黃河三角洲主要自然災害類型與分布特征

黃河三角洲主要自然災害類型與分布特征呂學軍【摘要】BasedontheinvestigationofgeologicaldisastersintheYellowRiverDelta,thispaperdiscussesthetypes,disaster-causingenvironment,distributioncharacteristicsanddisastermechanismoftheMainNaturalDisastersinTheYellowRiverDelta.Researchshowsthatspecialgeographicalenvironmenthasspawneduniquenaturaldisastersinstudiedarea,anditstypeisdiverse,andthereisacomplicatedinteractionmechanism.Finally,thearticleputsforwardcountermeasurestopreventandreducedisasters.%基于黃河三角洲主要自然災害現狀調查，探討了該區(qū)主要自然災害的類型、致災環(huán)境、分布特征及其成災機制.黃河三角洲特殊的地理環(huán)境孕育了特有的自然災害，其類型多樣存在復雜的相互影響機制，提出了相應的防災減災措施.【期刊名稱】《濱州學院學報》【年(卷)，期】2011(027)003【總頁數】7頁(P43-49)【關鍵詞】黃河三角洲;自然災害;致災環(huán)境;分布特征【作者】呂學軍【作者單位】濱州學院建筑與城鄉(xiāng)規(guī)劃系仙東濱州I256603【正文語種】中文【中圖分類】X43黃河三角洲高效生態(tài)經濟區(qū)包括東營市、濱州市，濰坊市的寒亭區(qū)、壽光市、昌邑市，德州市的樂陵市、慶云縣,淄博市的高青縣和煙臺市的萊州市，陸地面積2.65x104km2.由于其成陸年代晚,受其特殊的海、陸、河與濕地系統影響，潛水位高礦化度大,加之油田開發(fā)、農事耕作等人為活動，誘發(fā)了新的自然災害，改變了演化特征甚至方向，制約了黃河三角洲的可持續(xù)發(fā)展，如不治理必將引發(fā)災難性的危害[1].本文以黃河三角洲高效生態(tài)經濟區(qū)為研究范圍，對主要自然災害的致災環(huán)境和分布特征進行了探討，為該區(qū)經濟建設提供基本依據.1致災環(huán)境1.1地質地貌該區(qū)為自中新生代以來周邊被深斷裂圍限的負向地質構造單元，位于郯廬地震帶、燕山-渤海地震帶交匯部位附近啟北向南有堤子口凸起、車鎮(zhèn)凹陷、無棣凸起、陳莊凸起、東營凹陷和廣饒凸起等.區(qū)內分布有堤子口斷裂、義南斷裂、孤北斷裂、陳南斷裂、勝北斷裂、東營斷裂、廣饒-齊河斷裂和堤中等斷裂.古生代沉積穩(wěn)定，厚度在2km以上,下古生界為海相沉積，上古生界為海陸交替相-陸相沉積,有煤層，有利于儲油的原生孔隙;中新生代地層主要為陸相沉積，凹陷厚度可達8km,沉積地層缺失較多;新生代為巨厚的濱海湖相-河流沉積，具有良好的生油儲油層.現代黃河三角洲是在新近紀基底構造背景下形成和演化的，平原基底新近紀地層與上覆第四紀地層為連續(xù)沉積或平行不整合接觸[2],沉積物以粉土為主，粉質黏土為輔具有高含水量、欠固結、低強度等性質,呈現粉土與軟土互層的層序[3].