（海洋地质专业论文）黄河三角洲环境承载能力综合评价指标体系初步研究.pdfVIP

i 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得或其他教育机构的学位或证 书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示谢意。 学位论文作撇：弛槲期：阵月年日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，并同意以下 事项： l 、学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许 论文被查阅和借阅。 2 、学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以 采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权清华大学”中 国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社”用于出版和编入c n k i 中国知识资源总库， 授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 孑爝 签字日期：f a 年6 月4 日 格细群形 。徊 哞_ f 叩 “ 汐 j 黄河三角洲环境承载能力综合评价指标体系初步研究 摘要 黄河三角洲是山东省区域经济发展“一体两翼 整体布局中北翼的主体， 区位条件优越，自然资源丰富，开发前景广阔，其开发建设一直得到国内外广泛 关注，发展黄河三角洲高效生态经济已经先后列入国家“十五 计划和“十一五 规划纲要，对整个山东省的发展具有重要而深远的意义。 本文依托中国地质调查局支持的“黄河三角洲滨海湿地系统综合地质调查与 评价项目，根据调查数据、历史记录、遥感资料和地理信息系统( g i s ) 技术， 建立黄河三角洲环境承载能力评价指标体系，进行黄河三角洲环境承载能力评 价，提出提高黄河三角洲环境承载能力的对策，为本区经济社会可持续发展服务。 ( 1 ) 本文选择8 个剖面来分析黄河三角洲垂向沉积特征，将三角洲地区划 分为7 个环境承载能力评价区，在前人工作的基础上探讨了黄河三角洲环境承载 能力评价的方法。 ( 2 ) 通过黄河三角洲野外调查数据和收集资料的分析整理，选取环境承载 能力评价因子，建立环境承载能力评价因子体系。环境承载能力评价因子体系的 建立，要突出层次性原则，综合考虑三角洲的环境地质特征，以及指标的标准值 等影响因素。 ( 3 ) 通过建立水资源动态平衡模型，根据分层次进行综合评估的原则，选 择水资源作为基本指标，对黄河三角洲环境承载能力进行初步评价。提出了提高 黄河三角洲环境承载能力的对策，期望对黄河三角洲的开发建设有所帮助。 关键词：黄河三角洲环境承载能力评价指标体系 i n d e xs y s t e mo fe n v i r o n m e n t a lc a r r y i n gc a p a c i t ye v a l u a t i o n i nt h ey e l l o wr i v e rd e l t a a b s t r a c t s h a n d o n gp r o v i n c eh a sp r o p o s e d o n eb o d yt w ow i n g s a si t so v e r a l ls t r a t e g y o fr e g i o n a le c o n o m i cd e v e l o p m e n t ；t h ey e l l o wr i v e rd e l t a , d u et oi t sl o c m i o n c o n d i t i o n s ，r i c hn a t b r a lr e s o u r c e sa n dg r e a td e v e l o p m e n tp o t e n t i a l ，i sr e g a r d e da st h e n o r t hw i n g t h ed e v e l o p m e n to ft h ey e l l o wr i v e rd e l t ah a sb e e nl i s t e di n “t h et e n t h f i v e y e a rp l a n a n d “t h eo u t l i n eo ft h ee l e v e n t hf i v e y e a rp l a n o ft h ec o u n t