地下水引起的地质环境分区及水环境控制措施
地下水引发的地质环境问题主要表现为地下水超采引发的海水入侵、超采漏斗、地面沉降、地裂缝等一系列地质灾害。
1.海(咸)水入侵
海(咸)水入侵是指由于陆地地下水位下降，海(咸)水直接感染淡水层的现象。
本区海(咸)水入侵始于1976，主要发生在莱州湾沿岸。据1999调查，累计入侵面积达573.20km2，近年来入侵范围不断扩大，波及半岛其他地区。2002年，入侵面积已达1653.3km2，其中烟台750.8km2，青岛136km2，威海284.9km2，潍坊413km2，东营68.6km2。
海(咸)水入侵总的趋势是入侵面积扩大，速度加快。如1992入侵面积为982.4km2，2002年达到1653.3km2，比1992增加了670.9km2，并以每年67.1km2的速度发展。
2.地下水超采漏斗
(1)概述
地下水资源的开采使矿区地下水位下降，改变了地下水的自然流场，形成地下水位下降漏斗。如果开采量长期超过补给量(即超采)，地下水漏斗会逐渐发展扩大。2000年以来，全区地下水位动态变化总体呈下降趋势。截至2000年底，平原区共有5个浅层地下水超采区，总面积6280km2，其中烟台为1349 km2，面积最大的是潍坊、淄博和东营，达4289km2(表6-6)。
表6-6山东半岛浅层地下水超采区概况
(2)浅层地下水超采漏斗的类型及危害
浅层地下水超采区已形成20多个超采漏斗，部分代表性漏斗见表6-7，主要分为裂隙岩溶水和孔隙水两类超采漏斗。
表6-7山东半岛城区主要地下水超采漏斗现状统计表
岩溶水超采漏斗以淄博大武水源地超采漏斗为代表。水源地位于淄博市临淄区大武乡，允许开采量为39.00×104m3/d，多年平均开采量为51.56×104m3/d，实际开采量为49.00×1998，由于开采量长期大于补给量漏斗形成于1980。当时37m水位的封闭漏斗面积为2.1km2，中心水位36.4m后水位迅速下降，漏斗逐年扩大。10中心水位降至- 13.8m，10中心水位下降50.2m。大武漏斗的形成导致该地区多口机井报废，并造成大量污水回流，造成地下水污染。1991.96 mg/L时盐度为3265438，1995时上升到479.14mg/L，五年间增加了65438。
孔隙水超采漏斗以桓台-广饶-寿光-寒亭-昌邑超采漏斗为代表。桓台-广饶-寿光-寒亭-昌邑超采漏斗在1995之前为5个独立漏斗。随着地下水开采量的不断增加，漏斗相应扩大，1995处的地下水0m水位线将漏斗连接起来，形成一个东西向的带状漏斗(图6-5)。1997漏斗面积2210km2，埋深45.37m..漏斗的形成造成了该地区大面积的海(咸)水入侵，使缺水更加严重。在桓台段，一些井的抽水和出水量大大减少，导致地下水污染。
3.地面沉降和地面塌陷
地面沉降是从松散的第四纪地层中人为抽取地下水，导致含水层及其上部土层压实，地面高程垂直缓慢丧失的地质现象。如鲁北东营市附近及黄河三角洲地区，2000年因过量开采地下水和开采石油天然气造成的地面沉降达284 ~ 397毫米。2002 ~ 2003年，地面沉降为22 ~ 23毫米
地面沉降是在人为超采地下水过程中，由于土壤与地下水之间的力学关系发生变化，导致地下水流速增大，土壤颗粒迁移的地质灾害。这种灾害多发生在山东中南部古生代隐伏岩溶发育区的淄博、济南、潍坊等地。比如淄博沂源县西冶村1978，焦化厂大量抽水导致地面塌陷。至1989，地面塌陷11处，分布面积0.003km2，造成数十间房屋开裂。
除上述海水入侵、超采漏斗、地面沉降和地面塌陷类型外，山东半岛城市群地下水引发的类型和灾害还有地裂缝、水土流失、崩塌、滑坡、泥石流、土地盐渍化、海岸侵蚀、植被退化、地方病等多种类型和灾害，不仅造成地质生态环境恶化，而且给人民生命财产造成巨大损失(表6-8)。
图6-5淄潍超采区地下水递减等值线图(根据王，等，2002，略有修改)
二、地下水地质环境质量综合评价分区
综合评价的原则和方法
综合评价的基本思想是将地质环境系统分解为n个子系统，然后从每个子系统中选取评价因子，再将每个评价因子对应的指标值按权重值叠加，得到每个评价单元的评价指数，即地质环境质量指数。本节提出的模糊质量指数是通过模糊数学运算得到一个综合质量指数(FQI)。模糊质量指数实际上反映了评价单元的地质环境质量。FQI值越大，地质环境质量越差。FQI值越小，地质环境质量越好。根据FQI值划分质量区，FQI=1，为地质环境质量优良区；1 < fqi ≤ 2，为地质环境良好区；2 < fqi ≤ 3，为中等地质环境区；3 < fqi ≤ 4，为地质环境质量较差地区；4 < fqi ≤ 5，为地质环境质量较差地区(图6-6)。
