硇洲島地下水水質(zhì)咸化和海水入侵主要成因及對策

陳 苑

（廣東省水文局湛江分局，廣東 湛江 524037）

硇洲島地下水水質(zhì)咸化和海水入侵主要成因及對策

陳 苑

（廣東省水文局湛江分局，廣東 湛江 524037）

文章通過分析湛江市硇洲島地下水水質(zhì)咸化和海水入侵主要原因及趨勢，為防止水質(zhì)咸化區(qū)持續(xù)擴(kuò)大提出了合理性措施和建議。

湛江市硇洲島；水質(zhì)咸化和海水入侵；措施和建議

湛江市硇洲島，近年來由于部分群眾盲目打井，無序開采地下水，導(dǎo)致地下水嚴(yán)重超采，引發(fā)了海水倒灌入侵，使該島部分區(qū)域沿海近千米范圍內(nèi)的淺、中層井水水質(zhì)不同程度咸化，造成以地下水為飲用水源的十余條村莊近萬名群眾飲水出現(xiàn)困難。

（一）自然地理及供水工程概況

硇洲島是一個大約20～50萬年前由海底火山爆發(fā)而形成的海島，位于湛江市東南約40km處，它北傍東海島，西依雷州灣，東南面是南海，縱深是太平洋，海岸線長43.98km，總面積約 56 km2。硇洲地處北回歸線以南的低緯地區(qū)，屬熱帶和亞熱帶季風(fēng)氣候，終年受海洋氣候的調(diào)節(jié)，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑，年平均氣溫為22.7℃～23.3℃，年平均日照時數(shù)為1817.7～2106小時。

硇洲島無江河湖泊，地表水源工程除極少的蓄水工程外無引水、提水、調(diào)水工程，現(xiàn)僅有小型水庫三個、塘壩兩個共五個蓄水工程，集水面積共2.5 km2，總庫容為90萬m3，興利庫容約50萬m3。全島主要靠地下水源解決生活生產(chǎn)問題，現(xiàn)有大于30m深的抽水井約2036眼，90%以上的水井為30～120m之間的淺中層水井。

（二）水資源量分析

1、地表、地下水資源量

硇洲島多年平均降雨量為1209mm，當(dāng)?shù)囟嗄昶骄嬲舭l(fā)量為1150mm（E601型蒸發(fā)器觀測），陸地蒸發(fā)量為970 mm。據(jù)降雨量資料及《廣東省水文圖集》（1991年），可進(jìn)行當(dāng)?shù)厮Y源量的計算，計算成果見表1。由表中可知，全島人均地表水占有量660 m3/人，比全市1256 m3/人少40%左右。由于當(dāng)?shù)氐貏萜教梗钏こ虡O少，故大部分水資源以洪水的形式直接渲泄入海，實際可利用的地表水資源量更少。硇洲島地下水資源量約為2242萬m3，其中淺層水資源量約1742萬m3。

表1 地表水資源量計算成果表

2.可供水量分析

地表水供水水源主要為集中蓄水工程，多年平均可供水量約為50萬m3，地下水可開采量為1604萬m3，其中淺層水可開采量1219萬m3，中、深層可開采量385萬m3，可供水量詳見表2。

表2 硇洲島不同水平年可供水量估算表 單位：萬m3

3.現(xiàn)狀用水量調(diào)查分析

硇洲島工業(yè)用水按產(chǎn)值估算，參照行業(yè)用水定額，用水保證率為90%時年用水量約80萬m3。硇洲島人口為4.5萬人，用水定額為122L/人·日，用水保證率為90%時年用水量200萬m3。硇洲島農(nóng)作物主要為香蕉，全島總灌溉面積3萬畝，其中香蕉2.6萬畝，水稻0.1萬畝，其它農(nóng)作物0.3萬畝。參照《廣東省一年三熟灌溉定額》（1999）內(nèi)香蕉及水稻的凈灌溉定額，結(jié)合硇洲島的土質(zhì)情況（砂壤土）及灌溉情況，島內(nèi)香蕉凈灌溉定額采用 660m3/畝，水稻凈灌溉定額采用750m3/畝, 其它農(nóng)作物凈灌溉定額采用300m3/畝，則香蕉灌溉用水量為1716萬m3;水稻灌溉用水量為75萬m3；其它農(nóng)作物灌溉用水量為90萬m。漁業(yè)用水主要為對蝦養(yǎng)殖業(yè)，現(xiàn)有蝦塘0.17萬畝,補(bǔ)水定額為800m3/畝,則蝦塘年用水量為136萬m3。經(jīng)計算農(nóng)業(yè)灌溉凈用水量約1881萬m3，渠系水利用系數(shù)采用0.95（井灌），則灌溉年毛用水量1980萬m3，農(nóng)業(yè)總用水量為2116萬m3。

