汪名鵬

（江蘇省水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院，江蘇 淮安 223005）

改革開放以來，沭陽縣經(jīng)濟迅速發(fā)展，綜合實力顯著增強。隨著城市規(guī)模的不斷擴大，城市化進程不斷加快，使得支撐城市發(fā)展的地質(zhì)環(huán)境壓力增大，成為沭陽經(jīng)濟進一步發(fā)展的瓶頸。因此，分析沭陽主城區(qū)的環(huán)境地質(zhì)問題現(xiàn)狀，并提出切實可行的防治對策，對沭陽國土開發(fā)整治與城市規(guī)劃、建設、管理具有積極的意義。

1 主城區(qū)地質(zhì)環(huán)境背景

沭陽主城區(qū)北起新沂河，東界為義烏路、鄉(xiāng)界河，南界為溫州路、柴沂干渠，西界為淮沭河，面積約100km2。近期到2015年主城區(qū)城市人口80萬人，城市建設用地規(guī)模為90km2。

主城區(qū)地處沂、沭沖積平原區(qū)，地形平坦。流經(jīng)沭陽主城區(qū)地表水系主要有新沂河和淮沭河，它們分別由西和由南流入，在主城區(qū)西北角交匯后向東流去。另外，還有新沭河、老沭河、柴沂干渠、柴米河、古泊河以及沂南小河等分支河流，穿過沭陽主城區(qū)。

主城區(qū)地層有第四系、新近系黏土、中粗砂（局部含礫），下伏古近系泥巖、砂巖。構(gòu)造上位于郯廬斷裂帶以東、魯蘇古隆起的東南部。區(qū)域穩(wěn)定性屬于連云港一沭陽一泗陽比較穩(wěn)定帶［1］。

沭陽地下水類型為單一的松散巖類孔隙水。根據(jù)含水層埋深、地下水與大氣降水和地表水的聯(lián)系程度、開采條件等，地下水分為潛水、第Ⅰ微承壓含水層和第Ⅱ、第Ⅲ承壓含水層。其中潛水、第Ⅰ微承壓含水層統(tǒng)稱為淺層含水層。第Ⅱ、第Ⅲ承壓含水層統(tǒng)稱為深層含水層。

2 主要環(huán)境地質(zhì)問題

2.1 地下水降落漏斗

自20世紀80年代以來，沭陽城市生活、工企業(yè)用水基本上都是開采深層地下水供水，一是自來水公司集中供水；二是企事業(yè)單位自己開采用水。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，區(qū)內(nèi)深層地下水開采井約165眼，均為深層地下水混合開采井，平均機井密度1.83眼/km2，分布極不均勻。主要分布在蘇州西路以北與臺州北路以東老城區(qū)內(nèi)，占主城區(qū)機井數(shù)的70％，機井密度約5.0眼/km2，大部分為2004年前施工的機井。深層地下水大規(guī)?；旌祥_采始于20世紀80年代初，1988年開采量為988×104m3，以后逐年增加，至2005年底最高達1900×104m3。區(qū)內(nèi)深層地下水位穩(wěn)定狀態(tài)下年最大允許開采量為1277×104m3，每天允許可開采量為3.5×104m3，屬于嚴重超采。由于長期超量集中開采深層地下水，造成了主城區(qū)深層地下水水位持續(xù)下降，水位變化與歷年開采量關系見圖1。水位下降速率一般1～2m/a，形成大面積的地下水位降落漏斗。

目前，深層地下水降落漏斗形狀呈橢圓形，主降落漏斗中心在縣自來水廠駐地一帶，漏斗中心水位埋深達34.74m，深層地下水水位埋深等值線如圖2。深層地下水水位埋深大于20m的降落漏斗范圍近40km2，水位埋深大于 10m的降落漏斗范圍大于100km2。降落漏斗內(nèi)水位持續(xù)下降，目前地下水位降落漏斗范圍已擴大至整個主城區(qū)。

圖1 深層地下水歷年開采量與水位標高變化圖Fig.1 Curveshowingthechangingthedeepgroundwater yearlyextractionandthedeepgroundwaterelevation

