莊懷鵬

(山東省濱州市安全評價中心，山東 濱州256600)

黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)包括山東省的東營市、濱州市，濰坊市的寒亭區(qū)、壽光市、昌邑市，德州市的樂陵市、慶云縣，淄博市的高青縣和煙臺市的萊州市.本文以黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)為研究范圍，對研究區(qū)水文地質(zhì)特征及其安全性問題進行了研究.

1 研究區(qū)自然地理特征

1.1 水文氣象

黃河三角洲為溫帶大陸性季風氣候，雨量小，變率大.氣溫比較適中，年均溫為11.7～12.6℃，極端最高溫度多出現(xiàn)在6月，極端最低溫度多出現(xiàn)在1月中下旬或2月上旬.年平均風速4m/s左右，以3～6月最大.降水分布不均勻，主要集中在夏季.主要災害性天氣為暴雨、大風、冰雹及風暴潮.

除黃河外，另有海河水系及小清河水系，主要有徒駭河、馬頰河、德惠新河、小清河等河流.河流為三角洲形成提供了豐富沙源，河道、河口、尾閭和河床的變化使泥沙沉積速度加快[1].海洋動力對黃河三角洲表現(xiàn)為強烈的沖刷、侵蝕和再沉積.黃河口處很少受臺風影響，波浪以風浪為主.總體而言，黃河口的波浪、潮波和潮流不是很強，大部分沉積物得以保存，有利于黃河三角洲的發(fā)育.

黃河具有水少沙多、水沙異源、高含沙量輸沙特征.沙源集中在黃土高原地區(qū)，使黃河輸沙主要集中在幾個主要的大沙年，甚至集中在幾場大洪水過程內(nèi).年水沙的不同組合，對于下游河道的淤積和河口尾閭的演變的有所影響，如是中水大沙年或小水大沙年，則下游河道輸沙能力減弱而淤積，尾閭河道淤積，延伸加快.大部分河道遭受了不同程度的污染，主要污染物為石油、鎘及揮發(fā)酚[2].地下潛水普遍埋深較淺，且礦化度較高.地下水含鹽量空間分布不均，以黃河河道為軸沿地下徑流排泄的方向，地下水中的含鹽量迅速升高.

1.2 地質(zhì)地貌

黃河三角洲位于華北地臺區(qū)濟陽拗陷的東北部，為自中新生代以來周邊被深斷裂圍限的負向地質(zhì)構造單元[3].區(qū)內(nèi)分布有埕子口凸起、車鎮(zhèn)凹陷、無棣凸起、東營凹陷、埕子口斷裂、孤北斷裂、勝北斷裂、廣饒—齊河斷裂等構造.濟陽斷陷盆地在早第三紀堆積了厚幾千米的河湖及濱海相砂巖、泥巖夾油頁巖及生物碎屑，下第三系被深埋，形成油氣田.由于黃河三角洲新堆積體的形成以及老堆積體不斷被反復淤淀，造成三角洲平原大平、小不平，微地貌形態(tài)復雜，主要的地貌類型有河灘地(河道)、河灘高地與河流故道、決口扇與淤泛地、平地、河間洼地與背河洼地、濱海低地與濕洼地以及蝕余沖積島和貝殼堤(島)等，地形比降約為1/8000～1/12000[4].

1.3 土壤植被

黃河三角洲沉積物以粉土為主、粉質(zhì)粘土為輔，具有高含水量，欠固結，低強度等性質(zhì)，表現(xiàn)為粉土與軟土互層的層序[5-6]，由陸向海，沉積環(huán)境中形成軟弱層.區(qū)域內(nèi)既有發(fā)育較穩(wěn)定的土壤資源，又有新淤積的土壤資源.土壤類型多，主要有褐土、潮土、鹽土、水稻土和砂姜黑土.由于黃河改道和決口泛濫，以及海水經(jīng)常性的淹沒和側向侵漬，高礦化度的濱海鹽漬土分布廣泛[7].土壤剖面水鹽垂直運動強烈，形成土壤季節(jié)性的返鹽和脫鹽，表現(xiàn)為春季積鹽、夏季脫鹽、秋季回升、冬季潛伏等季節(jié)變化規(guī)律[8].

黃河三角洲屬暖溫帶落葉闊葉林區(qū).區(qū)內(nèi)無地帶性植被類型，植被的分布主要受水份土壤含鹽量、潛水水位與礦化度、地貌類型的制約以及人類活動影響.木本植物很少，以草甸景觀為主體.在天然植被中，以濱海鹽生植被為主，沼生和水生植被也較多，主要包括蘆葦、檉柳、翅堿蓬、獐茅、白茅等.

