地质环境问题的定义

1. 地质环境问题的定义

在科技文献中，地质环境问题一词被广泛使用，但很少见到有关的定义。甚至使用者也常将其与地质灾害的概念相混淆，有的干脆认为地质环境问题就是地质灾害。这种现象十分普遍，在地质灾害防治工作条例制定过程中也曾出现过。应该指出，地质环境问题与地质灾害是两个既有联系，又不完全相同的概念，无论就字面上的理解，还是从实际应用的角度来看，两者的内涵和外延都有明显的区别。
地质环境问题的科学表述是:由地质作用引发的，不利于人的生存、发展的现象和过程，通称地质环境问题。首先，定义中所讲的地质作用既指自然地质作用、人为地质作用，也包括自然与人工耦合的地质作用，既涉及内动力地质作用，也涉及外动力地质作用和两者综合的作用;其次，定义中指出了地质现象与地质作用的因果关系，即地质现象及其持续的时间过程都是由地质作用引起的;第三，定义中明确了地质环境问题是指那些对人不利的具地质学性质的事物，受害的对象可以指全球的人类、局域的人群或者个体的人，所谓“不利”包括了危害的不同程度，例如，不适宜或轻微的财产损失和威胁人身安全的严重后果。由此可见，该定义的内涵较小，规定的不细致，不具体，其外延必定较宽，涉及的具体的事物种类繁多。

2. 区分地质灾害和地质环境问题的必要性

1.在理论上的意义
从地质环境问题和地质灾害两者的内涵来看，地质灾害的内涵较多，规定得较为严格;地质环境问题的内涵较小，规定得宽泛，地质环境问题包含了地质灾害和非地质灾害即渐进性的地质环境问题。
渐进性的地质环境问题是指地质环境系统以渐进方式失稳而伴生的地质现象和地质过程，其后果往往是累进性的，较轻微的财产或经济损失。对其发生规律、动力学过程及成因的探讨，可运用现有的专业理论、分析方法结合实地调查资料来完成。这些内容与地质环境系统调查、评价工作是紧密联系在一起的。至于渐进性地质环境问题的预测，可沿用“由历史推测未来”的思路，采用平衡体系或平稳随机过程的理论近似地外推计算。
地质灾害是地质环境系统突变所导致的，所以，又称突发性的地质环境问题。传统的建立在平衡体系和平稳随机过程基础上的概念和分析方法，对于地质灾害的研究有很大的局限性，往往难以揭示其客观本质，这也是目前有关地质灾害预测难以取得突破性进展的关键所在。因此，加强非线性系统突变理论的学习，探索有关地质灾害动力学机理及实用的预测方法则是未来重要的研究课题。
由此可见，将地质灾害与渐进性地质环境问题相区分，关系到今后的理论研究方向。
2.对于社会管理的意义
突发事件响应体系的建设和完善是保证社会安全稳定的重要措施。在国力有限的情况下，社会保障只能按轻重缓急，量力而为之，对那些社会影响大、损失严重特别是涉及人群安全的突发事件予以高度重视，这也是构建应急事件各种预案的基本指导思想。从环境安全的角度来考虑，将具有突发性的地质环境问题(地质灾害)与渐进性的地质环境问题区分开来，把前者作为突发事件的主要防范处理对象既便于实际操作，也为确定地质环境突发事件响应体系的重点提供了理论依据。

3. 区分地质灾害和地质环境问题的必要性

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一
、
地质环境
问题与地质灾害内涵　
2．地质灾害与
渐进性
地质环境问题相互　
影响　
1质环境问题　．地
地质环境问题是由
地质作用
引发的，不利于人的生存、发展　
地质灾害的发生可以加剧渐进性地质环境　
的现象和过程。地质作用指的是自然地质作用、人为地质作用及　问题，这种联系在汶川地震中表现的十分突出。　
二者耦合的地质作用，既涉及
内动力地质作用
，也涉及外动力地　地震发生时，除次生的崩塌、滑坡等地质灾害频　
质作用和两者综合的作用。
地质现象
及其持续的时间过程都是由　繁出现以外，严重的山体植被破坏使水土流失　
地质作用引起的，地质环境问题是指那些对人不利的具有地质学　渐进新地质环境问题成为灾区普遍的问题。地　性质的事物，受害对象可以指全球的人类、域的人群或者个体　质灾害与渐进性地质环境问题的相互影响还表　局
的人。地质环境问题包含地质灾害和非地质灾害即渐进性的地质　现在后者对前者的作用，即渐进性地质环境问　　环境问题。渐进性的地质环境问题是指地质环境系统以渐进方式　题的持续发展可为地质灾害的发育创造条件。
　失稳而伴生的地质现象和
地质过程
，其后果往往是
累进
性的，较　这一点在水土流失问题上最稳典型。轻微的财产或经济损失。　
2质灾害　．地
3地质灾害发生前都

4. 环境地质问题

一、区域地下水位持续下降
由于地下水长期超量开采，地下水位呈现出持续下降的趋势（表8-1）。1995～1999年地下水位平均累计下降3.52m，年下降速率为0.7m/a。其中唐山市平均累计下降最大，为5.36m；滦南县最小，为1.73m。
表8-1 地下水位年变幅表（单位：m）


