丁玉蓉，劉有才

（河北省水文工程地質(zhì)勘查院，河北 石家莊 050021）

1 引言

生態(tài)地質(zhì)環(huán)境評價是地質(zhì)環(huán)境對人類生存與發(fā)展適宜性的綜合性評價，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)開發(fā)和環(huán)境建設(shè)與保護(hù)提供決策依據(jù)。開展生態(tài)地質(zhì)環(huán)境評價的主要目的就是要評價區(qū)域地質(zhì)環(huán)境和生態(tài)環(huán)境的發(fā)展變化規(guī)律[1]。

曹妃甸區(qū)是京津冀協(xié)同發(fā)展的重大工程建設(shè)區(qū)，也是北京產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和非首都功能疏解的四大戰(zhàn)略合作功能區(qū)之一[2]。近年來，隨著曹妃甸區(qū)大規(guī)模填海造陸工程的開展，以及大范圍的海水養(yǎng)殖，生態(tài)地質(zhì)環(huán)境問題日漸突出，如：地表水富營養(yǎng)化、地下水污染、土壤鹽漬化及植被覆蓋率低等現(xiàn)象的加劇，已成為制約曹妃甸地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要因素。因此，開展生態(tài)地質(zhì)環(huán)境實(shí)地調(diào)研—查明區(qū)域土壤、沉積物、地下水、地表水環(huán)境狀況，綜合評價區(qū)域生態(tài)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量，提出生態(tài)環(huán)境地質(zhì)修復(fù)和保護(hù)建議，對提高該區(qū)生態(tài)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量具有指導(dǎo)意義。

本次工作區(qū)范圍為唐山市曹妃甸區(qū)海岸帶，包括曹妃甸區(qū)下轄的曹妃甸工業(yè)區(qū)、唐山灣生態(tài)城及沿海鄉(xiāng)鎮(zhèn)，海岸帶為海岸線向陸域延伸約10 km，面積約800 km2。

2 材料和方法

2.1 樣品采集和分析

沿著河（溪、渠）附近采取地表水樣品，共10件。地表水采用塑料瓶罐裝，在水下蓋蓋，樣品采集時觀察水樣物理性質(zhì)。

曹妃甸區(qū)海岸帶地下水受天然及人類活動污染源的影響，污染組分通過不同的途徑進(jìn)入淺層及深層地下水，污染問題突出。為查明地下水環(huán)境狀況，采集地下水樣品31件。采用區(qū)域地下水污染調(diào)查評價規(guī)范（DZ/T0288-2015）[3]中的單項(xiàng)指標(biāo)污染指數(shù)法及多項(xiàng)指標(biāo)綜合污染指數(shù)法對地下水污染程度進(jìn)行分析。

土壤樣品采集結(jié)合土地利用現(xiàn)狀，在有農(nóng)作物或植被覆蓋的區(qū)域采集0～20 cm深度的表層樣品，共采集樣品110件。采樣點(diǎn)周圍100 m范圍內(nèi)采集3～5個子樣組成一個樣品，每件樣品重1 kg。樣袋均保持清潔，樣品晾干后過20目篩，取篩下物200 g裝入樣品紙袋，送實(shí)驗(yàn)室。

2.2 評價方法

（1）評價流程

曹妃甸區(qū)海岸帶生態(tài)地質(zhì)環(huán)境綜合評價采用基于GIS的模糊層次分析法[4-5]。選取對研究區(qū)影響較大的因素作為評價指標(biāo)，包括地面沉降、鹽漬化、軟土、土壤環(huán)境質(zhì)量、地下水降落漏斗、深層地下水質(zhì)量6個指標(biāo)作為評價因子。評價的主要流程為：①確定評價指標(biāo)；②確定每個評價指標(biāo)的數(shù)值及權(quán)重；③計算每個評價指標(biāo)的模糊質(zhì)量指數(shù)；④運(yùn)用ArcGIS軟件進(jìn)行加權(quán)，然后根據(jù)環(huán)境地質(zhì)評價單元實(shí)際情況對柵格進(jìn)行必要的修正，最后根據(jù)柵格圖對評價區(qū)生態(tài)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行質(zhì)量分區(qū)；⑤依據(jù)生態(tài)地質(zhì)環(huán)境背景條件、區(qū)域環(huán)境地質(zhì)問題與地質(zhì)災(zāi)害兩個因素，進(jìn)行分區(qū)，見表1；⑥根據(jù)評價因子分析評價結(jié)果，確定分值表，見表2。⑦由專家打分的方法對評價因子的重要性進(jìn)行評價打分，篩選掉最高分和最低分，然后取平均數(shù)，得到評價結(jié)果，構(gòu)造判斷矩陣，確定矩陣的特征值及權(quán)重向量，并檢驗(yàn)判斷矩陣的一致性。地質(zhì)環(huán)境評價指標(biāo)對地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量的重要性權(quán)值如表3。

