臧文學，張希中，貢長青，孫娟

（1.河北省地礦局秦皇島礦產(chǎn)水文工程地質(zhì)大隊，秦皇島 066000；2.河北省地礦局保定地質(zhì)工程勘察院，保定 071051）

秦皇島地質(zhì)環(huán)境綜述

臧文學1，張希中2，貢長青1，孫娟1

（1.河北省地礦局秦皇島礦產(chǎn)水文工程地質(zhì)大隊，秦皇島 066000；2.河北省地礦局保定地質(zhì)工程勘察院，保定 071051）

通過大量野外調(diào)查和對已有成果的分析，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)地質(zhì)環(huán)境破壞嚴重，并有惡化的趨勢。該地區(qū)主要地質(zhì)環(huán)境問題包括地質(zhì)災(zāi)害、水環(huán)境污染、海水入侵和海岸蝕退，多數(shù)為人為因素引發(fā)，自然災(zāi)害是次要災(zāi)害。最后針對不同的地質(zhì)環(huán)境問題提出綜合保護建議。

秦皇島；地質(zhì)環(huán)境；地質(zhì)災(zāi)害；保護措施

1 引言

地質(zhì)環(huán)境是由巖石圈、水圈和大氣圈組成的體系。有人認為，地質(zhì)環(huán)境只有巖石圈及其風化產(chǎn)物——土壤兩個組成部分。人類和其他生物賴以地質(zhì)環(huán)境而生存和發(fā)展，同時又不斷地改變著地質(zhì)環(huán)境的化學成分和結(jié)構(gòu)特征［1］。秦皇島地區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜，山區(qū)、丘陵、沖積平原區(qū)、海岸等地貌類型皆有之。隨著人口增長和經(jīng)濟發(fā)展，開采礦山、修路建房等人類工程活動也在加劇，使得秦皇島地質(zhì)環(huán)境問題日漸突出，勢必成為秦皇島市社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的障礙。因此，研究和了解秦皇島地區(qū)地質(zhì)環(huán)境狀況，對導致地質(zhì)環(huán)境惡化的現(xiàn)象采取積極有效的防治措施，對促進區(qū)域經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。

2 自然環(huán)境概況

2.1 自然地理與氣象水文

秦皇島市位于河北省東北部，北依燕山，南臨渤海，西、北分別與唐山、承德接壤，東與遼寧省為鄰，面積7812.4 km2。秦皇島市屬暖溫帶半濕潤季風型大陸性氣候，多年平均氣溫10.9℃；多年平均降雨量635.05 mm，降雨多集中在6～9月份，約占全年降雨量的80%。全市主要大型河流有灤河、青龍河，還有一些獨流入海型的較小河流，如洋河、戴河、湯河、石河等。

2.2 地形地貌

秦皇島地區(qū)經(jīng)過地質(zhì)史上的多次地殼運動和地質(zhì)營力作用形成了地形地貌的多樣性，其地勢是北高南低，形成山地、丘陵、平原、淺海逐次分布的態(tài)勢。山地主要分布于長城一線及其以北地區(qū)，屬燕山山脈東段，海拔一般在200～1500 m之間，面積4540 km2，山地占全市陸地面積的58.09%；丘陵主要分布于撫寧縣、盧龍縣北部，海拔一般在100～200 m之間，著名的柳江國家地質(zhì)公園即在其中，丘陵面積1863.8 km2，占全市總面積的23.86%；昌黎縣、撫寧縣南部是地勢平坦的沖洪積平原，海拔0～20 m，面積1410.2 km2，占全市總面積的18.05%。

2.3 地質(zhì)概況

2.3.1 地層與巖性

秦皇島地區(qū)出露地層屬華北臺型，除普遍缺失中奧陶至下石炭統(tǒng)、三疊系、白堊系及第三系之外，其他時代地層發(fā)育較好，出露較全，各地層單位劃分標志明顯，化石豐富，很具有代表性。全區(qū)范圍內(nèi)出露的地層有下－中太古界遷西群、單塔子群和朱杖子群，上元古界青白口系，下古生界寒武系、下奧陶統(tǒng)，上古生界石炭統(tǒng)、二疊系，中生代侏羅系以及新生代第四系［2］。上述地層中，片麻巖、混合花崗巖、花崗巖等變質(zhì)巖、巖漿巖等普遍大面積出露；灰?guī)r、白云巖、沙巖沉積巖分布范圍較小。