超量集中开采地下水，形成大面积地下水位降落漏斗。
（一）地下水位降落漏斗的分布
截至2000年末，工作区内共形成地下水水位降落漏斗3个。它们分别是：由唐山市区第四系浅层地下水水位降落漏斗、深层地下水水位降落漏斗和奥陶系岩溶水城市开采型水位降落漏斗共同组成唐山多层复合降落漏斗；丰南-唐海第四系浅层地下水水位降落漏斗；汉沽开采型有咸水区深层承压水水位降落漏斗等。
（二）地下水位降落漏斗的特征及变化趋势
1.唐山市多层复合降落漏斗
唐山市是一个重工业城市，地下水需求量较大。自1974年以来，唐山市枯水期就开始出现漏斗迹象，之后地下水水位不断下降，漏斗不断扩大、加深，1978～1982年为急剧下降阶段，1982年以后由于城市和农业开采量受到控制，漏斗进入相对稳定阶段，且有逐渐缩小的趋势。1991～1995年枯水期漏斗区综合计算面积为272.25～319.3km2，平均面积301.03km2，2000年枯水期漏斗区综合计算面积270.85km2，面积缩小10%，且等水位线围绕两个中心独自封闭。在丰水期两个漏斗中心连成一片，在等水位线-15m处封闭。漏斗中心位置：北部在北郊水厂，封闭等水位线-10m；南部在定福庄，封闭等水位线-15m。漏斗中心水位埋深：北郊水厂1996～2000年枯水期平均水位埋深42.83m，5年中最低水位埋深出现在2000年，为47.50m；最高水位出现在1997年，为37.24m，这种水位与1996年为丰水年有关。5年平均水位1996～2000年比1991～1995年上升4.57m，说明漏斗中心水位已处于相对稳定且略有回升状态。但是从1996～2000年5年的变化中，水位埋深仍然在逐渐增大。平均开采模数：1996年为21.89万m3/（km2·a），2000年为24.0万m3/（km2·a），2000年比1996年增加了9.6%，2000年水位比1996年下降了10.24m，这仍然是一个不可忽视的数据。
唐山漏斗影响范围横跨还乡河陡河流域水文地质亚区和沙河流域水文地质亚区，漏斗呈北东向展布，西南部漏斗面积大于东北部，漏斗中心基本呈圆形，中间被北东向基岩浅埋区分割，四周边界不对称。等水位线在北部山前闭合，向南逐渐向两端开放。该漏斗主要是城市工业及城镇居民生活用水开采和农业开采地下水形成。唐山第四系浅层水水位降落漏斗处于相对稳定阶段，综合计算面积略有缩小，漏斗中心水位埋深略有回升。
2.丰南-唐海地下水水位降落漏斗
丰南-唐海地下水水位降落漏斗位于本区南部，东西界线已超出研究区范围，北至咸淡水界线，南到渤海湾，已形成了区域性沉降区。该沉降区处于滨海平原水文地质区，开采层为深部承压淡水，咸水底板在40～120m之间。开采层为Ⅱ、Ⅲ含水组，开采深度120～360m，个别地区超过400m。含水层岩性颗粒较细，地下水补给径流缓慢。区内主要农作物为水稻，除唐海县部分地区用地表水灌溉外，其余均为地下水灌溉。由于近年来持续干旱，地表水的来水量减少，地下水的用水量增大，机井灌溉期加长，在区内形成了以-30m等水位线圈闭的一个漏斗（见表8-2）。在漏斗范围内有三个集中开采区，对应形成了三个漏斗中心，分别位于唐海县城、丰南西葛庄和南堡盐场。各集中开采区的开采强度、开采范围及水位埋深不尽相同。
（1）西葛庄漏斗中心：位于丰南市东南，地下水开采主要供稻田灌溉用水和西葛庄一带的多家陶瓷厂用水。2000年低水位期，漏斗中心水位埋深41.20m，水位标高-35.63m；丰水期水位埋深42.90m，水位标高-37.33m。此地区的地下水仍处于下降阶段，漏斗仍在继续扩大。
（2）唐海县城漏斗中心：位于唐海县城，主要为县城工业和生活用水。2000年低水位期，水位最低点位于唐海县城中的垦丰造纸厂，漏斗中心水位埋深为39.70m，水位标高-37.79m。
（3）南堡盐场漏斗中心：南堡盐场作为本区沿海地带最大的晒盐场，又是当地的经济开发区之一，具有人口密集、工业较发达、用水量较大的特点，而且当地无较大的地表水源可供利用，因此，在本区形成了水位下降漏斗，漏斗中心水位埋深为47.30m，水位标高-45.00m。
3.汉沽农场地下水水位降落漏斗
主要为汉沽农场的工业及城镇生活用水和稻田灌溉用水超量开采形成的。由于该漏斗的范围超出了研究区的范围，因此等水位线在研究区内没有封闭，漏斗继续向西、向南延伸。2000年低水位期，区内量低水位埋深75.00m，水位标高-74.50m，位于汉沽农场陡沽村（表8-2）。
表8-2 漏斗要素一览表