表1 地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量分級標(biāo)志表

表2 生態(tài)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評價因子分值表

表3 地質(zhì)環(huán)境評價因子排序表

3 生態(tài)地質(zhì)環(huán)境問題

3.1 地表水環(huán)境較差

參加評價的離子為氨氮、氟化物、氰化物、鉻（六價）、磷酸鹽、硫化物、鋅、汞、pH值等，根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB3838-2002》對測試結(jié)果進(jìn)行評價分析，評價結(jié)果表明：地表水水質(zhì)多為II-V類，曹妃甸區(qū)大學(xué)城（H03）及南堡一村第二揚(yáng)水站（H09）兩處地表水水質(zhì)為V類，氨氮及氟化物嚴(yán)重超標(biāo)。

3.2 地下水污染嚴(yán)重

淺層地下水樣參加評價的離子為pH值、溶解性總固體、總硬度、硫酸鹽、氰化物、鐵、錳、鋅、氨氮、氟化物、碘化物、汞共計12項(xiàng)，深層地下水樣參加評價的離子為總硬度、硫酸鹽、氯化物、鐵、錳、銅、鋅、揮發(fā)性酚類、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氨氮、氟化物、碘化物、氰化物、汞、砷、鉻、鉛、鎘共計19項(xiàng)。評價結(jié)果表明：淺層水水質(zhì)以極差為主，個別點(diǎn)水質(zhì)較差，主要超標(biāo)離子包括氟化物、錳、碘化物、錳及氨氮；深層水水質(zhì)全區(qū)以較差為主，個別點(diǎn)良好，經(jīng)處理后可作為生活飲用水，主要超標(biāo)離子為氟化物、亞硝酸鹽、鐵離子、氨氮等指標(biāo)。淺層水多為嚴(yán)重污染，深層水多為中等—嚴(yán)重污染。

3.3 土壤環(huán)境質(zhì)量下降

測試項(xiàng)目為土壤水溶性鹽和污染分析，主要包括：全鹽量、碳酸根、重碳酸根、氯根、硫酸根、鈣、鎂、鉀、鈉、銅、鋅、鉛、鎘、鎳、鉻、砷。評價結(jié)果表明：土壤環(huán)境質(zhì)量一級區(qū)面積684.88 km2，廣泛分布于工作區(qū)內(nèi)。土壤環(huán)境質(zhì)量二級區(qū)面積11.17 km2，主要分布在柳贊鎮(zhèn)區(qū)域，主要的超標(biāo)離子為Cd。土壤環(huán)境質(zhì)量三級區(qū)面積74.85 km2，主要分布在尖坨子、北堡、第三分場、三農(nóng)場六隊等地，主要的超標(biāo)離子為Ni、Cd等。

3.4 土壤鹽漬化

鹽堿土是指含有過量可溶性鹽類（含鹽量>0.3%）的土壤。一般用100 g土中所含可溶性鹽類的總量（或稱全鹽量）來衡量土壤的鹽堿化程度。鹽漬土廣泛分布在曹妃甸區(qū)以南的濱海地區(qū)。尖坨子村東南分布強(qiáng)鹽漬化區(qū)，面積較小。中鹽漬土分布在工作區(qū)中西部，北堡、南堡及嘴東均為中鹽漬土區(qū)域，面積占到整個工作區(qū)的一半，約405.12 km2。唐山灣生態(tài)城及曹妃甸工業(yè)區(qū)大部為非鹽漬化土，零星分布弱鹽漬土或中鹽漬化土，反映出沿海開放式養(yǎng)殖用海及土壤利用方式對土壤含鹽量影響的特征。