由此可得，則現(xiàn)狀總用水量約2396萬m3，其中地下水用水量為2346萬m3，地下水是最主要的供水水源，占總用水量的98%。

（三）地下水水質(zhì)監(jiān)測基本情況

為準(zhǔn)確分析島內(nèi)地下水水質(zhì)咸化程度和受影響含水層的垂直深度以及咸化區(qū)離海岸的最大縱深距離，在島內(nèi)地面高程相對較低的西南、西北與東北部沿海地帶，劃出水質(zhì)咸化區(qū)域范圍，抽選了28眼地下井的水樣實施了相關(guān)水質(zhì)、水位監(jiān)測。各監(jiān)測項目依據(jù)《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法》（GB5750-85）檢測，并采用《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-93）Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價。各監(jiān)測項目Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)具體數(shù)值分別為：氯化物≤250mg/L；總硬度≤450mg/L；pH=6.5～8.5；氨氮≤0.2mg/L；氟化物≤1.0mg/L；鐵≤0.3mg/L；錳≤0.1mg/L；砷≤0.05mg/L。圖1為地下井監(jiān)測分布圖。

圖1 地下井監(jiān)測分布圖

據(jù)抽選的28眼地下井的水質(zhì)、水位監(jiān)測成果和實地調(diào)查情況顯示，島內(nèi)地勢較為低緩的西南、西北與東北部沿海區(qū)域已經(jīng)出現(xiàn)海水入侵，海水最大縱深滲透距離達(dá)1000m左右，入侵區(qū)內(nèi)30～80m 深度范圍的地下含水層水質(zhì)普遍發(fā)生不同程度咸化，咸化高濃度區(qū)主要集中于距岸600m以內(nèi)的近海地帶，且當(dāng)中又以英明村情況最為嚴(yán)重，其氯化物含量高達(dá)8890mg/L，超標(biāo)34.6倍。表3為硇洲島地下水質(zhì)咸化調(diào)查水質(zhì)監(jiān)測成果表。

表3 硇洲島地下水質(zhì)咸化調(diào)查水質(zhì)監(jiān)測成果表

（四）地下水水質(zhì)咸化和海水入侵主要原因及趨勢分析

1.供用水嚴(yán)重失衡，地下水超采嚴(yán)重

香蕉種植業(yè)及海水養(yǎng)殖業(yè)為了追求最大效益，用水保證率均達(dá)90%以上，因此，現(xiàn)狀年用水量基本保持在2400萬m3左右，而豐水年的供水量僅約為1860萬m3，供用水嚴(yán)重失衡。依據(jù)開采系數(shù)K=I/M（其中I為開采量，M為可開采量），2004年（枯水年，降雨量僅有850mm左右）地下水的開采系數(shù)K=1.7，屬嚴(yán)重超采年，比可開采量多開采了近三分之一。