r y , a n d r a i s e dg r e a ta t t e n t i o no ft h es c i e n t i s t sa th o m ea n da b o a r d s u p p o r t e db yt h ep r o j e c t i n t e g r a t e dg e o l o g i c a ls u r v e ya n de v a l u a t i o no f y e l l o w r i v e rd e l t ac o a s t a lw e t l a n d f u n d e db yc h i n ag e o l o g i c a ls u r v e y , t h i sp a p e r e s t a b l i s h e dt h ei n d e xs y s t e mo ft h ey e l l o wr i v e rd e l t af o re n v i r o n m e n t a lc a r r y i n g c a p a c i t ye v a l u a t i o n ，b a s e do ns u r v e yd a t a , h i s t o r i c a lr e c o r d s ，r e m o t es e n s i n gd a t aa n d g i st e c h n o l o g y b a s e do nt h ef i e l dd a t a , 8v e r t i c a lp r o f i l e sa r es e l e c t e dt oa n a l y s et h ed e p o s i t i o n a l c h a r a c t e r so ft h ed e l t a , a n d7a r e a sa r es e l e c t e df o re n v i r o n m e n t a lc a r r y i n gc a p a c i t y e v a l u a t i o n u p o nt h ep r e v i o u sw o r kt h em e t h o d o l o g yf o re n v i r o n m e n t a lc a r r y i n g c a p a c i t ye v a l u a t i o ni sf u l l yd i s c u s s e df o rt h ee s t a b l i s h m e n to f t h ee v a l u a t i o ns y s t e m w a t e rr e s o u r c ei ss e l e c t e da st h ep r i o r i t i z e df a c t o rf o ri n t e g r a t e de n v i r o n m e n t a l c a r r y i n gc a p a c i t y e v a l u a t i o n ad y n a m i cb a l a n c em o d e lo fw a t e rr e s o u r c ei s c o n s t r u c t e df o rt h ee v a l u a t i o no fe n v i r o n m e n t a lc a r r y i n gc a p a c i t y t h ec o n c l u s i o ni s t h a tt h e d e f i c i e n c y o ff r e s h w a t e ri st h eb o t t l e n e c ko ft h es o c i a le c o n o m i c d e v e l o p m e n to f t h er e g i o n r e c o m m e n d a t i o n sa r em a d eu p o nt h ed i s c u s s i o nm e n t i o n e da b o v e f o r c o n s i d e r a t i o nb yt h ea u t h o r i t ya n dt h ep u b l i c k e yw o r d s ：y e l l o wr i v e rd e l t a ；e n v i r o n m e n t a lc a r r y i n gc a p a c i t y ；e v a l u a