袁月平，黃修東，孫團(tuán)先，鄭志國(guó)

（山東省青島市水文局，266071，青島）

青島市海（咸）水入侵普查與機(jī)理研究

袁月平，黃修東，孫團(tuán)先，鄭志國(guó)

（山東省青島市水文局，266071，青島）

根據(jù)山東省地下水超采區(qū)綜合整治暨地下水環(huán)境保護(hù)工作的有關(guān)要求，針對(duì)青島市海（咸）水入侵問(wèn)題，在分析多年監(jiān)測(cè)資料的基礎(chǔ)上，對(duì)區(qū)域內(nèi)的海（咸）水入侵情況開(kāi)展全面普查，摸清了海（咸）水入侵范圍，確定海（咸）水入侵面積為178.3 km2，明確了主要入侵區(qū)的海（咸）水入侵機(jī)理，全面掌握了海（咸）水入侵災(zāi)害現(xiàn)狀、范圍和影響因素，對(duì)海（咸）水入侵的控制及治理具有重要意義。

青島市；海（咸）水入侵；普查；入侵機(jī)理

防治海（咸）水入侵對(duì)保障用水安全、改善濱海地區(qū)水生態(tài)環(huán)境和提高水資源支撐能力具有重要意義。目前全世界范圍內(nèi)已有50多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的幾百個(gè)地段發(fā)現(xiàn)了海（咸）水入侵，主要分布于經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)達(dá)的濱海平原、河口三角洲平原及海島地區(qū)。早在1964年，我國(guó)遼寧省大連市就發(fā)生了過(guò)量開(kāi)采地下水引發(fā)的海（咸）水入侵現(xiàn)象，20世紀(jì)80年代以來(lái)，渤海、黃海沿岸不同程度地出現(xiàn)了海（咸）水入侵加劇現(xiàn)象，其中以山東省萊州灣沿岸最為突出。海（咸）水入侵不僅使濱海地區(qū)的生態(tài)環(huán)境惡化，而且阻礙了沿海地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。青島市地處山東半島南部，東部瀕臨黃海，西北部接壤渤海灣，是我國(guó)華東地區(qū)重要的沿海開(kāi)放城市之一。全市總面積11 282 km2，海岸線長(zhǎng)730.6 km，濱海地區(qū)因過(guò)量開(kāi)采地下水或沿海灘涂開(kāi)發(fā)不當(dāng)造成海（咸）水入侵，影響了當(dāng)?shù)鼐用竦纳詈徒?jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。

按照《山東省水利廳關(guān)于開(kāi)展海（咸）水入侵普查工作的通知》（魯水資函字〔2016〕15號(hào)）的要求，青島市水文局在分析多年監(jiān)測(cè)資料的基礎(chǔ)上，對(duì)區(qū)域內(nèi)的海（咸）水入侵情況開(kāi)展調(diào)查研究，摸清海（咸）水入侵范圍，明確入侵機(jī)理，全面掌握濱海平原地區(qū)海（咸）水入侵災(zāi)害現(xiàn)狀、范圍和發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)海（咸）水入侵的控制及治理具有重要意義。

一、海（咸）水入侵普查

1.監(jiān)測(cè)站點(diǎn)布設(shè)

按照《海洋地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查技術(shù)規(guī)程》（2006年）等規(guī)范要求，海（咸）水入侵調(diào)查主要采用地下水化學(xué)指標(biāo)監(jiān)測(cè)，在觀測(cè)井點(diǎn)的平面布置上，按照垂直海岸線的方向布設(shè)監(jiān)測(cè)斷面線，每條斷面線上選取4～5個(gè)觀測(cè)井作為監(jiān)測(cè)點(diǎn)，盡量做到監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的距離均衡。監(jiān)測(cè)井布設(shè)要充分考慮地質(zhì)構(gòu)造以及歷史咸淡水界面因素的影響，咸淡水界面附近加密布設(shè)，以掌握海（咸）水入侵的動(dòng)態(tài)特征。