2.3.2 構(gòu)造

本區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、斷裂發(fā)育，主要包括緯向構(gòu)造、新華夏構(gòu)造、華夏構(gòu)造三大構(gòu)造體系［3］。緯向構(gòu)造體系是區(qū)內(nèi)活動時間最長、展布較廣的主體構(gòu)造之一，表現(xiàn)為褶皺、斷裂的多期活動，如豐潤－灤縣－昌黎斷裂，盧龍－撫寧斷裂等；新華夏構(gòu)造體系斷裂性質(zhì)為壓性及張性順扭，其特點是規(guī)模大，如桃園（青龍）斷裂、榆關(guān)斷裂和七里海斷裂等；華夏構(gòu)造體系多分布在山區(qū)與平原區(qū)的交接部位，是區(qū)內(nèi)控制二級單元的主要構(gòu)造界線，活動性較強，如昌黎－灤南斷裂，大泥河－古城斷裂。

2.3.3 水文地質(zhì)條件

本區(qū)地下水按地貌分布、存儲介質(zhì)及水化學類型大致分為中低山裂隙孔隙水區(qū)、低山丘陵孔隙、裂隙、巖溶水區(qū)和沖洪積平原松散巖類孔隙水區(qū)。前兩者分布于北部低山丘陵區(qū)，水化學類型分別是HCO3—Ca·Mg型水和HCO3·SO4—Ca型水；沖洪積平原松散巖類孔隙水區(qū)主要分布于本區(qū)內(nèi)南部一帶，水化學類型以HCO3—Ca·Na型水為主。平原區(qū)孔隙水含水層厚度大、富水性好，第四系厚度最大可達560 m。地下水主要接受大氣降水和河流側(cè)向補給，向海岸方向徑流，局部區(qū)域地下水開采強烈，形成地下水開采漏斗并改變了地下水流向。人工開采排泄是地下水主要排泄方式，蒸發(fā)排泄次之。

3 地質(zhì)災(zāi)害類型

秦皇島地區(qū)地質(zhì)環(huán)境問題主要有地質(zhì)災(zāi)害、水環(huán)境污染、海水入侵及海岸蝕退等，其中多數(shù)是人為因素引發(fā)的環(huán)境破壞，自然災(zāi)害是次要災(zāi)害。

3.1 地質(zhì)災(zāi)害

3.1.1 泥石流

主要分布于北部低山區(qū)，已發(fā)現(xiàn)大小型泥石流隱患65處。泥石流的形成一方面受地質(zhì)、地貌和降雨等自然因素的影響；另一方面，人類對自然資源的開發(fā)程度和規(guī)模不斷擴大，加劇了泥石流發(fā)生的頻率和強度。北部低山區(qū)構(gòu)造侵蝕強烈，溝谷縱橫交錯，地形坡度大；一般侵蝕切割深度大于300 m，溝谷縱坡降大于120‰，坡度一般在40°以上。廣泛分布的太古界變質(zhì)巖、巖漿巖其風化殘積物是泥石流的天然物源，一些地方開采礦山廢棄的廢石堆、尾礦等又為泥石流制造了人工物源。泥石流因來勢迅猛、爆發(fā)突然給人們的生命財產(chǎn)安全造成極大威脅。據(jù)統(tǒng)計，近些年秦皇島地區(qū)已發(fā)生泥石流32處，共計造成46人死亡、沖毀房屋249間、農(nóng)田34.67 hm2，直接經(jīng)濟損失達943.6萬元。

3.1.2 崩塌

崩塌是秦皇島地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害類型之一，全市已查明崩塌隱患110處，其中巖質(zhì)崩塌35處，土質(zhì)崩塌75處。自20世紀50年代以來全市共發(fā)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害54起，累計毀壞房屋219間、農(nóng)田11.33 hm2，直接經(jīng)濟損失283.8萬元。絕大多數(shù)崩塌是由修建公路或房屋時開挖山體和坡腳形成的高陡邊坡在重力失穩(wěn)的情況下突然塌落造成的。區(qū)域內(nèi)崩塌多數(shù)屬小型崩塌，但處于不穩(wěn)定狀態(tài)，尤其是土質(zhì)崩塌，雨季期間容易發(fā)生。

