滦河流域的人文经济地理状况Word文件下载.docx
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第一章前言
1.1选题背景及意义
水资源是人类赖以生存和发展的最基本的物质条件之一，而且水资源对生态环境也有很强的控制作用。
社会和国家的经济发展无法离开水资源，可以说，水资源是经济发展的支柱。
如今，市场化不断深入发展，工业化不断前进，人口不断增长。
人类正以前所未有的规模和速度消耗着水资源。
国内重要的地表径流水质不断恶化，生态资源锐减，水体甚至富营养化，发黑发臭。
并呈现出从支流向干流、从城市向农村、从地表向地下、从陆地向海洋蔓延发展的趋势。
据监测数据表明，在我国有90%以上的城市的地下水受到不同程度的污染。
水污染事件频繁发生，严重影响人类的生活及生命安全。
水污染加剧了水短缺现象。
某种程度而言，水污染和水短缺呈现出来的是一种因果关联。
水污染间接的减少了可以利用的水资源，久而久之就让水资源短缺的状况出现了。
另一方面水短缺造成了污染物无法稀释而日益加重。
滦河冲洪积扇在冀东地区的平原上,北部山海关隆起区属于燕辽沉降带,因为是隆起地区，所以地壳呈现出上升状态。
而它的南部地区是地壳逐渐下降的华北沉降带。
因为这里的地壳活动非常复杂和频繁，所以，第三纪以来,东部和西部都在上升或者下降。
由此，滦河也经历了多次的改道，迁移。
终于分三期在冀东地区形成了大面积堆积的冀东平原[1]。
因为这里经济和工农业的发展比较快，所以对水资源的需求量也就越来越大。
但是，地下水还存在许多需要解决的问题。
从该地区经济环境可持续发展的方向考虑，就要尽快对这个地区的地下水资源进行有效评估。
本课题要初步查明滦河冲洪积扇地质、水文地质条件，建立较为系统的水文地质概念模型，初步预测地下水天然资源量，地下水储存量，可开采资源量，论证各种资源量的保证程度，同时查明滦河冲洪积扇地下水开采现状，圈定不良地质灾害现象，进行地下水环境质量评价，给出合理的结论与建议。
1.2国内外研究现状
水质评价是在有一定的评价目标的前提基础之上，采用一定的评估方法，参照相应的参数来对水资源的运用情况以及污水和一些用水的处理情况作出一定的评估。
这样就可以更好的了解当地的水资源状况并且分析出水质的变化情况，从而更好的实现对水资源的保护和合理利用规划。
随着水体污染的逐渐增加，人类对水污染的重视，国内外水质评价的方法也越来越多，目前为止已有一百多种[3]。
在20世纪初水质评价刚刚起步，分定性和定量两大类，最初用于水质评价的是定性方法。
20世纪60年代后定量方法蓬勃发展。
1.2.1国外研究现状
从20世纪60年代开始，就有几十种评价水质的方法被国外的一些专家学者开发出来。
在这里面，美国学者R.K.Horton于1965年提出的质量指数法（QI）可以被看做是水质评价工作的开端。
而且，美国还首先通过法律形式对水质评价给予肯定。
1970年的时候，对于水质近况，学者R.M.Brown又提出了质量指数法（WQI）[7]。
随后，有了N.L.Nemerow的内梅罗综合指数法[8]，这种方法不但对污染水源的东西的浓度进行了考察，而且还考虑到污染物当中最大浓度的污染物在污染水源上起到的作用。
对纽约州的一些地表水还首次应用内梅罗法进行了污染评价。
20世纪九十年代后，陆续又出现了一些数学法和模型法被应用于水质评价当中。
比方说，Puckent（1992）等就通过主成分分析方法来具体分析了美国弗吉尼亚州一些河流里面的化学因素[22]。
Sokolov（1996）等又利用模型来模拟澳大利亚东南部Yarra河流，从而来分析其水质参数在一定时间范围内的变化情况。
而对加拿大一条小河里的各种离子浓度在一定时间内的变化情况则由Caissie（1996）通过流量的变动和水文分割来完成[2]。
1.2.2国内研究现状
近年来，我国地下水污染问题受到各界越来越密切的关注。
水质评价工作以及水质评价研究工作也随之兴起，相对于国外，水质评价工作在我国的开展时间更晚一些。
20世纪50年代才开始起步。
自此，对于我国主河流湖泊的水质评价就开始了。
水化学特征报告及相关图表于1960年产生，它是根据我国主要河流的水质特征来制定的。