二、地质环境污染
随着唐山市工农业的飞速发展，污染物质排放量不断增加。由于表层土体防护能力低，加之认识不足、管理不善或措施不利，所以形成了具有相当规模的唐山市污染体系，导致该市地质环境污染日趋严重。
（一）污染的形成与分布
污染来源主要有工业“三废”、生活污水、垃圾、农肥和农药污染等。据调查，仅唐山市能够造成污染的企业就有270多家，每年排放工业废水8315.94万m3，废气10984.42万m3，废渣658.78万t。居民生活污水排放量为2856.14万m3/a，垃圾排放量51.9万t/a。农业每年施用有机肥11.40万t，化肥1.61万t，各种农药22t。
（二）污染的条件与类型
由污染源排出的污染质主要有“五毒”、“三氮”、有机质等共约20余种。污染质通过渗透和渗漏两种方式污染环境。渗坑渗透和渣堆淋渗，造成点状污染；河流与沟渠渗漏造成线状污染；施于田间的农肥农药随雨水或农灌水下渗，造成面状污染。
1.地下水水质污染
地下水污染主要包括各种离子含量超标、硬度超标、有毒有害元素污染等。
（1）浅层第四系孔隙水污染。的污染区域主要分布在丰南市的钱营和丰润县的偏坨等煤矿开采区，但污染面积并不大，与煤矸石的堆放有关，唐山东矿区污染并不严重；唐海县第四农场场部一带亦有的污染，是受工业污染所致。
（2）浅层第四系孔隙水污染。仅在丰南市的宣庄、侉子庄和唐坊三镇之间达到污染水平，其他地区没有污染，这里的污染与钢铁厂有关。
（3）Mn2+含量具污染普遍性，大部分地区Mn2+含量都超过饮用水水质标准2～3倍；其他离子基本在正常含量范围内。
（4）其他工业对水的污染。本课题在野外实地调查中，发现一些小型企业对地下水的污染是不容忽视的，如造纸厂、炼钢厂等。例如丰润县韩城造纸厂，该厂排出的废水未经任何处理就直接排到岔河，流入油葫芦泊水库中，乌黑的污水不仅污染了空气，而且还污染了地下水，实地调查得知，该河两岩10m范围内的浅层水均被污染，已不能再饮用。
2.地面点源污染
唐山市的点源污染主要指唐山市区、各县（市）、乡镇企业的工业污染源，如冲灰厂、垃圾厂、小造纸厂、小煤矿、小钢铁厂以及开采煤矿所形成的矸石堆等，这些工业企业治污能力差，其产生的“三废”是最重要的污染源，并形成了具有一定污染规模的点污染源。
（1）垃圾厂的污染。据资料显示：唐山市共有垃圾厂14个，存入垃圾总量约为150万t，而且多利用采矿塌陷坑和基岩采矿坑，垃圾厂包气带土体原状结构遭到破坏，防护能力差，严重污染着周围的地质环境，其他城市也存在这一问题。据生活垃圾成分分析报告，垃圾发酵后，Cl-含量为 794mg/kg，Na+含量为 534mg/kg，含量为 368mg/kg，含量为16.1mg/kg，给当地自然环境和地质环境造成很大的危害。
（2）酚氰污染。酚氰污染主要产生于炼焦制气工业，这里主要指唐山钢铁公司炼焦制气厂。该厂共分布有7个污染源，污染物质主要为酚、氰。厂区事故废水和生活污水主要排入泥河。据1992年水质监测，污水中酚含量0.31～6.32mg/L，超出地面三级环境水质标准（≤0.01mg/L）30～631倍；氰含量0.13～2.047mg/L，超出地面三级环境水质标准（≤0.1mg/L）0.3～19.5倍；化学耗氧量150.69mg/L；水的臭味很大。
（3）小造纸厂的污染。小造纸厂一直是国家重点治理的对象，但由于利益的驱使，小造纸厂一直不能绝迹，如丰润县韩城造纸厂等。
不过，由于点污染源影响范围相对较小，危害较轻，故把点污染源作为最轻的一种影响因素。
三、地面塌陷
（一）岩溶塌陷
唐山市岩溶塌陷历史悠久，早在20世纪20年代，由于煤矿岩溶水突水就发生过严重地面塌陷事故，造成重大损失。新中国成立以后，严重的岩溶塌陷集中发生在两个时期。第一个时期是1976年唐山大地震以后，共发生塌陷120多处。其主要分布在市区的凤凰山西麓，即现在的17号居民小区以及郊区的赵各庄中学、林西、黑鸭 子、大庄坨、信任坨、小屯、沙河等地。它的塌陷规模大小不一，大的塌陷坑直径达100m以上。第二个时期是1983～1988年，其规模较大，造成危害的塌陷共约19处，陷坑多为不规则的圆形，一般直径5～10m，最大达30～50m；一般深1～3m，最大5～7m。岩溶塌陷主要分布在路北区的西部和路南区的北部，集中发育在以下两个地带：一是西部的张各庄（6号居民小区）-体育场-啤酒厂一带，以中段的体育场-兴隆区附近最为严重。主要塌陷有体育场塌陷、热力公司塌陷、京剧团塌陷、卫国路富强楼塌陷及房管所塌陷。这些塌陷集中发生在1988年前后。二是东部的大城山-凤凰山-人民公园一带，以中段的西北井-地震陈列馆附近最严重。主要塌陷有唐山十中塌陷、地震陈列馆塌陷等，主要发生在1984～1986年和1988年前后。除以上两个密集塌陷带外，在龙华小区、王谢庄大街等地亦有零星塌陷分布。
据我们在野外实地调查和访问城建部门有关人士，唐山的岩溶塌陷已处于一个相对稳定阶段，没有发现新的岩溶塌陷，这与20世纪90年代以来唐山市控制岩溶水开采有关。
（二）采空塌陷
开滦煤矿已有百年的开采历史，在670km2的煤田上分布着开滦矿务局所辖的11座煤矿和29座地方煤矿。长期开采造成的地面塌陷影响面积目前已达196.55km2，占唐山市区总面积的24.5%。据调查，地表严重变形，塌陷坑面积已达30多km2，最大坑深10m，个别地段已形成积水坑，主要分布在市中心区南部京山铁路两侧以及国各庄、吕家坨、范各庄、林西、荆各庄村南等地。
采空地面塌陷是由于煤层采空引起的，煤矿开采是其主要的致塌因素，据统计采万吨煤综合塌陷率为533.4m2/万吨。
采空塌陷造成的危害是巨大的。由于地面塌陷使之形成积水洼地，损毁大片良田，破坏地面建筑物，使其倾斜甚至倒塌。这一灾害已迫使161座村落迁至他乡；另外，部分塌陷坑已成为污水坑、垃圾坑，污染地质环境。
四、地面沉降
地面沉降主要是由于过量抽取深层地下水引起的。根据国家地震测绘大队资料，本区大规模地面沉降始发于20世纪50年代，地点主要位于丰南、唐海沿海一带，年平均沉降速率约10～15mm/a，向北部逐渐变缓，至丰登坞、韩城、开平、塔坨一带，连续递减为零，总面积3013.0km2。其中，年降速率5～10mm/a的面积为1510.0km2，年降速率10～20mm/a的面积为805.0km2，年降速率20～30mm/a的面积为65.0km2。截至1990年，唐山南堡开发区一带地面沉降量已超过1.0m（其中不包括由于构造引起的沉降量）。
本沉降区为天津沉降带东北边缘地带，其沉降中心在天津-新港之间，最大沉降速率为100.5mm/a。本区地面沉降除与区域上的地壳缓慢运动有关外，大量开采深层地下水是其主因。过度抽取地下水时，由于来不及从含水层外面补给水量，地下水位迅速下降，在隔水层顶板和含水层接触面上产生水力坡度，使粘土层中的水相应地进入含水层中，粘土层中的孔隙水压力降低，有效压力增加引起粘土层压密。如果这种粘土层压缩性强，厚度又较大时，其压密的结果就会引起地面沉降。在地面沉降过程中，地下水位下降是主因。地面沉降是一种隐蔽性灾害，影响空间范围大，时间漫长，不易觉察，一旦发生时破坏严重，其结果是不可逆的。
综上所述，由于本地区长期超采地下水，在市区中心形成双层水位复合漏斗，出现了岩溶水与孔隙水水位优势互易、水量反补的逆变状态，改变了水动力条件，潜蚀作用增强，诱发岩溶地面塌陷，造成经济损失，危及人身安全；水位大幅度下降增加了包气带厚度，被疏干的地质体由弱还原带变为氧化带，细菌滋生繁殖，有毒有害物质滞留，形成新的污染源；某些岩溶水开采吊泵悬空，被迫更换抽水设备，加重经济负担；地下水自净能力降低，污染质一旦进入含水层，不但恢复将很困难，而且将严重危及人们的身体健康。为治理环境，预防灾害，自1986年开始唐山市人为控采地下水，岩溶塌陷得到一定控制，但水位动态仍呈缓慢下降的趋势。