圖2 深層地下水水位埋深等值線圖Fig.2 Isogramofburialdepthsofgroundwater

隨著深層地下水不斷過度開采，地下水資源量將不斷減少，勢必影響沭陽城市建設和發(fā)展，影響城市居民生活。地下水的開采難度及開采成本也會相應增加［2］。

2.2 地面沉降

沭陽主城區(qū)位于平原區(qū)。松散巖類孔隙水水位下降到一定程度，容易發(fā)生地面沉降。根據(jù)有效應力原理可知，土中由覆蓋層荷載引起的總應力是由孔隙中的水和土顆粒骨架共同承擔的。抽水過程中土層內(nèi)的總應力不變，那么孔隙水壓力的減小必然導致土中有效應力的等量增大。結(jié)果就會引起土層成比例的固結(jié)［3－4］。

沭陽主城區(qū)第四系、第三系沉積層厚度達100余米。潛水含水層之下有多層承壓含水砂層和黏性土。黏性土的礦物成份以蒙脫石為主，而蒙脫石的水理特點是晶格活動強烈，吸水膨脹，失水收縮。但時代老的黏性土，高嶺土化嚴重，多硬塑－半堅硬。含水砂層，水位降低后因砂粒應力積累擠密會產(chǎn)生一定的沉降。但砂層彈性模量很大，其沉降主要是彈性形變，隨水位回升變形會趨于消散。因此，黏性土層的壓密和非彈性永久變形在地面沉降中起主導作用。黏性土的塑性變形和砂層的膨脹回彈構(gòu)成地面總的回彈量［4］。當深層含水層的地下水超量開采后，含水層大幅度降低，一方面導致黏性土向含水層釋水，另一方面使土層應力的累進性轉(zhuǎn)變提供條件，從而使水文地質(zhì)條件有利于產(chǎn)生地面沉降。

借鑒周邊同類地區(qū)研究地面沉降的實踐經(jīng)驗。當?shù)叵滤宦裆钸_到30m時，地面沉降將進入快速發(fā)展時期。隨著開采時間的加長、開采量的增大，水位繼續(xù)下降。當水位逐漸得到恢復，沉降仍會繼續(xù)，沉降存在滯后性，地面沉降問題將日益突出，其危害性將加重，給經(jīng)濟建設和人民生活帶來重大損失的危害，并成為影響生態(tài)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的重大問題［5］。主要歸納起來表現(xiàn)在以下幾個方面［6－7］：

（1）原有地貌形態(tài)發(fā)生變化，地面高程很低，地表水逕流紊亂，加劇水環(huán)境污染。

（2）地面沉降開始成洼地，內(nèi)河水位低于外河水位，廢水、污水不能外排，危害、惡化生態(tài)環(huán)境。

（3）河道泄洪能力喪失，減小了橋梁凈空高度。

（4）水準點下沉，市政設施與市政工程需加高或返工。

（5）使地面高程失真。

2.3 水質(zhì)污染問題

2.3.1 地表水污染

地表水污染源主要來自工業(yè)廢水和城區(qū)生活污水的排放。2006年沭陽縣工業(yè)廢水排放量達766×104t，居民生活污水排放量為1900×104m3，生活垃圾排放量11.25×104t［8］。地表水污染源其次來源于排放的工業(yè)廢渣及生活垃圾。其中相當部分隨便堆放在河流兩岸或漫灘上。農(nóng)田施用的化肥也是污染源。它與農(nóng)藥是郊區(qū)的主要污染源之一。

地表水污染的途徑是污染物的直接排入。主城區(qū)的污水處理率較低，達標率也不高，絕大部分未經(jīng)處理和大部分處理未達標的污水一部分通過管道和雨水排入沭河、古泊河和柴米河等，直接污染了地表水；還有河流沿岸的垃圾堆放場，經(jīng)降水淋濾成為污水流入河流。新沂河、淮沭河水質(zhì)基本符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB3838—2002）Ⅲ類水質(zhì)標準；沂南河、沭河兩條河流水質(zhì)各項分析指標均達到《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB3838—2002）中Ⅳ －V類水質(zhì)標準。主要超標項目為 CODMn、COD、DO、NH3－N 和TP 等，有機污染嚴重［8］。

