环境地质问题

由于长期超采地下水，地下水位呈持续下降趋势(表8-1)。从1995到1999，地下水位平均下降3.52m，年下降速率0.7 m/a，其中唐山平均累计下降最大，为5.36m；滦南县最小，1.73m。

表8-1地下水位年变化表(单位:米)

地下水的过度集中开采形成了大面积的地下水位降落漏斗。

(一)地下水位降落漏斗的分布

到2000年底，工作区已形成三个地下水位降落漏斗。分别是:由第四系浅层地下水位降落漏斗、深层地下水位降落漏斗和奥陶系岩溶水城市开采型水位降落漏斗组成的唐山多层复合降落漏斗；丰南-唐海第四系浅层地下水位降落漏斗；汉沽开采类型包括咸水区深层承压水水位降落漏斗。

(2)地下水位降落漏斗的特征及变化趋势

1.唐山市多层复合下落漏斗

唐山是重工业城市，地下水需求量大。自1974开始，唐山市枯水期开始出现漏斗，随后地下水位持续下降，漏斗不断扩大加深。从1978到1982，漏斗大幅下跌。1982以后，由于城市和农业开采的控制，漏斗进入相对稳定阶段，有逐渐减少的趋势。枯水期1991 ~ 1995，漏斗区综合计算面积272.25 ~ 319.3km2，2000年枯水期平均面积301.03km2，漏斗区综合计算面积270.85km2，面积减少10。在雨季，两个漏斗的中心连接在一起，在等压线-15m处闭合。漏斗中心位置:北部在北郊水厂内，闭合等压线为-10m；南部在定福庄，闭合等压线为-15m。漏斗中心水位埋深:1996 ~ 2000年枯水期水位平均埋深为42.83m，五年来最低埋深出现在2000年，为47.50m；最高水位出现在1997，为37.24m，这个水位与1996的多雨年份有关。1996 ~ 2000五年平均水位比1991 ~ 1995高4.57m，说明漏斗中心水位一直比较稳定，略有上升。但从1996到2000年的5年间，水位埋深仍在逐渐增加。平均开采模数:1996年为218900 m3/(km2·a)，2000年为240000 m3/(km2·a)，比1996年高9.6%，2000年水位为1996。

唐山漏斗影响范围横跨环乡陡河流域和沙河流域水文地质亚区，漏斗呈东北向分布。西南的漏斗面积大于东北，漏斗中心基本呈圆形，被东北的基岩浅埋区分割，周围边界不对称。等压线在北部山前闭合，在南部逐渐向两端张开。漏斗主要由城市工业和城市居民生活用水开采和农业开采地下水形成。唐山第四系浅层水位降落漏斗处于相对稳定阶段，综合计算面积略有减小，漏斗中心水位埋深略有增加。

2.丰南-唐海地下水位下降漏斗

丰南-唐海地下水位降落漏斗位于本区南部，东西边界已超出研究区范围，北至咸淡水边界，南至渤海湾，已形成区域性沉降区。塌陷区位于滨海平原水文地质区，开采层为深层承压淡水，咸水层在40～120m之间，开采层为ⅱ、ⅲ类含水层，开采深度120～360m，局部超过400m..含水层岩性较细，地下水补给径流缓慢。这个地区的主要农作物是水稻。唐海县除部分地区用地表水灌溉外，其余地区用地下水灌溉。由于近年来持续干旱，地表水流入量减少，地下水耗水量增加，机井灌溉期延长，在区域内形成水位恒定在-30m的漏斗(见表8-2)。漏斗范围内有三个集中矿区，相应形成三个漏斗中心，分别位于唐海县、丰南西各庄、南堡盐场。各集中矿区开采强度、开采范围、水位埋深不同。

(1)西各庄漏斗中心:位于丰南市东南部，地下水开采主要用于稻田灌溉和西各庄地区众多陶瓷厂用水。2000年枯水期，漏斗中心水位为41.20m，水位高程为-35.63m；丰水期水位埋深为42.90米，水位标高为-37.33米..该地区地下水仍处于下降阶段，漏斗继续扩大。

(2)唐海县漏斗中心:位于唐海县境内，主要用于县内工业和生活用水。2000年枯水期，最低水位位于唐海县市垦丰造纸厂。漏斗中心水位埋深为39.70米，水位标高为-37.79米..

(3)南堡盐田漏斗中心:南堡盐田作为本区沿海最大的晒盐场，也是当地经济开发区之一，具有人口密集、工业发达、用水量大的特点，当地无大型地表水资源可利用。因此，本区形成了一个水位降落漏斗，漏斗中心水位埋深为47.30米，水位标高为-45.00米..