t i o n ； i n d e xs y s t e m ； 目录 1 前言11 月l j 舌1 1 1 选题背景1 1 1 1 海岸带及其综合治理l 1 1 2 海岸带环境承载能力评估的必要性2 1 2 黄河三角洲及其开发利用现状4 1 2 1 概j 苤4 1 2 2 开发利用现状6 2 黄河三角洲地质概况及其环境承载能力评价概况9 2 1 地质背景及演化历史9 2 1 1 地质背景一9 2 1 2 演化历史1o 2 2 陆地水文l l 2 3 海洋水文1 3 2 3 1 波浪13 2 3 2 潮汐1 3 2 3 3 潮流1 4 2 4 环境承载能力评价概况1 5 2 4 1 调查研究动态1 5 2 4 2 环境承载能力研究动态1 7 3 环境承载能力综合评价研究进展18 3 1 环境承载力的涵义18 3 1 1 环境承载力的概念1 8 3 1 2 环境承载力的特征18 3 2 环境承载力评价指标体系的建立1 9 3 2 1 指标选取原则1 9 3 2 2 建立指标体系2 0 3 3 环境承载力的评价方法2 l 3 3 1 状态空间法2 2 3 3 2 承载率评价法2 3 3 3 3 指数评价法2 4 3 3 4 模糊数学法2 5 3 4 环境承载力评价过程中应注意的问题2 6 3 4 1 评价指标归一化处理2 6 3 4 2 指标权重2 7 4 黄河三角洲环境承载能力评价研究的思路与技术方法2 8 4 1 环境承载能力评价研究思路2 8 4 2 环境承载能力评价研究技术方法2 9 5 数据来源与处理、分析31 5 i 黄河三角洲环境地质调查3l 5 2 黄河三角洲地质剖面垂向沉积特征及沉积环境分区3 4 5 1 1 地质剖面垂向沉积特征3 5 5 1 2 沉积环境分区4 1 5 3 地下水位动态变化4 3 5 4 沉积物污染4 7 6 环境承载能力评价因子选择与评价体系的建立51 6 1 黄河三角洲水资源状况分析5 l 6 1 1 水资源量及其影响因子5 1 6 1 2 水资源时空分布特征5 4 6 1 3 水资源供需矛盾5 4 6 2 黄河三角洲土地资源状况分析5 6 6 2 1 岸线变化及其影响因素5 6 6 2 2 湿地资源变化及其影响因素5 8 6 2 3 盐碱地变化及其影响因素6 0 6 2 4 自然保护区植被演替及其影响因素6 2 6 3 黄河三角洲其他资源状况分析6 4 6 4 黄河三角洲环境污染状况分析6 4 6 4 1 水污染6 4 6 4 2 大气污染6 5 6 4 3 沉积物污染6 7 6 5 黄河三角洲自然灾害状况分析6 7 6 5 1 风暴潮灾6 7 6 5 2 风暴潮灾的影响因素6 9 6 5 2 其他灾害7 1 6 6 黄河三角洲环境承载能力评价指标体系的建立7 2 7 黄河三角洲环境承载能力评价7 4 7 1 水资源评价7 4 7 2 土地资源评价7 5 7 3 环境污染评价7 5 7 4 自然灾害评价7 6 8 结语7 7 8 1 海岸带地区环境承载能力评价研究展望7 7 8 2 提高黄河三角洲环境承载能力的对策7 8 8 3 不足与展望7 9 参考文献8l 致谢8 5 黄河三角洲环境承载能力综合评价指标体系初步研究 1 前言 1 1 选题背景 1 1 1 海岸带及其综合治理 海岸带( c o a s t a lz o n e ) 是围绕海岸分布的一个带状的环境系统，位于海陆 的结合部，是水圈、岩石圈、生物圈和大气圈的各种自然作用的交集地带。既有 舟楫之便，又有渔盐之利，是世界上人口最密集和经济最发达的地区。关于海岸 带的定义，流行的有两种说法。一种是广义的说法，认为海岸带是大陆边缘的一 个地质单元，是发育在陆壳基底上的、从平均高潮线到陆架坡折带之间的一部分 地表( i g b p ，1 9 9 3 ) 。还有一种狭义的说法，即把海岸带看作沿海受海陆相互作 用影响的一个狭长地带。对它的上下限，不同学者又有不同的理解。我们认为， 海岸带是一个完整的环境系统( 何起祥，2 0 0 6 ) 。它的基本特征在于海陆的相互 作用。考虑到自然环境体系的完整性和相关性，它的上界应当是海洋地质作用所 能波及的地区，一般是最大风暴潮的上界，大约相当于离岸线1 0k m 左右的陆区。 它的下界应当是陆地地质作用影响所及之处，即风暴浪基面，大约相当于水深 1 0 2 0 m 的海域。就人类的生活和生产活动而言，海岸带是人类的政治、经济和 文化活动最发达和最集中的地区；但就自然条件而言，海岸带又是环境比较脆弱、 人为的和天然的灾害都比较频繁和严重的一个地区，面临着温室效应引起的气候 变暖和海平面上升的潜在威胁。 海岸带综合治理，是一项寻求人与自然协调和谐，确保海岸带社会经济可持 续发展，以解决人口、资源、环境矛盾的系统工程，是以地学为基础的、多学科 相结合的高科技集成。