5. 地质环境的社会经济属性

地质环境以人为中心而被评价和认识。在社会经济与地质环境相互联系过程中，地质环境不管是被动地承受各种工程经济活动，还是主动地对社会经济施加灾害风险，都被自动地赋予了社会经济属性。根据对社会经济的作用，地质环境因素大致可分为两大类:有利于社会经济发展的良性地质环境因素，称为地质资源;不利于社会经济发展的不良地质环境因素，称为地质环境问题，当对人类生命和财产造成损失时又称为地质灾害。
地质资源包括岩石、土壤、地下水等地质环境要素和地貌景观。某种地质环境要素在一定空间内相对富集而形成了可资人类经济社会开发利用的资源，如土壤、地下水、化石能源矿产、非能源矿产等。对社会经济而言，组成地质环境的物质和地貌景观，都可能具有一定的利用价值或潜在利用价值。例如，低品位含铁岩石在过去的技术、经济和社会条件下，对社会经济价值不大;但随着选矿技术的进步，低品位含铁岩石转化为低品位铁矿石为社会经济加以利用，使其已成为一种重要的地质资源。海滩被开发利用作为海滨观光度假胜地时获得了可观的经济价值，从过去单纯的地貌景观转变为满足人们休闲嬉戏需求的地质资源。在地貌景观中，那些在地球演化的漫长地质历史时期，在各种内外动力地质作用下形成、发展并遗留下来的珍贵的、不可再生的地质自然遗产，人们称为地质遗迹，属于具有重要科学、观赏、教育价值的地质资源。
地质环境问题是指在一定时期内可能对经济社会产生不良影响或危害的地质环境现象或事件。按照主要诱发因素，可分为原生地质环境问题与次生地质环境问题。原生地质环境问题是由自然因素引起的不良地质环境现象或事件，如火山爆发、地震、水土化学物质空间迁移而引起的地方病等。次生地质环境问题是由于人类的社会经济活动引起的不良地质环境现象或事件，例如，工程活动引发的地质灾害、过量开采地下水引起的地面沉降、地下水污染等。
社会经济通过人类活动开发利用地质资源，对地质环境产生影响，这种影响可能有利于社会经济，也可能不利于社会经济。地质环境通过各种地质环境问题作用于社会经济，给经济社会带来可能损失或危害的风险。风险的高低取决于社会经济对地质环境问题(地质灾害)的脆弱性。脆弱性是指人类、人类活动及其场地的一种性质或状态，可以看成是安全的另一方面［15］。脆弱性增加，安全性就降低。例如，在斜坡下方修建一座建筑物，可以采用较深的地基基础以降低其对斜坡土石流的脆弱性，来提高建筑物的安全性。图1-1表示上述地质环境与社会经济之间存在的这种关系。

图1-1 地质环境与社会经济关系示意图

6. 地质环境问题

地质环境问题的产生、发展，在很大程度上受控于区域地质环境。对于某一区域，地质环境的一系列条件控制着地质环境问题的类型、规模、发育程度以及发展趋势。地形地貌、地质构造、地层岩性、岩土组合等地质背景构成了地质环境问题的形成条件，区域地质构造控制着岩土侵蚀的发育方向和发展趋势，地形地貌控制着地质环境问题类型的分布和发育程度。例如，在山区丘陵区容易发生崩塌、滑坡、泥石流等突变型地质灾害，在地势平坦的海岸带容易发生海水入侵、海岸侵蚀等缓变型地质灾害。
按照致灾地质作用的性质和发生处所，《地质灾害分类分级(试行)》(DZ0238—2004)将地质灾害划分为8类:地球内动力活动灾害类、斜坡岩土体运动(变形破坏)灾害类、地面变形破裂灾害类、矿山与地下工程灾害类、河湖水库灾害类、海洋及海岸带灾害类、特殊岩土灾害类、土地退化灾害类(表1-1)。按照灾害活动过程把地质灾害划分为两类:突变型和缓变型。突然发生并在较短时间内完成灾害活动过程的为突变型地质灾害。发生、发展过程缓慢，随时间延续累进发展的为缓变型地质灾害。
表1-1 地质灾害(地质环境问题)分类表


地质环境问题，特别是突变型地质灾害，对人类生活和社会经济发展可能会带来难以估量的损失。据联合国国际减灾战略机构(UN/ISDR)不完全统计，自1900年以来各大洲发生重大地质灾害超过1400起，造成约241万人死亡，受影响人数1.6亿人以上，有记录的经济损失超过4600亿美元(表1-2)。研究表明，地质灾害的危害程度与社会经济的发展程度呈正相关关系。在人口密集区、经济发达区，地质灾害造成的人员伤亡和直接经济损失相对较大。而在人口稀少区、经济落后区，地质灾害造成的人员伤亡和直接经济损失则相对较小。
表1-2 世界各大洲重大地质灾害发生情况统计表(1900～2008年)


