什么水文地质环境
1. 西南岩溶地区水文地质环境地质调查成果
中国地质科学院岩溶地质研究所
西南岩溶地区包括云南、贵州、广西、湖南、四川、重庆、湖北、广东8个省(区、市),岩溶面积78万平方千米。该岩溶地区存在严重干旱缺水、水土流失与岩溶石漠化、地下水质恶化、岩溶塌陷和岩溶内涝等典型资源环境问题,制约了经济社会的发展。2009~2011年,西南地区连续发生的严重干旱主要分布于岩溶地区,耕地受旱面积1亿余亩,受灾人口6000多万人,直接经济损失300多亿元,引起了党中央国务院的高度关注。
2003年起,在中国地质调查局的领导下,中国地质科学院岩溶地质研究所组织西南8省(区、市)地调院等单位,联合实施了“西南岩溶地区水文地质环境地质调查”计划项目。至2011年底,完成了80个工作项目,包括1:5万水文地质环境地质调查44项、地下水开发利用与环境治理示范13项、地下水动态监测3项和综合研究20项。面上工作覆盖了西南8省(区、市),1:5万水文地质综合调查选择了77个典型岩溶流域。
通过调查与探测,查明了不同岩溶环境类型区地下水分布结构、水循环机理、水质与污染现状、生态环境状况和开发利用与保护条件;通过监测与试验,掌握了岩溶水系统形成演变规律与动态变化趋势;通过科技攻关,进行水质、水量和开发利用潜力评价,制定了地下水开发利用、水污染防治和生态环境综合整治区划;通过开发与治理示范,建立岩溶水资源有效开发利用与保护优化模式,为面上推广积累了经验。完成1:5万水文地质调查面积20万平方千米,水文地质钻探52000米,综合地球物理探测60000点,岩溶洞穴探测60千米。本项目调查成果为该区抗旱找水提供了很好的技术支撑,快速确定了找水靶区和取水水源,使得勘探成井率达到了90%以上。
该项目主要取得了6方面成果:
第一,掌握了西南岩溶区水资源量及其开发利用潜力,为该区地下水开发利用提供了依据,为地方经济社会发展提供了技术支撑。对西南岩溶地区地下水资源量进行了评价论证,掌握了岩溶地下水可供有效开发利用的潜力。调查区地下水天然资源量为1762.82亿立方米/年,岩溶水允许开采量615.70亿立方米/年,地下水资源潜力为517.38亿立方米/年。区内有2863条地下河,己开发利用的地下河138条,占4.82%,地下河的开发利用潜力很大。
第二,查清了岩溶石漠化的分布状况及其发展趋势,掌握了岩溶石漠化形成的主要机理,为正在开展的石漠化治理提供了依据。西南岩溶地区石漠化面积为11.35万平方千米,占岩溶区面积的22.7%,年平均增长率为1.86%,岩溶石漠化呈不断恶化的趋势。
第三,查清了典型流域岩溶水文地质条件和环境地质问题。选择不同类型岩溶区,以流域为单元,开展了1:5万水文地质和环境地质调查,掌握了岩溶干旱、洪涝、地质灾害状况,制定了流域内岩溶水开发工程方案和地质环境综合整治区划。这一基础性调查成果已被多个部门应用于调查区开发治理工作中。
第四,针对不同类型区开发条件,因地制宜,采取堵洞蓄水、暗河截流、大泉壅水、钻井等多种方式,开展了岩溶地下水开发利用与生态环境综合治理示范,取得了明显的社会效应与经济效益。拦截地下河形成地下调节水库6座,钻探成井200余口,解决了100余万人饮用水、50万余亩耕地的灌溉用水问题。在云南泸西盆地边缘建成了皮家寨岩溶大泉束流调压壅水开发示范工程(图1),允许开采量6万立方米/天。解决了25660人的饮水困难和36000亩耕地的灌溉用水问题。在贵州省实施了巨木地下河岩溶水开发示范工程,利用地下空间在地下河出口处筑坝拦蓄地下水成库(图2和图3),建成了库容239.2万立方米地下水库1座、300立方米的高位蓄水池1座,解决了区内12000余人和14000余头大牲畜的饮水、缓解了8000余亩农田缺水灌溉。水稻平均增收150千克/亩、总增收水稻90.0万千克/年、油菜增产8.82万千克/年,实现经济收入145万元/年。在广西黎塘镇谢村桥美示范区,开发表层岩溶系统地下水(图4),建设以蔬菜为主的高效农业基地,使蔬菜总产值达1300多万元,增收20%~30%,萝卜单产由过去的2000千克提高到现在的3500~5000千克,年产值达235万元,增收125万元,人均增收350元。
图1 云南岩溶大泉壅水示范
图2 贵州拦蓄地下河示范
图3 贵州蓄水构造机井开采示范
图4 广西表层岩溶泉开发示范
第五,初步建立了西南岩溶石山区地下水与环境地质信息系统,实现了地质调查成果的信息化。建立了具有输入、编辑、查询、空间分析、输出等功能的西南岩溶石山区地下水与环境地质信息系统,为岩溶地区水资源开发利用、生态资源和土地资源保护与管理等提供了科学依据。