它要求人们认识自然，顺应自然，因势利导，化弊为利， 建立生生不息的良性互动。而要进行这样的综合治理，就必须科学地认识海岸带 的地质过程。3 0 年前，荷兰有一位名叫w a t e r m a n n 的科学家说，海岸带的综合 治理，必须遵循一条原则，那就是“w o r k i n gw i t ht h en a t u r e 。也就是我们所说的 “认识自然，顺应自然，因势利导，化弊为利”的意思。这在当时是一种非常超 前的提法，至今仍然可以借鉴。违背自然规律，强制推行海岸带的人工治理，最 终会带来严重的，甚至灾难性的后果。人类历史上不乏这样的先例。埃及阿斯旺 黄河三角洲环境承载能力综合评价指标体系初步研究 水坝( 图1 1 ) 修建前后尼罗河三角洲的变化是一个永远值得记取的教训。在大 坝修建前，尼罗河水平均含沙1 6 k g m 3 ，每年输入大海的泥沙约为1 3 9 亿t 。三 角洲呈进积状态。1 9 0 2 年阿斯旺低坝建成后，由于来沙量的减少，腊席德海岸 开始蚀退，年平均蚀退速率3 7 m a ，低坝加高后增至4 1 7 m a 。2 0 世纪六十年代 高坝建成后，入海年均流量由8 0 0 多亿m 3 锐减为5 0 0 多亿m 3 。冬季流量由5 0 多亿m 3 锐减为3 0 多亿r n 3 。三角洲的蚀退速度头几年为1 0 4 m a ，十几年后骤增 至2 2 2 m a 。三角洲其他地区的海岸亦以i k m l o a 的速度迅速后撤。亚历山大港 岌岌可危，埃及政府曾经多次考虑炸坝。权衡利弊，包括政治上的利弊得失，最 后决定耗费巨资筑堤来阻止海岸的侵蚀。至今人们认为，阿斯旺水坝是一个巨大 的决策错误，是对尼罗河三角洲海岸的边界条件和地质过程缺乏正确认识的结 果。在美国等发达的资本主义国家，也发生过许多类似的错误。 图1 1 阿斯旺水坝卫星图 1 1 2 海岸带环境承载能力评估的必要性 科学、合理的开发海岸带；实行海岸带综合治理，必须首先开展海岸带环境 承载能力评估。我国是一个海洋大国，海岸线北起辽宁省的鸭绿江口，南到广西 壮族自治区的北仑河口，长约1 8 4 0 0 k m ，加上岛屿海岸线1 4 2 0 0 k m ，总长超过 2 黄河三角洲环境承载能力综合评价指标体系初步研究 3 2 0 0 0 k m 。沿海经济带，包括辽、冀、京、津、鲁、苏、沪、浙、闽、粤、黔、 琼等三市九省区以及台港澳三个特殊地区( 图1 2 ) ，占陆域国土的1 3 ，集中 了我国7 0 以上的大中城市，承载着全国4 2 的人口，创造着全国6 0 以上的 国民经济产值。有人预测，到2 0 3 0 年左右，将有5 0 以上人口定居沿海地区。 海岸带本身就是一种资源，包含着丰富的地质资源( g e o r e s o u r c e s ：矿产资源、 水资源、地热资源、地下卤水资源) 、土地资源( 1 a n dr e s o u r c e s ) 、港口资源、海 洋空间资源( g e o s p a c e ) 、旅游资源和清洁能源( 风能、潮汐能、波浪能) 等。合 理开发利用海岸带的资源是确保海岸带可持续发展的重要前提。 羹 渺礁j l i确 丘凌气r ? 啖 爹f 纛 q 伊 誓 t l l 东 。 飞冬 整毋海 c 1 1 二毒、 髫秘 订爹 以飞 一囔一 彝建l 曩套 广阅。厂焉t g 渺 k 掣 图1 - 2 我国沿海经济带分布图 沿海经济带的可持续发展，取决于海岸带资源和环境的承载能力。所谓“环 境承载力 ，就是指：一定时期与一定范围内，以及一定的自然环境条件下，维 持环境系统结构不发生质的改变，环境功能不遭受破坏的前提下，环境系统所能 承受的人类活动的阈值( 曾维华，1 9 9 8 ) ，或者说资源环境所能承受人类活动的 影响与改变的最大潜能。它从本质上反映了地质环境与人类活动之间的辨证关 动力环境系统，既受社会经济发展状 黄i i , l - 角洲环境承载能力综合评价指标体系初步研究 况、海洋产业开发政策、管理模式与水平及社会协调发展机制等诸多社会经济因 素的影响，又受地壳升降、海平面变化、岸线变迁、风暴潮等自然因素的作用。 这些因素共同构成了海岸带资源环境承载能力的制约因素。当开发方针、政策正 确时，如果开发的力度超过它的资源环境承载能力，也会引起一系列社会经济和 环境问题，甚至发生灾害。 解决好海岸带资源环境承载能力( e n v i r o n m e n t a lc a r r y i n gc a p a c i t y ) 与海岸带 开发之间的矛盾是海岸带综合治理的核心问题。海岸带资源环境承载能力的调查 和评估，也是海岸带地质工作的核心任务。