1972发布的《北京西郊环境质量评价究》可以说是我国水质评价的一个突破点。
后来，我国的水质评价也步入了专题研究的轨道。
表示水质综合污染情况的一个指数在1974年被提出。
背景是当时的评估指数不够全面，比较单一。
上海地区的水系水质调查组于70年代中期将“有机污染综合评价值”的概念提了出来。
“水域质量综合指标”的概念则是在1977年在对南京城区环境质量综合评价研究中提出来的，用来评估自然环境中水要素的质量。
广州地区在70年代末开始对水质进行分级评价。
1981年有了第一次全国水质评价，在这次评价中，用到了单项评价法、地图重叠法和按河长加权的水质指数算术均值法这些方法；
随着时代的进步，研究的深入，水质评价的指标和指数也不断得到了提炼和完善。
纵观我国的水质评价历史，可以看到，是沿着一条单指标、单系数到多指标、多系数综合，从简单叠加到均值再到加权的计算，从单点评价到地图重叠到全面评价的主线来发展的。
计算机技术的大量普及和应用让水质评价方法在之前的基础上衍生出了模糊数学法、灰色指数法、层次分析法、随机模型、物元分析法、人工神经网络法这些更加先进适用的水质评价方法[3]。
第二章研究内容及技术路线
2.1研究内容
地下水水质评价主要是以水质为核心问题进行，从而用于说明地下水是否可以使用以及地下水的水质状况是如何的。
并且解释出地下水源是否已经受到了污染，有哪些地区，哪个范围内的地下水受到了污染，污染达到了一个什么样的程度，为什么受到污染以及接下来会有什么样的情况产生等。
也可以说，地下水环境质量评价包含了地下水环境的前世今生以及人类在这个过程当中所扮演的角色。
对其研究有利于人们更好更合理的开发和利用地下水资源，从而让水源保护能够得到更大的重视，更好的保护我们的地下水环境。
找到一条可持续发展的道路来。
[2]
本课题以滦河冲洪积扇地下水为研究对象，以滦河冲洪积扇水文地质资料为基础，做出地下水环境质量评价。
包括：
（1）勘察此地的地质条件和水文状况；
（2）进行地下水环境质量评价，给出合理的结论与建议。
本文第一章先对这个选题研究的背景状况以及可能实现的意义还有水质评价在国内外的研究达到了什么样的状况做了一些概述。
第二章对研究内容和技术路线做了系统概述。
第三章区对研究区的地形地貌、水文气象条件，水文地质条件做了概述。
第四章描述了基于单因子水质评价法和内梅罗综合指数评价法对研究区地下水水质评价。
对比进行了分析；
最后，分析了评价出来的结果。
第五章主要是相关的结论，并提出了相关的建议。
2.2技术路线
技术路线图如图1所示：
图1.技术路线图
第三章研究区概况
3.1自然地理
滦河，渤海独流入海河流。
因发育许多温泉而得名。
河北省的丰宁县有一个骆驼沟乡，骆驼沟乡东部地区有一座山被称为小梁山。
这座小梁山就被看做是滦河水的发源地。
滦河长度达到877公里，所经过的县区非常多，包括沽源县、多伦县、隆化县、滦平县、承德县、宽城满族自治县、迁西县、迁安县、卢龙县、滦县、昌黎县这12个县市，在乐亭县地区流入渤海湾。
当然，在这么长的干流上，也有许多的支流汇入进来，形成了一大片水域。
这一大片水域当中有小滦河，兴洲河，武烈河，柳河，潵河，青龙河，伊逊河，瀑河，老牛河这9条流域面积大于1000平方公里。
其中，伊逊河的流域面积位于九条支流的首位。
而青龙河则在长度和水量上拔得头筹。
滦河流域具体位置在东经115°
30′-118°
45′和北纬39°
10′-42°
40′之间，它是华北地区东北部的一片流域，内蒙古高原是它的北部起点。
南方对望渤海，蓟运河在它的西边，辽河则是它的东边近邻，滦河的流域总面积达到44750平方千米，有包括河北省和辽宁省以及内蒙古自治区所瞎管的7市（盟）27县（区）受到它的影响。
其中山区面积为43940平方千米，占总面积的98.2%；
平原面积为810平方千米，占总面积的1.8%。
流域南北长500千米，东西平均宽90千米。
上游最宽处1175千米，下游最窄处12千米，其地理位置见图
这个流域在中纬度欧亚大陆的东部地区，它的下游是南部平原，这个地区属于暖温带气候，半湿润状态。
北部山区一带，也就是它的上游是半干旱大陆性季风气候地区。