表6-8水东半岛城市群地区地下山体引发的地质环境问题一览表
图6-6山东半岛城市群地下水引起的地质环境质量综合评价
2.综合评价结果
在评价中，对区域内的评价单元进行统计计算，确定评价指标值和权重，通过微机进行模糊运算，利用MapGIS软件自动生成FQI等值线图，然后根据环境地质评价单元的实际情况对等值线进行修正，使评价结果更加符合研究区的实际情况。最后，根据FQI等值线图，对评价区的地质环境质量进行了划分(图6-7)。
图6-7山东半岛城市群地区地下水引起的地质环境质量分区
从评价结果可以看出，地质环境质量较差的区域分布在黄河三角洲、莱州湾沿岸、界河河谷、莱州市南部滑坡分布区、栖霞市东北部地面沉降和滑坡分布区，其中质量较差的区域位于黄河三角洲中下游和东营、渭北地区。地质环境质量中等和良好区分布在质量较差区的外围、黄河平原及河流入海口的部分河谷和滨海平原。地质环境质量优良和良好区域分布在胶东半岛低山地区、鲁中南部冲洪积平原南部和黄河平原。
评价结果与工作区地质环境现状基本一致。质量差的地区地质环境背景条件差，地质灾害发育，地质环境破坏强烈。比如，黄河三角洲沿海地区是无淡水区，水环境差，海岸侵蚀率是全区最高的。评价结果与现状相符。优秀区地质环境背景较好，水环境优良，无重大污染源，地质灾害较少，评价结果与现状一致。
三、地下水环境质量发展趋势分析及控制措施
1.地下水环境质量发展趋势分析
总的来说，山东半岛城市地下水环境质量的发展趋势主要是下降和逐渐恶化。虽然部分地区因加强治理有所改善，如莱州湾海水入侵率得到一定控制，鲁中南岩溶地区地下水超采、名泉断流等问题得到一定缓解，但总体仍以下降趋势为主。从山前到沿海平原，污染会进一步扩大，从点状污染、条状污染到面上，从浅到深渗透，从城市到周边。除了污水直接或间接渗入地下，盐水或深层高矿化度热水和油田水对淡水含水层的污染也会进一步发生。
2002年海水入侵面积超过1653 km2，比1992增加了670km2，年均增长率为67.1km2。超采漏斗面积已超过628km2。随着开采时间的延长和开采量的增加，特别是地表降水量的逐年减少，这些都必然导致超采量的增加，使地下水位继续下降，预计下降速率为每年1 ~ 2m，相应的其他地质环境问题也将继续发生。即使南水北调工程全面运行，预计情况也不会发生根本改变，主要是平原地区的农业发展是用水大户，调水并不能解决农业供水问题，更有可能加剧平原地区已经减缓的土壤盐渍化问题。建议在加强工程治水的同时，重视地下水涵养研究，加快研究洪水资源利用、咸水转化和海水淡化，加快制定大中城市水危机应急水源预案。解决华北地区水资源问题不仅是可能的，而且是可行的和可持续的。采取源头治污、综合节水、优质优化用水等措施，提高水资源利用率。加快区域产业结构调整，改革城市供水系统，全面开源，是改善区域地下水环境质量的根本途径。
2.地下水环境质量控制措施
针对水资源与环境日益恶化，水污染严重，水资源时空分布不均，城镇严重缺水，水的有效利用率低的现状，作者从经济可持续发展战略的角度，提出了发展循环经济，促进水资源与环境可持续发展的思路。循环经济有三个主要原则，即减量化、再利用和再循环。落实科学发展观的战略思想，主要措施是加强科学规划、科学监测和科学管理，节约用水，合理开发利用水，改进技术，防治污染，扩大水源。
地下水控制对策的核心是协调地下水资源的开发利用与生态环境，维持水环境系统的良性循环，实现水资源系统的最优联合开发利用。满足社会发展对水资源的需求，促进社会经济持续稳定发展，是一项复杂的系统工程，需要多方面共同努力，相互支持。通过对半岛及山东省水资源开发利用的分布条件、现状及存在的问题进行全面深入的分析研究，提出以下管理对策:
1)水资源统一规划、综合开发、联合调度、合理利用。
2)加强地下水动态地质环境监测，指导地下水合理开发利用。
3)加强节水管理，提高节约意识，推广节水技术。
4)加强地下水资源的调查和评价，为合理开发水源提供依据。
5)保护地下含水层系统，防止地下水被污染，特别是在地下含水层系统保护功能脆弱的地区。