3.汉沽农场地下水位降落漏斗

主要是汉沽农场过度开采工业和城市生活用水以及稻田灌溉用水造成的。因为漏斗的范围超出了研究区的范围，所以等压线在研究区内没有闭合，漏斗继续向西向南延伸。2000年枯水期，该地区枯水期水位埋深为75.00m，水位标高为-74.50m，位于汉沽农场窦固村(表8-2)。

表8-2漏斗元件列表

二、地质环境污染

随着唐山工农业的快速发展，污染物的排放量越来越大。由于表层土壤防护能力低、认识不足、管理不善或措施不利，唐山市形成了相当大的污染体系，导致城市地质环境污染日益严重。

(一)污染的形成和分布

主要污染源是工业“三废”、生活污水、垃圾、农业化肥和农药污染。据调查，仅唐山市可造成污染的企业就有270多家，年排放工业废水83159400 m3，废气109844200 m3，废渣6587800 t。居民生活污水排放量为285665438+40万m3/a，垃圾排放量为565438+90万t/a..农业每年使用有机肥114000 t，化肥1.610000 t，各种农药22t。

(2)污染的条件和类型

污染源排放的污染物大约有20种，包括“五毒”、“三氮”和有机物。污染物通过渗透和渗漏污染环境。坑渗和炉渣堆浸，造成点污染；河流、沟渠渗漏造成的线状污染；农田里施用的农业肥料和杀虫剂会随着雨水或农业灌溉渗透下来，造成地区污染。

1.地下水污染

地下水污染主要包括离子含量超标、硬度超标和有毒有害元素污染。

(1)浅层第四系孔隙水污染。污染区域主要分布在丰南市钱莹、冯润县偏沱等煤矿区，但污染面积不大，与煤矸石堆放有关，汤山东矿区污染不严重。唐海县第四农场周围地区也有一些污染，这是由工业污染造成的。

(2)浅层第四系孔隙水污染。污染水平仅在丰南市玄奘、侉子庄和汤芳之间达到，其他地区没有污染。这里的污染和钢厂有关。

(3) Mn ~含量具有普遍性，大部分地区Mn ~含量高于饮用水水质标准2 ~ 3倍；其他离子基本在正常含量范围内。

(4)其他行业造成的水污染。在实地调查中发现，一些小型企业对地下水的污染不容忽视，如造纸厂、钢厂等。例如，在冯润县的韩城造纸厂，该厂排放的废水未经任何处理就直接排入岔河，并流入油绿坡水库。黑色的污水不仅污染了空气，也污染了地下水。根据现场调查，该河流两岩10m范围内的浅层水已被污染，不能再饮用。

2.地面点源污染

唐山的点源污染主要是指唐山市区、县(市)、乡镇企业的工业污染源，如洗煤厂、垃圾厂、小造纸厂、小煤矿、小钢厂、煤矿开采形成的矸石山等。这些工业企业治污能力差，其产生的“三废”是最主要的污染源，已形成一定污染规模的点污染源。

(1)垃圾厂污染。资料显示，唐山市共有垃圾厂14座，垃圾储存总量约为1.5万吨。而且多采用开采沉陷坑和基岩开采坑，垃圾厂包气带土壤原状结构被破坏，防护能力差，严重污染周边地质环境。这个问题在其他城市也存在。根据生活垃圾成分分析报告，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，对当地自然环境和地质环境造成了极大的危害。

(2)酚氰污染。酚氰污染主要产生于焦化煤气行业，主要指唐钢焦化煤气厂。这家工厂有7个污染源，主要污染物是苯酚和氰化物。工厂事故废水和生活污水主要排入泥河。根据1992的水质监测，污水中苯酚含量为0.31 ~ 6.32 mg/L，高于地面三类环境水质标准(≤0.01mg/L)30 ~ 631倍。氰化物含量为0.13 ~ 2.047 mg/L，超出三类环境水质标准(≤0.1mg/L)0.3 ~ 19.5倍。化学耗氧量为150.69mg/L；/L；水的味道很浓。

