平度市海水入侵現(xiàn)狀與防治對策

王松祿，王松吉，竇廣勝

（1.青島水文水資源勘測局，山東 青島 266000；2.青島市北膠萊河管理所，山東 青島 266000）

近幾年，氣候干旱少雨，加之工農(nóng)業(yè)快速發(fā)展，大量抽取地下水，地下水位連續(xù)下降，引起海水入侵加劇。同時，由于北膠萊河蓄水防潮閘年久失修、功能降低，澤河上無防潮閘，導(dǎo)致海水沿北膠萊、澤河回灌，侵染了北膠萊河、澤河沿岸鎮(zhèn)、村。據(jù)調(diào)查，平度市環(huán)渤海灣沿岸的新河、灰埠、張舍、馬戈莊4鎮(zhèn)的海水入侵面積已達(dá)120 km2。由于海水入侵，惡化了地下水質(zhì)，加劇了淡水資源匱乏，已使4鎮(zhèn)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到嚴(yán)重影響，100多個村莊飲用水困難，部分村莊因飲用劣質(zhì)水，對人體造成了嚴(yán)重危害。因此，目前加強(qiáng)海水入侵監(jiān)測、調(diào)查，研究防治對策和措施，為當(dāng)?shù)厝罕娊鉀Q海水入侵問題，提高生活質(zhì)量顯得尤為重要。

1 海水入侵調(diào)查研究背景和意義

青島平度市新河—灰埠地帶是山前與濱海平原的結(jié)合部，海相與陸相沉積交錯重疊。由于地形低平（<5 m），海積層發(fā)育，大部分地段屬于上淡下咸區(qū)。近20年來，因天氣干旱，淡水（降水及南部地下徑流）補(bǔ)給量銳減，農(nóng)業(yè)開采量加大，地下水位大幅度下降（最低水位-5 m以下），致使北部咸水南侵。

海水入侵有兩種類型，一種是現(xiàn)代海水沿北膠萊河上溯入侵傍河淡水潛水含水層的現(xiàn)代海水入侵，海水入侵上溯入侵范圍一般達(dá)新河擋潮閘。另一種為咸鹵水入侵，埋深的古鹵水是萊州灣南岸地下古鹵水的一部分，分布在新河鎮(zhèn)的北苗家、常家和海倫一帶，亦或埋深于黃土層之下，由于深層淡水開采造成水位下降，引起北部或底部咸水體入侵。上述兩種入侵往往疊置在一個區(qū)域形成海咸水入侵的混合帶。

據(jù)調(diào)查，1980年以前，咸淡水界面（即礦化度1 g/L等值線）大體在煙濰公路以北約500 m處，入侵面積35 km2，到1989年已擴(kuò)展到公路以南，最大推進(jìn)距離超過3 000m，入侵面積50km2；1998年入侵面積80 km2；2004年入侵面積為110 km2；2007年入侵面積已經(jīng)達(dá)到120 km2，目前海水入侵正在進(jìn)一步加劇。

海水入侵使得原來的微咸水區(qū)變?yōu)橄趟畢^(qū)，土壤鹽漬化加重，地下水質(zhì)惡化變咸，大批機(jī)井因水質(zhì)變咸而報廢，良好的耕地與生態(tài)環(huán)境遭到了破壞。針對海水入侵的動態(tài)變化趨勢，布設(shè)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，對海水入侵影響要素進(jìn)行分析研究，對地下水位、地下水質(zhì)、土壤鹽分等進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，編制平度市海水入侵區(qū)動態(tài)監(jiān)測圖，并建立海水入侵動態(tài)預(yù)測模型，對本區(qū)海水入侵進(jìn)行綜合防治和生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)具有重要的現(xiàn)實意義。

2 平度市海水入侵現(xiàn)狀調(diào)查

2.1 水文地質(zhì)條件調(diào)查

利用水源地內(nèi)原有的取水井、農(nóng)灌井，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦巍⒌刭|(zhì)條件，確定海水入侵區(qū)地下水補(bǔ)給、徑流、排泄條件，尤其是地下水位與北膠萊河水位不同季節(jié)的變化規(guī)律、地下水與河水的相互作用。分析降雨、開采、地下水位與海水入侵面積的相關(guān)關(guān)系。

2.1.1 海侵區(qū)地層調(diào)查

利用Auslog測井系統(tǒng)對已有的鉆井進(jìn)行Gamma測量，獲取地層信息，調(diào)查區(qū)域含水巖層的巖性、結(jié)構(gòu)、厚度；在新河鎮(zhèn)、三苗家和海倉打3個鉆孔，鉆孔深入基巖，以了解含水層構(gòu)造和巖性。

2.1.2 地下水水位調(diào)查

利用人工測量法或遙測法對北膠萊河右岸原有取水井、農(nóng)灌井進(jìn)行測量，得出區(qū)域地下水的水位，確定區(qū)域地下水流場，繪制地下水等值線圖。

