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莱州湾南岸淄河下游咸水入侵调查与研究 莱洲湾南岸淄河下游成水入侵调查与研究 摘要 海( 咸) 水入侵是沿海地区常见的环境恶化现象，属于一种缓变性地质灾害。 由于自然因素( 如海平面上升) 和人为因素( 超采沿海地区地下水) 的共同影响， 滨海地区水动力条件发生变化，原来地下淡水与海( 咸) 水之间的水动力平衡被 破坏，海水或高矿化度咸水向淡水侵染，侵入带内的淡水逐步咸化。 淄河下游冲洪积平原位于广饶县北部与黄河三角洲的南部交接部位，是胜利 油田所在地东营市最具供水意义的浅层淡水水源地，也是重要的工农业经济区。 自二十世纪七十年代以来，由于工农业生产规模扩大，南部井灌区超量开采浅层 地下淡水，逐步形成超采漏斗，北部地下咸水向南运动流向漏斗区，造成咸水南 侵。 整个咸淡水界面( t d s2 0 0 0 m g 1 ) 1 9 8 0 年到2 0 0 4 年平均入侵速度为4 6 9 3 m a 。 由于其主要原因是超采漏斗并不断扩展，因此咸水入侵将进一步发展。根据预测， 咸淡水界面2 0 1 0 年将扩展到石村西秦村南一邵家庄北前燕王村南肖家村南 柳家村南东毛王村北禹口村阎口村稻庄镇高湾村北一长行官庄村南一线。 假设漏斗中心不移动，以1 9 9 8 年漏斗中心位置为准，则1 9 9 8 年咸淡水界面 上的石村、北徐楼、阎家口、长型官在2 0 1 3 年入侵达到最大速度，分别于2 0 2 4 年、2 0 1 9 年、2 0 1 5 年、2 0 1 8 年到达与之最近的9 8 年漏斗中心位置，入侵停止。 张庄、肖家、段河的入侵最大速度在2 0 1 3 年之前出现，并分别将在2 0 0 9 、2 0 1 l 、 2 0 0 9 年到达最近的漏斗中心位置，入侵停止。西秦村附近控制点目前还处于摆 动状态，在未来1 0 年内位置相对稳定。东高、前燕村附近控制点尚处于咸水入 侵初期，每年的入侵速度递增平缓。 但实际情况中，漏斗将因地下水的持续超采而逐步扩大，漏斗中心的位置向 南运动，各控制点的最大入侵速度增大，咸水入侵加快，受咸水入侵影响的地区 更广，各控制点比预期更早地进入咸水入侵减缓阶段或达到漏斗中心，届时漏斗 中心以北的地下水全部成化。 通过野外调查、物探、水质分析化验资料和数值模型研究，并进行预测分析， 发现在研究区减小地下水开采对于咸水入侵没有显著的减弱作用，而继续超采地 下水对咸水入侵却有很大影响。对于地下水开采，应该稳定开采量，尽量在容忍 超采方案开采地下水，有效控制继续超采程度，遏制咸水入侵趋势恶化。在水量 严重不足的条件下，用适当降低水质要求的代价来换取所需的水量，在入侵带可 持续开采 c l 、二? 嗨、 i 一鉴 bb 善 一 n 1、三 一 n 年份 图4 _ 3 控制点到9 8 年漏斗中心距离的预测曲线 估算结果表明，在假定9 8 年漏斗中心位置不发生移动的情况下，以9 8 年为 起始年，以各控制点距离9 8 年漏斗中心的距离为初始距离，控制点3 、6 、9 入 侵总距离等于初始距离的时间早于所估计的最大速度出现的时间，表示在最大速 度出现在估计的2 0 1 3 年之前，控制点3 、6 、9 将分别于2 0 0 9 、2 0 1 l 和2 0 0 9 年 入侵停止。对于控制点1 、7 、8 、l o ，分别将在2 0 2 4 年、2 0 1 9 年、2 0 1 5 年和2 0 1 8 年到达9 8 年漏斗中心的位置而停止入侵。 对于计算控制点2 ，由于处于摆动状态，为了便于分析，将其视为不受人为 抽水影响的自然点，在预测分析中假定它的位置波动范围为l o m a 。 对于计算控制点4 、5 ，由于处于初期发展阶段，何时出现加剧发展阶段还 需要进一步的实测资料校正，在预测分析中以1 9 9 8 - 2 0 0 3 年的平均实测入侵速度 ( 2 7 5 m a ) 来计算。 根据上述估计和假定，再加上水质数据的校正，预测出2 0 1 0 年咸淡水界面 的位置( 图4 - 4 ) 。 