目前，沭陽主城區(qū)加強了對污染源的治理，不斷督促企業(yè)加大治污投入，落實治污措施，局部污染嚴重的水域水質(zhì)得到一定控制。但是由于上游新沂等地的工業(yè)廢水經(jīng)常不定期下泄，使得新沂河沭陽段水體污染嚴重。給沭陽主城區(qū)居民及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成很大的經(jīng)濟損失。

2.3.2 地下水污染

沭陽主城區(qū)地下水污染是淺層地下水遭受到污染。污染源主要為工礦企業(yè)廢水、廢氣、廢渣的排放及生活污水、生活垃圾、農(nóng)藥、化肥等。污染源排出的污染質(zhì)主要有“五毒”、“三氮”、有機質(zhì)、細菌和石油類，共約20余種。污染質(zhì)通過滲透和滲漏兩種方式污染地下水環(huán)境。滲坑（井）滲透和渣堆淋滲，造成點狀污染；河流與溝渠滲漏造成線狀污染；施于田間的農(nóng)藥、化肥隨灌溉水或雨水下滲，造成面狀污染。

由于區(qū)內(nèi)相當部分地段表層黏性土層較薄，尤其是沭陽縣老城區(qū)受人類活動影響較大，上部人工堆積土厚度很大，最大厚度近9m，導致淺層地下含水層上覆黏性土層厚度變薄；另外，淮沭河東側(cè)、新沂河南側(cè)表層土以粉質(zhì)黏土、粉土為主，滲透性能較好，污染后的地表水容易入滲補給淺層地下水，使淺層地下水受到污染。比較典型的淺層地下水污染區(qū)是沭陽老城區(qū)、垃圾堆積場周邊。主要是氟化物、錳、溶解性總固體、總硬度、渾濁度等超標。

淺層地下水水質(zhì)已遭受一定程度污染，對深層地下水資源的安全構(gòu)成一定威脅。由于開采深層地下水后，深層地下水水位下降，導致淺、深層地下水水位差加大。兩者之間水力聯(lián)系增強，使遭受污染的地表水通過淺層地下水補給深層地下水。從而深層地下水受到污染，若任其發(fā)展，則后果十分嚴重，對此應予以高度重視。

2.4 城市廢棄物污染

隨著沭陽主城區(qū)人口不斷增加，城市生活廢棄物日益增多，沭陽主城區(qū)城市廢棄物的處置與城市發(fā)展的矛盾也日益突出。據(jù)環(huán)衛(wèi)部門的統(tǒng)計資料，沭陽主城區(qū)每年產(chǎn)生的生活垃圾約11.25×104t，每天收集到生活垃圾400余t。

目前，沭陽主城區(qū)對城市廢棄物的處理基本上還處于露天堆放、露天焚燒，尚未經(jīng)過處理。露天堆放的垃圾直接接受降雨入滲、日曬，加速其內(nèi)部的生物作用和化學作用，增加滲濾液的有害物質(zhì)成份，對地表水體、下部含水層等有很大的潛在影響。垃圾滲濾液的物質(zhì)組成十分復雜。含有重金屬、有機污染物等多種有毒、有害組分［9］，具有很強的綜合污染特征。滲濾液的污染過程很復雜，對周圍水體、土體的污染是一個漸變的過程，具有流動緩慢、滲漏持續(xù)時間長、污染物濃度高、變化范圍大等特性。地下水、土體被垃圾滲濾液所污染，通過人工方法凈化或補救，在技術(shù)上將十分困難，其費用也極其昂貴，從而嚴重威脅人類生活和生產(chǎn)，造成的后果不堪設想。