所以，南北会有-1.4℃~10.6℃的温差。
因为有蒙古高气压中心会影响到上游一带，上游的半年时间都会受到冷气团的影响。
在北部坝上，全年平均气温达到-1.4℃。
而海洋风会调节下游的南部滨海平原地区的温度，所以，这里多年以来都有着10.6℃的平均气温。
气温最低的时候是在一月份，最冷要到-26℃，而气温最高的时候是七月份，最热有40℃。
多年以来，流域内降水的平均值都在519.2毫米，气温在春天回升会很快，这时候的风也非常大，风沙很多，并且气候相对干旱。
到了夏天，气候变得湿润，东南风盛行，降水很多。
秋天的时候秋高气爽的，降水少冬季寒冷少雪，盛行北风和西北风。
因为气候变化，滦河的径流量也会发生变化。
在1956~2007年，滦河的水量非常多，年天然径流量平均达到40.63亿m³
。
这一时期，洪水现象频发。
据相关调查显示，1883年来，滦县站发生的洪峰流量超过5000m³
/s的洪水达到了22次，还有11次洪峰流量超过了10000m³
/s，有9次超过了20000m³
/s。
就1962年实测数据显示，洪峰流量达到了34000m³
当前，已经有潘家口、大黑汀2座总库容达到34亿m³
的大型水库在滦河干流上完工了。
唐山和天津的水源主要是由这两座水库来供给的。
滦河输沙量较大，但比海河小，滦县站多年平均年输沙量为2270万吨。
滦河干流的开发时间比较晚，直到20世纪70年代末，才开始了这两座水库的工程。
因为地形原因，滦河流域土壤分布也并不均匀。
根据土壤情况，可以划分为内蒙古高原粟钙土锦土区、燕山山地综壤褐土区和平原区潮土盐土区这三大块土壤区。
植被也有三区，主要是：
内蒙古高原温带草原区、燕山山地暖温带落叶阔叶林区和平原暖温带落叶阔叶林栽培作物区。
3.2地质概况
滦河流域有多种地形分布，总体上呈现出从西北向东南倾斜的状态，河流流向也大致如此。
根据这个地区地质地貌情况以及地形成因，把它分为坝上高原、燕山山地、南部平原区三个地貌区。
滦河多伦以上是海拔达到1300~1400m的坝上高原，河道比很低，接近l/2000；
高原区的过渡地区在多伦到郭家屯这一块，这里的河道比例迅速上升。
而郭家屯到滦县京山铁路桥是燕山山地地区，这里因为长期收到自然环境的影响，地形和地势变得十分复杂，有丘陵，盆地，各种断层和地堑层层叠叠分布着，在滦河区域的西北地带，其海拔高约1000~1800m，而东南部却又立刻降到了
400~
1000m，南部地区的丘陵的海拔更低，约为50~600m；
这个铁路桥下面就到了冀东平原区一带，这里的地势非常平坦，冲积平原的海拔更是到了5~50m，很低的地势。
而5m以下则是滨海平原区的海拔高度，这里分布着洼地，草泊和盐碱地。
另外，还可以看到三角洲地貌位于南堡和滦河入海口处。
3.4概述此地水文地质
在大地的构造上，滦河流域属于中朝陆台北缘的内蒙地轴东北部一带，还是燕山的准地槽区，
构造上是褶皱形态，是阿尔比斯式褶皱。
除了志留系、泥盆系和白垩系有所欠缺，出露地层的还是比较齐全的。
从太古界到新生界每个系列的地层都有出露。
根据含有水的一些介质的上面的孔的特征以及地下水赋存条件，我们可以把地下水用松散岩类孔隙含水岩组、碳酸盐岩类岩溶水含水岩组和基岩类裂隙水含水岩组来进行划分。
（1）碳酸盐岩类岩溶水含水岩组
主要分布在燕山南麓的迁西南部一带，岩性为寒武、奥陶系灰岩、白云岩，岩溶较发育，富水性不均，单井单位涌水量1.5~193.8m3
/h·
m。
（2）基岩裂隙水含水岩组
分布于北部的山丘区，主要为碎屑岩、火成岩及变质岩岩类裂隙水，含水岩组结构特征表现为层状、网状和脉状裂隙水。
层状裂隙水赋存于长城系、蓟县
系、
青白口系碎屑岩构造裂隙中，
地下水具有承压
性，单位涌水量5～10m3
网状和脉状裂隙水赋
存于太古界变质岩和元古界混合花岗岩构造裂隙
中，含水比较均匀，多呈潜水状态，富水性差，单位涌水量小于5m3
（3）松散岩类孔隙水含水岩组
主要分布在燕山山前平原、滨海平原、山间盆地及山丘区的河谷地带，面积
11721.8平方千米。
平原区松散岩类孔隙水含水岩组：
第四系沉积物厚度达500～600m，为冲洪积和海（湖）积相互作用而成。