为了有效地开展海岸带环境承载能力 的评估，必须建立一个既有扎实的理论基础，又便于应用的科学的环境承载能力 评价体系。为此，需要深入的研究该地区的自然环境和人类活动特征，找出其影 响因素的主次和依存关系，评估人类活动对自然界的影响程度，质言之，必须对 该区的地质历史、资源环境状况和社会经济发展，进行全面深入的研究，将基础 研究和应用实践紧密地结合起来，使海岸带的开发和功能区的划分建立在更加科 学的基础之上。毫无疑问，建立环境承载能力的评估体系，是一个艰难的科学研 究过程，必将带动海岸带地质学和相关学科的发展，具有重要的理论意义。 1 2 黄河三角洲及其开发利用现状 1 2 1 概述 黄河三角洲位于渤海湾南岸和莱州湾西岸( 图1 3 ) ，以宁海为顶点，北到套 尔河口，南到支脉河口，主体在山东省东营市境内的呈扇状三角形的地区， 地处1 1 8 0 0 5 1 1 9 0 1 8 e 和3 6 0 5 5 - 3 8 0 1 6 n 之间。为了便于研究，本文选取东营市 作为研究靶区。东营市是黄河三角洲的中心城市，是我国第二大油田胜利油田 所在地。东营市北临渤海湾，东靠莱州湾，西与滨州地区的沾化县、滨州市、博 兴县毗邻，南与桓台县( 淄博) 、青州市和寿光市( 潍坊) 接壤。南北长1 2 3 公 里，东西宽7 4 公里，总面积7 9 2 3 平方公里，海岸线长3 5 0 公里。截止到2 0 0 8 年底，东营市人口2 0 0 4 8 万。东营市是为了适应石油工业发展，于1 9 8 3 年1 0 月建立的省辖地级市，其地下、陆上和海洋都蕴藏着极其丰富的矿藏和资源，是 一块亟待开发的宝地。 4 黄河三角洲环境承载能力综合评价指标体系初步研究 图l - 3 贡洞三角洲位置图( 尹延冯，2 0 0 4 ) 黄河三角洲地处中纬度，位于暖温带，背陆面海，受欧亚大陆和太平洋的共 同影响，属于暖温带半湿润大陆性季风气候区。基本气候特征为：冬寒夏热，四 季分明。春季干旱多风，早春冷暖无常，常有倒春寒出现，晚春回暖迅速，常发 生春旱；夏季，炎热多雨，温高湿大，有时受台风侵袭；秋季，气温下降，雨水 骤减，天高气爽；冬季，天气干冷，寒风频吹，雨雪稀少，主要风向为北风和西 北风。黄河三角洲四季温差明显，年平均气温1 1 7 1 2 6 c ，极端最高气温4 1 9 ，极端最低气温2 3 3 ；年平均日照时数为2 5 9 0 2 8 3 0 小时：无霜期2 1 1 天； 年平均降水量5 3 0 - - 6 3 0 m m ，7 0 分布在夏季，以2 月份降水最少，计4 7 m m ，7 月份最多，在1 5 0 - - 2 0 0 m m ；平均蒸散量为7 5 0 , - , 2 4 0 0 m m ( 数据引自黄河三角洲 科研信息网) 。 黄河三角洲是由古代、近代和现代三个三角洲体系组成的联合体。三角洲平 原地势低平，西南部海拔l l m ，最高处利津南宋乡河滩高地高程为1 3 3 m ，老董 一垦利一带9 , - , l o m ，罗家屋子一带约7 m ，东北部最低处小于l m ，自然比降 1 1 8 0 0 0 - - , 1 1 1 2 0 0 0 。黄河是一条悬河。区内地势以黄河河床为骨架，构成地面的主 要分水岭。1 8 5 5 年以来，黄河曾多次发生改道和决口，形成岗、坡、洼相间的 微地貌形态，影响着区内沉积物和能量的运输、地表径流格局和地下水的活动， 5 黄河三角洲环境承载能力综合评价指标体系初步研究 以洼地为水、盐汇积区，构成“岗旱、洼涝、二坡碱 的特殊的水盐分布格局。 人类活动( 黄河改道、修建黄河大堤、垦殖、城建、高速公路、海堤、石油开采 等) 在剧烈地改变着该区的微地貌形态，但其基本框架仍清晰可辨。 图l - 4 黄河三角洲地形示意图( 刘高焕，1 9 9 7 ) 1 2 2 开发利用现状 黄河三角洲是我国三大三角洲之一，也是我国重要的石油工业基地和九大农 业发展基地之一，其西北部海域的埕岛油田年产原油已超过2 0 x 1 0 6 t ，1 9 9 2 年批 准的国家级自然保护区面积1 5 3 万公顷。目i j 黄河三角洲已成为国际“东亚澳 洲涉禽保护区网络成员，是“世界上少有的掌握生物群落演替规律的研究基地”。 黄河三角洲有着广阔的陆地平原和水下三角洲，大部分土地处于尚未开发状态。 为此，开发黄河三角洲被列入“中国二十一世纪议程 优选项目计划，是山东省 两项跨世纪工程之一；联合国开发计划署把支持黄河三角洲可持续发展项目作为 支持“中国二十一世纪议程的第一个援助项目；三角洲农业开发区是我国计划 新建的五大粮仓之一。黄河三角洲地区广阔的低地平原及潮间带，是重要的生态 湿地区，在生态环境中占有重要的地位，直接关系到人类生存的环境质量。在“中 国生物多样性保护行动计划”中，已经将现代黄河三角洲确定为具有国际意义的 湿地、水域生态系统和海洋生态系统的重要保护区。