3.5 地面沉降

曹妃甸區(qū)1983～1989年沉降速率為3～18mm/a，1989～1992年沉降速率為6～19 mm/a，1992～1996年沉降速率為24～56 mm/a。2012～2013年，曹妃甸工業(yè)區(qū)地面沉降以20～30 mm/a為主，曹妃甸西北部地區(qū)地面沉降量＞30 mm/a。

2012～2013年收集TerraSAR數(shù)據(jù)，在這兩年間，曹妃甸填島區(qū)存在非常明顯的沉降現(xiàn)象。監(jiān)測結(jié)果顯示曹妃甸港區(qū)內(nèi)S262省道（通道路）以西沉降速率超過20 mm/a，而S262以東沉降速率較小，均分布在10～20 mm/a區(qū)間內(nèi)。

據(jù)2014年調(diào)查情況，曹妃甸城區(qū)西部七農(nóng)場、曹妃甸區(qū)東部九農(nóng)場、南堡鎮(zhèn)等，地面沉降值在800 mm以上或年沉降速率30 mm以上。曹妃甸區(qū)的北部和東南部，沉降值在300 mm以上或年沉降速率在10～30 mm之間。

3.6 區(qū)域地下水位下降

工作區(qū)內(nèi)主要形成了豐南尖坨子、柳贊為中心的2個集中開采區(qū)。豐南尖坨子位于豐南區(qū)濱海鎮(zhèn)、南堡開發(fā)區(qū)一帶，主要為堿廠、南堡鹽場、南堡經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)工業(yè)及生活用水開采。2016年9月統(tǒng)測水位埋深65.0 m。封閉等水位線-42 m，漏斗進(jìn)一步擴(kuò)大至北堡村一帶，存在持續(xù)擴(kuò)張的趨勢。柳贊集中開采區(qū)位于柳贊鎮(zhèn)一帶，由于沿海養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展用水，導(dǎo)致水位大幅度下降，形成沿海一帶有一個開采中心，位于大清河村一帶。2007年12月統(tǒng)測水位埋深28.32 m，2016年9月地下水位埋深63.4 m，且高水位與低水位相差達(dá)20～40 m。封閉等水位線-32 m，漏斗面積有進(jìn)一步增大的趨勢。

4 生態(tài)地質(zhì)環(huán)境綜合評價

按地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量可將工作區(qū)分為中等區(qū)、較差區(qū)、差區(qū)3個類型，其中中等區(qū)面積414.86 km2，較差區(qū)面積326.06 km2，差區(qū)面積27.69 km2。

4.1 生態(tài)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量中等區(qū)（Ⅰ）

主要分布在曹妃甸工業(yè)區(qū)及唐山灣生態(tài)城一帶，面積414.86 km2，植被覆蓋率較低，區(qū)域地下水位下降、地面沉降等弱發(fā)育，深層地下水水質(zhì)較差，土壤鹽漬化程度中等，人類工程活動中等，工程地質(zhì)條件中等。

4.2 生態(tài)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量較差區(qū)（Ⅱ）

主要分布嘴東、南堡、北堡及濱海鎮(zhèn)一帶，柳贊鎮(zhèn)及十里海養(yǎng)殖場也有分布，面積326.06 km2。淺層地下水咸水廣泛分布，地氟病和地甲病患病率較高，深層地下水連年開采，水位下降幅度較大。據(jù)最新調(diào)查情況，該區(qū)地面沉降值在800 mm以上或年沉降速率30 mm以上，且澗河口至南堡岸段風(fēng)暴潮危險性等級為Ⅰ級，屬土壤鹽漬化中等發(fā)育區(qū)。

