一、地质环境问题的分类、现状及防治措施
地下水引起的地质环境问题主要表现为过量开采地下水引起的海(咸)水入侵、超采漏斗、地面沉降和地裂缝等一系列地质灾害问题。
1.海(咸)水入侵
海(咸)水入侵是指由于陆地地下淡水水位下降而引起的海(咸)水直接侵染淡水层的现象。
区内海(咸)水入侵始于1976年，主要发生在莱州湾海岸。据1999年调查，入侵累计面积达573.20km2。近些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，其中烟台市入侵面积为750.8km2，青岛市入侵面积为136km2，威海市入侵面积284.9km2，潍坊市入侵面积为413km2，东营市入侵面积68.6km2。
海(咸)水入侵总趋势是入侵面积不断扩大和速度不断加快。如1992年入侵面积为982.4km2，2002年入侵面积达1653.3km2，比1992年增加670.9km2，每年以增加67.1km2的速度发展。
2.地下水超采漏斗
(1)概况
地下水资源的开采使采区地下水位下降，改变了地下水的天然流场，形成地下水位的下降漏斗。如果开采量长期大于补给量(即超量开采)，地下水漏斗就会逐渐发展扩大。2000年以来全区地下水位动态变化总体呈下降趋势，2000年末平原区浅层地下水超采区有5处，超采总面积为6280km2，其中烟台1349km2，以潍坊、淄博、东营地区面积最大，达4289km2(表6－6)。
表6－6 山东半岛浅层地下水超采区基本情况一览
(2)浅层地下水超采漏斗类型及危害
在浅层地下水超采区中，已形成20余超采漏斗，其中一些有代表性的漏斗见表6－7，主要分为裂隙岩溶水和孔隙水两种超采漏斗类型。
表6－7 山东半岛城市区主要地下水超采漏斗现状统计
岩溶水超采漏斗以淄博大武水源地超采漏斗为代表。该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，1998年实际开采量为49.00×104m3/d，开采潜力指数为0.79。由于开采量长期大于补给量，因此形成超采漏斗。漏斗形成于1980年，当时37m水位线封闭的漏斗面积为2.1km2，中心水位为36.4m，以后水位迅速下降，漏斗逐年扩大，1990年中心水位降至－13.8m，10年间中心水位下降了50.2m，周边下降了28.68m，－9m水位线封闭的漏斗面积为53.4km2。大武漏斗的形成，造成区内许多机井报废，并引起污水大量回流，造成地下水污染，1991年矿化度为321.96mg/L，1995年上升为479.14mg/L，5年间上升了157.18mg/L。
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年前为5个各自独立的漏斗，随着地下水开采量的不断增加，漏斗相应扩大，1995年地下水0m水位线将各漏斗相连组成东西条带状的一个漏斗(图6－5)。1997年该漏斗面积为2210km2，埋深45.37m。该漏斗的形成造成区内大面积的海(咸)水入侵，使水资源紧张局面更加严重。在桓台地段，部分机井吊泵、出水量大减，并导致地下水污染。
3.地面沉降与地面塌陷
地面沉降是在松散的第四系岩层中，人为地抽取地下水，导致含水层及其上部的土层压密，造成地面高程垂直缓慢损失的地质现象。如在鲁北的东营市附近及黄河三角洲地区，由于过量开采地下水以及石油和天然气的开采引起了地面缓慢沉降，至2000年累积沉降量达284～397mm。2002～2003年间地面沉降量为22～23mm。
地面塌陷是在人为超量开采地下水活动中，由于赋存地下水的土体与地下水之间的力学关系发生了变化，使地下水流速增大，土颗粒迁移，从而造成地层土体突然沉陷的地质灾害，在鲁中南古生代隐伏岩溶发育地区的淄博、济南、潍坊等地常发生这种灾害。如淄博地区沂源县西冶村1978年焦化厂大量抽水引起地面塌陷，至1989年共发生地面塌陷11处，分布面积0.003km2，塌陷造成数十间民房开裂。
除上述海(咸)水入侵、超采漏斗、地面沉降及地面塌陷类型外，在山东半岛城市群地区地下水引发的地质环境问题尚有地裂缝、水土流失、崩塌、滑坡、泥石流、土地盐渍化、海岸侵蚀、植被退化及地方病等多种类型和灾害，不仅引起地质生态环境的恶化，还给人民生命财产造成巨大损失(表6－8)。
图6－5 淄博－潍坊超采区地下水降幅等值线图(据王开章等，2002，略加修改)
二、地下水地质环境质量分区综合评价
1.综合评价原理和方法
