山東半島城市群地區主要地質災害

2022-01-10 20:06:56 字數 4568 閱讀 6377

1樓:中地數媒

在上面論述地區穩定性時,已涉及**的災害。**也是地質災害的一個重要災種。在有關水資源的討論中,也已經分析了山東半島的旱澇災害問題。這節著重討論山東半島存在的其他主要地質災害。

地質災害是自然界不可避免的現象,人類的不當開發,或未能對其很好地進行防治,都會激發、加速或加劇地質災害的發生與發展,增大其危害性。自然界中的地質災害,有緩變性地質災害,如海水入侵、地面沉降、沉陷等,也有急變性地質災害,如滑坡、泥石流、岩溶塌陷等,下面分別簡略分析。

1.海水入侵災害

在海岸帶地區,經常會產生海水入侵使陸地地下水被海水浸染,增大含鹽度,會失去作為飲用及工農業供水的價值。海水入侵也會破壞巖體的力學性質,增大產生滑坡等災害現象的危險性。海水入侵還會增強對碳酸鹽巖的岩溶作用,等等。

環渤海地區,海水入侵是廣泛的現象(圖18)。實際上,除少數為海水完全入侵地帶外(圖18中1區),多數是海水入侵與地下水相混合地區,形成鹹水-微鹹水的混合帶,其影響寬度在1km至15km以上。

圖18 環渤海地區海水入侵現狀圖(據孫曉明,2005)

萊州是重要的海水入侵地區,其地下水礦化度可由150g/l,經32km的滲流途徑,與入侵地下海水不斷匯合相混後,變成礦化度為2g/l的微鹹水(圖19)。大王—羊口地下水礦化度變化見圖20。

圖19 萊州灣南岸固堤—央子地下水礦化度變化剖面(據徐建國,2005)

圖 20 大王—羊口地下水礦化度變化剖面( 據徐建國,2005)

萊州灣南岸海水入侵始於 20 世紀 70 年代末,當時是區域性地區發生海水入侵,後來由於 80 年代初濰坊、昌道、庫克等地加強了地下水資源開採,另外河流中、上游修建水庫,使地表水補給量減少,而誘發了海水大量入侵,使鹹 ( 海水) 與淡 ( 地下水) 介面向陸地遷移,形成大寬度的海水 - 淡水混合帶,原先淡地下水的礦化度一般在 500mg/l 以下,少數達 1000mg/l。

萊州灣地下水超採與海水入侵關係見表 29。

表 29 萊州市地下水超採量與海水入侵

( 中國地質調查局海洋地質研究所)

萊州市2023年海水入侵面積為15.8km2;至2023年,海水入侵面積已佔全市面積的11.12%,入侵速度由46m/a增至404.

0m/a;至2023年,萊州市海水入侵已達260km2(李萍,2004);目前海水入侵面積為304km2。據1976~2023年的初步統計,萊州灣地區累計開採地下水38×108m3,地下水位平均下降15m左右,地下水漏斗面積達2000km2,低於海平面的負值區有1600km2。

龍口市海水入侵面積為78.4km2。煙臺市從70年代起開採地下水,由於海水入侵,地下水氯離子含量由0.

13g/l至2023年已變為1.7g/l,2023年,海水入侵線已達850m。

青島地區海水入侵面積達95.6km2,也開始於20世紀70年代。1981~2023年,大沽河流域海水入侵峰面內移750m。

2023年開始開採地下水資源,在李哥莊一帶形成面積約100km2的地下水降低漏斗,中心最低水位-8.13m。2023年由於引貴濟青工程輸水,地下水開採減少,2023年豐水期漏斗平復。

青島其他地區,如白沙河—城陽河下游、黃島辛安等地,也有海水入侵,加上膠南市、膠州市和平度市,這幾個地方海水入侵面積已達159km2。

渤海的海水總礦化度為34.4g/l,黃海為33.33g/l,在大連地區海水與岩溶含水層中總礦化度為0.

62g/l的淡水混合後,形成的地下鹹水總礦化度為8.14g/l,是由76.78%的岩溶淡水和23.

22%的海水相混形成的(盧耀如,1999),則:

山東半島城市群地區地質-生態環境與可持續發展研究

式中:vf、vb、vs———形成體積為vb的鹹水時,相應地下水和鹹海水的體積為vf和vs(l);ccl

f、ccl

b、ccl

s———分別為地下淡水、混合後鹹水和海水中cl-離子含量。

在山東半島萊州灣地區,滷水礦化度達50~150g/l,這不是海水的自身總礦化度,實際上是經蒸發、濃縮的鹽滷水,就是說海水入滲後,經過自然和人工蒸發濃縮,使地下水中礦化度達到50~220g/l,其中包括了古海水入侵後,經過地下蒸發不斷聚集的滷水。從這個數值上看,萊州灣海水入侵是疊加了古海水入侵的影響。

萊州灣東南岸地區海水入侵面積於1979~2023年是急劇增加的,近幾年面積擴大率稍有所下降(圖21)。

圖 21 萊州灣東南岸地區海水入侵面積變化( 據徐建國等,2005)

海水入侵,在世界濱海城市也多有發生,地下水中所含 cl-離子含量可作為海水入侵強度的一個指標,前面已討論了環渤海北岸大連地帶海水入侵的強度,下面將國外一些地區海水入侵、造成 cl-離子增多的情況列於表 30。