黄河三角洲是环渤海经济区 和黄河流域经济带的交汇点，而且是亚洲环渤海经济圈的重要待开发地区。 2 0 0 9 年底，国务院正式批复山东省政府提出的黄河三角洲高效生态经济 区发展规划。以此为起点，黄河三角洲地区的发展上升为国家战略，成为国家 6 黄河三角洲环境承载能力综合评价指标体系初步研究 区域协调发展战略的重要组成部分。规划明确了黄河三角洲发展的近期和远 期目标：到2 0 1 5 年，基本形成经济社会发展与资源环境承载力相适应的高效生 态经济发展新模式；到2 0 2 0 年，率先建成经济繁荣、环境优美、生活富裕的国 家级高效生态经济区。黄河三角洲环境承载能力评价研究恰与建设黄河三角洲高 效生态经济区( 图1 5 ) 的近期目标相符，这也赋予了本文更大的现实意义。 图1 - 5 黄河三角洲高效生态经济区示意图 进入2 0 世纪7 0 年代以来，由于黄河断流、相对海平面上升、风暴潮灾、油 田开发、滩涂开发和围海等自然和人为因素的影响，黄河三角洲出现了海岸侵蚀、 环境污染、土地盐碱化、水资源破坏、湿地退化等一系列地质环境问题。 一、海岸侵蚀。2 0 世纪8 0 年代以前，黄河平均每年有1 0 亿多吨泥沙入海，年 均造陆面积2 5k m 2 左右。但进入9 0 年代，黄河三角洲开始由过去的进积转化为蚀 退，海岸带由超补偿型转变为非补偿型。这是黄河三角洲目前面临的最主要的地 质环境问题。 二、土壤盐碱化。近年来，黄河三角洲重盐碱化区范围明显增大，分布在北 部新户乡、刁口乡、仙河镇一带，三角洲南部仅有下镇乡附近分布少量轻微盐碱 化土和中等盐碱化土，大部分地区为重盐碱化区。 三、水资源破坏。黄河三角洲多数地区仍采用土渠引输水和农田大水漫灌的 落后用水方式，工业用水循环利用率低，造成水资源的大量浪费。水资源污染因 工农业特别是油气开采、炼化业的发展而加重。 四、环境污染。黄河三角洲的污染主要有石油污染、农药污染、水质污染、 7 黄 | i f 三角洲环境承载能力综合评价指标体系初步研究 生活垃圾污染等。自上世纪8 0 年代以来，由于海水污染引起的莱州湾毛蚶大面积 死亡和渤海湾赤潮，都造成了三角洲生物资源的严重破坏。特别是近年来来自黄 河和其它河流的污染物( 主要是无机氮，无机磷和石油类) 对三角洲的影响最广 泛，直接影响着整个三角洲生态系统的质量。 五、湿地退化。在湿地资源的开发利用中，重开发、轻保护，关心当前利益、 忽视持续发展的问题相当严重。一是对湿地生物资源掠夺式利用。二是对湿地的 盲目开发，主要是围海采油，围海造虾池和开垦农田。黄河三角洲湿地系统面临 的问题已十分严重，其具体表现为：柽柳和杞柳灌丛破坏严重；天然草场重度退 化；湿地盐渍化有增无减。 这些问题严重影响并正在制约着该地区社会经济的可持续发展。通过环境承 载能力的评价研究，不仅可以为黄河三角洲地区经济的可持续发展提供极有价值 的科学依据，指导解决资源开发中遇到的环境地质问题，也可以为其他地区的开 发建设等决策行为提供参考。 对该地区进行环境承载能力评价的理论意义在于：借鉴水文、水文地质学、 生态地质、地球化学、海洋地质学等多学科的知识和成果，初步探索地质演化对 三角洲环境系统环境与资源质量制约规律，同时，建立三角洲环境承载能力评价 指标体系，为推动相关学科基础理论的新发展做出贡献。 8 黄河三角洲环境承载能力综合评价指标体系初步研究 2 黄河三角洲地质概况及其环境承载能力评价概况 2 1 地质背景及演化历史 2 1 1 地质背景 黄河三角洲是一个典型的河控三角洲。其形成和变迁不仅受黄河水动力因素 和海平面变化等海洋因素的控制，而且受到整个黄河流域地质构造因素以及人类 活动等诸多外部因素的影响( 何起祥等，2 0 0 6 ) 。黄河( 图2 1 ) 发源于青海巴颜 喀拉山北麓、海拔4 5 0 0 m 的雅拉达泽山以东的约古宗列渠，自西向东横穿中国 大陆流向渤海，全长5 4 6 4 k m 。流域面积7 5 2 4 4 3 k m 2 ，是我国第二大河。黄河流 域地势受大构造的控制，西高东低，呈阶梯状降落。西部为青藏高原，海拔4 0 0 0 m ， 中部为内蒙古高原，海拔2 0 0 0 1 0 0 0 m ，东部为华北平原，海拔低于2 0 0 m 。黄河 最大的特点是“水少沙多，输砂不平衡。渤海是黄河的受水盆地，自第四纪以 来一直是一个沉积和沉降中心，其第四纪的碎屑沉积物厚达3 5 0 m 。晚更新世以 来由于海平面上升成为陆表海。经渤海海峡与黄海相通。其地貌特征是盆宽底浅， 地形平坦，平均水深仅1 8 m 。由于渤海的上述特点，黄河三角洲分流河道迁移频 繁，造成复杂多变的三角洲内部结构。 图2 - 1 黄河流域不意图 气候是控制黄河三角洲形成演化的重要因素之一。