4.3 生態(tài)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量差區(qū)（Ⅲ）

零星分布在北堡及濱海鎮(zhèn)西南部，面積27.69 km2。淺層地下水咸水廣泛分布，局部深層地下水連年開采，水位下降幅度較大；深淺層地下水中還富含高氟水，地氟病患病率較高，地表鹽漬土較發(fā)育、土壤環(huán)境質(zhì)量較差，綜合評價地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量差。

5 結(jié)論與建議

（1）地表水水質(zhì)II-V類，曹妃甸區(qū)大學(xué)城排水渠及雙龍河地表水水質(zhì)為V類，氨氮及氟化物嚴(yán)重超標(biāo)。

（2）淺層水水質(zhì)以極差為主，個別點(diǎn)水質(zhì)較差，主要超標(biāo)離子包括氟化物、錳、碘化物、錳及氨氮；深層水水質(zhì)全區(qū)以較差為主，個別點(diǎn)良好，經(jīng)處理后可作為生活飲用水，主要超標(biāo)離子為氟化物、亞硝酸鹽、鐵離子、氨氮等指標(biāo)。淺層水多為嚴(yán)重污染，深層水多為中等－嚴(yán)重污染。

（3）鹽漬土廣泛分布在曹妃甸區(qū)以南的濱海地區(qū)。尖坨子村東南分布強(qiáng)鹽漬化區(qū)，面積較小。中鹽漬土分布在工作區(qū)中西部，北堡、南堡及嘴東均為中鹽漬土區(qū)域，面積占到整個工作區(qū)的一半，約405.12 km2。唐山灣生態(tài)城及曹妃甸工業(yè)區(qū)大部為非鹽漬化土，零星分布弱鹽漬土或中鹽漬化土，反映出沿海開放式養(yǎng)殖用海及土壤利用方式對土壤含鹽量影響的特征。

（4）工作區(qū)分為中等區(qū)、較差區(qū)、差區(qū)3個類型，其中中等區(qū)面積414.86 km2，較差區(qū)面積326.06 km2，差區(qū)面積27.69 km2。

針對曹妃甸區(qū)海岸帶生態(tài)地質(zhì)環(huán)境綜合評價結(jié)果，提出如下對策與建議：

根據(jù)生態(tài)地質(zhì)環(huán)境綜合評價結(jié)果，綜合地質(zhì)環(huán)境條件、分布范圍、沿海經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展情況，進(jìn)行分區(qū)保護(hù)，將生態(tài)地質(zhì)環(huán)境問題突出區(qū)域劃定為地質(zhì)環(huán)境重點(diǎn)保護(hù)區(qū)，生態(tài)地質(zhì)環(huán)境較脆弱區(qū)劃定為次重點(diǎn)保護(hù)區(qū)，其余的劃定為一般保護(hù)區(qū)。針對地下水污染、地面沉降、土壤環(huán)境質(zhì)量、咸水入侵等生態(tài)地質(zhì)環(huán)境問題劃定了重點(diǎn)保護(hù)區(qū)和次重點(diǎn)保護(hù)區(qū)。

普及地質(zhì)環(huán)境知識，提高地質(zhì)環(huán)境保護(hù)意識。隨著沿海的開發(fā)建設(shè)，污染問題遠(yuǎn)沒有解決，生態(tài)破壞還沒有控制住，因此，應(yīng)緊緊圍繞環(huán)境保護(hù)不同時期的工作重點(diǎn)開展生態(tài)地質(zhì)環(huán)境知識宣傳，提高民眾意識。

曹妃甸海岸帶有著豐富的岸線、灘涂、海草床等資源，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時，一定要注意資源的合理開發(fā)和保護(hù)，不能以犧牲環(huán)境為代價來謀發(fā)展。為了曹妃甸海岸帶能夠持續(xù)發(fā)展，要從戰(zhàn)略的高度制定出切實(shí)可行的環(huán)境保護(hù)措施，確保保護(hù)與發(fā)展并行。

建立完善的監(jiān)測機(jī)制，加大河流沿岸、入?？诃h(huán)境監(jiān)測力度，建立長期監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，加強(qiáng)地面沉降監(jiān)測，提高海洋災(zāi)害的監(jiān)測預(yù)報能力建設(shè)，做好應(yīng)急保護(hù)預(yù)案。