濱海區(qū)水深15m范圍內軟黏土的厚度為5~8m,埋深2~5m,表層為粉土或粉砂層[4],由陸向海，沉積環(huán)境中形成軟弱層.黃河多次改道和決口泛濫形成的高地、坡地、洼地等微地貌形態(tài)相間排列，分布著粉砂壤土、黏壤土等各類土壤及鹽化程度不一的鹽漬土[5].1.2構造運動本區(qū)自第三紀以來的構造運動特征是繼承中生代以來的緩慢下沉，由隆起和坳陷組成統一整體,在隆起區(qū)沉降幅度小，坳陷區(qū)沉降幅度大，且沉降區(qū)的范圍向東擴展.現代黃河三角洲區(qū)域地殼較不穩(wěn)定，現今構造應力場仍具有明顯的繼承性,新構造運動強烈，斷陷發(fā)育，松軟地層厚，地熱異常明顯，地殼、巖石圈力學強度低，地殼易變形，導致地面沉降持續(xù)發(fā)展.1.3黃河口陸岸特性黃河口海岸造陸過程與陸域來水來沙條件及尾閭河道的演變階段密切相關[6].汛期輸沙以細顆粒為主,非汛期粗細顆粒的輸沙量基本相等，進入河口地區(qū)的泥沙約有80%淤積在陸上及濱海地區(qū)[7].由于近年來水來沙的劇烈減少,河海動力的對比發(fā)生變化，海水沿尾閭河道長距離倒灌，地下水含鹽量明顯增大.在黃河下游長時間嚴重斷流、氣候變暖等多種因素作用下,部分海岸線出現蝕退現象.1.4黃河口海洋環(huán)境渤海屬半封閉內海,洋流影響較小，至2050年海平面將上升20~30cm[8].黃河口受風浪影響大，易發(fā)生風暴潮災害.黃河口潮波類型和水位變化較復雜，潮差一般在0.22~2m,而潮流流速在0.4~1.60m/s,由于其流速大且往復運動,對黃河入海泥沙方向和強度影響較大.海洋動力容易引發(fā)土壤鹽漬化、土壤沙化、土壤沼澤化、水土污染、地下水降落漏斗、海咸水入侵和地面沉降等災害[9].在海洋波浪潮流和地震周期性外力載荷作用下，不穩(wěn)定的三角洲沉積體,易導致砂類土的液化，地層強度降低，易于發(fā)生海底刺穿和海底滑坡災害.1.5人類活動人類在勘探、開發(fā)及利用油氣資源的工程活動中，會不同程度地誘發(fā)形成油氣田地質災害[10].在注水開發(fā)強度較大的情況下將誘發(fā)地震、地面冒砂出水（油），泥巖吸水膨脹等將導致油水井套管損壞.近幾十年來，人工海岸的建設、萊州灣海岸海水養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，河床挖沙、河流中上游對地表水的攔蓄,則減少了入海水沙量，破壞了海岸原有的平衡，導致海岸侵蝕加?。?1］.超采地下水導致地下水位下降污水灌溉將氰化物、苯、酚、鉛、銅等帶入土壤.化肥的大量使用導致土壤板結，通透性差.各種農藥(主要是殺蟲劑、殺菌劑、除草劑)的大量使用也使土壤受到嚴重污染［12］.2主要自然災害類型與分布特征2.1地震與地裂縫萊州灣地區(qū)，在1346、1584年發(fā)生5級地震,1517年發(fā)生過5級地震，現代小震活動也比較頻繁.無棣-益都斷裂帶存在中強以上地震的危險性.濱州段黃河大堤通過這一斷裂應引起重視［13］.勝利油田北部與穿過渤海中部和南部的北西西向活動斷裂十分接近，在其與北北東向郯廬斷裂帶的交匯區(qū)域，發(fā)生過l888年7級地震和l969年7.4級地震，可見渤海南部是十分重要的強震危險區(qū).