3.1.3 地面塌陷

秦皇島地面塌陷包括采空區(qū)塌陷和巖溶塌陷，主要集中于撫寧縣柳江盆地。

柳江盆地是秦皇島重要產(chǎn)煤區(qū)，開采歷史至少在60 a以上。多年開采導致煤礦采空區(qū)塌陷嚴重。塌陷是以塌陷坑和地面沉降的形式出現(xiàn)，地面沉降又導致地裂縫等次生災(zāi)害。塌陷坑或零星分布或呈串珠狀排列，其地面平面形態(tài)一般呈圓形或橢圓形，直徑一般1～6 m，剖面形態(tài)呈豎井狀或漏斗狀，深度1～10 m。無論是塌陷坑還是地面沉降給人們造成的危害是嚴重的，其后果是耕地林地破壞、火車出軌、房屋開裂受損。例如：僅上莊坨村地面沉降就造成13戶民房嚴重開裂，裂縫最寬處有90 mm，部分房屋已有搖搖欲墜之勢。另外，還有42戶村民房屋輕度受損，受損戶數(shù)約占全村總戶數(shù)的25%。

巖溶塌陷分布于柳江盆地水源地范圍內(nèi)，該水源地在1987年建成前后出現(xiàn)塌陷坑286個，塌陷區(qū)面積343800 m2［4］。塌陷坑形態(tài)多呈橢圓形、圓形，長條形較少，直徑一般2～8 m，深2～5 m，最大塌陷坑長達18 m，寬2 m。巖溶塌陷的形成與超采地下水密不可分，也與塌陷區(qū)地質(zhì)條件有關(guān)。水源地建成前由于礦坑排水、農(nóng)田灌溉等因素已有塌陷現(xiàn)象，水源地建成后明顯加劇了塌陷災(zāi)害的發(fā)生頻率。水源地的生產(chǎn)加大了地下水開采強度，導致地下水垂直滲漏速度增加，進而對巖溶之上第四系松散層產(chǎn)生強烈潛蝕作用，松散物質(zhì)被滲流帶入溶洞，長此以往，松散層與基巖接觸部位形成土洞，隨著土洞擴大，在負壓吸蝕、土層自重及降雨入滲等作用下演變?yōu)閹r溶塌陷。巖溶塌陷的危害不亞于采空區(qū)塌陷危害，同樣會造成農(nóng)田、道路、交通、建筑物損毀，如位于塌陷區(qū)內(nèi)石門寨中學教學樓因地基沉降導致樓體多處開裂而成為危樓。

3.2 水質(zhì)污染

地下水的污染主要分布于人口密度大、工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟較發(fā)達的市區(qū)及撫寧縣、昌黎縣平原區(qū)。據(jù)1996～2000年地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測報告，以總硬度、SO42－、CL－、NO3－、NH3＋、Cr、苯酚等為監(jiān)測項目所監(jiān)控的污染面積是306.44 km2；與人民生活密切相關(guān)的柳江和棗園兩處水源地也處于輕微污染之中，其水質(zhì)質(zhì)量為Ⅱ～Ⅲ級。上述污染區(qū)污染源主要來自工業(yè)及生活污水排放，2000年僅工業(yè)廢水排放總量就達4679.37×104m3，COD排放量為18451.48 t。排放污水直接污染了地表水體，資料表明，全市主要河流青龍河、石河、湯河、戴河、洋河和飲馬河6條河流除青龍河屬清潔級外，其余5條河流部分河段水質(zhì)不能滿足指定功能標準的要求［5］。污染水域包括飲馬河全程河段、洋河下游河段（撫寧縣城至洋河口）、湯河口河段及石河下游河段（鐵路橋至石河口），這些水域水質(zhì)質(zhì)量已達到Ⅴ類水質(zhì)標準，屬嚴重污染。污染的河水直接排入渤海還造成部分海域污染，監(jiān)測結(jié)果表明，部分河口及港口附近海域個別污染物超標。

3.3 海水入侵

眾所周知，海水入侵是海岸地區(qū)的普遍問題［6］，在我國多個沿海城市和地區(qū)已發(fā)現(xiàn)海水入侵現(xiàn)象。秦皇島市海水入侵現(xiàn)象始于20世紀70年代末。位于濱海平原地區(qū)的棗園水源地，由于常年大量開采地下水致使地下水水位低于海平面而引起海水入侵，入侵面積由1986年的22.0 km2擴大為1993年的87.8 km2；水源地中心區(qū)域靜水位標高低于－3.0 m，氯離子含量最高達1276 mg/l。引起海水入侵的另外一個重要因素是地表水對地下水的補給減少。秦皇島區(qū)域內(nèi)的主要河流如灤河、洋河、戴河、湯河、石河等在20世紀60～70年代相繼建設(shè)多座大中型水庫，地表水被攔截導致下游徑流量銳減，遇干旱年份甚至斷流。地下水在入不敷出、水均衡被破壞的情況下發(fā)生海水入侵不可避免。近年來，隨著經(jīng)濟發(fā)展和城市規(guī)模擴大，對水資源的需求愈來愈多。因此，如對地下水的開采不加以控制，濱海地區(qū)遭受海水入侵的規(guī)模和程度會越發(fā)嚴重。

