青岛市崂山区海水入侵现状分析及防治措施探讨_刚什婷.pdf

：青青岛岛市市崂崂山山区区海海水水入入侵侵现现状状分分析析及及防防治治措措施施探探讨讨刚什婷，彭同强，贾涛，王玺，吕明荟，（山东省地质矿产勘查开发局八一水文地质工程地质大队 山东省地矿工程勘察院，山东 济南；山东省地下水环境保护与修复工程技术研究中心，山东 济南）摘要海岸带既是我国社会经济发展的主要区域，也是人类活动最活跃最频繁的地带。随着沿海经济的快速发展和海岸带开发利用活动的急剧加强，海水入侵、海岸侵蚀、海面上升、滨海湿地退化等地质灾害，已经成为制约海岸带地区社会经济发展的关键因素之一。为查明青岛市崂山区咸淡水分布现状和海水入侵时空变化规律，依托青岛市崂山区海水入侵地质灾害调查评价项目成果，对 年崂山区海水入侵调查现状进行评价，采用基于熵权的集对分析法和 软件结合，得到崂山区海水入侵现状图，分析海水入侵的危害及其成因，对崂山区海水入侵提出防治措施。结果表明：青岛市崂山区地下水综合质量较好，受海水入侵影响较少，海水入侵范围以土寨河、王哥庄河、凉水河下游及两岸冲积平原、海积平原为主，主要为海水养殖塘坝及河道，海水入侵范围较小，对农业生产和居民生活区的影响较小。海水入侵总体上是可以接受的，所产生的破坏和冲击都比较轻微，但海水入侵给区域高质量饮水、农业、自然生态系统等带来潜在危险；造成青岛市崂山区滨海平原和河流下游冲积平原海水入侵的原因主要有地质地貌、降雨、风暴潮、地下水开采、上游蓄水工程建设及陆地海水养殖六个方面共同作用的结果；提出的防治控制对策为建设地下水库、规范沿海陆地海水养殖、加强对海水的监测预报、沿河道修建阶梯水坝或大坝及推广淡水帷幕技术等。关键词海水入侵；危害；成因；防治对策；青岛市崂山区中图分类号 文献标识码文章编号 （）收稿日期 作者简介刚什婷（），女，山东滨州人，工程师，主要从事地下水污染控制与数值模拟研究工作。通讯作者贾涛（），男，河北保定人，工程师，主要从事地质灾害预测与防治研究工作。，（ooo oo o，o o oo o oo o o o o oo ，o；o o o o oo oo，o，）：o o o o o oo oo o o o o o o oo o o oo o，o，o oo，o o o oo o o o o oo oo o o o o o o o o o o o o o，o，o o o o o o o o o，o，o o o o o ，o o o o o o o o o o，o o ，ooo oo o o：o o，o，o o o o o o，o o o o o o：o o o o o o oo o o o o o o ，o o o ，o ，o o o ，o oo o ，o，o o o o 年 月第 卷 第 期 地下水o ，o.，o，o o o o o o o o o o o oooo，o，o oo，oo o o o oo o o o oo oo o o o，o o o ，o oo o o，oo o o o ooo o oo：o；o oo；o，o 沿海地区是我国重要的社会和经济发展地区，同时也是最有活力和最有活力的地区之一。近年来，我国滨海地区的经济发展迅速，滨海沼泽的生态环境恶化，是影响海岸经济发展的主要原因。同时，海水入侵行为的隐蔽性、随机性等特点，对我国的工业、工业和人民的生活造成了极大的威胁。海水入侵受多种因素的制约，既有自然的，也有人的；海水入侵的发生必须具备一定的地质条件和水动力条件。研究海洋入侵问题，首先要弄清楚海洋入侵的范围，海洋入侵的边界，海洋入侵的危险性和原因。本文在综合国内外相关文献的基础上，结合青岛市崂山区 年度海洋污染状况，讨论了青岛市崂山区的海洋污染状况和污染治理对策。区域概况研究区坐落在青岛市崂山区，北起土寨河北岸与即墨市海岸接壤，南至麦岛与市南区海岸相接，东至海岸线，向西为自海岸线向内陆延伸 为边界。研究区主要为沿海河流（土寨河、王哥庄河、晓望河、凉水河及南九水河等）的中下游冲积平原地区及山前冲洪积平原地区，还包括滨海部分养殖滩涂地带，面积约 。