有關資料表明,無論是歷史強震還是現代小震,均顯示出沿凹陷區(qū)邊緣斷裂帶分布的特點，大地震往往發(fā)生于不同方向斷裂的交匯地區(qū).區(qū)內地裂縫主要為地震地裂縫，也有暴雨引起的地裂縫，大多受地形、地貌和土質條件的控制,往往在某些特定的地形和地貌部位出現，組合不規(guī)則，在河流沿岸較發(fā)育俵1).2.2地面沉降與地下水降落漏斗黃河三角洲沉降總趨勢是由黃河河道兩側向東西兩個方向沉降幅度逐漸減少［14］,其中3個沉降最甚:(1)位于研究區(qū)北部鹽窩鎮(zhèn)與虎灘咀之間,1967年黃河入海河道以西,受勝北斷裂帶、孤北斷裂帶控制;(2)沿陳南斷裂帶及其附近下鎮(zhèn)至清水溝一帶,1967年黃河以東,1956年之后新建黃河農場;(3)位于黃河三角洲南邊界，濫洪河至淄脈溝一帶，受堤子口斷裂帶、義南斷裂帶影響,其中草橋溝口沉降量比較大.劉桂儀等［15］研究認為,位于東營市區(qū)及附近石油開采區(qū),年平均沉陷量10mm左右.孤東、樁西、河口等油田地開發(fā)，油田覆蓋范圍內出現地面沉降的幾率接近50%.廣饒縣草橋、東營區(qū)牛莊深層地下水開采強度大，水位降幅的速率大，是地面沉降的易發(fā)區(qū).表1黃河三角洲主要地裂縫概況序號時間地點規(guī)模致災因子11620年10月19日芻S平西南碑樓莊廣尺許,長數丈，深不可測,數日復合地震21888年6月13日陽信縣陷如井，坼裂數尺啟風中涌出黑泥地震31969年7月18日沾化縣四扣村至利津縣集賢村到墾利縣永安鎮(zhèn)以東冒砂裂縫及噴沙孔，規(guī)模較大，最長的達600m,最大寬約0.9m,裂縫離黃河大堤最近的約200m渤海地震41989年7月27日廣饒縣西營、李鵲、稻莊裂縫總長1200m,寬0.2~0.3m,有漏水小洞暴雨51976年7月28日沾化郭局子裂縫2m多深唐山地震61982年7月9日廣饒縣小張鄉(xiāng)、博興縣店子鄉(xiāng)長200m,寬40~50cm,縫中洞深2m多,積水滲入縫中轟然有聲暴雨71986年6月25日廣饒縣花園鄉(xiāng)前安村蓄水2000m3的1.5m深池塘，水全部漏光，地裂縫長40m、寬0.5m、深1.5m塘底裂縫地下水降落漏斗主要分布在黃河以南，至1980年已形成了以廣饒縣稻莊鎮(zhèn)為中心和以石村鎮(zhèn)為中心的兩個降落漏斗.1980年以后漏斗中心逐漸南移，兩漏斗連通，形成了以稻莊、花園為中心的東西向槽狀漏斗.地面沉降漏斗中心分布在牛莊六戶一帶,也是深層地下水降落漏斗中心，和石油天然氣開采區(qū)分布基本相符.2.3礦山與油田地質災害位于萊州市過西鎮(zhèn)的倉上金礦近東西向露天采坑，開采范圍在1800mx720m,剝離物在礦坑南側堆積，形成高約15m的兩個堆積體，堆積范圍約為750mx720m.這些廢棄物的存在，使周圍產生一系列地表次生地質災害，如泥石流、地表水及地下水污染等.萊州市柞村鎮(zhèn)北寺口-消水莊易發(fā)礦渣泥石流;萊州市金城鎮(zhèn)金礦區(qū)采空塌陷;在新城-寺莊一帶的近10km2范圍內，曾發(fā)現塌陷坑11處.