本次普查在青島市共布設(shè)斷面26條，勘點(diǎn)定位90個(gè)，共90個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，主要布設(shè)在北膠萊平原的平度市新河鎮(zhèn)、大沽河下游的膠州市麻灣鎮(zhèn)和李哥莊鎮(zhèn)、洋河下游的膠州市九龍鎮(zhèn)和黃島區(qū)王臺(tái)鎮(zhèn)及紅石崖鎮(zhèn)、白沙河下游的城陽(yáng)區(qū)流亭街道辦、辛安河下游的黃島區(qū)辛安街道辦、白馬—吉利河下游的黃島區(qū)泊里鎮(zhèn)和大場(chǎng)鎮(zhèn)及海青鎮(zhèn)等區(qū)域。其中2個(gè)主要海（咸）水入侵區(qū)北膠萊平原的平度市新河區(qū)域布設(shè)4條監(jiān)測(cè)剖面線16個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，大沽河下游的膠州市麻灣鎮(zhèn)和李哥莊鎮(zhèn)布設(shè)6條監(jiān)測(cè)剖面線26個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)。

2.入侵指標(biāo)及水樣檢測(cè)

濱海地區(qū)受海（咸）水入侵后，地下水中的氯離子濃度會(huì)明顯增高，直接影響水質(zhì)。故以氯離子含量作為判斷海（咸）水入侵的首選標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)選擇礦化度作為判別海（咸）水入侵的輔助指標(biāo)。根據(jù)青島地下水氯離子原始背景值和以往海（咸）水入侵普查研究基礎(chǔ)，確定本區(qū)海（咸）水入侵的判別標(biāo)準(zhǔn)為氯離子濃度大于250 mg/L和礦化度大于1 000 mg/L。取樣用口徑為8～15 cm的專用采樣器，每個(gè)監(jiān)測(cè)井點(diǎn)取水樣1 000 mL?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)井深、經(jīng)緯度等情況，填寫水采樣送驗(yàn)單，按時(shí)送至山東省水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心青島分中心進(jìn)行化驗(yàn)，化驗(yàn)按照有關(guān)技術(shù)導(dǎo)則及規(guī)范進(jìn)行。經(jīng)檢測(cè)，90處監(jiān)測(cè)站點(diǎn)中，有32處氯離子濃度超過(guò)250 mg/L，氯離子濃度最大為2 330 mg/L，對(duì)應(yīng)礦化度為4 950 mg/L，位于大沽河下游膠州市李哥莊鎮(zhèn)馬家莊。

二、海（咸）水入侵分布范圍

根據(jù)水質(zhì)檢測(cè)情況，結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦?、水文地質(zhì)條件，在青島市1∶50 000 Mapinfo 7.5地圖上繪制本次海（咸）水入侵分布范圍，計(jì)算海（咸）水入侵面積。結(jié)果表明，本次普查期間青島市海（咸）水入侵主要分布在大沽河下游、城陽(yáng)區(qū)白沙河—墨水河下游、洋河下游、平度市新河鎮(zhèn)、黃島區(qū)白馬—吉利河下游、即墨市周疃河下游，海（咸）水入侵總面積約178.3 km2，各主要海（咸）水入侵區(qū)面積見(jiàn)表1。從表1可以看出，各主要海（咸）水入侵區(qū)中大沽河下游、平度新河鎮(zhèn)海（咸）水入侵面積最大，對(duì)當(dāng)?shù)鼐用裆詈徒?jīng)濟(jì)發(fā)展影響也最大。

1.大沽河下游入侵范圍

大沽河下游26處水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中氯離子濃度大于250 mg/L的有10處，最大點(diǎn)出現(xiàn)在膠州市李哥莊鎮(zhèn)馬家莊村，氯離子濃度達(dá)到2 330 mg/L，總礦化度為4 950 mg/L。根據(jù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果，結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦螚l件，大沽河下游海（咸）水入侵區(qū)主要分布在大沽河水源地南部大沽河干流左岸和右岸西南邊緣，膠州市李哥莊鎮(zhèn)、膠東鎮(zhèn)和營(yíng)海鎮(zhèn)一帶，最北端到即墨市藍(lán)村鎮(zhèn)郭家屋子村，棘洪灘水庫(kù)以西，向南沿左岸一直延伸到膠州灣高速一線。從縱向上看，本次普查結(jié)果入侵邊界到達(dá)北部即墨市藍(lán)村鎮(zhèn)郭家屋子村。經(jīng)分析統(tǒng)計(jì)，本段海（咸）水入侵面積約為58.65 km2。