属温带大陆季风气候区，其主要特点是：四 季 分 明、雨 量 较 为 丰 富，多 年 平 均 降 水 量 ，多 年 平 均 蒸 发 量 ，多 年 平 均 气 温 。该地区的河流以近岸为主，大小河流 条，分布在辐射性的范围内。河长短，流速快，多为直流入海，属于季节性河流。地层结构简单，由老到新顺序为：元古界地层、中生界白垩系地层和新生界第四系地层。根据研究区的含水介质和埋藏状况，将其划分为三大类：松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水和基岩裂隙水，其中以第四系孔隙含水岩组为主，主要分布在研究区大小河流中下游河谷平原，以各种颗粒尺寸的砂和砂砾为主，渗透能力较好，含水量随含水层厚度的增加，其单井出水量在 之间。一般情况下，地下水位为 ，基本属于孔隙潜水，除了部分地区在高水位时具有弱承压性。而在河流上游山间沟谷处均建有水库塘坝，在各个地区担任地方或乡村的重要水源。仅研究区东南黄山 青山村一带可找到碎屑岩类孔隙裂隙水，含水层岩性其中以下白垩世莱阳组的长石砂岩为主，因其孔隙和裂隙发育分布特征是各向同性和非均质性的，含水层的透水性、富水性均很弱，除岩性接触带或构造发育的低洼处可形成小型富水地段，水量在 之间，适于分散式农村用水。海水入侵现状 数据来源为查明青岛市崂山区咸淡水分布现状和海水入侵时空变化规律，自 年 月 年 月，依托青岛市崂山区海水入侵地质灾害调查评价项目，在崂山区选取了机（民）井、钻孔、河流、水库水等水体，共采集水样和易溶盐样共计 件，测定了、矿化度等指标。在调查区共布置 条监测断面，个海水入侵监测点，分别在平水期 枯水期 丰水期内对其水位、浓度、矿化度指标进行动态监测，每条断面布置 个监测点，其中一个监测点位于海水入侵区，一个位于非海水入侵区。采样分布比较均匀，可以代表青岛市崂山区地下水的现状。海水入侵现状评价根据 浓度是否超过 作为地下水是否遭受海水入侵，划出该时期内海水入侵界线。同时依据我国现行通用的淡水至咸水划分标准，以矿化度是否大于 来判定是否受到海水侵染。采用基于熵权的集对分析法和 软件结合，选取了、矿化度、五项化学特征指标作为评价因子，结合研究区 个实测对崂山区 个监测井点海水入侵程度分别进行了评价，并绘制了海水入侵现状图（图）。由图 可以看出，青岛市崂山区地下水综合质量较好，受海水入侵影响较少，海水入侵主要分布于沿海冲洪积平原、河流下游及河道两侧区域，尤其是河流入海口。图 青岛市崂山区海水入侵空间分布海水入侵危害前面已经提到，调查区海水入侵范围以土寨河、王哥庄河、凉水河下游及两岸冲积平原、海积平原为主，侵入范围主要为海水养殖塘坝及河道，海水入侵范围较小，对农业生产和居民生活区的影响较小。海水入侵总体上是可以接受的，所产生的破坏和冲击都比较轻微，但海水入侵给本地的潜在的危险是不可忽视的，具体表现为：第 卷第 期地下水 年 月 高质量饮水面临的风险崂山区的优质地下水是稀缺的，如果出现海水入侵，将对崂山区的高质量饮用水水源造成严重的危害，比如凉水河流域内的沙口区，就会出现大量的海水侵入。通过现场勘查和地球物理勘探，发现侵入的前锋已经深入到了崂山矿泉水厂下游 处的河东村，对其安全构成了极大的隐患。对农业的危害水资源是农村的生命线，水质好坏和水量丰缺关系到整个农村的发展。土壤的理化性质与理化性质对作物生长发育、产量和品质有重要的关系。崂山区水资源、土壤资源是其生存与发展的基础，而海水入侵使其水质恶化，土壤盐渍化，对其发展造成极大的不利影响。崂山区的农业以崂山茶叶为主，是农民的一大经济支柱，但由于海水的侵入，造成了机民井的盐碱化、农田的缺水，使淡水资源匮乏更加严重。比如桑园社区的 监控井被海水侵蚀，已经不能再用来浇灌，只能靠附近的河流来浇灌。旧的机井废弃后，又要挖新井，以寻求新的水源，这是一种很大的损失。对自然生态系统造成威胁海岸地区是海洋与陆地之间相互交错、沉淀形成的，其生态环境相对较差，其自身的适应性和抗扰动能力也相对较差，受人为因素的作用会使其发生发展。