4 0 中国海洋大学工程硕士学位论文 图4 42 0 l o 年成淡水界面位置预测 4 1 莱州湾南岸淄河下游咸水入侵调查与研究 4 2 成水入侵趋势在不同开采条件下的预测 4 2 1 咸水入侵减缓阶段起始时间预测 b c 。 一 翩l 扭 蠢 7 媳晨 援 摆动 发晨 图4 _ 5 海( 咸) 水入侵过程的阶段性( 据i ”) t ( 幻 为了简化分析，取计算点的平均值作为本节的数据，对咸淡水界面的总体趋 势在不同开采条件下进行预测。 在对成水入侵过程的影响方面，地下水平衡开采、继续超采和节余开采的差 异在于；平衡开采时漏斗不扩展，图4 - 5 ( a ) 上的e 点不动，h 点向淡水带移动， 到达e 点时入侵进入减缓阶段；继续超采时漏斗扩展，e 点向咸水带移动，h 、e 两点提前相遇，故减缓阶段提前开始，入侵最大速度相应增大( 图4 - 6 ) ；节余开 采时漏斗缩小，e 点向淡水带移动，h 点追上e 点的时间推迟，即减缓阶段推迟， 入侵最大速度相应减小；大量节余开采时漏斗迅速缩小，e 点和d 点均迅速向淡 水带移动，h 点还没有追上e 点时，就被d 点追上，入侵很快结束，追上之地就 是咸水水入侵终止之线，此线与漏斗中心线之间的地带将免受咸水入侵之害。 中国海洋大学工程硕士学位论文 x y b t 继平节 续衡余 超开开 采采采 图4 - 6 不同预测条件下咸水入侵对比 设漏斗带长度为b | 中心水位降深为s ，含水层给水度为a ，在时间t 内累计 超采量为a “设超采引起漏斗在t 内向淡水带扩展距离为d 向咸水带扩展距 离为2 d , 则在忽略图4 - 7 上阴影部分面积时，av = ub s o 似2 矽- - 3l ab s o 反图4 5 ( a ) 上d 点向咸水带移动速度为： v 。；型：驵：兰l ( 4 1 ) 2 一t2 氟2 3 h b s o t 。1 e 点向咸水带移运速度即为： = 要( 4 - 2 ) 图 漏斗扩大和加深示意图 节余开采时，e 点向淡水带移动速度也由式( 5 - 2 ) 求得。大量节余开采时，d 点向淡水带移动速度则由式( 5 - 1 ) 求得。h 点向淡水带移动的速度已在5 1 节中 求得。通过两点相向运动和同向差异运动的计算，可以求出入侵减缓阶段提前或 推迟的时间。 莱州湾南岸淄河下游咸水入侵调查与研究 据前文，1 9 9 8 年的超采量为1 9 2 1 万m 3 a ，假设超采量线性增长，则到2 0 1 3 年将超采4 1 5 4 万m 3 a ，则1 5 年中平均超采3 0 3 8 万m a ，即av t = 3 0 3 8 万3 a ， 根据资料，中心水位降深1 4 m ，含水层给水度f = 0 2 ，漏斗带长度2 0 k m ，据式( 5 2 ) 得出v v = 3 6 1 6 7 m a ，玮= 1 8 0 8 m a 。在平衡开采条件下，1 9 9 8 年到2 0 1 3 年的平均 控制点将移动4 3 0 0 m ，计算c 、e 两点相遇时间，见表4 - 2 。c 、e 两点的相遇时 间为2 0 0 7 年，比估计的2 0 1 3 年提前6 年进入咸水入侵减缓阶段。 表4 _ 2 继续超采c 、e 两点相遇过程 年份 4 c ，m 翻日mc + de ，m c e - ( 么c + 4 e ) i n 1 9 9 84 3 0 0 1 9 9 9 1 0 1 i 1 8 0 82 8 1 9 4 0 1 8 1 2 ( ) 0 0t 6 2 4 1 8 0 - 8 3 4 3 23 6 7 4 9 2 ( 】0 12 2 3 9 1 8 0 8 4 0 4 73 2 7 0 2 2 0 0 22 8 5 6 1 8 0 8 4 6 6 42 8 0 3 8 2 0 【) 33 4 7 5 1 8 0 8 5 2 8 32 2 7 5 5 2 h4 0 9 6 1 8 0 8 5 9 0 41 6 8 5 ，j 2 0 0 5 4 7 1 9 1 8 0 8 6 5 2 71 0 3 2 4 2 ( ) 【) 65 3 4 4 1 8 0 8 7 1 5 2 3 1 7 2 2 0 0 75 9 7 i1 8 0 87 7 7 94 6 0 7 对于节余开采漏斗缩小的情况，假设2 0 1 3 年将节余开采1 6 6 7 万m 3 a ，假设 1 9 9 8 年到2 0 1 3 年开采量线性下降，则2 0 0 6 年超采量为零，1 9 9 8 到2 0 0 6 年的平 均超采量为0 1 = 9 6 0 5 万m 3 a ，2 0 0 7 到2 0 1 3 年的平均节余量为q 7 8 3 3 5 万m 3 a 。 