讓海水不再入侵

李國敏

海水入侵主要發生在地下水開采量較大的沿海城市。全世界已有幾十個國家發現了海水入侵現象(包括中國、荷蘭、德國、意大利、英國、澳大利亞等國)，海水入侵給各國沿海地區的經濟和社會持續發展帶來了嚴重危害。中國大陸海岸線綿延18000千米，先后在沿海的山東半島、大連、秦皇島、天津、北海、萊州等地區出現了海水入侵現象，其中環渤海地區是我國海水入侵危害最嚴重的地區，山東省萊州市是我國發生海水入侵面積最大的城市，入侵面積超過260平方千米，年均侵入速度高達10平方千米以上。

海水緣何會入侵

海水入侵是濱海地區常見的一種自然地質災害，是指人為超量開采地下水，引起地下水位大幅度下降，破壞了海水與淡水系統之間的水動力平衡，引起海水向陸地淡水含水層運移，導致咸、淡水界面向陸地方向移動的觀象。

由于海水和淡水是可混溶均，所以二者之間是一個寬度較趕的過渡帶，過渡帶的厚度和形狀取決于水動力條件、巖性、構造、擴散和彌散、淡水層補給、開采及海水波動等因素。

海水入侵主要受水文地質條件、水動力條件、氣候條件和人類活動的影響。這些因素的綜合作用控制著海水入侵的方式、途徑、地點和速度等。

如果發生海水入侵，則一定是形成了聯系海水與地下淡水的“通道”，即有一定透水性并且年代久遠的松散沉積物、基巖斷裂破碎帶或巖溶溶隙、溶洞等。如果海水與地下淡水之間存在透水性很差的泥質地層，就會大大減弱甚至隔斷二者之間的水力聯系，海水則無法侵入淡水系統。

在重力條件下，水總是從高水位地區流向低水位地區。一般情況下，陸地淡水含水層的水位比海水水位高，不會發生海水入侵現象。但經過長期大量地抽取陸地淡水，導致地下淡水水位低于海水水位，破壞了原有的水動力平衡狀態，就會使得海水通過透水層滲入陸地淡水含水層中，破壞地下水資源。

海水入侵的直接原因是地下淡水水位的降低，而地下水位的降低與天然補給量的大小存在著密切的聯系。地下水天然補給的最重要來源是大氣降水，因此，大氣降水也是影響海水入侵的一個重要因素：干旱年份，地下水補給量減少，海水入侵就會加速；豐水年份，地下水補給量增多，對海水入侵也會有緩解作用。

地下淡水水位下降導致海水入侵發生，而淡水水位下降的直接原因是人為超量開采地下水，破壞淡水與海水系統之間的水動力平衡。因此，合理地控制和調整地下水開采量、開采層位和開采時間等，是防治海水入侵的有效途徑。此外，人類在濱海地區的部分建筑也是形成海水入侵的因素之一，例如結構不完整的水井、未加填塞的鉆孔、海岸采礦的洞穴等等這些，都可能成為海水入侵的通道。

世界性、多方面的危害

全世界已經有幾十個國家和地區的幾百個地方發生了海水入侵問題，給各國沿海地區帶來了嚴重危害，引發一系列地質環境及社會問題，造成巨大的經濟損失，嚴重阻礙了經濟社會的持續發展。

海水入侵產生的直接后果就是導致地下淡水水質咸化，使得大量開采井報廢，影響居民生活、農業灌溉和工業生產。如果繼續使用鹽分增加的地下水灌溉，會導致土壤表層鹽分聚集，造成土壤鹽漬化，而土壤鹽漬化就會降低土壤肥力，影響農作物產量。海水入侵還會導致水田面積減少，旱田面積增加，農田保澆面積減少，荒地面積增加，更為嚴重的會導致工廠、村鎮整體搬遷，而海水入侵區就成為不毛之地。

另外，海水入侵還會帶來一系列的健康問題。在發生海水入侵的濱海地區，由于海水中碘和氟的含量都偏高，如果居民常年飲用成水，就會患上甲狀腺腫大、氟斑牙等疾病。有數據顯示，受海水入侵影響的地區的人口平均死亡率比非入侵地區高1‰。

重點在防

不合理地開采地下水(包括過量開采與布井不合理等)是導致海水入侵的直接原因，因此，解決海水入侵問題的重點在于防。從地下水補給、徑流、排泄的角度看，防治海水入侵的核心是增加地下淡水補給量和限制地下水開采量。海水入侵的常用防治措施有開源節流、構筑防滲帷幕和適應性生態改良等。

①開源節流，即增加地下淡水補給置和限制地下水開采。適當限制地下水的開采，合理開發地下水可以有效減少地下水的排泄，其主要手段是對濱海地區地下水資源進行優化管理，在不發生海水入侵的前提下，以地下水模型為依據確定允許開采量，調整地下水開采布局；而在增加濱海地區地下淡水補給量方面，國內外總結了許多經驗：比如攔截和存蓄降水并用地表徑流補充地下水、興建跨流域調水工程將淡水引入濱海地區、在濱海地帶有計劃地回補地下水等。

②構筑地下水防滲帷幕。在地質條件允許的濱海地區構筑防滲帷幕，適當攔蓄地下徑流，減少地下淡水入海水量。此舉既可以起到攔截地下水徑流的作用，又可以起到阻止海水入侵的作用。

③適應性生態改良是指適應海水入侵現狀，進行海水入侵區生態改良試驗，利用地下微咸水或與淡水混合利用澆灌耐鹽作物，分區治理，發展海水入侵區經濟。具體方法比如在海水入侵區建立適合區域生態特點的農牧漁林良性循環的生態系統，改良土壤；或者對海水入侵威脅區調整水資源利用方向，發展節水型農牧業和工副業；再或者在地下水系統的補給區，以涵養水源為出發點，發展生態農林業。

另外，在海島或近海區，將傳統垂直抽水井改變為水平集水方式，如水平集水廊道或輻射井等井型，可以有效減小由抽水引起的地下水鹽度快速升高，從而減緩海水入侵。也可在海島淡水透鏡體內開挖最小降深的截水廊道，此舉在夏威夷、馬里亞納群島等均有成功經驗。

我國開展海水入侵研究較晚，但目前在海水入侵現狀調查、基本理論探索、模型研制、預測預報和防治措施等方面均取得了重大進展，已經從簡單的定性調查走向定量化和模型化，并已從理論研究走向工程實施。

雖然如此，但是在海水入侵的防治工作中，還是有許多問題在等待著研究人員們逐一解決，比如，在海水入侵過程中伴隨著一系列物理、化學和生物過程，這些過程的物質循環到底是怎樣的?其次，目前的海水入侵研究均是在發生嚴重海水入侵危害地區開展的，鑒于海水入侵一旦發生即將造成難以治理的危害，因此進行超前的防止海水入侵的研究和預報就顯得十分重要。另外，常規布設地下水觀測孔來監測海水入侵的方法投入大、耗時多，所以應該積極開發追蹤和顯示過渡帶移動變化的簡便、有效的方法，并研制相關儀器。最后，還需要加強在濱海地區開展適應性生態改良、回灌補源工程、帷幕地下水庫工程的示范研究等等。(文章代碼：1917)

[責任編輯]趙檸