2 安全性評價

2.1 地質(zhì)構造復雜，潛在危險性大

黃河三角洲位于郯廬地震帶內(nèi)，東北與燕山渤海地震帶、西北與華北平原地震帶相鄰.地震活動的頻度和強度隨時間分布不均勻，地震活動平靜期與活動期相間分布.l969年7月18日，渤海灣內(nèi)(N38°12′，E119°48′)發(fā)生7.4級地震.1970年以來，現(xiàn)代小震活動主要分布在萊州灣地區(qū)及渤海南緣和勝北斷裂附近.有關資料表明，無論是歷史強震還是現(xiàn)代小震，均顯示出沿凹陷區(qū)邊緣斷裂帶分布的特點，大地震往往發(fā)生于不同方向斷裂的交匯地區(qū)[9].

黃河濱州段屬于彎曲型河段，河底高于堤外地面4～5m，洪水位高于地面8m左右.此段河堤堤身砂性土段占40%左右，而堤基砂性土段占95%.堤基具發(fā)生液化的條件.該段大堤有活動性較強的無棣—益都斷裂通過，斷裂走向北西，是一條規(guī)模較大的中強地震構造帶.多年來有些專家的研究中曾提出這一地區(qū)存在著中強以上地震的危險性.因此對黃河濱州段應引起重視[10].所以，在大量松散沉積物存在的沿海低平原地區(qū)，要十分重視強震帶來的地面沉降問題.據(jù)統(tǒng)計，1969年渤海7.4級地震使利津寧海附近的黃河大堤開裂，河水外溢，造成沉降量在151～158mm，256m長的黃河大堤發(fā)生沉陷，沉陷深度達20～30cm[11].

2.2 資源大量開采，次生災害頻發(fā)

首先，由于鉆井施工會產(chǎn)生井噴現(xiàn)象，在開采井、土煉油廠及石油管線等附近會形成大量落地油，造成對土壤、地表水、地下水及農(nóng)作物嚴重污染.其次，地面沉降明顯.劉桂儀[12]等研究認為，位于東營市區(qū)及附近石油開采區(qū)，年平均沉陷量10mm左右，例如孤東、樁西、河口等油田地開發(fā)，油田覆蓋范圍內(nèi)出現(xiàn)地面沉降的幾率接近50%，同時形成了以廣饒縣稻莊鎮(zhèn)為中心和以石村鎮(zhèn)為中心的兩個降落漏斗.第三，礦產(chǎn)資源開采產(chǎn)生一系列地表次生地質(zhì)災害.如，位于萊州市過西鎮(zhèn)、柞村鎮(zhèn)北寺口-消水莊的金礦露天采坑，形成的堆積體為礦渣泥石流產(chǎn)生創(chuàng)造了條件.

2.3 水沙變化明顯，環(huán)境問題突出

黃河下游河床及兩岸的堤基，當?shù)孛嬲駝拥膹姸冗_到VI度以上時，地下數(shù)米以內(nèi)的砂土可發(fā)生液化，產(chǎn)生噴水冒砂、地裂等現(xiàn)象，致使堤基失穩(wěn)，產(chǎn)生不均勻沉降，從而對建筑物形成破壞.在海洋動力的輸沙作用下，巨量的泥沙使尾閭遵循“淤積—延伸—抬高—擺動—改道”的規(guī)律進行演變.每次小循環(huán)后，在原流路經(jīng)過之處，堆積起一條河道高地和河口沙壩[13].清水溝流路是現(xiàn)在黃河入?？?，其沙嘴隨淤進而逐漸向海延伸[14].釣口河海岸帶一直處在蝕退狀態(tài).

黃河斷流及流量減少，使得海水沿河道或由地下侵入含水層，加劇了沿海地區(qū)鹽漬化的程度，改變了河床的形態(tài).黃河季節(jié)性中斷淡水向海輸運有機質(zhì)與營養(yǎng)鹽的過程，使魚、蝦產(chǎn)卵、棲息環(huán)境與洄游路線發(fā)生改變，降低魚蝦生產(chǎn)量.另外，平原水庫大多建在滲透性較強的第四系全新統(tǒng)松散土層之上，使庫區(qū)周圍浸沒并抬升地下水位，從而形成土壤次生鹽漬化、沼澤化.

2.4 致災因子多樣性，海洋災害風險大

風暴潮災害嚴重.當出現(xiàn)氣旋或倒槽配合北方冷高壓天氣時，渤海北部、中部和東部海域表層水涌向萊州灣中—西部海域，使萊州灣西南部灣底潮位迅速猛增，從而造成沿海地區(qū)持續(xù)的大幅度增水，出現(xiàn)較嚴重的風暴潮災害.而橫向冷高壓天氣多發(fā)生在秋末—早春，適逢北方枯水和天文潮較低或最低期，只要不與天文大潮相遇，造成較重以上風暴潮災害的機會不多.考慮現(xiàn)有堤防標準，目前防御20～50年一遇風暴潮的標準，對百年一遇的風暴潮作用不大[15].