2.灌溉方式落后，用水浪費嚴(yán)重

當(dāng)?shù)叵憬豆喔扔盟伎傆盟康?5%左右，基本上全部采用井灌形式，在香蕉地附近打井抽水，采用漫灌的方式灌溉，浪費極其嚴(yán)重。

3.缺乏資源開發(fā)和利用的綜合規(guī)劃和統(tǒng)一管理，缺乏宏觀調(diào)控

香蕉業(yè)和對蝦養(yǎng)殖業(yè)的業(yè)主根椐個人生產(chǎn)需要隨意打井，不受任何機(jī)構(gòu)部門審批、管理和監(jiān)督，井群布局、取水層位設(shè)置不合理，區(qū)域開采強(qiáng)度過大，形成嚴(yán)重超采，是引發(fā)硇洲島海水入侵和導(dǎo)致島區(qū)近海地帶地下水水質(zhì)咸化的根本原因。無節(jié)制的大規(guī)模集中超采，直接導(dǎo)致了島內(nèi)地下水位迅速下降（所有現(xiàn)場監(jiān)測的水質(zhì)咸化井均已出現(xiàn)低于海平面的地下水水位）和地下水降落漏斗的不斷擴(kuò)大，為海水創(chuàng)造了從外海向島嶼外圍，再逐漸向腹地不斷入侵的有利動力條件。再者，近年硇洲降水稀少（2004年平均降水量僅856mm），陸面蒸發(fā)量大，氣候持續(xù)干旱，造成島上接受大氣降雨和地表水補(bǔ)給的淺層地下水補(bǔ)充嚴(yán)重不足，水位持續(xù)下降，是引起海水倒灌入侵的重要原因之一。

（五）對策和建議

針對硇洲島無序超采地下水資源，引發(fā)海水入侵危機(jī)情況，結(jié)合今后從水資源與環(huán)境相統(tǒng)一、人與自然相和諧的角度進(jìn)行區(qū)域性綜合防治的實際需要，建議采取以下措施，有效加強(qiáng)硇洲地下水資源的管理：

1.由水行政主管部門對島內(nèi)水資源實行統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一管理，嚴(yán)格按取水許可制度要求，制訂具體水資源管理辦法，嚴(yán)格控制開采數(shù)量，禁止繼續(xù)在臨海區(qū)域集中開采淺層水，防止水質(zhì)咸化區(qū)持續(xù)擴(kuò)大。

2.對硇洲島地下水資源量和可開采量實行進(jìn)一步科學(xué)調(diào)查與評估，在準(zhǔn)確作出評價的基礎(chǔ)上，以資源定規(guī)劃，制定水資源優(yōu)化分配方案。

3.封填已咸化水井，對內(nèi)陸相鄰水井必須堅持分散與少量開采原則，實行輪換分批分段開采，防止海水繼續(xù)向島內(nèi)縱深地帶滲透發(fā)展。

4.硇洲島水資源來源為雨水，地表水源極少，無集雨工程、海水淡化等水源工程，地下水是最主要的供水水源，為保證地下水的開采量，建議興建滲濾池、回灌坑、滲濾井等人工地下水回灌工程，將暴雨徑流水通過地表滲濾或回灌井注水，或通過人工系統(tǒng)人為改變天然滲濾條件，將水從地面輸送到地下含水層中。按初步估算，回灌工程每增加1 km2有效集水面積，則每年能增加補(bǔ)水量約25萬m3，補(bǔ)充調(diào)節(jié)地下水量，有效緩解水資源供需矛盾和防止海水繼續(xù)入侵。

5.強(qiáng)制實施噴灌、滴灌、微灌等節(jié)水灌溉新技術(shù)，推廣徐聞大水橋農(nóng)場香蕉種植基地采用半固定噴灌灌溉的成功經(jīng)驗，全面節(jié)流，提高農(nóng)業(yè)灌溉效益。

6.適當(dāng)調(diào)整硇洲產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，建立結(jié)構(gòu)合理、功能穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)效益高的農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)體系，實行旱作農(nóng)業(yè)，推廣種植耐旱、耐鹽作物品種，以降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對當(dāng)?shù)氐叵滤Y源的高消耗。

7.盡快開展地下水監(jiān)測，及時掌握地下水水位、開采量、水質(zhì)等地下水動態(tài)變化規(guī)律，為地下水的合理開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)，防止水文地質(zhì)環(huán)境惡化及保證地下水資源的可持續(xù)利用。

[1]廣東省水文局湛江水文分局.關(guān)于硇洲島地下水水質(zhì)咸化和海水入侵情況的調(diào)查報告[R].2006.08.

P641.6

A

1008-1151(2011)04-0114-02

2011-01-14

陳苑（1970－），男，廣東省水文局湛江分局工程師，從事水文測驗與研究。