河北保定-沧州示范区水土地质环境监测
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发布时间：2022-05-10 23:53
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时间：2023-11-17 10:41
保定-沧州地区位于华北平原中部，地势西高东低，西部为山区，东部为滨海地区，从地貌单元上构成了山前到滨海的完整地貌单元，是一个完整的水土地质环境研究区，自山麓至滨海，可分为山前残坡积-洪冲积平原、中部冲积-湖积低平原和泛滥平原(包括泛滥洼地、河漫滩和平地等)、东部冲海积平原等3部分。山前残坡积-洪冲积平原，沿太行山山麓呈带状分布，海拔在110～50m，由多个洪冲积扇相连而成，中部冲积湖积低平原，主要位于白洋淀低洼地带。考虑到南水北调工程为该区一个很重要的水土工程，对水土地质环境具有潜在的影响，因此，示范区包括了南水北调工程经过的山区县市，范围为除阜平县和涞源县以外的全部县(市)，面积3.3万km2，其中平原地区面积2.48万km2(图11-1)。
图11-1 保定-沧州示范区区域位置图
保定-沧州地区属北温带半湿润半干旱气候区，区内年均气温介于4～14℃之间，受季风影响，降水量东部高西部低，多年平均降水量400～500mm。年均蒸发量1800～2000mm，日照时数2800～3100h，年无霜期180～200d。
保定-沧州地区位于华北平原中部，地处二级大地构造单元的华北断坳上，自新近纪、古近纪以来，受新构造运动影响，燕山、太行山等山区逐渐隆起，华北平原下降。黄河中下游、海河、滦河等大河及其支流的长期冲积与洪水泛滥形成了该区巨厚的中新生代松散沉积物，沉积厚度可达1000～3500m，其中第四系厚度一般为200～600m，构成该地区主要的地下水含水层。区内包括大清河、子牙河、漳卫河和古黄河5个地下水系统。潜水为第四系孔隙水。从山前平原至滨海平原，含水层颗粒由砾、卵石为主逐渐变化为以细、粉砂为主，含水层厚度在山前平原顺沉积方向由薄变厚，中部平原比较稳定，至滨海平原又逐渐变薄。各含水层系统或亚系统的边界为地表分水岭、地下分水岭、平原古河间带的黏性土弱透水带。冲洪积倾斜平原浅层孔隙含水层是研究区最富水的含水层之一，也是工农业生产和生活的主要开采水源。
按埋藏条件和埋藏深度的不同，第四系松散岩类孔隙水可分为4个含水层组：第一含水组底界埋深30～70m，含水层厚5～10m，岩性为砂、砾、卵石，富水性强；第二含水层组底界埋深50～150m，含水层厚15～45m，岩性为砂、砾、卵石或细砂，富水性较强；第三含水组底界埋深100～300m，含水层厚15～40m，岩性以中细砂为主，富水性较好；第四含水组底界埋深200～500m，岩性多为半胶结砂及风化砂，富水性差。第三、第四含水组为深层水，不易开采，第一、第二含水组为浅层水，也是水土地质环境监测的主要对象。在山前倾斜平原区，含水层主要接受大气降水补给，水循环交替充分，以侧向径流方式向冲洪积平原区排泄。在冲洪积平原区，含水层介质颗粒变小，地势低平，地下水流动速度变缓。
一、监测网络
保定-沧州水土地质环境监测示范区从2008年开始建设，到2013年已形成监测网络，在保定沧州地区共布设土壤环境监测点236个，其中区域监测点64个，重点监测点122个，针对土地盐渍化问题的问题监测点50个；布设水环境监测点200个，其中区域监测点64个，重点监测点86个，问题监测点50个。表11-6为示范区水土地质环境监测网点分布情况。
表11-6 保定-沧州示范区水土地质环境监测网点分布情况
二、水土地质环境问题监测与分析
土地盐渍化、土地沙化、湿地退化、水土地质环境异常与污染是目前保定沧州示范区存在的主要水土地质问题。
1.土地盐渍化
土地盐渍化包括盐化和碱化，盐化是指在海潮的浸渍或含盐地下水的影响下，土壤含盐量增加(超过0.3%)的过程；碱化是指地下水中的钠质碳酸盐被还原，使土壤胶体中代换性的含量升高的过程。按其成因，可将盐碱化分为滨海盐碱化和内陆盐碱化。滨海盐碱化主要是由于海潮的浸渍，使地下水高度矿化，水经毛细管上升蒸发而使盐分在土壤表层大量聚集的过程，其盐分组成以氯化物为主；内陆盐碱化主要是由于地势平坦，排水不畅，气候干燥，气温较高，随着强烈的蒸发，盐分上升到地表，使土壤发生盐碱化，其盐分组成以硫酸盐和氯化物为主，钠含量较高。