续表


数据来源:联合国国际减灾战略机构(UN/ISDR)OFDA/CRED国际灾害数据库

7. 地质环境的概念与基本特征

一、地质环境的概念
地质环境是指人类生存和发展所依托的地球表层岩石圈系统，主要由岩土体和地下水等基本要素构成。地质环境是自然环境的重要组成部分，是经济社会发展的资源基础、环境基础和工程基础。
通常认为自然环境由大气环境、水环境、生态环境与地质环境组成。其中，地质环境与上层的大气环境、水环境、生态环境之间存在着广泛的物质、能量交换，共同构成了人类生存与发展的环境系统。地质环境是人类生存发展的基本场所，其内各种地质体的物理、化学特征成为人类适宜性的自然因素与条件。人类与其他生物依赖地质环境而生存与发展，同时人类与其他生物的活动又不断改变着地质环境的化学成分与结构特征。
地质环境包括岩土、土壤与地下水三个主要的环境要素。岩土是地质作用的产物，是人类生活生产的场所，是人类发展所进行的各种工程建设的基础，是最重要的环境要素；土壤是地质作用与人类活动共同作用的产物，它与人类生存发展密切相关，维持人类生存的食品都由土壤培植，维持生态环境的植被也都与之有关；地下水的形成与地质作用关系密切，它赋存于地壳中，有些与地表水相互补给，而有些，常常赋存在地质构造中，它与地表水一样成为人类生存发展的必要条件，也是维持生态环境的必要条件。
二、地质环境的属性
地质环境与自然环境一样具有独特的自然属性、经济属性和社会属性。地质环境的自然属性是指：一是整合性，即组成地质环境的空间和各种因素与条件密切相关地组成一个有机整体，地质环境存在于一定空间中，这个空间就是地壳，地质环境包含有许多与地质作用有关的因素与条件，如地层、岩石、矿物、地球化学元素、各种地质灾害体、地球物理参数、构造、地形地貌等，只有空间和因素与条件的有机结合才能称为地质环境，仅有空间或仅有因素与条件都不能称为地质环境；二是多种功能属性，这是指地质环境往往兼有资源、能源、环境、生态、工程基础等多种功能，它既可以承担资源、能源等功能，又可以成为维持生态与环境的重要条件；三是自动调节性，地质环境对外来污染具有自净功能，通过这种功能，地质环境对外来的污染物质进行内部消化，起到自动调节作用，通常把地质环境的这种自动调节能力称为地质环境的容量，但它不是无限的，超过环境容量时，必然引起环境恶化；四是反馈性，一般认为地质环境与地质作用有关，主要是指内动力地质作用与外动力地质作用，前者有构造运动、岩浆活动、地震以及区域变质作用等，后者有风化、剥蚀、搬运、沉积和成岩活动等，但是人类出现后，尤其在社会生产力和科学技术高度发展下，人类活动成为可与自然地质作用相比的“人为地质”作用，这种“人为地质”作用必然会反馈到地质环境上来，反映出两种不同的反应趋势，一种是良性反应，即在人类活动作用下，地质环境向着稳定有利的方面发展，另一种是恶性反应，即形成灾害。
地质环境的经济属性是指：一是地质环境是人类生存发展的条件，是生产力的一个重要的要素，属于人类公共物品，占有、使用不具排他性，人们关心的是其质量的保护，保护环境需要规范人们行为，调整人们之间的经济关系，就需要有再生产的市场；二是地质环境是一种无形资产，人们常常用绿色GDP来表达，虽然目前还没有成熟计算方法，但理论上是认可的，当前地质环境的价值可以体现在被污染和破坏之后所产生的负效应中。
地质环境的社会属性是指地质环境是人类社会的一个重要组成部分，它不属于社会的某个人或某个群体，而属于整个人类。一个良好的地质环境可给人类生存发展提供良好条件，而一个恶劣地质环境则影响着整个人类的生存与发展，因此，保护良好的地质环境、遏制地质环境的恶化与治理恶劣地质环境是全社会的责任。
地质环境对人类活动的干扰表现出两种不同的反应趋势，即良性反应（正环境效应）和恶性反应（负环境效应）。随着人类对资源需求的剧增以及科学技术日新月异的进步，人类活动对地质环境的影响和作用越来越大，人类活动的方式以及地质环境的反馈作用共同构成了地质环境经济学的重要理论与实践基础。
三、地质环境分类
按地质环境的要素分类，把地质环境分为地下水地质环境、土壤地质环境和岩土地质环境。
按地质环境的范围分类，分为地区地质环境、区域地质环境和全国地质环境。
按地质环境的产业活动分类，分为地下水水源地地质环境、矿山地质环境、城市地质环境、农村地质环境、海岸带地质环境、交通干线地质环境、工程项目地质环境、斜坡地质环境等。
按地质环境的功能分类，可以分为资源性地质环境与灾害性地质环境。
本书采用按地质环境要素分类法为主进行研究。
四、地质环境的基本特征
地质环境容量即某个特定地质空间可能承受人类社会-经济工程发展的最大潜能。人类所有生产和生活的消费物质，都是直接或间接地取自地质环境；人类在生产和生活过程中产生的一切废弃物，又都直接或间接地排泄入地质环境。所以，地质环境容量，可以用特定地质空间可能提供人类利用的地质资源量和对人类排放的有害废物的容纳能力来评价。
地质环境对人类排入的有害废弃物的容纳能力，取决于地下水、土壤和岩石对污染物的净化能力。水体、土壤、岩石对污染物具有自净功能，通过这种自净功能，地质环境对外来的污染物质进行内部消化，起到自动调节的作用。应当指出，地质环境对外来污染物质的自净能力不是无限的。当人口增长和经济发展超过地质环境的允许极限时，必然引起环境恶化。
地质环境的质量即在一定程度上是由地球物理因素和地球化学因素决定的，其好坏对人类活动和社会经济发展都会有很大的影响。地质环境质量的好坏，可由以下几个方面的条件决定。
1.自然地质条件的稳定性
自然地质条件是决定地质环境质量的主要因素，其中最重要的有：地质构造的稳定性、地形稳定性、岩石性质、岩土的承载力、地质灾害情况。
2.抗人类活动干扰的能力
环境一方面为人类活动提供空间及物质能量，另一方面容纳并消化其废弃物。人类活动超出环境系统维持其动态平衡的抗干扰能力时，就产生种种环境问题。抗干扰能力差的地区，地质环境质量差，人类经济活动稍有不慎，就可能使地质环境状况更加恶化。例如，中国西北地区，气候干旱、植被稀少，人类活动的轻微干扰即会出现荒漠化等环境恶化的现象；处于半干旱气候条件下的华北平原，如农田水利活动不当，很容易加剧土壤盐渍化，地质环境质量恶化。
3.原生地球化学背景
地球上人类都处在一定的地球化学场的作用下，一定数量的钙、镁、钾、钠、碳、氮、氧、磷等元素及某些微量元素，是人体和其他生物体发育所必需的。环境中某些元素含量过高、过低，或存在对人体有害的其他元素，均会给人的健康带来危害。所以，环境的地球化学背景值是地质环境质量的一个重要标志。
4.受污染或受破坏的程度
人类对自然界的干扰日益扩大。现在，地球上几乎不存在未受人类活动影响的区域。天然的地质环境越来越少，人为因素对环境的影响越来越大，评定地质环境质量的好坏，必须考虑人为因素对地质环境的干扰，其中，最主要的是废弃物对环境的污染，工程-经济活动对环境的破坏。废弃物对地质环境的污染，主要表现为对地下水的污染及对土壤的污染。因为污染，我国有数十个大中城市的地下水水质超标。农药与污灌已使大量土地遭到重金属及其他化合物的污染，影响了土地的生产能力。工程-经济活动对环境的破坏，可诱发产生人为地质灾害，许多道路沿线的滑坡、泥石流，城市区的地面沉降、地裂缝，矿区的地面塌陷等，大多是由于人类活动使地质环境质量下降造成的。
地质环境的整体质量取决于各组成要素的质量，但在评价地质环境质量的优劣时，不能按各要素的平均状况去决定，而应评定每个要素的质量优劣，找出质量最差的那个（些）要素，根据它（们）的状况做出评价，因为，人类活动常常首先使质量最差的那个（些）因素受到影响，从而引起环境的变异。
地质环境的相容性是指地质环境对人类施加的某种干扰的适应性，地球上各种不同的地质环境，其发生、发展受地质构造、岩性、水文、地质作用和地形条件的控制。每一类地质环境都是一种具有自身特征和功能的地质空间，它们对各类工程活动的相容是不一致的，因此对人类活动的干扰，表现出不同形式的反应。
地质环境对人类活动的干扰有两种不同的反应趋势，即良性反应和恶性反应。良性反应即人类活动的正环境效应，主要表现为在人类活动作用下，降低地下水位，加上施用有机肥料等措施，盐碱地可以逐渐改变成好地。而在有些地区，人类活动不当，地质环境将出现恶性反应，即人类活动的负环境效应。如在中国的黄土高原地区，脆弱的地质环境受到盲目采伐、开垦坡地、破坏植被等人类活动的作用，会加剧水土流失，使地质环境向着不毛之地的方向发展。应当指出，在同一类地质环境系统内，不同的工程活动，可能产生两种截然不同的反应趋势，这取决于人类活动与该地区各种环境要素之间的作用性质。
传统地质学认为，地质作用是地质动力引起的，两种基本类型的作用——内动力地质作用和外动力地质作用，推动着地壳的运动和发展。内动力地质作用，有构造运动、岩浆活动、地震以及变质作用；外动力地质作用，包括风化、剥蚀、搬运、沉积和成岩作用等，由这两种基本地质作用控制和改变着地球表面的结构和形态。但是人类的出现，特别是在人口剧增、社会生产力和科学技术大大发展情况下，地球表面受到了人类活动的强大冲击，人类活动成了除内、外地质动力之外，使地球表面发生变化和发展的不可忽视的又一动力，产生了其规模与速率都可以同天然地质作用相比的人为地质作用。人为地质作用随着社会经济的发展和科技的进步也在不断扩大。
地质环境的反馈作用即地质环境受人类活动干扰后，对这种干扰做出的某种反应。地质环境较容易受到人类活动影响，当人类活动的规模和强度超过了地质环境的承受极限后，必然导致地质环境发生变化，对人类活动做出反应。
地质环境是一个动态平衡系统，其能量的收入与支出保持平衡关系。在天然状态下，依据其物质组成、结构和地球内部与外部能量的作用条件，不断地进行着由平衡到不平衡再到平衡的反复运动过程，维持其相对的稳定性。当人类活动作为地球外部一种新的能量作用于地质环境时，将改变其天然的平衡，使地质环境的态势发生变化，产生新的平衡关系。地质环境的反馈，实质上是地质环境在人类作用力影响下，对平衡关系进行调整的一种现象。当人类作用力不大时，通过地质环境内部的调节能力，对外界的冲击进行补偿和缓冲，就可以完成这种调整过程，维持地质环境系统的稳定性。这时，地质环境的反馈表现为人不易觉察的“隐蔽的”形式。当人类作用力增大，超过其自身的调节能力时，地质环境只有通过剧烈的变动，才能建立起新的平衡关系，反馈就以“显露的”形式表现出来。