表 30 世界部分沿海國家 ( 地區) 海水 cl-含量

萊州灣地區海水入侵是嚴重的,其中也包括高濃度鹽滷水入滲形成的地下水。

2. 地面沉降災害

在萊州灣地帶的東營市,由於開採油氣資源及地下水資源,於 1985 年發現了地面沉降。**部門曾用大面積精密水準測量複測了地殼形變規律,結果表明,丘陵區、萊州灣南岸及魯北平原埕寧隆起的東部,幾十年來處於抬升狀態,最大抬升區在膠北斷塊隆起區,上升速率為 4 ~8mm/a,東營—墾利地面沉降量最大達 80mm,利津縣以北地帶,沉降速率為 4 ~8mm/a,壽光西部地區,沉降速率也是 4 ~8mm/a。2000 ~2003 年,對該地進行了複測,發現地面沉降量為248 ~397mm。

2002 ~2003 年,東營地面沉降觀測點有43個,沉降量在 10 ~30mm 以上。

地面沉降,必定會誘發或加劇海水入侵,萊州灣其他地區存在的地下水大降落漏斗,也存在著加劇海水入侵的問題。

3. 礦區地面塌陷

地面沉降,相對是個緩慢形變的過程,而地面塌陷,主要是由礦山開採引起的,有緩變發展的過程,也有突然發生的現象。山東半島地區採煤、金、鐵等礦產資源引起了較多的地面塌陷現象,特別是大面積煤田採用冒落式方法開採,引起地面塌陷、沉降現象更加嚴重。山東半島城市群礦區地面沉降概況見表 31。

表 31 山東半島城市群礦區地面沉降概況

( 山東省國土資源廳)

目前已閉礦的礦山,有的進行了復墾。礦山開採過程中,尾礦、排土廠等對環境影響較大,尚需治理。總的看來,山東半島城市群地區,煤礦、金礦及鐵礦的礦山環境問題,相對影響的地域比環渤海北翼這一帶要小些,但也是今後需予以關注的地質災害現象。

對山東半島地區開採地下水誘發地質災害、影響地質環境的情況進行了綜合評價,見圖 22。

4. 滑坡、泥石流地質災害

滑坡、崩塌與泥石流是常見的地質災害,山東半島地區也常發生。滑坡、泥石流等災害多是突發性的,易造成突發性災害,但是,多有相應的早期形變跡象,如後沿岩土體開裂,滑坡前沿的擠壓、隆起,或有少量塌方、崩落等前兆現象。

圖 22 山東半島城市群地下水誘發災害對環境質量影響評價( 山東國土資源廳供圖)

2023年,郯城-莒縣**,誘發了體積為480×104m3的滑坡;近期有濟南長清馬山滑坡、崩塌群,長600m,寬500m,平均厚15m,體積近300×104m3,都是規模較大的滑坡。濟南歷城區西營鎮十崖村,於2023年8月暴雨後山體坡面出現35處滑塌點,形成泥石流,毀農田4hm2,牲畜死亡50頭,沖垮橋樑7座、樹木3000多棵。2023年,淄博山區也發生了泥石流,20多公頃耕地被毀,270hm2農作物被毀,並毀壞光纜、供電線路。

山東半島城市**生滑坡等地質災害的情況見表32。山東半島地區崩塌、滑坡、泥石流災害,規模比中國西部地區小得多,最主要的是減輕及避免這類災害,需要及早監測發現,以便提供適時的依據,採取相應措施予以防治。最主要的一點是,工程建設中,特別注意不要隨意開挖施工,避免天然狀態下穩定的巖體坡角被破壞而誘發滑坡、泥石流等地質災害。

表 32 山東半島城市群崩塌、滑坡、泥石流災害概況

( 山東省國土資源廳)

5. 岩溶塌陷災害

在碳酸鹽巖分佈區,長期超量開採岩溶地下水,會使岩溶地下水位持續下降,並導致岩溶水與上覆第四系孔隙水水動力條件發生變化,並對岩土體穩定性產生影響,從而誘發岩溶塌陷的發生。目前,魯中南地區岩溶塌陷主要發生在泰安、棗莊、萊蕪等地,危害性非常突出。

(1)泰安市岩溶地面塌陷

主要發生於泰安舊縣、鐵路三角區及東郊訾灌莊一帶。1970~2023年,在25km2範圍內,共發生塌陷152處。塌陷直徑一般1~6m,最大16m,深度在鐵路三角區為4~8m,訾灌莊一帶為2~5m。

舊縣地面塌陷造成9個村莊房屋開裂倒塌。20世紀90年代初期,京滬鐵路行經本段列車車速限在5km/h。後來,經過勘測處理,如採用旋噴樁、灌漿、連鎖鐵軌及控制地下水開採等途徑,使這一帶岩溶塌陷的災害得到控制。

(2)棗莊市岩溶地面塌陷

主要發生在十泉水源地、丁莊—東王莊水源地及薛城區大呂巷等地,1980~2023年累計產生塌陷200處,目前塌陷分佈面積達25km2。塌陷多為點狀橢圓形,直徑3~10m,東王莊西橋附近一處最大塌陷坑,長80m,寬60m,深1.5m。

塌陷的發生使部分村民住房的地面、牆壁開裂,給人民生命財產安全帶來一定威脅。同時,地下水位的大幅度下降,又導致順河道排放的汙水滲入地下,使岩溶水遭受汙染。

(3)萊蕪市岩溶塌陷

岩溶塌陷主要發生在陣公清—西泉河一帶鐵礦區,由於鐵礦生產和當地工農業生產長期大量採排岩溶地下水而引起。1973~2023年間,共發生岩溶塌陷139處,塌坑最大直徑35m,最大深度13m,累計塌陷面積6435.0m2。

在這個岩溶塌陷區範圍內,共有13個村莊的民房受到不同程度的破壞。其中,199戶的1001間房屋破壞嚴重,裂縫寬度超過4cm,被迫搬遷。

此外,在臨沂市區、沂源縣、平陰縣、蒙縣及蒙陰縣等地,亦有一定規模的岩溶塌陷發生,造成很大的經濟損失。