3.4 海岸蝕退

秦皇島海岸蝕退現(xiàn)象始于20世紀50年代，據(jù)20世紀50～90年代的四期航衛(wèi)片解譯資料和1991～1994年海岸調(diào)查實測資料，秦皇島海岸近幾十年來處于侵蝕后退中，同時海灘變窄、坡度增大［7］。例如，位于湯河口與歸堤寨河口之間的中灣北岸段，1954年以來海岸線最大退距190 m，海灘寬度普遍減少8～20 m，海灘坡度由4.5°～1.7°增加為9°～3.9°。海岸蝕退導致海岸建筑物被毀、土地侵蝕以及旅游生態(tài)環(huán)境惡化。研究認為，海岸侵蝕來自于兩個方面。一是全球性氣候變暖導致海平面上升、風暴潮頻發(fā)。風暴潮形成的強大的垂直環(huán)流或侵蝕裂流把海岸泥沙卷入其中，日積月累海岸泥沙越來越少，逐步發(fā)生海岸蝕退現(xiàn)象。據(jù)有關(guān)資料，一次強風暴潮侵蝕量相當于正常天氣全年的侵蝕量。二是海灘以及河流人為挖沙取沙等工程活動導致海岸淤積物補給匱乏，形成侵蝕量大于補給量的局面。調(diào)查表明，僅北戴河一天采砂量就達2000 t以上。

3.5 其他

秦皇島市石材和水泥灰?guī)r等非金屬礦山眾多，資源也極為豐富，這些礦山大多露天開采，由此帶來一系列的諸如水土流失、土地損毀以及地質(zhì)遺跡和地貌景觀遭破壞等地質(zhì)環(huán)境問題。數(shù)據(jù)顯示［8］，2002年全市劇烈水土流失面積達29.88 km2，這與露天采礦有著直接的關(guān)系。露天采礦不僅侵蝕土地而且還對地貌景觀造成永久性的破壞。更有甚者，在一些旅游景區(qū)和國家地質(zhì)公園，露天采石采礦行為大行其道，僅燕塞湖景區(qū)附近就有4個露天采石場，柳江國家地質(zhì)公園區(qū)域內(nèi)露天礦山眾多。無序的開采使地形地貌景觀破壞嚴重，遍布景區(qū)的大小采坑和開采剖面讓地貌景觀變得千瘡百孔、滿目瘡痍，而且許多珍貴的地質(zhì)遺跡遭到破壞。例如，以本地山名“亮甲山”命名的華北地區(qū)奧陶世晚期地層“亮甲山組”其剖面岌岌可危，多年開采石礦的結(jié)果使整個山體的平面面積不足原來的1/3。

4 地質(zhì)環(huán)境保護建議

（1）自然因素引起的地質(zhì)環(huán)境問題如泥石流等地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)采取搬遷、工程治理、生物治理等多種舉措加以應(yīng)對和治理。在科學論證的基礎(chǔ)上，權(quán)衡搬遷與工程治理的經(jīng)濟對比，進行可行性論證，決定采取哪一種解決方法。工程治理方法一般有修建排洪渠、擋土墻、攔沙壩等工程以達到阻止和減緩泥石流的沖擊作用。泥石流工程治理措施盡管有工期短、見效快等優(yōu)點，但必須與生物治理措施相結(jié)合。植樹造林、恢復(fù)生態(tài)平衡可以穩(wěn)固邊坡土壤、減少水土流失，對于減少泥石流發(fā)生長期有效［9］。

（2）崩塌地質(zhì)災(zāi)害多是人為引起，應(yīng)加強預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害的宣傳教育工作，避免在高邊坡下和山腳下開挖建房；已在崩塌隱患處建房的住戶有條件的搬遷避讓，或者削減邊坡使其達到一定的安全坡度；公路邊坡威脅公共安全，對不穩(wěn)定的公路邊坡必要時采取錨噴、格構(gòu)、掛網(wǎng)防護等工程處理措施。

（3）改變傳統(tǒng)煤礦開采模式，引進“綠色開采技術(shù)”減少因采礦引起的地面塌陷等地質(zhì)環(huán)境問題。統(tǒng)計表明［10］，平均每采萬噸煤地表塌陷面積約為800m2?！熬G色開采技術(shù)”內(nèi)容包括：水資源保護，形成“保水開采技術(shù)”；土地與建筑物保護，形成離層注漿、充填與條帶開采技術(shù)；煤層巷道支護技術(shù)與減少矸石排放技術(shù)；地下氣化技術(shù)等。例如，開發(fā)利用煤矸石，化害為利，利用煤矸石充填塌陷區(qū)，充填的塌陷區(qū)可再種植或其他用途，這樣可大大減少塌陷區(qū)和廢石堆對環(huán)境的污染［11］。