第六,地调与科研相结合,开展了综合性研究工作,实现了地质调查工作的科技创新。在岩溶水资源形成机理、岩溶水资源定量评价方法、岩溶石漠化形成机理与演变规律、表层岩溶带及其对水资源的调蓄功能、岩溶水自动化监测技术、地下河水变化与土地利用关系、碳酸盐岩岩性地层遥感填图技术和岩溶地下水综合探测技术和示踪技术研究等方面取得了新进展。
2. 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。
3. 环境水文地质学的诞生
环境问题的研究,已是当前世界各国十分突出的一个问题。环境水文地质学的诞生和发展是和环境地质学的诞生和发展紧密相关的。可以说,从20世纪60年代初期出现环境地质学起,就开始有了环境水文地质学的雏形,严格地说,它是环境地质学的一个分支。
环境地质学的含义和研究范畴,不同学者有其不同的见解。最早使用“环境地质学”这个名词的是1962年Tames E.Hackett,他认为“环境地质学是研究和使地质学达到协调和完善状况的一个新方向”。Peter T.Flawn则认为“环境地质学是研究城市、乡村和原始地区人类土地利用的全过程,它包括自然资源的寻找和开发、废物的处理、块体运动和构造运动的效应、地球物质组分对人体健康的影响效应。它涉及到陆地、海洋和大气圈,甚至由于地球人口和工业的集中,产生巨大的热柱和烟柱的效应,都可以应用环境地质这个名词”。Willian J.Wayne和Flawn等在1968年和1970年相继提出:“城市地质学一词与环境地质学实际上是同义词”,“城市地区是公认的环境地质学最重要的焦点”等。但是,与此同时,也有学者持相反的意见,如Gordon B.Oakeshott(1970)认为“环境地质是一种荒谬的名词”,“所有地质学都是环境的……”。
不论各位学者的看法如何,环境水文地质学作为环境地质学的一个分支,它的发生与发展是和世界人口的增加、城市化程度的迅速增长、特别是为供水目的过量抽取地下水而导致的地面沉降、含水层枯竭、水质恶化等一系列环境水文地质问题的发生与发展过程密切相关。而且,目前环境水文地质学涉及的研究范围已远远超过了岩石圈和水圈而延伸到大气圈和生物圈,并和人类赖以生存的社会、环境、生态和经济等密切联系。
近二三十年来,该学科在我国发展迅速。原地质矿产部曾先后于1979年10月和1983年3月分别在西安和杭州召开了北方与南方地区有关环境水文地质的经验交流会,着重讨论了我国各地地下水的污染现状、成因、形成机理与环境质量评价等问题。又如,1979年在北京召开的“地下水人工补给”学术讨论会;1980年在上海召开的“全国地面沉降”学术研讨会;1982年11月在重庆召开的水文地球化学学术讨论会等。总之,从20世纪80年代初至今有关环境水文地质专题研究的各种学术会议很多。在科学研究方面,自我国“八·五”科技攻关以来,每次攻关规划都有环境水文地质科学研究的项目。近几年,我国进行西部大开发,更是明确的以生态环境研究为重点。所有这些,都充分反映了我国环境水文地质学在20世纪已经进入了一个崭新的发展阶段。
应该着重指出的是,在我国环境水文地质学科的建立和发展过程中,陈梦熊院士有很大的贡献。他于1984年发表的“环境水文地质问题与环境水文地质学”(水文地质工程地质选辑20,地质出版社)一文中,在我国首次提出了环境水文地质这一新学科,继而,他又在1985,1990,1995和1996年陆续发表了一系列文章,论述了关于环境水文地质学这一新学科的基本概念、学科分支、研究内容与方法等。这些思想观念和理论基础,已被不少院校的教科书和有关论著所引用,影响深远。
目前,环境水文地质学根据其研究的内容和方法,在我国已形成了不同的环境水文地质学分支。如资源环境水文地质学、污染水文地质学、病理环境水文地质学、工程水文地质学、生态环境水文地质学(陈梦熊,1985年)等,这在1987年7月第28届国际地质大会以来的历届地质大会的有关环境地质分会的内容上都有反映。
总之,环境水文地质学是一门应用地质科学,是研究天然和人为作用下,由于环境水动力作用和水文地球化学作用变化所造成的环境水文地质问题。如,土壤盐碱化、森林退化、水污染、海水入侵、地面沉降、水源枯竭等有关环境地质副作用的发生、发展的物理、化学过程及其计算机模拟和预测;从水文地球化学和水文地质动力学原理出发,环境水文地质学还研究水和岩石相互作用的机理以及人类和自然交替作用过程中水文地质环境保护的措施;研究向地球索取更多优质水的方法和措施等。这些研究既包括水资源合理开发利用的一系列水动力学和水化学的理论和方法研究,也包括与海水入侵、污水处理等有关的一套工程技术,如污水的化学、物理化学、微生物化学和生物工程等的处置方法和措施的研究。