由于地形地貌条件影响着地表水、地下水的径流和排泄，而水的位移又和盐分的运移密切相关，因而地形地貌条件是盐碱地形成的重要原因，山前冲洪积平原地面坡降大，一般不产生盐碱地，中部冲积、湖积平原和东部海积平原地势平坦，地表水、潜水的排泄以蒸发为主要形式，最易导致盐碱地的形成。湖淖洼淀的特殊地貌，由于蒸发量较大，盐碱土重，也为形成盐碱地提供了条件，水文地质条件是形成盐碱地的主要因素。盐碱地的形成是盐分积累的结果，而盐分的运移和水的运移密切相关。因此，地下水水位埋藏深度及溶解性总固体含量的高低，直接关系到土地是否盐碱化，当地下水埋藏较浅时，水通过土壤毛细作用上升，在半干旱蒸发强烈的气候条件下，地下水不断被蒸发，水中携带的盐分日积月累地残留于土壤中，导致盐碱地的形成。
保定-沧州示范区蒸发强度大约是降水量的3～4 倍，蒸发量大于降水量的月份达8～10个月。这种气候特点为盐分上移凝聚地表提供了动力，土壤层含盐量逐渐增高，导致盐碱土的形成。盐渍化问题主要分布在保定-沧州示范区的中东部低洼地带。
2.土地沙化
土地沙化是指在干旱地区，由于人类活动以及自然环境的恶化，干旱的季风将各处淤积的沙吹扬起来，覆盖于土壤表层，破坏和改变了土壤的性质，将土壤中失水的细粒物质和有机物吹走，留下干燥的粗颗粒物质的过程。其进一步发展，使生态平衡遭到严重破坏，使原非沙漠的地区，出现了以风沙活动、沙丘起伏为主要标志的类似沙漠景观的过程，称为沙漠化。土壤沙化也泛指良好的土壤或可利用的土地变成含沙很多的土壤或土地甚至变成沙漠的过程。土壤沙化主要过程是风蚀和风力堆积过程。在沙漠周边地区，由于植被破坏或草地过度放牧或开垦为农田，土壤因失水而变得干燥，土粒分散，被风吹蚀，细颗粒含量降低。而在风力过后或减弱的地段，风沙颗粒逐渐堆积于土壤表层而使土壤沙化。因此，土壤粒径大小的分布特征可以间接反映土地沙化的程度。
保定-沧州示范区土地沙化包括沙化耕地、固定沙地、半固定沙地和流动沙地等类型，在示范区全区均有分布。主要分布于干涸的河道两侧。
3.湿地退化
湿地退化主要表现为河流湿地退化和湖泊湿地退化，境内拒马河、大清河、子牙河和潴龙河等主要河流大部分都已经干涸，其河流湿地已经遭到破坏，如拒马河现在已经成为采砂地。白洋淀是保定-沧州的主要湖泊，对调节保定-沧州地区的气候环境起到了很重要的作用，由于新构造运动和气候演变，白洋淀有水的疆域已大大缩小，然而其淀貌遗迹还存在，现在靠人工回灌，如引黄济淀工程来维持白洋淀的湖泊面积。
4.水土地球化学异常与污染
在扇间洼地、河间洼地等低洼地带地氟病分布广泛。在保定市区周边和献县、青县周边都出现了重金属异常现象。在子牙河流域是保定-沧州地区多条河流汇集处，许多微量元素在此富集，从图11-2中可以看出，As元素逐渐由表层向深部迁移，从而在潜水中富集，容易引起As中毒，这些元素和元素组是否会产生生态效应也值得关注。
图11-2 保定-沧州示范区土壤Cr、As等值线图
三、水土地质环境质量综合评价
在充分考虑各水土地质环境原生背景的基础上，结合人类耕作及工程活动等后续的扰动因素采用量化指标的方法，将水土地质环境各影响因素按其权重进行空间代数叠加，根据叠加的结果依据综合评价指数将保定-沧州示范区水土地质环境状况划分为6个等级。
影响示范区水土地质环境的因素很多，但考虑到部分要素具有的关联性和互动性，评价时只需选择具有主导性的指标因素即可。而各因素又因对评价结果的作用和地位不同，因而将评价因素按照重要性进行等级划分，采用二级层次分析法。水土地质环境评价指标层次结构见图11-3。
图11-3 保定-沧州示范区水土地质环境评价指标层次结构图
对所有单元点综合评分值按照5%，25%，50%，75%，95%分位进行量化分级，评价结果共分为6个等级：优良、良好、较好、一般、较差和极差(表11-7)。每个网格剖分点按照所得综合评分值，利用kriging方法差分处理。对剖分区的相应等级区间赋予不同颜色。在核查的基础上对初步形成的分区图进行适当小区合并及调整，形成最终的成果图件(图11-4)。
表11-7 水土地质环境分区评价结果表
图11-4 保定-沧州示范区水土地质环境分区评价图
总体上来，保定-沧州示范区水土地质环境特征呈现西好东差的分布格局，其中任丘—河间一线和黄骅—海兴等地水土地质环境质量最差。