2.平度新河區(qū)域入侵范圍

平度市新河區(qū)域16處水質(zhì)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)中有8處氯離子濃度超過(guò)250 mg/L，其中大于1 000 mg/L的有3處。海（咸）水入侵邊界在煙汕線以南，最大推進(jìn)距離超過(guò)2 000 m，最小處也大于500 m，西部邊界大致沿平度市西部邊界線，東部大致沿?zé)熒蔷€以南、榮烏高速以北，自北向南依次沿小苗家村、小寧家村、沙埠村、李家鋪村，一直到南部馬戈莊鎮(zhèn)壩口村，海（咸）水入侵區(qū)自北向南總體呈變窄趨勢(shì)，總體來(lái)講，新河鎮(zhèn)海（咸）水入侵范圍和程度有所增加，海（咸）水入侵面積76.96 km2。氯離子濃度大于1 000 mg/L的咸水區(qū)主要分布在煙汕線以北的新河鎮(zhèn)大苗家村、小苗家村、寧家村、龍灣姜家村等區(qū)域，煙汕線以南區(qū)域氯離子濃度一般低于1 000 mg/L。

表1 青島市海（咸）水入侵普查分布面積

三、主要海（咸）水入侵區(qū)入侵機(jī)理

青島濱海平原地區(qū)海（咸）水入侵類型可以分為兩種：一種以現(xiàn)代海（咸）水入侵為主，地下水與現(xiàn)代海水具有直接的水力聯(lián)系，當(dāng)水位低于海平面時(shí)，海水沿含水層向內(nèi)陸侵染。這種入侵類型主要發(fā)生在大沽河下游、白沙河下游、洋河下游、周疃河下游等區(qū)域，入侵面積較小。青島市近3年連續(xù)干旱，地下水水位持續(xù)下降，河水?dāng)嗔?，海水與地下水之間水頭差增大，加快了海水倒灌入侵的速度。第二種入侵類型以咸水侵染為主，咸淡水含水層分布復(fù)雜，在淡水水位低于咸水水位時(shí)發(fā)生入侵，這種入侵類型主要發(fā)生在平度新河區(qū)域。

1.大沽河下游、白沙河下游等區(qū)域

大沽河平原區(qū)地下水主要賦存于第四系沖積、沖洪積層下部，含水層為砂、砂礫石層。由于新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，沖積、沖洪積砂及砂礫石層順河向海底延伸較遠(yuǎn)，海水與地下水的聯(lián)系更加密切。自1981年開(kāi)發(fā)大沽河水源地向青島市應(yīng)急供水開(kāi)始，因疏干開(kāi)采在李哥莊一帶形成面積約100 km2的地下水降落漏斗，中心最低水位-8.18 m，因而引起南端及東南邊緣的咸水逐漸內(nèi)侵。同時(shí)在大沽河下游近海的南莊東風(fēng)閘因管理不善，遇到大潮時(shí)海水順河上溯至何營(yíng)莊附近，距離入海口長(zhǎng)達(dá)12 km以上，導(dǎo)致海水倒灌入滲，加上地下水水位較低，海水倒灌十分有利，致使水源地南端和沿河兩岸滯留了大量的海（咸）水。本次普查期間大沽河右岸基本沒(méi)有海（咸）水入侵現(xiàn)象，是由于隨著膠州市城市化進(jìn)程的加快和膠東機(jī)場(chǎng)的開(kāi)發(fā)建設(shè)，右岸大部分農(nóng)村變成城市建設(shè)用地和機(jī)場(chǎng)建設(shè)用地，農(nóng)業(yè)和生活用水開(kāi)采量大幅度減小，地下水水位上升，阻止了海水入侵。白沙河下游、洋河下游等海（咸）水入侵區(qū)一般都發(fā)育有厚度較大、透水性強(qiáng)的沖洪積砂礫石層，并一直延伸到海底，具備海（咸）水入侵發(fā)生的基本水文地質(zhì)條件，青島市近3年地下水水位持續(xù)下降，海水與地下水之間水頭差增大，加快了海水入侵的速度。這些區(qū)域均屬于現(xiàn)代海（咸）水入侵類型。