黃河三角洲油氣資源長期大量的開采，在鉆井施工中的井噴、開采井、土煉油廠及石油管線等附近，形成大量落地油，呈點狀或片狀分布，對土壤、地表水、地下水及農作物造成了嚴重污染，增強了油田集中區(qū)內土地利用的不穩(wěn)定性和生態(tài)脆弱性［16］.2.4海岸帶災害2.4.1海水入侵地質歷史上濱縣、無棣、惠民及北鎮(zhèn)4次海侵，在第四系淺層含水介質中，北部賦存地下咸水商部為地下淡水,其間有咸淡水過渡帶［17］如濱州市平均坡降平緩，沿岸縱深地區(qū)將要被淹，農田、草場、鹽田、養(yǎng)殖場、油田等將受到嚴重威脅，土地鹽漬化程度將加重廣饒縣境內,因地下淡水資源的過量開采，導致地下水位過度下降，含水層中咸-淡水之間的水力平衡關系被破壞，引起海（咸）水反向補給淡水區(qū).萊州灣沿岸地下水咸化自1976年首次發(fā)現，已形成了一條從廣饒至龍口的入侵帶.壽光、寒亭、萊州等地水質變咸、Cl-濃度增高.近期海水入侵的總體態(tài)勢是:西部（小清河入境-石村鎮(zhèn)張莊村）保持穩(wěn)定，中部（石村張莊-廣饒鎮(zhèn)北徐樓）和東部（廣饒鎮(zhèn)北徐樓-稻莊鎮(zhèn)長行官莊）整體南侵［18］.2.4.2海岸侵蝕據測算［19］,在黃河年入海泥沙小于3x108t時，河口陸地海岸線將會侵蝕后退.同時，由于黃河三角洲為泥沙海岸，水下岸坡穩(wěn)定坡度為1/10000,若大于該坡度，則海岸蝕退明顯;海岸蝕退受制于黃河尾閭的變遷，行水河口淤積,停水河口蝕退.如,萊州灣東岸海岸狀態(tài)分為3段界河口-石虎咀，以蝕退海岸為主;石虎咀-三山島段，多年穩(wěn)定,屬平衡海岸;王河口-刁龍咀,為淤長海岸.根據近年來的海岸蝕積狀況,現代黃河三角洲海岸可分為弱侵蝕、強侵蝕和強堆積3種海岸類型.弱蝕型海岸主要分布在挑河灣以西，強蝕型海岸主要分布在挑河灣以東的刁口河和神仙溝岸段,強堆積型海岸主要分布在黃河現行河口及其兩側.北部刁口河,自1964年1月開始行水到1976年5月改道，蝕退面積近115km2,最嚴重的地方（飛雁灘油田）達11km2.神仙溝入?？趦蓚群０抖巫?964年1月停止行水起至1976年5月，平均蝕退約2.8km,蝕退速率達每年225m[20].1988年之后黃河海港及南部五號樁附近海區(qū)是侵蝕最快的地方[21],在孤東和海港附近的海堤根部淘空深度達到4m,一旦潰堤，后果不堪設想.2.4.3海嘯與風暴潮黃河三角洲有記載的海嘯有2次[22].1667年（清康熙六年）農歷三月三十日的海嘯，無棣、沾化、濱縣受災海潮抵達濱縣東北境，可估算海嘯波幅5.5~6.0m,不僅淹沒大量農田、房舍，且〃溺死多人”.公元前47年（西漢元帝初元二年）9月萊州灣的廣饒、濰縣發(fā)生了3級海嘯.風暴潮多發(fā)生在春秋季節(jié),主要受臺風和溫帶氣旋的影響而成（表2）.在黃河口門及其周圍的淤積區(qū)，風暴潮往往改變河口流路及潮汐通道的形態(tài)，在海灘上形成劣灘、貝殼灘及貝殼堤.當遭受特大風暴潮侵襲時，海水漫溢，大量的可溶性鹽類被帶至陸地，使大量鹽類積聚，破壞土壤物質結構，形成大面積鹽堿化土地.