8. 主要地质环境问题及地质灾害类型

一、土地退化
土地退化是生态环境中存在的突出问题之一，也是制约农业生产可持续发展的障碍因素。全省土地退化主要体现在水土流失、土地沙化和土壤盐碱化三方面。
1.水土流失
山东省水土流失以水力侵蚀为主，类型多样。在侵蚀强度方面，中度侵蚀所占比重最大，为159.61万hm2，占全省总面积的10.16%;强度侵蚀居第二位，面积为97.52万hm2，占全省总面积的6.21%;轻度侵蚀面积为79.00万hm2，占全省的5.03%;极强度侵蚀(水蚀)面积为21.35万hm2，占全省的1.36%;最少的是剧烈侵蚀和工程(人为)侵蚀，面积为2.62万hm2，占全省总面积的0.17%。
据调查统计，至2004年全省水土流失面积360.10万hm2，占总面积的22.93%。其中山丘区324.54万hm2，占20.66%;平原风沙区35.56万hm2，占2.26%。
2.土地沙化
沙化土地分布范围很广，从东部沿海到西部平原，从胶东丘陵到鲁中南山区，全省17个市均有不同程度的分布。但按照沙化监测标准规定的“连续面积大于0.01万hm2，且形成较大风沙危害”的监测原则，全省共涉及14市71个县(市、区)。根据沙化土地所处地理位置、沙化成因及分布特点，全省大体可分为鲁西北黄泛平原沙化区、胶东沿海沙区和鲁中南沿河沙区三大沙化区域。三大沙化区不同沙化类型分布情况和全省沙化土地类型分布情况见表4-1，全省沙化土地县(市、区)分布情况见表4-2。
表4-1 不同沙化类型分布情况表 单位:万hm2


3.土地盐碱化
盐渍化土地主要分布在地势平坦低洼、海拔较低的鲁西北黄泛平原、黄河三角洲和渤海湾、莱州湾一带，主要涉及东营、滨州、潍坊、德州、聊城、菏泽6个市的部分县(市、区)。据统计，全省有盐渍土总面积102.75万hm2，占土地总面积的6.6%。其中盐化潮土、盐土多分布在鲁西北黄泛平原浅平洼地、缓平坡地和黄河沿岸，占全省盐渍化土地的64.5%;滨海盐土主要分布在胶莱河口至马颊河口，海拔13m以下的黄河三角洲和渤海湾、莱州湾地区，占全省盐渍化土地的35.5%;在菏泽和鲁北个别地段有面积极少的碱化潮土、碱土分布，因其所含盐分以碳酸盐为主，改良难度较大，目前多为撂荒地。各市轻度、中度、重度和极重度盐渍土面积如表4-3所示。
表4-2 全省沙化土地区域分布表


