曹妃甸區海岸帶生態地質環境綜合評價

丁玉蓉，劉有才

（河北省水文工程地質勘查院，河北 石家莊 050021）

1 引言

生態地質環境評價是地質環境對人類生存與發展適宜性的綜合性評價，為區域經濟開發和環境建設與保護提供決策依據。開展生態地質環境評價的主要目的就是要評價區域地質環境和生態環境的發展變化規律[1]。

曹妃甸區是京津冀協同發展的重大工程建設區，也是北京產業轉移和非首都功能疏解的四大戰略合作功能區之一[2]。近年來，隨著曹妃甸區大規模填海造陸工程的開展，以及大范圍的海水養殖，生態地質環境問題日漸突出，如：地表水富營養化、地下水污染、土壤鹽漬化及植被覆蓋率低等現象的加劇，已成為制約曹妃甸地區經濟社會發展的重要因素。因此，開展生態地質環境實地調研—查明區域土壤、沉積物、地下水、地表水環境狀況，綜合評價區域生態地質環境質量，提出生態環境地質修復和保護建議，對提高該區生態地質環境質量具有指導意義。

本次工作區范圍為唐山市曹妃甸區海岸帶，包括曹妃甸區下轄的曹妃甸工業區、唐山灣生態城及沿海鄉鎮，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。

曹妃甸區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入淺層及深層地下水，污染問題突出。為查明地下水環境狀況，采集地下水樣品31件。采用區域地下水污染調查評價規范（DZ/T0288-2015）[3]中的單項指標污染指數法及多項指標綜合污染指數法對地下水污染程度進行分析。

土壤樣品采集結合土地利用現狀，在有農作物或植被覆蓋的區域采集0～20 cm深度的表層樣品，共采集樣品110件。采樣點周圍100 m范圍內采集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，送實驗室。

2.2 評價方法

（1）評價流程

曹妃甸區海岸帶生態地質環境綜合評價采用基于GIS的模糊層次分析法[4-5]。選取對研究區影響較大的因素作為評價指標，包括地面沉降、鹽漬化、軟土、土壤環境質量、地下水降落漏斗、深層地下水質量6個指標作為評價因子。評價的主要流程為：①確定評價指標；②確定每個評價指標的數值及權重；③計算每個評價指標的模糊質量指數；④運用ArcGIS軟件進行加權，然后根據環境地質評價單元實際情況對柵格進行必要的修正，最后根據柵格圖對評價區生態地質環境質量進行質量分區；⑤依據生態地質環境背景條件、區域環境地質問題與地質災害兩個因素，進行分區，見表1；⑥根據評價因子分析評價結果，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行評價打分，篩選掉最高分和最低分，然后取平均數，得到評價結果，構造判斷矩陣，確定矩陣的特征值及權重向量，并檢驗判斷矩陣的一致性。地質環境評價指標對地質環境質量的重要性權值如表3。

表1 地質環境質量分級標志表

表2 生態地質環境質量評價因子分值表

表3 地質環境評價因子排序表

3 生態地質環境問題

3.1 地表水環境較差

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《地表水環境質量標準GB3838-2002》對測試結果進行評價分析，評價結果表明：地表水水質多為II-V類，曹妃甸區大學城（H03）及南堡一村第二揚水站（H09）兩處地表水水質為V類，氨氮及氟化物嚴重超標。

3.2 地下水污染嚴重

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，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。評價結果表明：淺層水水質以極差為主，個別點水質較差，主要超標離子包括氟化物、錳、碘化物、錳及氨氮；深層水水質全區以較差為主，個別點良好，經處理后可作為生活飲用水，主要超標離子為氟化物、亞硝酸鹽、鐵離子、氨氮等指標。淺層水多為嚴重污染，深層水多為中等—嚴重污染。

3.3 土壤環境質量下降

測試項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。評價結果表明：土壤環境質量一級區面積684.88 km2，廣泛分布于工作區內。土壤環境質量二級區面積11.17 km2，主要分布在柳贊鎮區域，主要的超標離子為Cd。土壤環境質量三級區面積74.85 km2，主要分布在尖坨子、北堡、第三分場、三農場六隊等地，主要的超標離子為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以南的濱海地區。尖坨子村東南分布強鹽漬化區，面積較小。中鹽漬土分布在工作區中西部，北堡、南堡及嘴東均為中鹽漬土區域，面積占到整個工作區的一半，約405.12 km2。唐山灣生態城及曹妃甸工業區大部為非鹽漬化土，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，曹妃甸工業區地面沉降以20～30 mm/a為主，曹妃甸西北部地區地面沉降量＞30 mm/a。