海平面相對上升.相對海平面上升除直接造成沿海海岸、海堤、擋潮閘等防護工程抗災功能大大降低，風暴潮災害破壞力大大增強外，還造成海水倒灌，咸潮入侵，地表和地下淡水水源咸化，土壤鹽堿化程度加劇.根據(jù)近年來的海岸蝕積狀況，現(xiàn)代黃河三角洲海岸可分為弱侵蝕(挑河灣以西)、強侵蝕(刁口河和神仙溝段)和強堆積(現(xiàn)行河口及其兩側)三種海岸類型[16].海岸線的蝕退導致海堤基礎淘空，海堤穩(wěn)定性不足，隨時有整體失穩(wěn)發(fā)生潰壩的危險.

海冰災害不容忽視.黃河三角洲沿海水深較淺，大量的淡水流匯入，海水鹽度較低，受西伯利亞南下冷空氣的影響，易于結冰.1966年沿海在短時間內(nèi)封冰離岸邊5km，數(shù)百只漁船和近1000名漁民被冰封在海上；1969年2～3月特大冰封，進出東風港的船只受阻和遭受損害，海上石油工程設施被破壞.近年來，受極端冷氣候影響，海冰災害致使冬季捕魚完全停止，阻礙船舶航行，冰封港灣，破壞海岸工程設施，制約了海上石油開發(fā).

在海洋波浪潮流和地震周期性外力載荷作用下，地層強度降低，不穩(wěn)定的三角洲沉積體，易發(fā)生海底刺穿和海底滑坡災害.

3 結論與建議

黃河三角洲具有特殊的自然地理條件，使災害類型多樣，地質(zhì)問題突出，威脅人類的生存發(fā)展，應采取相應的安全措施.

(1)進一步揭示黃河三角洲主要安全問題與水文地質(zhì)間相互影響機制，為科學防范地質(zhì)問題，確保生命財產(chǎn)安全提供科學依據(jù).

(2)加強對地震、地面沉降、土壤鹽漬化及風暴潮等重點安全問題研究，加強監(jiān)測，采取相應的工程措施和非工程措施，防患于未然.

(3)重視人類活動誘發(fā)安全問題，轉變經(jīng)濟增長模式，加強高效生態(tài)經(jīng)濟研究.

(4)在國土資源規(guī)劃和重大工程項目立項之前，應進行水文安全性評價.

參考文獻：

[1]張惠，顏世強，劉桂儀.黃河三角洲的形成與演變[J].山東國土資源，2003(6):44-47.

[2]袁西龍，李清平，賈永山，段焱，尹明泉.黃河三角洲生態(tài)地質(zhì)環(huán)境演化及其原因探索[J].地質(zhì)調(diào)查與研究，2008，31(3):229-234.

[3]顏世強.黃河三角洲生態(tài)地質(zhì)環(huán)境綜合研究[M].長春:吉林大學，2005.

[4]范曉梅，劉高煥，唐志鵬，束龍倉.黃河三角洲土壤鹽漬化影響因素分析[J].水土保持學報，2010，24(1):139-144.

[5]成國棟.黃河三角洲現(xiàn)代沉積作用及模式[M].北京:地質(zhì)出版社，1991.

[6]吳建政.山東全新世濱海軟土與工程地質(zhì)災害的研究[J].海洋地質(zhì)與第四紀地質(zhì)，1995，15(3):43-54.

[7]馮秀麗，戚洪帥，王騰，等.黃河三角洲埕島海域地貌演化及其地質(zhì)災害分析[J].巖土力學，2004，25(S1)：17-20.

[8]范曉梅，劉高煥，唐志鵬，束龍倉.黃河三角洲土壤鹽漬化影響因素分析[J].水土保持學報，2010，24(1):139-144.

[9]呂學軍.黃河三角洲主要自然災害類型與分布特征[J].濱州學院學報，2011，27(3)：43-49.

[10]崔昭文，晃洪大，李家靈.地震活動與黃河下游大堤潛在危險性的探討[J].地震學刊，1995(4)：6-10.

[11]魏光興，孫昭民.山東省自然災害史[M].北京:地震出版社，2000.

[12]劉桂儀，張興樂.黃河三角洲油氣資源開發(fā)的環(huán)境地質(zhì)問題與經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展[J].上海地質(zhì)，2001(S1):36-38.

[13]何慶成.黃河斷流及其對河口區(qū)(黃河三角洲)地質(zhì)環(huán)境的影響[J].中國地質(zhì)災害與防治學報，1998(9):392-398.

[14]楊偉，陳沈良，谷國傳，陳小英.黃河三角洲清水溝河口區(qū)近期沖淤演變特征[J].海洋通報，2010，29(1):44-51.

[15]田家怡，呂學軍，閆永利，等.黃河三角洲生態(tài)環(huán)境災害與減災對策[M].北京：化學工業(yè)出版社，2008.

[16]楊華庭.中國沿岸海平面上升與海岸災害[J].第四紀研究，1999(5):456-463.