在垂向上按地质时代由新到老可划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个含水组，分别相当于Q4、Q3、Q2
及
Q1，第Ⅲ含水组又可划分为Ⅲ1、Ⅲ2
两个含水段，分别相当于中更新统上段及中更新统下段。
各含水组在垂直方向均有大于5m的粉土、粉质粘土或粘土相阻隔，但第Ⅰ、Ⅱ含水组及Ⅲ1
含水组间，因广泛开采和混合利用，早已人为沟通，具有不同程度的水力联系，特别是倾斜平原区，岩相变化复杂，在水平方向非常稳定的隔水层也不多见。
山间盆地松散岩类孔隙水含水岩组：
在盆地及山间河谷地带，地下水的赋存受盆地大小、河谷形态、沉积宽度、厚度、结构及河水补给的控制。
较大盆地有迁安盆地、迁西盆地、卢龙盆地。
本课题研究区域主要流经区域大部为平原地带，行政区划包括滦南县、乐亭县、滦县和昌黎县。
包括燕山山前冲积扇、冲积平原及滦河三角洲，海拔高度大部分在20m以下，流域地表平坦，河谷宽且浅，曲流发育众多可将研究区视作于一个封闭的水文地质单元，并且，这个地区与其余地区有很明确的界限作为区分，无论是其水源河流的补给情况还是一些河流支流，径流的排泄情况都是非常便于研究的。
地下水是以雨水，也就是大气降水作为其主要的补给水源的。
当然，还有山前侧向径流水，河渠里渗流出来的水，灌溉农田之后的一些回流水也是一些地势相对平坦的平原地区的浅层地下水的补给水源。
山区地下水的径流总体呈现出西北到东南的流向，这是因为受到了地形状况的影响，断裂地形的走向则会影响到构造裂隙水的流向。
由北西向南或由西北向东南流动的大多是山前倾斜平原地下水。
地形相对平坦的滨海平原，因为不太容易渗透，所以地下水流动就相对缓慢。
大多呈现出一种垂直流动的态势。
下游地区接受到的排泄水多为山区地下水，他们转为地表水实现了排泄。
而处在地势低洼地带的地下水，比方，在盆地，河谷一带的多会被人开采出来，作为泉水的形式通过山口来实现排泄。
而平原地区因为多有人员居住，因此被开采和利用的频度很高，当然也会有垂直和水平径流排泄的方式存在。
引滦入津工程就是一项很重要的工程。
在不同的河段，地下水和滦河水呈现出相互补给的状态。
不过，滦河水作为补给水的情况更多。
河流总的流动方式是从西北向东南流动，也就是呈现从山区流向平原的状态。
从地下水径流条件来看，滦河冲洪积区是比较良好的，而滨海平原区就比较差了。
另外，因为属于平原，地下水在滨海平原地区主要处在地表或者是埋藏并不深，所以很容易被太阳蒸发掉形成盐碱地。
[25]。
第四章研究区地下水水质评价
本试验沿滦河流域共检测75个点。
各点位具体位置如图所示。
其包括编括QF01-QF52（红色点标记），JF01-JF17（黑色点标记）和DBF01-DBF06（蓝色点标记）。
检测项目包括：
K+、Na+、Ca+2、Mg+2、Cl-、SO4-2、HCO3-、CO3-2、NO3-、PH值、总硬度、游离CO2、Fe2+、Mn、NH4+、NO2-、PO4-3、F-、SiO2、COD、溶解性总固体21项。
其中绕弯村（JF01）到周庄（JF10）只检测K+、Na+、Ca+2、Mg+2、Cl-、SO4-2、HCO3-、CO3-2、NO3-、PH值、总硬度、游离CO2、Fe2+、Mn共14项指标。
井二里（JF11）到王庄子（JF17）只检测K+、Na+、Ca+2、Mg+2、Cl-、SO4-2、HCO3-、CO3-2、NO3-、PH值、总硬度、游离CO2共12项指标。
本次地下水水质现状评价，检测项目均执行中华人民共和国地质矿产行业标准——地下水水质标准（DZ/T0290-2015）生活饮用水卫生标准的III类标准进行评价。
（详见表）
地下水环境质量评价标准（mg/L，pH无量纲）
序号
项目
标准值
01
PH值
6.5~8.5
02
总硬度
≤450
03
矿化度
≤1000
04
硫酸盐
≤250
05
氯化物
06
硝酸盐
≤20
07
氟化物
≤1.0
08
化学需氧量
≤3.0
09
钠
≤200
10
锰
≤0.1
11
铁
≤0.3
12
氨氮
≤0.5
4.2.1单因子指数法
单因子指数法就是把单个因子作为评判一个地区水质类别的主指标，当然，这单个因子必须有一定代表性，是所有因子当中偏差最大的一项才可以。