2.平度新河區(qū)域

平度新河鎮(zhèn)一帶自新生代以來(lái)以持續(xù)沉降活動(dòng)為主，平原面積廣大，地勢(shì)低平，第四系厚度大而連續(xù)。晚更新世以來(lái)3次大的海侵（滄州海侵、獻(xiàn)縣海侵、黃驊海侵）中，獻(xiàn)縣海侵和黃驊海侵都曾入侵該區(qū)或周邊地區(qū)，且面積廣大。在淺海與陸地交互變化的地理環(huán)境中，海相砂層和沖洪積、砂礫石層中生成并賦存了高濃度的地下鹵水。鹵水含水層向陸地過(guò)渡為咸水含水層，繼而再過(guò)渡為淡水含水層，隨著淡水水位的下降，咸水便可沿含水層迅速入侵淡水，產(chǎn)生咸水入侵。所以新河鎮(zhèn)海（咸）水入侵以古海水即咸水入侵為主，現(xiàn)代海（咸）水入侵次之。連續(xù)干旱導(dǎo)致地下水水位持續(xù)下降，地下鹵水隨含水層入侵淡水更加嚴(yán)重，導(dǎo)致咸水分布范圍變大，水質(zhì)變咸，這是造成目前平度新河鎮(zhèn)海（咸）水入侵的主要因素。

四、結(jié)論與建議

①海（咸）水入侵普查結(jié)果顯示，普查期間青島市海（咸）水入侵主要分布在大沽河下游、白沙河—墨水河下游、洋河下游、平度市新河鎮(zhèn)、白馬河—吉利河下游、周疃河下游，海（咸）水入侵總面積約178.3 km2。

②青島市于1997年年底在大沽河下游小麻灣施工地下防滲帷幕墻工程，有效阻止了海水上溯入侵，海（咸）水入侵范圍和程度較以前均有較大程度減小。但是根據(jù)本次普查結(jié)果，防滲墻以北仍有較大面積滯留的咸水體，嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活，因此必須加強(qiáng)該區(qū)域咸水體治理研究，利用反滲透法及雨水、洪水注入地下來(lái)驅(qū)替地下咸水等方法治理當(dāng)?shù)乜嘞趟?/p>

③全市各主要海（咸）水入侵區(qū)中，平度新河鎮(zhèn)海（咸）水入侵面積最大，并且較上一次普查面積有所增加，因此，應(yīng)進(jìn)一步在該區(qū)域增加海（咸）水入侵監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，深入開(kāi)展平度新河鎮(zhèn)海（咸）水入侵機(jī)理專項(xiàng)研究?！?/p>

[1]黃磊，郭占榮.中國(guó)沿海地區(qū)海（咸）水入侵機(jī)理及防治措施研究[J].中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)，2008（2）.

[2]郭占榮，黃奕普.海（咸）水入侵問(wèn)題研究綜述[J].水文，2003（3）.

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[4]陳旭紅，陳棟，曹敏.青島市海（咸）水入侵現(xiàn)狀與治理措施[J].山東水利，2011(Z1).

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General survey of seawater intrusion in Qingdao City and mechanism studies//

Yuan Yueping,Huang Xiudong,Sun Tuanxian,Zheng Zhiguo

Qingdao City has been suffering from seawater intrusion.According to the requirements of conserving groundwater environment in over-exploited areas,a general survey on seawater(salt water)intrusion was conducted.It helps figure out the scope of seawater intrusion that has an area of 178.3 km2 understand the mechanism of seawater intrusion and current situation,scope and influential factors of the disaster.It is of great significance to prevent and control of seawater intrusion.

Qingdao City;seawater intrusion;general survey;mechanism of seawater intrusion

X832+TV

B

1000-1123（2017）15-0017-03

2017-06-28

袁月平，處長(zhǎng)，高級(jí)工程師。

責(zé)任編輯 張瑜洪