2.1.3 地下水補(bǔ)、徑、排條件調(diào)查

根據(jù)地下水流場確定地下水類型、補(bǔ)給、徑流和排泄條件，并通過資料搜集與動態(tài)監(jiān)測了解區(qū)域地下水位與北膠萊河水位不同季節(jié)的變化規(guī)律、地下水與河水的相互作用。

2.1.4 地下水開采狀況調(diào)查

調(diào)查北膠萊河右岸平原開采井位置及分布、開采量、開采方式等相關(guān)資料。

2.1.5 水文地質(zhì)參數(shù)確定

通過抽水試驗或注水試驗，確定區(qū)域主要水文地質(zhì)參數(shù)，包括水平滲透系數(shù)、垂直滲透系數(shù)以及潛水含水層給水度等。

2.1.6 河床沉積物滲透系數(shù)確定

由于北膠萊河海水上溯是造成平度市沿河地區(qū)海水入侵的重要原因之一，因此通過開展北膠萊河河床沉積物滲透系數(shù)試驗，進(jìn)行河水與地下水相互作用的定量研究，由此確定滲透系數(shù)。此參數(shù)將直接影響著河流向含水層的入滲量以及含水層向河流的排泄量。

2.2 海水入侵咸淡水界線監(jiān)測

物探技術(shù)用于海水入侵監(jiān)測，其基本原理是咸、淡水兩種不同介質(zhì)對自然或人工電場具有不同的電導(dǎo)反映，因而對探測曲線的解釋便可以用來確定咸淡水界面的位置，達(dá)到監(jiān)測的目的。

本次利用高密度電阻率儀對海水入侵區(qū)進(jìn)行視電阻率測量，初步確定海水入侵咸淡水界面線。

2.3 海水入侵水質(zhì)監(jiān)測

海水入侵水化學(xué)監(jiān)測主要通過對地下水中的化學(xué)成分進(jìn)行分析來達(dá)到鑒別海水入侵的目的。指標(biāo)中應(yīng)用較多的有Cl－濃度、礦化度（或TDS）、電導(dǎo)率、鹽度、特征離子比值、離子強(qiáng)度、微量元素以及礦物相的飽和指數(shù)等。

目前一般Cl－濃度250 mg/L等值線作為海水入侵咸淡水界面線。本次研究可利用地面電阻率和水化學(xué)取樣分析方法，在平度市海水入侵區(qū)同期進(jìn)行監(jiān)測對比。

3 防治對策

3.1 判別海咸水入侵來源

利用C、H、O等同位素來確定地下咸水體的組成及來源。利用元素及其同位素比率，配合常規(guī)水化學(xué)分析手段，分析平度市海水入侵區(qū)地下水與北膠萊河上溯海水、地下古鹵水之間的關(guān)系，進(jìn)一步明確海水入侵來源問題。為今后潛水含水層和承壓含水層，現(xiàn)代海水入侵和古鹵水入侵防治提供基本依據(jù)。

3.2 防治海水入侵的工程措施

3.2.1 開源節(jié)流工程

開源就是充分利用當(dāng)?shù)亟邓陀旰樗Y源、適當(dāng)引調(diào)客水資源；節(jié)流是大搞節(jié)約用水，包括農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水、工業(yè)節(jié)水和生活節(jié)水等。此工程類型緊扣海水入侵發(fā)生的實質(zhì)，通過增加水資源量、改變供水結(jié)構(gòu)來預(yù)防和緩解海水入侵。在河道上、中游地段興建水庫、閘、壩等工程攔蓄雨洪水資源、增加可供水量的功效。在開源的同時，積極建設(shè)節(jié)水工程。工業(yè)方面，主要是提高水資源重復(fù)利用率和污水處理及回用率，從而達(dá)到降低單位產(chǎn)值水耗。生活方面，則以推廣使用家庭節(jié)水器具為主，注重各類宣傳措施。

3.2.2 防潮堤工程

修筑防潮堤工程防止風(fēng)暴潮災(zāi)、修建防潮閘防止海水上溯倒灌是非常必要的措施，北膠萊河新河大閘對防止風(fēng)暴潮害和海水入侵起到了重要作用。另外，在圍壩內(nèi)開挖淺塘水渠、興建淡水水庫、栽植果樹林和蘆葦，營建人工濕地等都是防止海水入侵極為有效的方法。

3.2.3 地下水回灌工程

地下水回灌，是為克服因過量超采地下水引起地下水位下降而造成的各種危害，而采用的各種工程措施，以增加地下水的入滲補(bǔ)給量。該工程措施不僅是防治海水入侵發(fā)展的應(yīng)急性措施，也是消除該地區(qū)產(chǎn)生海水入侵災(zāi)害的治本性方法。

3.2.4 地下壩工程

地下壩工程是指在濱海平原河口地區(qū)，采取高壓噴射灌漿、靜壓灌漿等方法構(gòu)筑地下防滲墻，形成地下攔水壩，攔蓄地下潛流，阻斷海咸水與淡水的接觸面、增大滲經(jīng)，阻止海水入侵，以達(dá)到提高地下水位，防治海水入侵的目的。