎縮到一定程度後,受冰川融水補給的上述河流流量變小,對其下游地下水的補給量減少而使地下水資源衰減。
圖8-6 塔塔棱北山冰川萎縮1976年與2001年冰川面積比較
J. 什麼叫工程地質構造斷裂區域
斷裂構造分為3種: (一)一般斷層。1.斷裂構造形態的直接解譯標志(1)破碎帶的直接出露一般都構成負地形,具粗糙感;(2)地質體被切斷或錯開,包括地層、侵入體、岩脈、褶皺、不整合面等各種地質體被切斷錯開以及老斷層被新斷層切斷、錯開等;(3)沉積岩地區地層的重復或缺失,但應注意與褶皺和不整合接觸所造成的岩層重復和缺失的區別。2.斷裂構造形態的間接解譯標志(1)線性負地形和串珠狀地形:包括斷層崖、斷層三角面、斷層埡口、斷層溝谷、斷層裂口、串珠狀盆地和串珠狀湖泊、窪地等;(2)沿著某些方向,岩層產狀發生突然變化,但褶皺、不整合接觸也發生此現象,應注意區別;(3)侵入體、火山錐、礦體、鬆散沉積物呈線(帶)狀分布;(4)兩種不同地貌單元截然相接;(5)山脊線、階地、夷平面、洪積扇等地貌要素錯動;(6)水系的變異,包括一系列平行的直線河段、角狀水系、斷頭河、對口河、釣鉤河、相鄰河流均沿某一方向拐彎等;(7)泉(包括溫泉)、濕地的成串出露;(8)在第四紀沉積層的平坦地區出現呈直線狀分布的壠崗狀地形;但應注意風沙、冰川作用也可能形成這種地貌;(9)不良地質作用呈線狀分布,但應注意岩性也能造成此現象的產生。 (二)活動斷層。1.斷層崖、斷層三角面保留得很明顯,且在斷層線影像上見有斷層裂縫等;2.沿斷層線形成斷層裂口,多被視為仍在活動的斷層;3.相鄰河谷均出現跌水現象或形成瀑布等,往往與活動斷裂有關;4.沿斷裂分布的水系往往是直線狀分布,水系與斷裂相交處常發生同步扭曲;5.平坦的第四紀沉積層地區沿斷層線出現壠崗狀地貌,並多見有泉水出露;6.沿斷裂線分布一系列地震震中、泉水和溫泉等,往往也是活動斷裂的標志;7.洪積扇、沖積扇前緣被切成直線,沿切線有泉水或濕地分布;8.在第四紀地層分布的平坦地區出現異常的色線(色帶),往往是下伏活動斷裂的表現。 (三)隱伏斷裂。1.在平原地區呈現影像結構和色調深淺差異的界線,往往是隱伏斷裂所造成;2.山前的一系列洪積扇、沖積扇被切割,第四紀地層見串珠狀的泉水、濕地出露;3.第四紀地層上見多條相互平行的河段或相鄰河流突然同時拐彎;4.第四紀地層上的水系變異,斷頭河、成排河流沿某一地段成伏流等;5.平原地區河道出現一些特徵點,如匯流點、分流點等;6.在第四紀地層分布的平坦地區出現直線狀分布的壠崗地貌,並見有泉水或濕地分布。 ------摘自《工程地質手冊》(第四版)P66-P67第二篇第三章第六節:地質構造的解譯。