环境水文地质研究的目的是为了改造环境,以达到控制和消除有害作用,保护和合理利用地下水资源,使其有利于人类生存和发展生产的目的。其研究的范畴应包括各种水资源,如大气降水、地表水、地下水以及再生水、资源化水等的形成发展、演化的机制和治理对策,以及与大气圈、岩石圈、生物圈之间的相互影响,相互制约的内在联系的研究。显然,在当前全世界面临水资源短缺和环境恶化的形势下,环境水文地质工作及其学科发展的前景必定越来越宽阔。
4. 简述矿山开采会产生哪些水文地质环境问题
矿山疏干排水会造成地下水水位下降,引发地面变形沉降。
矿山的疏干排水会造专成地表水悬浮物增多,引属发地表水污染,这个煤矿比较明显一排水附近的水沟水渠都是黑的。还有些是化学浸矿法的,例如金矿洗金废水不按规范处理的话,会造成严重的安全事件。
5. 地下水地质环境区域划分
一、地质环境区域特征
根据我国不同地区的地质环境特征,大致可划分为大区:东部大平原;内蒙古高原与黄土高原;西北内陆盆地;华中及西南丘陵山区;东南及华南滨海地区;青藏高原。以上6大区既有各自的特殊性问题,又有相同的共同性问题。例如东部大平原地下水较为丰富,主要地质环境问题是地下水的合理开发利用与洪、涝、旱、碱等自然灾害的综合治理。内蒙古高原主要问题是能源基地建设与生态环境的保护以及黄土高原水土流失与解决人畜饮用水问题。西北干旱区主要是防止沙漠化,实际上也是水资源的合理规划与科学管理问题。华中及华南滨海三角洲平原,主要存在淤泥、流沙等软土层问题、海水入侵问题、风暴潮及洪涝灾害加剧等各类环境问题。青藏高原主要是冻土层广泛分布、高原峡谷区崩塌、滑坡、泥石流灾害严重及地震问题。上述各类地区也存在不少共同性问题,例如城市环境地质灾害是普遍性问题,但尤以东部大平原与滨海三角洲平原最为突出;地面沉降灾害分布很广,水污染问题十分普遍;由于劣质水引发的各类地方病分布很广,尤以东北、西北地区最为严重;干旱缺水是一个普遍性问题,不仅在北方,在南方的岩溶地区、红层地区也十分严重;凡是丘陵山区都普遍存在崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害,尤以西南地区最为突出。综上所述,地质环境问题十分复杂,其形成原因既有自然因素,又有人为因素,而且人为因素往往成为破坏地质环境的主导因素。
二、地下水地质环境区域划分
从水文地质观点,结合自然条件与构造特点,可考虑把中国区域划分为3大单元:中国北部地台(中朝地台)、中国南部地台(扬子准地台)和青藏高原(由喜马拉雅山系、昆仑山系、祁连山系及其中间地块组成)。
中国北部及南部地台,以东西向展布的秦岭褶皱山系为界。秦岭以北年降水量小于800mm,并自东向西,逐渐由半湿润气候带过渡到半干旱气候带和典型的内陆干旱气候带。河流分别属于黄河水系、松辽水系和内流水系。秦岭以南降水突然增加,并逐渐由湿润气候带过渡至十分潮湿的亚热带气候区。河流分别属于长江水系和珠江水系。由此可见,中国南北纬向分带现象非常显著,虽然地形条件极为复杂,但潜水的分布仍处处受到纬向分带的控制。面积广阔的青藏高原,平均海拔4000m以上,气候干燥寒冷,破坏了纬向分带规律,形成苔原及冰漠,并且在高原四周显示自然景观上垂向分带的特征。因此它与中国东部完全不同,构成一个独立的水文地质区域。
根据我国气候分带结合大地构造与地质、地貌条件,全国共可划分为6个水文地质大区,分别是:东部大平原水文地质区;内蒙古高原、陕甘黄土高原水文地质区;西北内陆盆地水文地质区;华东、华中及西南丘陵山地水文地质区;东南、华南水文地质区;青藏高原水文地质区。每个大区又可划分出一些亚区(图2-1-1)。
图2-1-1 中国水文地质分区略图
(据陈梦熊等,2002)
Ⅰ—东部大平原水文地质区:Ⅰ1—松辽平原亚区,Ⅰ2—黄淮海平原亚区;Ⅱ—内蒙古高原、陕甘黄土高原水文地质区:Ⅱ1—内蒙古高原亚区,Ⅱ2—陕、甘黄土高原亚区;Ⅲ—西北内陆盆地水文地质区:Ⅲ1—河西走廊亚区,Ⅲ2—准噶尔盆地亚区,Ⅲ3—塔里木盆地亚区,Ⅲ4—柴达木盆地亚区;Ⅳ—华东、华中及西南丘陵山地水文地质区:Ⅳ1—华东、华中丘陵山地亚区,Ⅳ2—西南岩溶丘陵山地亚区;Ⅴ—东南、华南水文地质区:Ⅴ1—闽、浙丘陵山地亚区(包括台湾),Ⅴ2—粤、琼丘陵山地亚区(包括部分广西);Ⅵ—青藏高原水文地质区:Ⅵ1—冻土高原亚区,Ⅵ2—藏东及藏东南高山峡谷亚区
6. 哪些高校有水文地质专业,或者如果要考水文地质的研究生,哪些大学的这个比较好呢在线等待,非常感谢!
