冷維亮 畢欽祥 朱琳琳 徐月琴 閆 杰

1 引言

萊州灣地區(qū)北臨渤海，南依泰山北麓山前平原，東與膠東半島相鄰，西與魯中腹地接壤，沿萊州灣海岸呈半環(huán)狀，全區(qū)包括龍口、招遠、萊州、昌邑、寒亭、壽光、廣饒7市（縣、區(qū)）及平度市的一小部分，總面積約10114km2。部分海岸為山前平原及河口平原，其中龍口市黃水河、萊州市王河等河流下游形成的沖洪積平原規(guī)模較大，面積約800 km2，地下水豐富。

萊州灣地區(qū)地形、地貌條件較復雜，自虎頭崖向西至黃河河口為膠萊河、濰河、彌河、白浪河及小清河、黃河等幾條較大河流沖積形成的砂岸或淤泥質(zhì)平原海岸，地層深厚，結(jié)構(gòu)復雜，地形平坦，潮間帶寬闊，曾多次經(jīng)受過海侵和風暴潮的侵襲，存在著大面積的古咸水區(qū)。

該地區(qū)河流屬淮河流域沿海諸河水系，這些河流多發(fā)源于南部的丘陵山區(qū)，河道多獨流入海，源短流急，且由于年內(nèi)降水量時空分布不均，自龍口市黃水河以西550～700mm，多年平均地表徑流量12.94億m3（含上游入境客水量），70%的降雨量集中于7～9月，而且多集中在約20天之內(nèi)的幾場暴雨降落，洪水暴漲暴落，調(diào)蓄困難，而枯季徑流量很小，甚至長時間斷流，無水可用，對地下水的補給及地表水的攔蓄利用造成極不利的影響。

2 海水入侵現(xiàn)狀

咸水入侵指海洋水或濱海陸地古咸水，越過原有咸淡水界面侵染地下淡水含水層。按氯離子含量大于250mg/L為侵染標準，入侵總面積已經(jīng)超過500 km2，多分布在基巖海岸帶的山前平原及河口沖積洪平原，萊州市土山鄉(xiāng)至廣饒縣小清河南岸的平原海岸尤為嚴重。

隨著地區(qū)經(jīng)濟建設(shè)的飛速發(fā)展，尤其是20世紀80年代初濰寒、昌邑、壽光、龍口等集中供水水源地相繼投產(chǎn)使用，使得區(qū)內(nèi)地下水開采量逐年增加，開采強度不斷增大，全區(qū)淺層地下水可開采量7.52億m3/a，現(xiàn)狀開采量8.13億m3/a，超采0.62億m3/a，出現(xiàn)地下水位持續(xù)下降、海（咸）水入侵等環(huán)境地質(zhì)問題，對當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活構(gòu)成較大危害。究其原因，需水量增加固然是重要因素之一，但水資源量的逐漸減少也是另一個重要原因。

3 地下水資源的變化

3.1 降水量的變化

作為萊州灣地區(qū)淺層地下水主要補給源，大氣降水具有周期性變化特征，經(jīng)歷了枯～豐～枯的變化周期，自1915年以來至今，研究區(qū)經(jīng)歷了一個完整的降水周期，周期長度為86年，其中1915～1948年為枯水期，1948～1980年為豐水期，1980～2011年為枯水期。研究區(qū)系統(tǒng)降水量資料開始于1956年，其中豐水期1956～1980年降水量675mm/a，枯水期1980～2001年降水量578mm/a，豐枯差達97mm/a。

3.2 地表水量的變化

萊州灣地區(qū)地表水資源量隨著降水的周期性變化，據(jù)統(tǒng)計分析，全區(qū)地表水資源量由豐水期的15.22億m3/a減少為枯水期的9.89億m3/a，減少了35%。地表水可供水量在1960～1980年的豐水期為 6.60億 m3/a，1980～1993年的枯水期地表水可供水量僅為3.3億m3/a，減少了50%，其中最干旱的1980～1989年，全區(qū)地表水可供水量僅為2.3億m3。

3.3 水文地質(zhì)條件的變化

萊州灣地區(qū)自1980年以來淺層地下水動力場發(fā)生了很大變化，萊州灣西段1980年以來埋深小于4m的地區(qū)由 23297km2減少至 16778km2，減少了28%，而埋深大于10m的地區(qū)由1980年的0km2增加為2001年的4637km2，占全區(qū)總面積的45.8%；淺層地下水位負值漏斗面積1470km2，占全區(qū)總面積的14.5%。萊州灣東段濱海平原自20世紀70年代末開始出現(xiàn)淺層地下水降落漏斗，到1990年地下水位負值漏斗總面積達491km2，占濱海平原總面積的42.3%，漏斗中心水位標高一般低于-10m。