则在前8 年内，吒= 1 1 4 4 m a ，r e = 5 7 2 m a 。这段时间漏斗加深s ：皇姿，f 为漏 讧t 斗面积( 取3 6 l0 8 2 ) ，代入得舅1 1 m ，则2 0 0 7 年漏斗中心水位降深为乒5 as = 1 4 + i 1 = 1 5 1 ，e 点的速度为v e = - 4 6 m a ( 负号表示漏斗收缩) 。计算c 、e 两 点相遇时间，过程同上，见表4 - 3 。 表4 - 3 减小超采以致节余超采是c 、e 两点相遇过程 年份a c m *4e ，m刀c + 日mc e - ( a c + 1 e ) m 1 9 9 84 3 0 0 1 9 9 91 0 1 i5 7 21 5 8 34 1 4 1 7 2 0 ( 】01 6 2 4 5 7 2 2 1 9 63 9 2 2 1 2 0 0 l2 2 3 9 5 7 2 2 8 1 1 3 6 4 l 2 0 0 2 2 8 5 6 5 7 23 4 2 8 3 2 9 8 2 2 0 0 3 3 4 7 5 5 7 24 0 4 7 2 8 9 3 5 2 0 0 4 4 0 9 6 5 7 24 6 6 8 2 4 2 6 7 2 0 0 5 4 7 1 9 5 7 2 5 2 9 11 8 9 7 6 2 0 0 6 5 3 4 4 5 7 2 5 9 1 61 3 0 6 中国海洋大学工程硕士学位论文 i 2 0 0 7 5 9 7 1 i 确 i 5 5 3 47 5 4 9 l i 2 0 0 86 6 0 i 舶 i 6 1 6 3 i 1 4 0 9 j 2 0 0 97 2 3 1 l 舶 l 6 7 9 45 3 6 2 计算结果表明，减小开采以致节余开采程度较小的情况下对于减缓阶段的推 迟作用并不显著。 4 2 2 入侵过程中入侵速度和距离的预测 由于三种预测条件下入侵总距离不变，即y ：，似曲线下面积不变，在继续 超采条件下图4 6 上p 点移至p7 点后，加剧阶段曲线下面积的增量a 等于减缓 阶段曲线下面积的减量b ；同样，在节余开采条件下p 点移至p ”点后，加剧阶 段曲线下面积的减量c 等于减缓阶段曲线下面积的增量d 。由图4 _ 6 可见，面积 a 和c 可近似地视为三角形，面积b 和d 可近似地视为平行四边形。为求算这两 个三角形的面积，结合上面预测的p 、p 点所在的年份，把图4 - 6 的中问部分 予以放大( 图4 - 8 ) 。 对比图4 _ 6 和图4 _ 8 ，f 点即为p 点，g 点应在p 点稍左处，j 点应在p ” 点左方。已知p7 点比p 点提前6 年。假定研究区能大量节余开采，令p ”点比 p 点推迟1 年。故近似地取肛6 年，而令i k 2 年，取i k = 1 年。已知肠 9 ( 2 0 0 7 1 9 9 8 ) 年。由图4 - 8 可见， x a y 6 t 图4 8 图4 - 6 中间部分放大圈 a = e f g = a e f i - i + 亡h f g i 一e g i = 9 ( x - b ) 2 + 6 ( x - b + a _ b ) 2 - 1 5 ( a - b ) 2 = 7 5 x - 6 a _ 1 5 b ，b = 6 a ，a _ b ，7 5 x - 4 5 a - 3 b = 6 a ，x = ( 1 0 5 a + 4 5 b ) 莱州湾南岸淄河下游咸水入侵调查与研究 7 5 c = x e g