表21949年以來黃河三角洲特大型風暴潮災害發(fā)生時間影響地區(qū)最高潮位入侵距離類型災情記述1964年4月5~6日無棣、沾化、利津、廣饒、壽光、濰縣岔尖堡3.78m20-27km溫帶受災人口6萬人施沒耕地1.4萬hm2羊角溝3.38m1969年4月23日廣饒、壽光、無棣、沾化岔尖堡3.48m22-27km溫帶沖決防潮堤40余處，最大缺口寬1km1992年9月1日無棣、沾化、墾利、廣饒、東營、河口羊角溝3.88m羊角溝3.59m海防3.37m25km臺風沖決防潮堤50km,受淹油井105口,經濟損失5.08億1997年8月18-21日無棣、沾化、墾利、河口、濱州海防3.26m30km臺風油井被淹，井架被摧毀，經濟損失26億元2.5海洋地質災害淺層氣是近海工程中常見、分布范圍較廣的一種地質災害，其在多波束圖像上常表現為麻坑構造.1990年10月楊作升等[23]對堤島4個人工島調查表明,在海底下15-30m范圍內有載氣層沉積，其延展寬度為30~50m,對深部構筑物是潛在的災害因素.在活動和廢棄的黃河三角洲上存在海底滑坡[24],集中分布在水深5-10m的三角洲斜坡體上.地震、波浪等震動性事件，將造成沙土內超孔隙壓力，當壓力超過沙土自重時，產生中小型表層滑坡;三角洲堆積過程中，軟弱層上受不均衡壓力，產生深層滑動.另外，發(fā)現黃河三角洲北部廢棄黃河三角洲葉瓣上有刺穿體.在新老河口之間的喇叭口地區(qū)，受新老河口共同控制，沉積體內部切蝕-充填構造大量發(fā)育.孤東地區(qū),塌陷洼地在水深4-6m的淺水區(qū)和水深12-14m的深水區(qū)均有發(fā)現[25].2.6特殊巖土災害砂土液化主要發(fā)生在地震烈度VD度以上有飽和砂土和飽和粉土的場地,表現為噴砂冒水造成地基失效，產生不均勻沉降，從而對建筑物形成破壞（表3）.軟土一般是指天然含水量大、壓縮性大、承載力低的一種軟塑到流塑狀態(tài)的黏性土.黃河三角洲地處渤海之濱，具有軟土的沉積環(huán)境,軟土分布于區(qū)內東北部濱海、河口-刁口碼頭一帶，利津縣羅鎮(zhèn)-黃河故道西、墾利縣下鎮(zhèn)東部，在利津縣明集-廣南水庫—線呈不連續(xù)片狀、碟狀分布.表3黃河三角洲砂土液化分布特征程度分布區(qū)域特征嚴重液化區(qū)中等液化區(qū)主要在陳莊鎮(zhèn)-六合鄉(xiāng)、虎灘鄉(xiāng)-義和鎮(zhèn)一帶.零星分布于廢棄河道帶和決口扇，如東營區(qū)永安鄉(xiāng)-廣北水庫一線，呈條帶狀分布;利津縣店子鄉(xiāng)-前劉鄉(xiāng)，呈片狀分布.分布于較大的決口扇及決口扇前緣坡地地帶和黃河泛流主流帶或邊緣地帶，如利津縣城東-明集鄉(xiāng)-大趙鄉(xiāng)一帶和寧海鄉(xiāng)-墾利縣城等區(qū)域.在濱海低地帶內有零星片狀分布，如五號樁及以東地區(qū).飽和粉土、飽和粉沙顆粒均勻，粘粒含量低，沉積厚度較大,形成年代新,固結程度差.飽和粉土、粉沙的粘粒含量較低,固結程度較差.輕微液化區(qū)粉土、粉沙的沉積厚度較小，粘粒含量較高,液化程度較輕.非液化區(qū)分布于小清河以南的山前沖洪積平原和沿海地帶的濱海低地.分布于古黃河三角洲泛濫平原及決口扇邊緣和現代黃河三角洲的非黃河泛流主流帶,如利津縣南宋鄉(xiāng)-北宋鄉(xiāng)和河口區(qū)太平鄉(xiāng)-義和水庫等區(qū)域.2.7土地退化災害研究區(qū)土地退化包括土壤鹽漬化、土地沼澤化、土壤沙化及土壤污染等（見表4）.表4黃河三角洲土壤退化類型及分布特征備注:每100g土全鹽含量〉0.6g為重度鹽漬化,0.4~0.6g為中度鹽漬化,0.2~0.4g為輕度鹽漬化，小于0.2g為非鹽漬化.