程建强 程立华
（河南省地质矿产勘查开发局第一水文地质工程地质队，新乡，453002）
摘要 对河南省沿黄平原区环境地质的调查发现，该地区主要存在砂土液化、土壤盐渍化、土地沙化、地下水资源衰竭等环境地质问题。在综合分析环境地质问题形成背景和形成条件的基础上，提出其演化模式和发展趋势，及减少和防止环境地质问题的对应措施。
关键词 河南省沿黄平原区 环境地质问题 演化模式 对策
前言
环境地质问题是指由于自然产生或人类工程经济活动，多数情况下是二者协同作用对人民生命和财产安全以及生存环境生成危害的地质现象或事件。它包括自然产生的原生环境地质问题、人为作用诱发的次生环境地质问题以及二者双重作用引起的地质灾害。环境地质问题的产生和发展，除受自然地理、地质环境条件影响外，人类活动的作用日益重要。目前河南省沿黄平原地区存在的主要环境地质问题有：砂土液化、土地沙化、土壤盐渍化、水土污染和地下水超采所引发的地面沉降、地下水资源枯竭等。
1 主要环境地质问题的现状
1.1 砂土液化
砂土液化是指饱水砂土在地震动力荷载或其他外力作用下，受到强烈震动而丧失抗剪强度，使砂粒处于悬浮状态，致使地基失效的作用现象。
1.液化砂土分布
根据区域工程地质条件和饱和砂土液化判别标准，河南省沿黄平原区的砂土液化主要分布在沿黄河两侧，根据历史上发生的喷砂冒水、地裂缝、堤岸滑移等的发育程度，将其划分为严重、中等、轻微三个液化区（见图1）。
2.液化砂土危害
饱和砂土震动液化，会导致建筑地基变形，产生不均匀降沉，危及建筑物正常使用。黄河背河洼地的饱和砂土震动液化发生强烈地震时，会产生喷水冒沙而使大堤遭受破坏，当大堤浸水时可能导致溃堤。
1.2 土壤盐渍化
在适当的地形地貌、气候、地下水、土壤性质及人类活动等背景下，盐分不断由地下水面向上迁移并富集于土壤表层的过程称土壤盐渍化。其结果使得上层土壤盐份不断富集，形成盐渍土。
图1 砂土液化分布图
土壤盐渍化现状黄河冲积平原地区盐渍化主要发生在以下地区：新乡、获嘉东南的黄河冲积扇缘洼地；现代黄河两侧的背河洼地；延津、内黄、民权、兰考、商丘等地的古背河洼地；柘城、宁陵、鹿邑一带的决口扇间、扇前洼地。另外，开封县、杞县一带由于不适当的引黄灌溉也有大量次生盐渍化现象。
土壤盐渍化危害表现为三个方面：一是土壤浅部富集盐碱，影响农作物对土壤养分的吸收，轻则缺苗断垄，重者颗粒不收；二是盐渍化严重的形成盐渍土，降低地基强度，影响建筑物的正常使用；三是盐渍化导致地面潮湿，造成不利的室内生活环境。
1.3 土地沙化
与砂质堆积地貌部位相对应，区域土地沙化主要发生在新乡、卫辉、滑县、浚县、内黄、新郑、兰考、民权等地的古河道带；开封、中牟、尉氏、兰考、封丘等地的决口扇上部等地区。据统计，60年代沙化面积约2000万亩；后经治理多数沙丘已经固定，沙荒面积逐渐减少，至1994年尚有近200万亩未得到根治。现主要零星分布在下列地区：浚县、内黄、兰考等地的古河道带；中牟、原阳等地的决口扇上部；开封袁坊到三义寨的黄河二级滩地上；引黄灌渠清淤堆沙带。
1.4 地下水超采引发的环境地质问题
自20世纪80年代以来，随着工农业的发展和人口的增长，地下水开采量不断增加，一些地方地下水的开采量远远超过其补给量。地下水长期超量开采，形成了以城市水源地为中心的中深层地下水漏斗区。其中，豫北地区已形成近8000km2的漏斗区。这些区域地下水位降落漏斗一般面积较大，中心位埋藏较深（表1）。区域地下水位降落漏斗的形成一般是激发侧向补给和越层补给量增大的一种代偿现象。但漏斗扩张过快和面积过大往往是由于过量开采地下水，使地下水系统运动失调所致。因此，大的区域地下水位降落漏斗常引发一些不良的环境地质问题，主要表现在为造成地下水位持续下降，形成区域地下水位降落漏斗及其引起的地面沉降、地裂缝、水资源衰竭多种环境地质问题。
（1）区域地下水持续下降导致集水建筑物水量衰减，甚至地下水资源衰竭，如清丰、内黄一带因区域水位下降而引起浅井失效，造成很大经济损失。
（2）因改变地下水流场，使部分浅层地下水水质恶化。这在有微咸水、咸水分布的地区表现尤其明显，如清丰、内黄等地就发生过水质恶化的现象。
（3）漏斗持续发展使土层渐渐被疏干，导致土层失水压密固结，从而发生地面沉陷。开封漏斗范围内的Ⅲ01监测点，在1954～1989年的35年间沉陷量达242mm，这也是由于过量开采地下水造成的不良环境地质现象。濮阳市地下水位下降也造成了地面沉降。
表1 地下水位降落漏斗统计表（2002）
2 形成条件及其演化分析
2.1 砂土液化