(3)小造纸厂的污染。小造纸厂一直是国家治理的重点，但是在利益的驱使下，小造纸厂并没有绝迹，比如冯润县的韩城造纸厂。

而点污染源由于影响范围相对较小，危害较轻，被视为最轻的影响因素。

第三，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，就因煤矿岩溶突水发生过严重的地面塌陷事故，损失惨重。新中国成立后，分两期发生了严重的岩溶塌陷。第一期是1976唐山大地震后，有120多次崩塌。主要分布在市区凤凰山西麓，即现在的17号居民区和郊区赵各庄中学、林西、黑鸭子、大庄坨、信托坨、小屯、沙河等地。其崩塌规模不等，大崩塌坑直径大于100m·m，第二期为1983 ~ 1988，规模较大，约有19处有害崩塌。坑多为不规则圆形，一般直径5 ~ 10m，最大30 ~ 50m。一般深度为1 ~ 3m，最大5 ~ 7m。岩溶塌陷主要分布在路北区西部和路南区北部，集中在以下两个区域:一是西部的张格庄(6号住宅区)-体育场-啤酒厂区域，尤其是中部的体育场-兴隆区附近。主要垮塌的有体育场垮塌、供热公司垮塌、京剧团垮塌、卫国路付强大厦垮塌、房管所垮塌。这些塌陷发生在1988左右。二是东部的大成山-凤凰山-人民公园地区，以中部的西北井-地震展览馆最为严重。主要垮塌为唐山十中垮塌和地震展览馆垮塌，主要发生在1984 ~ 1986和1988附近。除了上述两个密集塌陷区，龙华社区和王谢庄街道也有零星塌陷。

根据我们的实地调查和对城建部门相关人士的采访，唐山的岩溶塌陷一直处于相对稳定的阶段，没有发现新的岩溶塌陷，这与90年代以来唐山对岩溶水开采的控制有关。

(2)采空塌陷

开滦煤矿已有百年开采历史。开滦矿务局管辖的670km2煤田内有11煤矿和29个地方煤矿。长期开采引起的地面沉降影响面积已达196.55km2，占唐山市总面积的24.5%。据调查，地表变形严重，塌陷坑面积已达30 km2以上，最大坑深10m。部分地区已形成积水坑，主要分布在市区南部京山铁路两侧及郭各庄、陆家坨、范各庄、林西、荆各庄村以南。

采空区地面塌陷是由煤层采空区引起的，采煤是主要塌陷因素。据统计，开采万吨煤的综合塌陷率为5.334 m2/万吨。

采空塌陷造成的危害是巨大的。因为地面塌陷，形成涝洼地，破坏大面积良田，破坏地面建筑，使其倾斜甚至倒塌。这场灾难已经迫使161个村庄转移到其他地方；此外，一些塌陷坑变成了污水坑和垃圾坑，污染了地质环境。

第四，地面沉降

地面沉降主要是由于过量抽取深层地下水造成的。据国家地震测绘大队资料，该区大规模地面沉降始于20世纪50年代，主要位于丰南和唐海沿海地区，年平均沉降速率约为10 ~ 15 mm/a，向北逐渐减缓，至丰登坞、韩城、开平、塔沱连续递减至零，其中总面积3013.0km2。 年递减率5 ~ 100 mm/a的面积为1510.0km2，年递减率10 ~ 20 mm/a的面积为805.0km2，年递减率20 ~ 30 mm/a的面积为65.0km2，截至1990，唐山南堡开发区地面沉降已超过1

该沉降区为天津沉降带的东北边缘，其沉降中心在天津和新港之间，最大沉降速率为100.5mm/a/a，该区地面沉降除与该区地壳运动缓慢有关外，主要是由于开采深层地下水所致。地下水超采时，由于来不及从含水层外部补水，地下水位迅速下降，在隔水层顶板与含水层的接触面上产生水力梯度，使粘土层中的水相应进入含水层，粘土层中的孔隙水压力降低，有效压力增大，导致粘土层压实。如果这种粘土层具有很强的压缩性和很大的厚度，它的压实会引起地面沉降。在地面沉降过程中，地下水位下降是主要原因。地面沉降是一种隐性灾害，影响空间大，耗时长，不易察觉。一旦发生，将受到严重损害，结果不可逆转。

综上所述，由于该区地下水长期超采，在城市中心形成了双层水位复合漏斗，出现了岩溶水与孔隙水水位优势互补、水量互补的倒置状态，改变了水动力条件，增强了潜在侵蚀力，诱发岩溶地面塌陷，造成经济损失，危及人身安全；水位下降大大增加了包气带的厚度，排水的地质体由弱还原区变为氧化区，细菌滋生，有毒有害物质滞留，形成新的污染源；一些岩溶水开采的悬挂泵暂停使用，迫使更换抽水设备，增加了经济负担；地下水自净能力降低，污染物一旦进入含水层，不仅难以恢复，还会严重危害人们的健康。为治理环境，预防灾害，自1986以来，唐山市人工控制开采地下水，岩溶塌陷得到一定程度控制，但水位仍处于缓慢下降趋势。