2012～2013年收集TerraSAR數據，在這兩年間，曹妃甸填島區存在非常明顯的沉降現象。監測結果顯示曹妃甸港區內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區間內。

據2014年調查情況，曹妃甸城區西部七農場、曹妃甸區東部九農場、南堡鎮等，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 區域地下水位下降

工作區內主要形成了豐南尖坨子、柳贊為中心的2個集中開采區。豐南尖坨子位于豐南區濱海鎮、南堡開發區一帶，主要為堿廠、南堡鹽場、南堡經濟開發區工業及生活用水開采。2016年9月統測水位埋深65.0 m。封閉等水位線-42 m，漏斗進一步擴大至北堡村一帶，存在持續擴張的趨勢。柳贊集中開采區位于柳贊鎮一帶，由于沿海養殖業發展用水，導致水位大幅度下降，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20～40 m。封閉等水位線-32 m，漏斗面積有進一步增大的趨勢。

4 生態地質環境綜合評價

按地質環境質量可將工作區分為中等區、較差區、差區3個類型，其中中等區面積414.86 km2，較差區面積326.06 km2，差區面積27.69 km2。

4.1 生態地質環境質量中等區（Ⅰ）

主要分布在曹妃甸工業區及唐山灣生態城一帶，面積414.86 km2，植被覆蓋率較低，區域地下水位下降、地面沉降等弱發育，深層地下水水質較差，土壤鹽漬化程度中等，人類工程活動中等，工程地質條件中等。

4.2 生態地質環境質量較差區（Ⅱ）

主要分布嘴東、南堡、北堡及濱海鎮一帶，柳贊鎮及十里海養殖場也有分布，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。據最新調查情況，該區地面沉降值在800 mm以上或年沉降速率30 mm以上，且澗河口至南堡岸段風暴潮危險性等級為Ⅰ級，屬土壤鹽漬化中等發育區。

4.3 生態地質環境質量差區（Ⅲ）

零星分布在北堡及濱海鎮西南部，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，地表鹽漬土較發育、土壤環境質量較差，綜合評價地質環境質量差。

5 結論與建議

（1）地表水水質II-V類，曹妃甸區大學城排水渠及雙龍河地表水水質為V類，氨氮及氟化物嚴重超標。

（2）淺層水水質以極差為主，個別點水質較差，主要超標離子包括氟化物、錳、碘化物、錳及氨氮；深層水水質全區以較差為主，個別點良好，經處理后可作為生活飲用水，主要超標離子為氟化物、亞硝酸鹽、鐵離子、氨氮等指標。淺層水多為嚴重污染，深層水多為中等－嚴重污染。

（3）鹽漬土廣泛分布在曹妃甸區以南的濱海地區。尖坨子村東南分布強鹽漬化區，面積較小。中鹽漬土分布在工作區中西部，北堡、南堡及嘴東均為中鹽漬土區域，面積占到整個工作區的一半，約405.12 km2。唐山灣生態城及曹妃甸工業區大部為非鹽漬化土，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）工作區分為中等區、較差區、差區3個類型，其中中等區面積414.86 km2，較差區面積326.06 km2，差區面積27.69 km2。

針對曹妃甸區海岸帶生態地質環境綜合評價結果，提出如下對策與建議：

根據生態地質環境綜合評價結果，綜合地質環境條件、分布范圍、沿海經濟與社會發展情況，進行分區保護，將生態地質環境問題突出區域劃定為地質環境重點保護區，生態地質環境較脆弱區劃定為次重點保護區，其余的劃定為一般保護區。針對地下水污染、地面沉降、土壤環境質量、咸水入侵等生態地質環境問題劃定了重點保護區和次重點保護區。

普及地質環境知識，提高地質環境保護意識。隨著沿海的開發建設，污染問題遠沒有解決，生態破壞還沒有控制住，因此，應緊緊圍繞環境保護不同時期的工作重點開展生態地質環境知識宣傳，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，在經濟發展的同時，一定要注意資源的合理開發和保護，不能以犧牲環境為代價來謀發展。為了曹妃甸海岸帶能夠持續發展，要從戰略的高度制定出切實可行的環境保護措施，確保保護與發展并行。

建立完善的監測機制，加大河流沿岸、入?？诃h境監測力度，建立長期監測網絡，加強地面沉降監測，提高海洋災害的監測預報能力建設，做好應急保護預案。