综合评价的基本思想是将地质环境系统分解成n个子系统，然后从各个子系统分别选取评价因子，再将各评价因子的相应指标值按权重值进行叠加，得出各评价单元评价指标，即地质环境质量指数。本节所提出的模糊质量指数就是通过模糊数学运算求出一个综合质量指数(FQI)，模糊质量指数实际上反映了评价单元地质环境的好坏，FQI值越大，地质环境质量就越差;FQI值越小，则地质环境质量就越好。根据FQI值进行质量分区，FQI=1，为地质环境质量优等区;1＜FQI≤2，为地质环境良好区;2＜FQI≤3，为地质环境中等区;3＜FQI≤4，为地质环境质量较差区;4＜FQI≤5，为地质环境质量差区(图6－6)。
表6－8 水东半岛城市群地区地下山引发地质环境问题一览
图6－6 山东半岛城市群地下水引发地质环境质量综合评价
2.综合评价结果
评价中对区内逐个评价单元进行了统计计算，确定评价指标值和权重，采用微机进行模糊运算，并用MapGIS软件自动生成FQI等值线图，然后根据环境地质评价单元实际情况对等值线进行必要的修正，使评价结果更符合研究区实际情况;最后根据FQI等值线图对评价区地质环境质量进行分区(图6－7)。
图6－7 山东半岛城市群地区地下水引发地质环境质量分区
从评价成果图可看出，地质环境质量差区、较差区分布于黄河三角洲、莱州湾沿岸，界河河谷，莱州市南部崩滑流分布区，栖霞市东北部地面塌陷、崩滑流分布区，其中质量差区位于黄河三角洲中下游沿岸和东营、潍北地区。地质环境质量中等区、良好区分布于质量较差区外围、黄泛平原区和部分河谷及河流入海口滨海平原。地质环境质量优等区和良好区分布于胶东半岛低山陵区、鲁中南山前冲洪积平原南部和黄泛平原。
评价结果与工作区地质环境现状基本一致，质量差区地质环境背景条件较差，地质灾害较发育，地质环境破坏较强烈，如黄河三角洲沿岸地区为无淡水区，水环境差，且海岸侵蚀速率为全区之冠，评价结果与现状相符。优等区地质环境背景条件良好，水环境优良，无较大污染源，地质灾害稀少，评价结果与现状相吻合。
三、地下水环境质量发展趋势分析及治理措施
1.地下水环境质量的发展趋势分析
山东半岛城市地区地下水环境质量的发展趋势，总的看来以下降和逐渐恶化为主。虽然局部地区由于加强治理有了一定的好转，如莱州湾海水入侵速度得到了一定的控制，鲁中南岩溶区超采地下水及名泉断流问题已有一定的缓解等，但从整体情况看仍以下降趋势为主。从山前到滨海平原区，污染将会进一步扩大，由点状污染、条带状污染向面上扩散，由浅层向深层渗透，从城市向周围蔓延。污染方式除污水直接或间接渗入地下外，咸水或深层高矿化热水及油田水污染淡水含水层的事件将会进一步发生。
2002年海水入侵面积已超过1653km2，比1992年增加了670km2，平均每年以67.1km2的速度发展;超采漏斗面积已超过628km2。随着开采时间的延续和开采量的加大，特别是地表降水逐年减少，这些都必然促使超采的力度加大，从而使地下水位不断下降，下降速度预计为每年1～2m，相应地其他地质环境问题也会不断发生。即使是南水北调工程全面运转，预计情况不会有根本改变，主要是因为平原区农业发展是耗水大户，调水解决不了农业供水问题，更有可能加剧平原区本已减缓的土壤盐渍化问题。建议在加强工程治水为主的同时，重视地下水涵养研究，加快洪水资源化和咸水的改造利用及海水淡化研究，加快在大中城市制定水危机应急水源计划。在华北地区就地解决水资源不仅可能，而且是可操作的可持续之举，应采取源头治污、全面节水、优质优用等措施，提高水的利用率。加快区域产业结构调整，改造城市供水系统和全面开源，是改善地区地下水环境质量状况的根本出路。
2.地下水环境质量的治理措施
针对山东半岛城市群地区水资源环境不断恶化、水质污染严重、水资源时空分布不均、城镇缺水问题严重及水的有效利用率低等现实问题，作者从经济可持续发展战略出发，提出了发展循环经济、促进水资源环境可持续发展的构想。循环经济的主要表现有三大原则，即减量化、再利用和资源化原则，贯彻科学发展观的战略思想，主要措施就是加强科学规划、科学监测与科学管理，节约用水，合理开发利用水及提高技术、防治污染、广开水源等。
地下水的治理对策，其核心是地下水资源开发利用与生态环境协调一致，保持水环境系统良性循环，实现水资源系统优化联合开发利用。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，这是一项复杂的系统工程，需从多方面工作，并相互支持。通过对半岛地区及山东全省水资源分布条件、水资源开发利用现状及水资源开发利用中出现和存在的问题等进行综合系统深入的分析研究，提出如下管理对策:
1)统一规划、全面开发、联合调度、合理利用水资源。
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)强化节约用水管理，提高节约意识，推广节水技术。
4)加强地下水资源的勘察评价，为水源地的合理开发提供依据。
5)保护好地下含水系统，防止污染地下水，特别是地下含水系统防护功能脆弱地区更要注意防范污染。