中国地质科学院,现归国土部直属事业单位中国地质调查局统一管理,他下面有两个研究专单位以水文地质为优势属,中国地质科学院水文地质环境地质研究所,是全国唯一水工环的公益性事业单位,其中水就是水文地质;中国地质科学院岩溶地质研究所,唯一的岩溶研究所,岩溶水文地质是其专长,联合国教科文组织世界岩溶中心也在该单位。另外,国土资源部直属事业单位中国地质调查局的水文地质环境地质调查中心,国内专业的水文地质调查研究中心,这里面很多教授也在中国地质大学,石家庄经济学院等不同高校等招收水文地质专业研究生。
中国科学院地理所等一些科研机构也有相关专业。
高校方面:
中国地质大学(原北京地院)、长安大学(原西安地院)、成都理工大学(原成都地院)、石家庄经济学院(原河北地院)这几个都是曾经的国内大地院
另外,好多其它的一些综合类院校清华、北大等很多都有相似专业。
7. 水文地质条件是什么
水文地质条件是指地下水埋藏、分布,补给、径流和排泄条件,水质和水量及其形成地质条件等的总称。
8. 水文与水文地质的区别
二者有交集,水文的范围大一些
水文的对象仅仅是所有关于水的,形成包括水位、流量版、雨量、水质权、地下水、蒸发、泥沙等项目齐全、布局比较合理的水文站网。包含部分水文地质的内容。
而水文地质是为地质工程服务的一门学科,水文地质学是地质学的一个分支,是研究地下水(Groundwater)的一门学科,它是对地质环境中地下水的发生、运动及其水化学特性上的研究。主要研究与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作用下地下水水量和水质的时空变化规律,并研究如何运用这些规律去兴利除害,为人类服务。
水文,指自然界中水的变化、运动等的各种现象。现在一般指研究自然界水的时空分布、变化规律的一门边缘学科。
水文地质学是研究地下水的科学。它主要是研究地下水的分布和形成规律,地下水的物理性质和化学成分,地下水资源及其合理利用,地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等。随着科学的发展和生产建设的需要,水文地质学又分为区域水文地质学、地下水动力学、水文地球化学、供水水文地质学、矿床水文地质学、土壤改良水文地质学等分支学科。
9. 水文地质条件一般是指什么
通常把与地下水来有关的问源题称为水文地质问题,把与地下水有关的地质条件称为水文地质条件。
水文地质指自然界中地下水的各种变化和运动的现象。水文地质学是研究地下水的科学。它主要是研究地下水的分布和形成规律,地下水的物理性质和化学成分,地下水资源及其合理利用,地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等。随着科学的发展和生产建设的需要,水文地质学又分为区域水文地质学、地下水动力学、水文地球化学、供水水文地质学、矿床水文地质学、土壤改良水文地质学等分支学科。近年来,水文地质学与地热、地震、环境地质等方面的研究相互渗透,又形成了若干新领域。
10. 高速公路的修建导致什么水文地质环境变化,特别是隧道工程,该如何处理出现的问题。
出现的问题来很多,根据源隧道围岩和周边地质条件的不同,出现的问题也相应的不同。比如在潜埋段会出现冒顶现象,解决办法是减慢掘进速度,在布眼上多打眼,少装药,调整硬性支撑的密度等等。所以你这个问题我感觉就像在问一本网络全书的内容,你还是去翻阅各种资料好得多。