距今1 5 0 0 0 年前，末次冰 期结束，气候转暖，海平面上升，海水侵入渤海和黄海贫地，现代黄河三角洲的 受水盆地形成。青藏高原在第四纪后期由于急剧隆升，阻挡来自印度洋的暖湿气 流，中国西北转趋干旱，致使黄河水少沙多，形成悬河，下游多次决口，灾害频 发。 9 黄河三角洲环境承载能力综合评价指标体系初步研究 地质构造运动在长时间上对三角洲的形成发育起着控制作用。黄河三角洲在 构造上位于华北地台济阳拗陷的东北部。济阳拗陷是中、新生代的一个大面积强 烈沉降区，是周边被深断裂围限的负向构造单元，沉降幅度达1 2 0 0 0 m 。该沉降 区中生代及以前的地层及构造均已为数千米的新生界所覆盖；区内有多条活动断 裂，仍在缓慢沉降。这是黄河三角洲的形成发育创造所必需构造条件。 2 1 2 演化历史 黄河变迁大体可以分为三个时期( 成国栋等，1 9 8 7 ) ，自春秋战国到南宋建 炎二年( 公元前6 0 2 年公元1 1 2 8 年) 黄河流入渤海；自南宋到清咸丰四年( 公 元1 1 2 8 1 8 5 5 年) 南流入黄海；1 8 5 5 年6 月在兰考铜瓦厢决口，又回流入渤海。 黄河自1 8 5 5 年以来由本区入海。1 5 0 余年来，曾1 1 次改道，形成了1 8 5 5 1 9 3 4 年以宁海为顶点的亚三角洲和1 9 3 4 年到现在以鱼洼为顶点的亚三角洲和1 2 个相 互叠置的叶瓣( 图2 2 ，图2 3 ) 。 图2 - 2 现代黄河三角洲分流河道变迁示意图( 尹延鸿，2 0 0 4 ) 1 ：1 8 5 5 0 6 - - - 1 8 8 9 0 3 ；2 ：1 8 8 9 0 3 - 1 8 9 7 0 5 ；3 ：1 8 9 7 0 5 - 1 9 0 4 0 6 ；4 ：1 9 0 4 0 6 - - 1 9 2 6 。0 6 ； 5 ：1 9 2 6 0 6 - - 1 9 2 9 0 8 ；6 ：1 9 2 9 0 8 - - 1 9 3 4 0 8 ；7 ：1 9 3 4 0 8 - 1 9 5 3 0 7 ；8 ：1 9 5 3 0 7 1 9 6 4 0 1 ； 9 - 1 9 6 4 o l 1 9 7 6 0 5 ：1 0 - 1 9 7 6 0 5 1 9 9 6 0 6 ；l l ：1 9 9 6 0 栅在 从1 8 5 5 2 0 0 1 年的总体情况来看( 表2 - 1 ) ，1 4 6 a 间黄河在三角洲地区淤进了 大量土地。1 8 5 5 年的岸线在河口渔洼一线。1 4 6 a 后，岸线向东北方向淤进至黄河 海港、孤东油田一线，向海推进约4 0 k m ，平均0 2 7 k m a 。推进最大的地段是渔洼 向东至1 9 9 6 年的黄河入海口处，可达5 2 k m ，平均0 3 6 k m a 。永丰河一带岸线向海 推进l o k m ，平均0 0 7 k m a 。淄脉沟以南的莱州湾岸段变化较小，略有蚀退。挑河 口一带岸线，向海推进1 5 2 0 k m ，平均淤进0 1 1 4 k m a ，弯弯沟一带，淤进 l o 黄河三角洲环境承载能力综合评价指标体系初步研究 1 3 k m ，平均0 0 9k r n a ，大口河至套尔河口一带，低潮线附近变化不大，高潮线 附近明显向海推进，这是由于护岸及建港等人类活动所致( 尹延鸿，2 0 0 4 ) 。 图2 3 黄河三角洲叶瓣示意图( 成国栋，1 9 8 6 ) 1 ：1 8 5 5 0 6 - 1 8 8 9 0 3 ：2 ：1 8 8 9 0 3 1 8 9 7 0 5 ：3 ：1 8 9 7 0 5 - 1 9 0 4 0 6 ：4 ：1 9 0 4 o 乱1 9 1 7 0 7 ： 5 ：1 9 1 7 0 7 1 9 2 6 0 6 ：6 ：1 9 2 6 0 6 - 1 9 2 9 0 8 ：7 ：1 9 2 9 0 8 1 9 3 4 0 8 ：8 ：1 9 3 4 0 8 - , 1 9 5 3 0 7 ； 9 ：1 9 5 3 0 7 - 1 9 6 0 0 8 ；1 0 ：1 9 6 0 0 8 1 9 6 4 o l ；1 l ：1 9 6 4 0 1 1 9 7 6 0 5 ：1 2 ：1 9 7 6 0 5 现在 表2 118 5 5 2 0 0 1 年黄河三角洲岸线变化情况统计表 ( 据山东省科学技术委员会资料整理) 2 2 陆地水文 黄河三角洲水系以中部黄河为主，在西北部有徙骇河、马颊河。在东南部有 小清河、弥河、支脉河、白浪河、潍河、胶莱河。黄河水量占全区注入水量总和 黄河三三角洲环境承载能力综合评价指标体系初步研究 的9 0 ，沙量占9 9 以上。