表4-3 山东省盐渍化土壤面积统计表


二、地下水污染
地下水的补给来源主要是大气降水及地表水的渗入，因而地下水的污染与工业、生活“三废”的排放，农业化肥、农药的施用关系密切，其中城镇及工业集中分布区污染程度高于其他地区，第四系孔隙水污染程度普遍高于裂隙岩溶水，浅层地下水高于深层地下水。
1.鲁中南、鲁东地区孔隙水污染
地下水污染以孔隙水为主，主要分布于山间谷地、河谷、滨海、山前平原及山间盆地，多属人口稠密区。由于受地表污水补给和部分地段地下水位降落漏斗的存在，局部已受到严重污染。
枣庄的薛城区夏庄—陶庄地段，受蟠龙河地表污水补给影响，沿河两岸地下水呈条带状污染，菌类、总硬度、硫酸盐、溶解性总固体超标率分别为46.7%，43.8%，29.2%和20.8%;滕州东部一带为蔬菜种植区，受大量施用化肥的影响，地下水中的硝酸盐含量达到185.33mg/L，超标1.09倍，总硬度超标0.57倍，形成硝酸盐点状污染;底阁地段，受石膏矿区的影响，地下水中的硫酸盐和硬度分别超标0.79倍和0.67倍;淄博的孝妇河、东西猪龙河沿岸地下水中的氯化物、硫酸盐、矿化度、总硬度均较高;潍坊北部及昌乐、安丘、高密局部，由于受海咸水南侵的影响，水质咸化，地下水中多项因子超标，一般超标1～3倍，有的高达5倍;另外，泰安城区滂河及西双龙河两岸由于生活、工业的双重污染，孔隙水水质污染极为严重，并越流致使下部岩溶水受到污染。宁阳县及大汶口盆地北部由于地下水运动条件差，生活污水排放集中，污染也十分严重。
鲁东地区地下水污染由于受超量开采地下水及其他人为因素影响所致，地下水主要污染物组分为氟化物、氯化物、硫酸盐、硝酸盐、总硬度、矿化度等，超标倍数0.12～8.97倍不等，各污染点均位于河流下游及滨海地带，如青岛的大沽河下游、白沙河-城阳河下游、张村-李村河、洋河、漕汶河—岛耳河及王戈庄河下游。烟台的莱州—龙口—芝罘—牟平一带的北部沿海及河流入海口，氯化物的超标倍数为1～8.94倍(最大值为莱州土山镇潘家)，硫酸盐的超标倍数为1～8.97倍(最大值为莱州西由镇吴家庄子);莱阳羊郡镇西埠前、福山区永福园、胜利东村、岗嵛林场硝酸盐超标分别达7.8倍和6.4倍。另外，威海的长峰村由于地下水开采、海水入侵，氯化物含量高达1066.8mg/L，超标4.3倍;文登道口村由于离河道近，受工业、生活污染地下水中硝酸盐含量高达560mg/L，超标6.2倍;荣成单家、旭口村、台上林家污染也较为严重，污染物超标倍数0.12～5.22倍不等。
2.鲁西北平原区浅层地下水污染
鲁西北平原区浅层地下水除受工业污染外，农业污染也较为明显。农业污染物主要有“三氮”、有机磷、有机氯等。污染较重的地段主要分布于排污河道沿岸、城镇和工业集中区。
菏泽五项毒物检出率为100%，但超标点次较少，单项超标率5%，只在1998年的曹县东关，地下水中汞的检出值达0.009mg/L，超标8倍。农业污染监测中“六六六”、“滴滴涕”的检出率为100%，但检出值较小，均未超标。硝酸盐的检出率为86.4%，只有郓城张集1999年超标，检出值达110.58mg/L。另外，中原油田开发区，浅层地下水中总油的含量近几年有逐渐增高的趋势。与1992年相比高村、春停一带总油含量增高了3～5倍。
聊城农村地下水污染较轻，就引污水污灌的冠县东古城镇来说，硝酸盐、亚硝酸盐、氟化物、pH值虽有所增加，但增加幅度较小。聊城城区及其附近浅层地下水所受污染较重，有的地段“五毒”超标，如化工厂附近地下水中酚和汞最大含量分别达到0.16mg/L和0.02mg/L;临清城区浅层地下水中汞含量也超标。
德州农业污染较为严重。其中乐果的检出率为100%，含量在2.5～19.8μg/L之间，最高含量在临邑城南和德城城西一带;DDVP的检出率在50%～100%之间，其含量在0.2～2.5μg/L之间，最高含量在平原县城南一带。“六六六”的检出率为100%。各地段地下水中4049的检出率为100%，含量在1.1～6.8μg/L，最高值出现在临邑县城南一带。区内硝酸盐检出率为68.8%，超标8.3%，硝酸盐含量一般26～159mg/L，最高达1320mg/L，矿化度、总硬度、硫酸盐、氯化物含量的超标率分别为87.5%，85.4%，60.42%和64.58%。
滨州地下水中氯化物、硫酸盐的超标率为59%和55%，硝酸盐氮含量的超标率为29%。邹平南部的长山一带，尽管水位埋藏较深，但在1998年、1999年硝酸盐氮的含量也达到了184.0mg/L、162.8mg/L，另外，沾化县城、里则镇驻地、惠民何坊、无棣庞家集等地的地下水中硝酸盐的含量也多在200mg/L以上。由于滨州市大力推广高效、低毒、低残留农药的使用，该区浅层地下水中部分农药组分的含量有所降低。但沾化下河，滨城区单寺、杜店、小营、纯化5个集中采油区的地下水中石油的检出率为100%，其含量分别为0.21mg/L、0.10mg/L、0.08mg/L、0.06mg/L、0.05mg/L。
东营地下水污染普遍较为严重，污染严重的地区主要分布在排污河道沿岸、城镇和工业集中区。据调查由于受淄河污水渗入影响，淄河沿岸浅、深层地下水都受到不同程度的污染，且有近河污染重，远河污染轻，汛期重于枯水期，浅部重于深部的规律。污染因子以石油类为主，其次为化学耗氧量、挥发酚、矿化度、总硬度、氯化物、硫酸盐、硝酸盐等组分，石油类检出的含量最大值浅层地下水为2.8mg/L，深层地下水含量为1.32mg/L;其次为Cr6+，最小值为0.025mg/L。
3.裂隙水、岩溶水污染
该类型地下水主要分布于鲁中南及鲁东中低山丘陵区。该地区人口较少，工业企业较少，地下水水质较好，但局部地段存在不同程度的点状污染，在城镇驻地、采矿区附近则污染较重。如泰安的南关—赵庄、新汽车站—大麻纺织厂、宁阳华丰煤矿、罡城高桥一带水质较差(其中新汽车站和邢家寨岩溶水属极差水);日照市区西部、莒县以东的低山丘陵区由于工业、生活废水及农业大量施用化肥农药，造成基岩裂隙水水质较差，地下水中主要超标组分为:硝酸盐、亚硝酸盐、总硬度等，其中东港区三庄镇，地下水综合评价分值最大值为7.19;另外青岛的马店、明村，莱芜的清泥沟、颜庄一带岩溶水水质较差，地下水主要超标组分为硝酸盐、高锰酸钾指数、全硬度等。
据山东省地质环境监测总站监测成果资料，对山东省地下水质量进行了评价分区，共划分出优良-良好水、一般水、较差水和极差水4个级别图(图4-1)。
三、崩塌、滑坡、泥石流
据统计，全省有159处崩塌、滑坡、泥石流灾害点，主要分布在鲁中山区、胶东大泽山、昆嵛山、伟德山等地区。按堆积物体积划分为大、中、小三类(级)见表4-4，其中大型占10.6%，中型18.2%，小型71.2%。山东省地质环境问题及地质灾害分布现状见图4-2。
崩塌、滑坡、泥石流都是突然发生大量物质搬迁造成的严重灾害，其破坏程度仅次于地震。它们的成灾条件是:
1.地形地貌
高差和坡度决定了崩塌和滑坡的规模和运动速度。山上岩体失稳、地表水下渗和坡脚掏空时最易发生。泥石流是沟谷或坡面土石的混合流体，以单沟成灾率最高，纵向坡降越大冲淤灾害越严重。
2.地质构造和岩性
在活动断裂带和地震带上，地层中存在软弱结构面极易发生滑坡或崩塌，松散堆积层下存在不透水层或相对隔水基岩则易发生土体滑坡，破碎的强风化岩石和松散土石堆积物是泥石流形成的物质基础。
3.地下水
雨季、旱季岩体和土体中地下水位浮动改变着水压及负荷值，从而影响崩塌、滑坡、泥石流灾害的发生。
4.暴雨
降雨是崩塌、滑坡、泥石流灾害的主要诱发或激发因子，特大暴雨或长时间降雨浸润土体，在地质构造脆弱区可引发上述灾害。
5.人类活动
不合理开矿伐木会破坏地质环境的天然平衡，从而诱发或加剧崩塌、滑坡、泥石流灾害。