3 防治對策建議

3.1 地下水水位下降與地面沉降防治對策［5］

地下水水位下降，導致并加劇地面沉降的發(fā)生、發(fā)展。因此，控制地面沉降的發(fā)生、發(fā)展，歸根到底還是首先控制地下水的水位下降。

（1）加強地下水開采管理，做到有計劃開采，嚴禁無證或擅自擴大開采地下水。盡快關閉主城區(qū)自備井，改善地面水功能，提高地面水的供水能力。

（2）優(yōu)化地下水的開采布局。地下水開采要打破地域和層次集中的特點，保持地下水含水系統(tǒng)的天然水動力平衡。嚴禁在地下水降落漏斗嚴重區(qū)開采深層地下水。在主城區(qū)周邊地區(qū)，應禁止增加開采量，適當壓縮開采量，地下水水位保持相對穩(wěn)定。

（3）完善地下水動態(tài)與地面沉降監(jiān)測網(wǎng)絡，加強監(jiān)測，及時掌握地下水開采與地面沉降動態(tài)情況。根據(jù)城市經(jīng)濟發(fā)展狀況，以及地下水開采、水位和水質(zhì)動態(tài)等情況變化不斷補充、完善觀測井。

（4）加強地面沉降預測預警系統(tǒng)研究，研究地面沉降與地下水開采、水位動態(tài)與地質(zhì)結(jié)構(gòu)的相互關系及其演化規(guī)律，為政府制定城市可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃提供科學依據(jù)。

3.2 水質(zhì)污染防治對策建議

面向可持續(xù)發(fā)展的城市水環(huán)境保護和建設的原則應是：以防為主、防治結(jié)合、綜合治理［10］。

（1）完善城市污水收集、輸送和處理系統(tǒng)，以削減水污染物負荷，改善城市地表水水質(zhì)。

（2）從立法上要求工業(yè)企業(yè)利用先進設備和潔凈生產(chǎn)技術(shù)，從源頭上杜絕污染物的排放。對重點污染行業(yè)，要加強監(jiān)督和管理。

（3）建立完善相應的法規(guī)，加強監(jiān)督管理，禁止城市生活垃圾露天堆積或排入河流。

（4）限制老城區(qū)集中或分散供水井開采水量與水位降深，地表水污染必將污染淺層地下水，如果混亂開采地下水，很容易造成深層地下水的污染。地下水體一旦污染，在短時間內(nèi)將很難治理。

（5）加強水質(zhì)動態(tài)監(jiān)測。盡快建立完善主城區(qū)水環(huán)境監(jiān)測站網(wǎng)。在河流的行政區(qū)劃斷面處對水質(zhì)進行監(jiān)測，以便分清污染責任，對河流的污染實行有效的防治［10］。

3.3 生活垃圾污染問題防治對策建議

（1）提高全民的環(huán)境衛(wèi)生意識，實施垃圾分類收集，提高垃圾處理效益。

（2）調(diào)整垃圾堆積場的布局，停止現(xiàn)有垃圾堆積場的使用。不但可以減輕淺層地下水污染范圍繼續(xù)擴大，也可改善沭陽主城區(qū)的環(huán)境。盡快構(gòu)建以衛(wèi)生填埋為主的垃圾綜合處理體系。包括填埋好氧堆肥、厭氧發(fā)酵、焚燒等，最大限度提高生活垃圾處理的環(huán)境效益。

4 結(jié)語

城市環(huán)境地質(zhì)既是城市建設的基礎平臺，也是城市規(guī)劃與建設的物質(zhì)空間。城市環(huán)境地質(zhì)與城市規(guī)劃、建設有機的結(jié)合是城市建設與發(fā)展的最基本的先決條件，是可持續(xù)發(fā)展的基礎。沭陽在這幾十年的快速發(fā)展過程中，經(jīng)濟發(fā)展速度明顯超越了地質(zhì)環(huán)境的承受能力，并導致了地下水位持續(xù)下降形成降落漏斗、輕微地面沉降以及水質(zhì)污染等環(huán)境地質(zhì)問題。但不因此而消極地限制城市發(fā)展。應在科學論證、優(yōu)化城市規(guī)劃、建設布局的同時，嚴格做好地質(zhì)環(huán)境的保護工作，使城市發(fā)展與地質(zhì)環(huán)境相適應，做到城市建設、經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。

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