河南省沿黄冲积平原区15m以浅均为黄河全新世泛滥堆积的松散粉土、细砂、粉质粘土等，且该区地震烈度一般大于等于Ⅵ度，具备砂土液化的岩性条件和地震动力背景。由于地下水的超量开采，目前区域地下水埋深较大，除现代黄河影响带地下水埋深一般小于4m外，其他地区地下水埋深大于6m。因此，未来的砂土液化仍将发生在黄河两侧。开封—民权、范县—台前是砂土液化的严重危险区。
2.2 土壤盐渍化
土壤盐渍化为自然和人为作用双重影响，有利于盐渍化发展的条件有：
（1）气候干燥，年降水量小于蒸发量。
（2）地形相对低洼，排水不畅。
（3）浅层地下水水位埋深小于4m，水力坡度平缓
（4）土壤岩性以毛细上升高度大的粉土、粉质粘土为主。成壤作用差，有机质含量低。
据统计，20世纪60年代区域盐渍化最为严重，面积达1116.3万亩。近年来由于区域地下水位下降，耕作方式改善、人工治理（如沿黄一带稻改）等原因，区域土壤盐渍化面积大大减小。至20世纪90年代初，河南省土壤盐渍化面积仅剩100余万亩，且主要分布在现代黄河两侧的背河洼地，其他扇间或扇缘洼地有零星分布（图2）。
图2 盐渍土分布图
随着区域浅层地下水位下降及人工治理工作加强，区域盐渍化面积将大大减少。据自然及人为条件变化预测：未来盐渍化将由原生、次生并存型向单一原生型转变，且其面积仍将大大缩小。黄河两侧背河洼地的侧渗带将是未来盐渍化的主要区域。周口、柘城、永城一带的盐渍化会随着地下水位下降及耕作方式改良而逐渐减弱乃至消失。
2.3 土地沙化
土地沙化是具有一定的沙物质基础和干旱大风动力条件下，由于人为活动与资源环境不相协调所产生的一种以风沙活动、土地干旱贫瘠化为标志的环境退化过程。
本区土地沙化是由于黄河在桃花峪以东地区历经多次决口、改道留下了大面积沙地，再经风的吹扬形成大量新月形或浑圆状活动的沙垄，沙丘不断侵占良田，恶化生态环境。另外，引黄沉沙也会在灌区渠首等地产生局部土地沙化。
2.4 地下水超采引发的环境地质问题
近20年来，随着工农业的发展和人口的增长，地下水开采量不断增加，在重点开采区，逐渐形成了一些区域性地下水位降落漏斗。由于城市集中开采地下水形成的降落漏斗形状多不规则，开采强度大，如郑州、开封等降落漏斗；农业开采地下水较集中的区域，一般形成较缓而规则的降落漏斗，如内黄、滑县、清丰等地的地下水位降落漏斗。
郑州、开封等漏斗地处黄河冲积扇的上部粗粒带，含水介质及富水性较均匀，是由于集中强力开采地下水而形成。濮阳、商丘漏斗位于冲积扇稍下部位。内黄、清丰东部一带的漏斗位于冲积扇前缘，含水介质粒度较细，厚度也小，空间分布不均，富水性差，由于农业井灌开采程度较高，形成了区域性地下水位降落漏斗。
随着区域地下水位降落漏斗的逐渐扩大，其所引起的地下水资源衰竭、地面沉降、水质恶化等环境地质问题也不断趋于严重，所造成的损失也逐年增大，而且有更加严重的趋势。
3 减少和预防对策
3.1 砂土液化
首先应查明液化砂土的分布和液化程度，根据情况的不同采取不同的防治方法，如采取基土置换，消除液化砂土的危害。
3.2 土壤盐渍化
对于黄河背河洼地的盐渍化治理应调整种植结构、改旱地为水田，引黄压盐，并注意及时退水。如原阳、开封、郑州等地就取得了明显效果。
对于豫东南平原的盐渍化应采取井灌压盐、挖沟排水、疏浚沟渠、深耕细作的方式进行治理。
3.3 土地沙化
由于土地沙化的基本因素是气候干旱化，目前人力很难控制。因此，要彻底消除土地沙化是十分困难的。应采取植树造林、退耕还林、农林间作、加强灌溉等固沙治理措施抑制其发展，改善生态环境。
3.4 地下水超采引发的环境地质问题
遏制和防止地下水超采所引发的不良环境地质现象的发展，就要加强地下水资源的开发、利用和保护的调查、研究及规划管理工作，做到地下水和地表水联合调度，统一规划，使地下水资源的开发利用进入良性循环轨道，发挥更大效益，避免地质环境的恶化。
4 结语
河南省沿黄平原区目前存在的土地沙化、地下水位下降、水资源衰竭等环境地质问题，在成因上有其地质和历史因素。建国以来，经过几代人的努力，有些方面取得了较好的成绩，比如土地沙化、盐渍化治理。但有的环境地质问题却在进一步加重，如地下水超采所引起的环境地质问题，这不能不引起我们的高度重视。如何在发展经济的同时实现人与自然、人与环境的和谐相处，是我们今后需要解决的问题。同时，我们必须认识到环境地质问题的治理是一个漫长而艰巨的任务，需要全社会共同努力。
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