根据利津水文站1 9 5 0 - - 1 9 9 9 年5 0 年实测系列水文资 料统计，黄河输入河口段( 流经该水文站) 多年平均年径流量为3 4 4 亿m 3 ，平 均年输沙量为8 6 7 亿t ，平均含沙量2 5 2k g m 3 。黄河的泥沙主要来自黄土高原。 其含量占总量的6 0 0 0 9 0 ，其他为短源的碎屑沉积物。沉积物以粉砂为主，约 占5 5 0 0 7 5 ，最高可达9 0 ，黏土含量其次，极少砂级沉积物。黄河的来水来 沙直接影响到黄河三角洲的淡水资源量、海岸侵蚀、海水入侵、土地盐碱化、湿 地退化等问题。 图2 - 4 黄河三角洲水系图( 刘高焕，1 9 9 7 ) 区内控制面积在1 0 0 平方公里以上的排涝河道有1 l 条。黄河以北有马新河、 沾利河、草桥沟、挑河、草桥沟东干流、褚官河、太平河，前五条独流入海，后 两条汇入潮河；黄河南有小岛河、永丰河、溢洪河、广利河，皆独流入海。 黄河三角洲( 东营市) 地下水浅层淡水资源主要分布在小清河以南广饶县境 1 2 黄河三角洲环境承载能力综合评价指标体系初步研究 内( 大码头、大营、西刘桥三乡除外) ，小清河以北及小清河以南广饶东北三乡 等地区均属咸水区，浅层地下水矿化度在5 - 1 0 , - , 2 0 9 l 范围内，由南向北、由西 向东递增。 2 3 海洋水文 2 3 1 波浪 黄河三角洲海域波浪主要受海面风的变化控制。春季浪向比较紊乱，盛行偏 东浪。其中东北方向频率最高，达到了1 6 7 。夏季盛行东南风，相应地，东 南东向波浪频率最高，占1 3 1 ；其次是东南向浪，频率为1 0 6 。秋季波浪以 偏北向为主，其中，东北东向频率最高，达到l o 1 ；东北向次之，频率为7 8 ( 臧启运，1 9 9 6 ) 。 根据1 9 8 5 年黄河海港实测波浪资料绘制了该海域不同季节各波级波浪的 出现频率玫瑰图( 图2 5 ) 。可见，波高( h 1 1 0 ) 大于1 5 m 的波浪主要来自于 东北方向，是该区域的强浪向。波高小于0 5 m 的浪为常见浪，出现频率为5 1 1 ； 波高0 5 1 5 m 的波浪出现频率为3 6 3 ；波高1 5 3 m 的波浪出现频率为 1 1 8 ；而波高3 0 , , - 5 0 m 的波浪出现频率仅0 5 。 h 。( - ) 一 o i _ 05 - 摹 5 - 3 * 0 3 0 - 6 , 0 r怎 - - i 一 义一夕 鹰 、 以 r 1 ( 曩)彻 ( c ) 图2 5 黄河海港不同级另l j 波高的波浪出现频率( 臧启运，1 9 9 6 ) ( a 春季；b 夏季；c 冬季) 2 3 2 潮汐 渤海是一个半封闭的内海，黄河三角洲潮汐复杂。黄海潮波经渤海海峡进入 渤海后，受地转偏向力和地形的影响，一支向北绕辽东湾左旋，一支向南绕莱州 湾右旋，与到达渤海湾顶受阻折回的潮波相遇，分别在辽东湾西南部和神仙沟口 外形成m 2 分潮无潮点( 图2 6 ) 。无潮点地区m 2 分潮振幅接近于0 ，此处潮差 最小，潮流流速最大。潮差是判别一个地区潮汐强弱的标志，三角洲海区的潮差 黄 町三角洲环境承载能力综合评价指标体系初步研究 变化也是以无潮点为分界，沿三角洲海岸呈马鞍形分布，平均潮差在o 7 3 1 7 7 m 之间( 胡春宏等，2 0 0 3 a ) 。自无潮点向西、向南逐渐增大，而且西部潮差最大， 东部地区次之。黄河三角洲海岸潮汐类型较多，按非调和常数值s = l 立( 式 w w ， 中、w k i 、：分别为0 1 分潮、k 1 分潮和m 2 分潮的调和常数) 划分，黄河 口大部分潮汐属于不正规半日潮，只有神仙沟口外局部海域属于不j 下规的全日潮 外，全日潮区基本上与m 2 分潮的无潮点重合，离神仙沟口越远，半日潮性质越 显著。此外，日潮不等现象比较明显，而且渤海湾沿岸与莱州湾沿岸涨潮时差6 个小时，对半日潮海区，恰好是渤海湾涨潮，莱州湾落潮；反之，当渤海湾落潮 时，莱州湾涨潮( 曾庆华等，1 9 9 9 ) 。 图2 - 6 渤海潮波示意图( 程义吉，2 0 0 1 ) 2 3 3 潮流 三角洲滨海区的潮流类型基本属于半日潮流，其中在套尔河口、神仙沟口及 小清河口附近属于规则半日潮流，其它区域为不规则半日潮流。神仙沟附近的规 则半日潮流与该区域内存在m 2 分潮无潮点有关。当潮汐很小时，海水的势能转 化为动能，m 2 分潮潮流就相对增大，因此m 2 分潮流作用增大。由图2 9 可见，在 清水沟老河口和神仙沟口附近分别存在一个流速高值区。神仙沟口附近，且i j m 2 分潮无潮区，该处的流速高值区受季节影响小，中心实测最大流速均为1 2 0 c m s 。 而清水沟流路附近的高值区是在1 9 7 6 年黄河改道清水沟入海后才出现的。由于 河口沙嘴迅速向海延伸，海岸底坡变陡，海流受到挤压而形成了高流速区( 庞家 珍，2 0