图4-1 山东省地下水质量分区图


图4-2 山东省地质环境问题与地质灾害现状图

表4-4 崩、滑、流分类结果一览表


四、海(咸)水入侵
海(咸)水入侵是由于地下水动力条件改变，引发海水通过咸水含水层地下水向内陆淡水含水层运移的一种水文地质现象。海(咸)水入侵造成供水水源破坏、土地盐碱化、生态环境恶化等。山东省海(咸)水入侵始于20世纪70年代中期。30多年来，随着地下水开采量的增长，沿海地区海(咸)水入侵规模不断扩大。目前从广饶至龙口整个莱州湾南岸，均有不同程度的海(咸)水入侵发生。在青岛、威海、烟台、日照等地河口地带也出现了规模不等的海(咸)水入侵现象。
1.咸水入侵
出现在广饶—寿光—寒亭—昌邑至平度灰埠的沿海低平原。该地段地形平坦，潮滩宽10～18km，高程5m以下，多为潮滩盐碱地。地下水径流迟缓，以垂直蒸发排泄为主，加之海潮影响，地下水含盐量较高，多为咸水或卤水。咸水之南为山前冲洪积平原，该区地下水径流畅通，水交替强烈，水质为低矿化度淡水，在天然条件下，地下水由南向北径流，部分排泄补给咸水。近30多年来，由于该区大量开采地下淡水，开采强度超过了天然补给能力，加之气象因素，导致淡水区水位大幅度下降，形成降落漏斗，漏斗区水位低于咸水水位，造成反向补给淡水，形成咸水入侵。
从表4-5可以看出1979～1985年咸水入侵面积剧增。进入90年代以来，咸水入侵总面积较以前基本无增加，特别是1999年还出现了面积较以前缩小的现象。但2000年，由于降水量减小等原因，咸水入侵面积又有扩大，比1999年增加154.8km2，是1990～1999年10年增加面积的1.7倍，2000～2005年间，由于南部淡水区限制开采浅层水，咸水入侵面积增加较小。可见只要进入枯水系列年份，地下淡水开采量增加，地下淡水水位下降较大，地下咸水入侵速度就加快，入侵面积就扩大，反之亦反。
表4-5 历年咸水入侵面积一览表 单位:km2


2.海水入侵
主要发生在莱州—招远—龙口一带的莱州湾东岸的堆积平原。该地段呈狭窄带状，宽3～5km。在天然条件下，地下水水位高出海水面，地下水向海水方向径流排泄。当地下水超量开采时，造成地下水水位大幅度下降，在沿岸地带地下水位低于海水位时，海水就向内陆补给地下淡水含水层，形成海水入侵。烟台、威海、青岛等城市的河口地段，是当地的主要供水水源地，由于超量开采地下水，使沿河两岸地下水位大幅度下降，形成海水入侵。截至2005年全省海水入侵面积已达891.4km2(表4-6)。
表4-6 山东省海水入侵面积统计表 单位:km2


五、地下水超采漏斗
山东省已出现多处地下水超采漏斗。其主要超采漏斗的基本情况见表4-7。
表4-7 山东省主要地下水超采漏斗基本情况统计表


山东省地下水超采漏斗可分为如下几种类型:
1.裂隙岩溶水超采漏斗
如淄博大武水源地超采漏斗、泰安市城区水源地超采漏斗。
2.孔隙水超采漏斗
又可分为两类:一类为浅层地下水超采漏斗，如桓台—广饶—寿光—寒亭—昌邑超采漏斗、平度水源地超采漏斗、高密水源地超采漏斗、冠县—莘县超采漏斗等;另一类为深层地下水超采漏斗，如德州、滨州、菏泽等超采漏斗。
地下水超采漏斗的形成和发展，其主要原因是长期过量开采地下水，破坏了开采地段地下水的采补动态平衡关系，使地下水储存资源不断消耗，从而导致地下水水位持续下降，含水层的储存量部分被疏干，形成超采疏干漏斗。
六、地面塌陷
山东省地面塌陷是在人为工程活动中，特别是在抽取地下水时，地下水动力条件、土体与地下水之间的力学关系发生变化造成的。由于地下水开采引发的地面塌陷可分为两种类型。
1.开采岩溶水引发的地面塌陷———岩溶塌陷
是指岩溶发育的隐伏灰岩在超量或集中开采地下水等因素影响下，上覆砂土层形成塌陷的一种地质现象。岩溶塌陷多分布在鲁中南中低山丘陵碳酸盐岩类分布地区。其产生原因，一是潜蚀作用:即在隐伏灰岩分布区，开采岩溶水、降水或水库蓄水等导致水位大幅度变化、地下水流速增大、土颗粒迁移引起土层塌落;二是真空吸蚀作用:即地下水位低于土层底板时，使水面与土层间形成真空负压，土层在重力及负压吸力的综合作用下，土体产生坍塌，发生地面塌陷。如泰安、枣庄、莱芜、临沂市地面塌陷均属此类(表4-8)。
表4-8 山东省地面塌陷调查表


以临沂市为例。自20世纪80年代以来，仅在临沂城区就发生18次岩溶塌陷(2003年以前发生的主要岩溶塌陷见表4-9)，形成塌坑30多个。岩溶塌陷主要发生在临沂城区的地下水降落漏斗范围内及沂南县双堠、青驼等地。临沂城区中西部近120km2范围内的苗庄、三岗、国棉八厂、兖石铁路两侧等地岩溶塌陷时有发生。2003年2月，在兖石铁路路基边坡上发生塌陷，对铁路列车正常运行构成威胁。2002年7月中旬至8月初，苗庄小区因岩溶塌陷造成4幢楼房开裂形成危房，导致3幢楼房被拆除。此外，小涑河塌陷还造成多处地表污水回灌污染地下水源，有多处鱼塘、农田被毁。目前全市已发生岩溶塌陷20余处，造成4幢楼房及10余间房屋破坏，影响大量农田耕作，同时还影响到社会的稳定。
表4-9 临沂市典型地面塌陷点(区)一览表


2.开采孔隙水引发的地面塌陷
其产生原因主要是抽取松散沉积层中的孔隙水改变了地下水的动力条件，引起粉砂质土粒流失，导致地面塌陷。该类型地面塌陷多分布在鲁西南平原松散岩类水文地质区，以古河道附近最为常见。如菏泽、济宁市部分地区地面塌陷等均属孔隙水引发的地面塌陷。详见表4-8。
七、地面沉降
地面沉降主要发生在鲁西北平原松散岩类水文地质区，其主要原因是人为不合理抽取地下水，导致上部弱含水层释水压密所致。目前山东省较明显的地面沉降主要发生在德州、济宁、菏泽、滨州、东营等城市附近，由于这些地区大多为浅层地下淡水贫乏区，城市及工业供水依赖深层地下水，而深层地下水为消耗型水源，补给再生能力差，长期持续开采必然导致深层地下水位持续下降。全省地面沉降监测工作开展较晚，有关部门重视程度不够，监测资料不系统，给地面沉降评价带来一定的困难。一些零星的地面沉降监测结果见表4-10。
表4-10 山东省主要地面沉降区现状监测调查表


八、地裂缝
地裂缝主要发生在济南、枣庄、淄博、泰安、青岛等地的胀缩性粘土分布区。其产生原因主要为人工长期开采地下水引起的水位下降，使土体中粘性土失水收缩，雨季降水入渗使水位升高，土体又吸水膨胀，土体收缩、膨胀的结果致使地面出现裂缝(表4-11)。
表4-11 山东省地裂缝现状调查表