類型分布地區(qū)特征土壤鹽漬化重度鹽漬化濱海低地，沿海岸線均有分布，利津縣集賢鎮(zhèn)-付窩鎮(zhèn)一帶從海岸線向內陸,其鹽漬化程度有變輕的趨勢中度鹽漬化廣饒縣大碼頭、花官、陳官、廣北農場，東營區(qū)龍居、六戶東等地帶鹽化離子組成以氯化物占絕對優(yōu)勢輕度鹽漬化小清河以北的緩平坡地、洼地地帶分布面積較廣非鹽漬化小清河以南的山前沖洪積平原、黃河大堤內側漫灘高地、黃河故道河道高地、現代黃河三角洲的頂部及決口扇的頂部冬春季，沙化嚴重;夏秋季，沙化趨于減輕.呈點狀或條帶狀分布土地沼澤化降水匯集洼地沼澤、古河道沼澤、水庫側滲沼澤和河口沼澤土壤沙化分布在引黃灌區(qū)的渠道、沿黃兩岸的淤積區(qū)及河道的漫灘和古河道高地均為蘆葦沼澤,呈點狀或條帶狀分布土壤污染油田集中區(qū)和石化企業(yè)生產區(qū)及其排污區(qū)域污染物為油和揮發(fā)酚2.8地球化學異常災害氟中毒病是本區(qū)分布較為廣泛的流行性地方病，易發(fā)區(qū)分布于廣饒縣南部、利津縣南部和東營區(qū)西南部.寧津、樂陵兩縣,以氟斑牙為主，亦有氟骨病發(fā)生.慶云、樂陵等縣城一帶地下水含氟量較高，患者以氟斑牙為主，偶有氟骨病發(fā)生.甲狀腺腫大癥有兩種類型,一類為高碘型甲狀腺腫大癥，又稱碘中毒性甲腫，主要分布于沿海一帶和慶云、樂陵一帶;一類為低碘性甲狀腺腫大癥，易發(fā)區(qū)主要分布于廣饒縣東北和淄河兩岸.3結論與建議黃河三角洲特殊的地理環(huán)境孕育了特有的自然災害，其類型多樣，存在復雜的相互影響機制(圖1),應采取相應的防災減災措施.圖1黃河三角洲主要自然災害與環(huán)境間相互關系進一步揭示本區(qū)主要自然災害與地質地貌、構造運動的關系，加強對地震和地面沉降等災害基礎性研究，為制定研究區(qū)防災、減災規(guī)劃，部署與實施地質災害勘查與防治工程提供科學依據.黃河三角洲地區(qū)海、陸、河和濕地具有相互影響機制存在復雜的水動力條件應進一步探索黃河三角洲演化規(guī)律.⑶對自然災害嚴重地區(qū)，加強監(jiān)測，采取相應的工程措施和非工程措施,防患于未然.進一步轉變對油氣資源過度依賴的經濟增長模式，重新審視人類活動誘發(fā)災害問題，重視土地退化災害負面效應.在國土資源規(guī)劃和重大工程項目立項之前,應首先進行環(huán)境評價、地震安全性評價和地質災害評價.參考文獻：顏世強，范繼章,石玉臣.黃河三角洲農業(yè)生態(tài)地質環(huán)境綜合研究[J].人民黃河,2005,27(3):9-11.成國棟.黃河三角洲現代沉積作用及模式[M].北京:地質出版社,1991.馮秀麗，戚洪帥，王騰，等.黃河三角洲堤島海域地貌演化及其地質災害分析[J].巖土力學,2004,25:17-20.吳建政.山東全新世濱海軟土與工程地質災害的研究[J].海洋地質與第四紀地質,1995,15(3):43-54.張惠，顏世強,劉桂儀.黃河三角洲的形成與演變[J].山東國土資源,2003(6):44-47.常軍，劉高煥,劉慶生.黃河口海岸線演變時空特征及其與黃河來水來沙關系[J].地理研究,2004(3):339-346.［7］ 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