也可能是由人工因素和天然因素引起的反演。由于海洋的侵入，土壤中的盐含量升高，碱蓬、黄须菜等盐类植物的口益生菌数量不断增长，在大范围内其覆盖度可达 以上。此外，由于地下水的咸化，耕地也逐步被盐生植物取代，农业生态体系逐步退化为盐生（干旱）的草本植物。海水入侵成因海水侵入是由地质地貌因素、降雨、风暴潮、地下水开采、上游蓄水工程、陆地海水养殖等因素共同作用的结果。造成青岛市崂山区滨海平原和河流下游冲积平原海水入侵的原因主要有六个方面。地质地貌因素滨海强透水层，渗透力较大，为海水侵蚀提供了基本的条件。崂山区滨海平原为海积、冲积地层，其砂质厚度大、粒度大、渗透率高。这些强烈的渗透性是造成海水入侵的最好的环境。下部受构造运动作用，形成了一种具有 厚、最厚达 的风化层，它不仅是地下淡水蓄水层，而且是海水入侵的主要层。地形上，调查区东北部王哥庄土寨河、王哥庄河、晓望河下游冲积海积平原区，南部沙子口凉水河、南九水河下游冲积海积平原区，地形较平坦，对近现代的风暴潮海具有一定的滞留能力。此外，崂山区沿岸河道较短，坡度较大，洪水在陆地停留的时间较少，且入渗水量较少，由于地下水补给缓慢，导致了下游海岸地势较低的地区受到了严重的海水侵蚀。降雨在崂山区，大气降水量是影响海水入侵量的主要因子，而在洪峰之后，降雨将直接影响到秋季和来年的灌溉产量，而在汛期之前的降雨则会影响到春季和夏季（初）灌溉的产量。在连续干旱的情况下，由于大气降雨导致了地表水源短缺，减小了对地下水的补给，但增加了对地下水的开发，促进了海水的侵入。风暴潮风暴是海洋侵袭的最主要因素。崂山区海岸线 ，王哥庄区域东部及南部沙子口滨海冲淤平原，地形平坦，容易遭受风暴潮的侵袭。崂山区海岸线沿线的风暴潮是由于受台风和强热带风暴的共同作用所致。渤海和黄海一带的温带气旋在春秋季节的活动较多，容易出现风暴潮，在夏季和秋季，由于东南海岸地区的台风对其产生了强烈的冲击。夏季和秋季的主要风向是东南风和东南方，因地势的特殊性，在 级（）的东南方大风的影响下，沿岸地区的增水量通常在 左右，最大时可达 公分，而在风暴期，沿海多为开放的半开放港湾。容易受到来自于海上的巨波攻击，具有更强的破坏性。地下水开采崂山区海域受人工开发影响较大，研究区有 多个大小矿泉水厂，其中大部分位于山前和河流流域上游地区。其中，山前基岩的裂隙水和风化层裂隙水是第四系含水层主要的补充水源。随着水源地不断开发，将会降低下游冲洪积平原地区第四系含水层的潜流补给量，从而使其水位降低，而当潮汐和高水位时，很可能造成海水向地下水的渗透。此外，过度的采掘也会引起海水入侵，在春季和夏季，农业灌溉的时候，大量的地下水被开采出来，使得入侵体的浓度升高，月达到高值。从此次海水入侵动态监测的研究中可以看出，在干旱季节，降雨强度会降低，地下水的持续开采，海水入侵程度随地下水位下降呈小幅上升趋势。上游蓄水工程在调查区，河道的上游建设水库是较为常见的现象。由于水库对地表水的阻滞，会使河流的径流降低，通常情况下，河流在正常年份内几乎没有或只有少量的径流，从而降低了平原地区的地下水补给，造成了地下水水位比海平面低，从而造成了海水的侵入。特别是大河东水库和登瀛水库位于凉水河和它的支流的上游，除了在洪水季节出现的地面流量以外，其余时间几乎没有流量，没有地下水得到充分的补充。从而使凉水河下游地区的河流沿江泥沙侵蚀更加厉害。陆地海水养殖调查区的近岸海域养殖比较常见，人工引进了大批的人工海水，既能促进本地的发展，又能“引狼入室”。十多年来，我国沿海地区盲目发展陆上的人造海水养殖，采用了远距离开凿渠道灌溉，导致大批海水人为流入内地。这种人工的行为，使海拔上升 ，使海洋侵蚀更加严重。防治对策措施目前，我国和国际上对海水入侵的防治理论已比较完善，在调查区早期建设利民水利工程已取得了良好的效果，比如王哥庄小北海海堤工程与沙子口海堤工程，可以很好的防止潮水和风暴潮的侵袭。鉴于当前调查区存在的海洋入侵灾害处在一个比较平稳的时期，所带来