也就是把检测的结果同标准做比对，从而确定水质的类别。
指数在检测的水样标准中比1大时，表明该水样超过了选定规范的水质标准，已经不能满足相应等级的使用要求。
标准指数值越大，超标越严重。
得出等级最高的一项既该水样的等级。
在以下两种情况下，有不同的标准指数计算方式：
（1）如果评价标准是一个固定值，就采用以下公式：
式中：
—第i个水质项目的标准指数；
—第i个水质项目的检测值，mg/L；
—第i个水质项目的标准值，mg/L。
（2）对于评价标准为区间值的水质因子（如pH值），其标准指数计算公式如下：
—pH的标准指数，无量纲；
pH—pH监测值；
—标准中pH的上限值；
—标准中pH的下限值。
4.2.2内梅罗指数法
内梅罗指数法属于一种重视突出数值以及比较极端的数值的多因子环境质量指数，比方说在污染指数当中，对污染起到最大作用的因子会被放在优先考虑的位置。
在加权时，主观因素是无法影响到内梅罗环境质量指数的。
不过有极个别的因子会影响它。
水质指标的实测浓度和标准值是计算内梅罗污染指数的两个重要数值，把这个数值同标准数值比较就有了评价等级级别。
公式如下：
其中：
P是一个平均值，是每个单项组分评分值的一个平均数值，Pmax是最大值。
它的基准是《地下水质量标准》当中所划分和规定出的Ⅲ级水，将水环境质量划为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类分别对应优、良、中、差和极差5个等级，水质质量分级判别标准见表1。
水质类型
I类
II类
III类
IV类
V类
内梅罗指数P
0.59
表1内梅罗综合指数与水质类别对应的关系
4.3评价结果与分析
4.3.1单因子法
对研究区地下水数据使用单因子指数法评价过程见。
超标点数
超标率（%）
平均值
最大超标值
最大超标监测点
7.46
-
21
28
417.80
2251
团林（JF13）
16
27.6
668.84
2332
苏各庄（QF45）
5
6.7
101.46
875.7
小滩（JF14）
14
18.7
228.01
2664
19
25.3
22.59
200
西蓝坨（JF07）
17.2
0.39
2
汤官寨（QF24）
18.9
3.26
36.2
大阎营（DBF03）
13.3
142.49
1759
46
66.7
0.30
1.8
母庄（QF32）
1
1.4
0.02
1.2
周庄（JF10）
9
13.0
1.21
100
一街新村
（QF03）
对各项指标达标率统计如下：
分析综上数据图表可知：
研究区锰超标最为严重，在有该指标检测的69个点中有46个点超标，其中最大超标点为母庄（编号QF32）,超标指数为18.0；
总硬度次之，所有点均检测该数据共75个点，其中有21个点超标，其中最大超标点为团林（编号JF13）,超标指数为5.0。
其余检测指标钠，氯化物，硝酸盐，总硬度，氟化物，化学需氧量，氨氮均超过十分之一。
4.3.2内梅罗指数法
对研究区地下水数据使用单因子指数法评价过程见。
编号
QF01
QF02
QF03
QF04
QF05
0.501951
1.590442
4.891691
4.680437
2.222165
QF06
QF07
QF08
QF09
QF10
2.93515
2.648902
2.004843
2.053702
2.443539
QF11
QF12
QF13
QF14
QF15
3.271261
3.956396
4.990659
1.293691
3.220123
QF16
QF17
QF18
QF19
QF20
3.247904
0.340338
1.23671
5.726341
0.893423
QF21
QF22
QF23
QF24
QF25
4.282459
5.066938
1.105816
2.181859
5.064225
QF26
QF27
QF28
QF29
QF30
0.952887
0.985536
1.029601
0.891348
7.182621
Q
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