隨著地下水位埋深的加大，萊州灣地區(qū)淺層地下水降水補給量近20年來有了很大程度的減少。

3.4 淺層地下水資源量的變化

根據(jù)對降水、地表水和水文地質(zhì)條件變化的分析，萊州灣淺層地下水資源量不斷減少。有關(guān)計算表明，該地區(qū)淺層地下水資源量由豐水時段的19.73億m3/a減小為枯水時段的12.70億m3/a，減少了35.6%。其中的主要影響因素是降水入滲補給量的減少，占到整個資源變化量的74%；其次是河流側(cè)滲補給量的減少，占到整個資源變化量的25%。

3.5 淺層地下水質(zhì)的變化

萊州灣地區(qū)是經(jīng)濟較發(fā)達和人類工程活動強烈的地區(qū)，主要表現(xiàn)為人口密度大、工礦企業(yè)密集、地下水開采強度大；另外包氣帶巖性、含水層巖性顆粒較粗，地下水防污能力差，是地下水污染較嚴重的地區(qū)。地下水質(zhì)監(jiān)測點水化學常規(guī)組分對比資料表明，由于咸水入侵，區(qū)內(nèi)淺層地下水污染主要表現(xiàn)為鹽污染，即大部分監(jiān)測點礦化度、總硬度、Na+、CL-、SO42-、HCO3-等常規(guī)組分含量明顯升高。飲用水超標區(qū)面積由1980年的5142km2增長到2002年的5853km2，增長了13.8%，超標區(qū)面積占到整個萊州灣地區(qū)總面積的57.7%。

4 對策建議

4.1 建立地下水庫

針對該地區(qū)河流及降水特點，建立地下水庫是解決咸水入侵問題的具體工程措施。建立地下水庫最基本的條件有兩個：一是要有足夠的天然地下儲水空間；二是要有充足的水源。此外，還應(yīng)考慮可持續(xù)條件、環(huán)境條件和生態(tài)條件等。

以濰河下游平原為例，擬建水庫可選在輝村地區(qū)的濰河河谷，擬建庫區(qū)內(nèi)分布的沖洪積形成礫質(zhì)粗砂層形成地下儲水空間，穿過庫區(qū)的濰河是地下水庫的主要補給水源。根據(jù)地質(zhì)勘探成果，沿河分布的砂礫層透水性良好，滲透系數(shù)38～157.3m/d，特大者可達到273.1m/d，特小者5m/d，貯水層透水性的總趨勢是上小下大，東岸小西岸大。沿河低漫灘上，現(xiàn)場實驗在貯水層厚8.3m的情況下，單位出水量7.15～26.16L/s·m，由此推算最大涌水量76.7～105.4t/h，平均93.3t/h。根據(jù)地下水質(zhì)化驗結(jié)果，水質(zhì)完全符合飲用水標準。

補源工程要有可靠的水源和補源工程措施。水源一是峽山水庫，二是引黃濟青水源，通過引黃供水工程和峽山水庫灌區(qū)工程輸水得以實現(xiàn)。地下水的回灌補源，可以通過補源井和河渠入滲來實現(xiàn)。

地下水庫的組成應(yīng)包括以下幾部分：（1）地下截滲壩。（2）地表水回灌工程，包括三部分：河道地下回灌工程、渠道地下回灌工程及河道表面蓄水入滲工程。（3）地下水開采工程，由兩部分組成，即沿庫區(qū)分布的灌溉用機井和水源地井群。（4）地下水監(jiān)測系統(tǒng)，由兩部分組成，用于監(jiān)測地下壩防滲效果的地下水位測壓管和用于監(jiān)測庫區(qū)地下水位、水質(zhì)狀況的監(jiān)測井。

4.2 攔蓄補源工程

自然環(huán)境與水文地質(zhì)條件決定了該地區(qū)水資源十分貧乏，古河道透水層即是淡水含水層，又是咸水入侵的主要通道。全區(qū)降水集中，河流短流急，水資源平均攔蓄利用率低，僅15%左右，雨季大部分降水流入海洋，攔蓄潛力很大。在河流上游地區(qū)加固現(xiàn)有水庫，并在下游修建平原水庫，枯水季節(jié)利用廢棄的機井、古河槽洼地回灌地下水，可有效儲存淡水，抬高淡水漏斗區(qū)水位，減緩咸水入侵。

4.3 調(diào)整井灌體系，封閉咸水層

20世紀80年代對地下水的掠奪式開發(fā)，咸淡水過渡帶上絕大多數(shù)井報廢，廢棄機井成為咸水越流入侵的主要通道。因此，應(yīng)清理廢棄機井，封閉咸水層，咸淡水過渡區(qū)，嚴格控制深度超過100m的機井，保護深層淡水資源。

咸水入侵是萊州灣地區(qū)面臨的主要問題，引客水補源，建立地下水庫補給地下水資源量是解決該問題的主要途徑。在此基礎(chǔ)上，攔蓄補源，調(diào)整井灌體系，補給持續(xù)消耗的地下含水層，將在很大程度上緩解咸水入侵問題