巖溶塌陷應(yīng)在查明其塌陷區(qū)水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，掌握開采地下水與巖溶塌陷的關(guān)系；供水水源地必須制定科學合理的地下水開采方案，應(yīng)根據(jù)不同季節(jié)、不同年份的降水情況對地下水的開采量實行動態(tài)管理，以控制水位降深，保持覆蓋層的穩(wěn)定性。

（4）采取行政管理、科學研究及工程施工等多種手段加大對海岸蝕退現(xiàn)象的整治力度。各職能部門應(yīng)加大執(zhí)法力度，禁止在河道、海灘非法采砂；同時運用工程施工方法如修建離岸堤、丁堤、海底堤壩等護岸工程防止因海流的沖擊造成海岸沙灘的流失。

（5）轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式，關(guān)停污染嚴重、水資源消耗大的小造紙廠、小淀粉廠等中小企業(yè)；同時加大環(huán)保投入，興建污水處理廠解決城鎮(zhèn)居民生活污水問題；為防止海水入侵，濱海水源地嚴格控制地下水開采量，科學合理開發(fā)水資源。必要時投入一定的工程措施，比如，在河流入?？谏嫌涡藿〝r潮壩以阻止海潮通過河道侵入內(nèi)陸。

（6）認真貫徹執(zhí)行《中華人民共和國礦產(chǎn)資源法》等相關(guān)法律，規(guī)范礦產(chǎn)資源開發(fā)秩序，杜絕私挖濫采；對地質(zhì)環(huán)境破壞嚴重的礦山企業(yè)加大處罰力度，特別是對旅游景區(qū)、地質(zhì)公園內(nèi)的主要地質(zhì)遺跡的保護更要嚴格管理，建議制定出臺《柳江國家地質(zhì)公園地質(zhì)遺跡保護管理辦法》，為地質(zhì)公園長期有效管理奠定堅實的制度基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

秦皇島地區(qū)地質(zhì)環(huán)境比較脆弱，其主要原因是人類的工程活動等人為因素對環(huán)境的破壞較大，有些地質(zhì)環(huán)境一旦遭到破壞是不可恢復(fù)的。因此，必須通過完善立法、政策引導及科學技術(shù)等手段推動全社會的環(huán)境保護意識。礦山管理必須納入法律軌道，通過政策引導，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式，降低企業(yè)資源消耗；加強和普及人民群眾的地質(zhì)災(zāi)害防治知識和宣傳教育，制定地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃，對現(xiàn)存地質(zhì)環(huán)境問題開展科學研究和治理，只有這樣，才能使影響社會經(jīng)濟發(fā)展的地質(zhì)環(huán)境問題得到有效控制。

［1］李鄂榮，劉海闊，張義勛.地質(zhì)詞典（四）［S］.地質(zhì)礦產(chǎn)部《地質(zhì)辭典》辦公室編輯，地質(zhì)出版社，北京：1986.

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AN OVERVIEW OF THE GEO－ENVIRONMENT IN THE QINHUANGDAO REGION

Zang Wen－xue1，Zhang Xi－zhong2，Gong Chang－qing1，Sun Juan1
（1.Qinhuangdao Brigade of Mineral ＆Hydrogeology ＆Engineering Geology，Hebei Provincial Bureau of Geological Exploration and Mineral Development，Qinhuangdao 066000，China；2.Baoding Institute of Geology Engineering Exploration，Hebei Provincial Bureau of Geological exploration and Mineral Development，Baoding 071051，China）

Through an analysis of field surveys and previous results，the geo－environment of the region is found to be severely damaged with a deteriorating tendency.Main geo－environmental problems there include geo－h(huán)azards，water environment pollution，seawater intrusion and coastal erosion－retreat，caused mostly by human rather than natural factors.Finally，comprehensive protection recommendations are made for different geo－environmental problems.

Qinhuangdao；geo－environment；geo－h(huán)azards；protection measures

X141

:A

1006－4362（2012）02－0032－04

臧文學（1961－ ），男，水文工程地質(zhì)工程師，主要從事水文工程地質(zhì)及環(huán)境地質(zhì)工作。

2011－11－01改回日期:2012－03－12