j = e g i + 口i g j k 一e j k = 1 5 ( a - b ) 2 + ( a _ b + y b ) 2 - 1 6 ( y - b ) 2 = 8 a 一0 5 b 一7 5 y ，d = y ，c = d ，8 a - 0 5 b 一7 5 y = y ，y = ( 8 a - 0 5 b ) s 5 5 1 节得出糊7 6 1 m a ，b = 4 0 m a ，代入x 和y 的表达式，得x = 1 3 9 0 m a ， y = 9 1 6 3 m a ，是为在继续超采和节余开采条件下的入侵最大速度。 面积b 一方面可分成若干水平条带计算：b = 6 a = 5 8 5 6 6 a ，另一方面可分成 若干铅垂条带计算：1 3 = 1 5 a v ，1 5 为预测出的入侵减缓阶段的年数，v 为同 一年平衡开采时入侵速速度与继续超采时入侵速度之差值。1 5 a v = 5 8 5 6 6 ，由 此v = 3 9 0 4 m a 。从本文5 1 中预测的各年入侵速度加上此值，即为继续超采 时该年的入侵速度。这样即可预测入侵全过程中入侵速度和控制点到漏斗中心 的平均距离( 见图4 9 ) 。 一平衡开采一继续超采 - 。 心? 忒 心心 。 心 心 f l 港i 。 重量t m ,誉薹蔫薹 誉誉 图4 - 9 平衡开采和继续超采条件下控制点到漏洞中心的平均距离 研究区虽暂无节余开采条件，但拟先减少超采，逐渐过渡到节余开采。在减 少超采阶段，漏斗扩展较慢，e 点向海移动速度仍由式( 5 - 2 ) 求得。同时需求算 由超采引起的漏斗加深值s 设漏斗带面积为f ，显然，睁fs f , 由此s _ 矿 口f o 在节余开采阶段，漏斗缩小，e 点向淡水带移动速度也由式( 5 2 ) 求得，但 离 0 距 阳 郇 肋 砌 。 1 中国海洋大学工程硕士学位论文 式中的s 应改为s o + s o 计算结果，减少超采阶段尚未结束，h 、e 两点即已相遇， 入侵减缓阶段提前1 年。 借用图4 - 6 ，取点孕9 年，h i = 1 年。a _ e 肛a e f h + 口h f g i 一e g i = 9 ( x - b ) 2 + ( x b + a b ) 2 1 0 ( a b ) 2 = 5 x - - 4 5 a - 0 5 b ，b = a ，a = b ，5 x 一4 5 a - 0 5 b = a ，x = ( 4 5 a + 0 5 b ) 5 。以a = 9 7 6 1 m a 、b = 4 0 m a 代入，得x = 8 8 2 5 m a 。同上， 一方面1 3 = a = 9 7 6 1 m a ，另一方面b ：1 5 an1 5 为预测出的入侵减缓阶段的年 数，f 为同一年平衡开采时入侵速度与减少超采以至节余开采时入侵速度之差 值。1 5 v = 9 7 6 1 ，由此a v = 6 5 m a 。从本文5 1 中预测的历年入侵速度减去此值， 即为减少超采以至节余开采时该年的入侵速度，这样即可预测入侵全过程中入侵 速度和控制点到漏斗中心的平均距离( 图4 1 0 ) 。 一平衡开采一节余开采 拳 t 一 、 i | i i l lii | i l i l i 昌 2 吕昂 s 鎏昌薹 =誉 鬲髟誉i 图4 - 1 0 平衡开采和减少开采条件下控制点到漏斗中心的平均距离 从上述计算结果看，节余开采对于入侵减缓阶段的推迟作用甚微，入侵最大 速度的减小也较小而继续超采对于入侵减缓阶段的提前确有很大影响，入侵最 大速度增加也很显著由此可见，在研究区减小地下水开采对于咸水入侵没有显 著的减弱作用，而继续超采地下水对咸水入侵却有很大影响。因此，在目前条件 离 o 瑚 距印 约 如 蚴 哪 莱州湾南岸淄河下游成水入侵调查与研究 下，节余开采的措施没有很大的现实意义，对于地下水开采，应该稳定目前开采 量，努力使继续超采程度降低，使咸水入侵趋势不再迅速恶化。 以上计算是在假定1 9 9 8 年漏斗中心不变的情况下，以1 9 9 8 年为参考年的计 算结果。但实际情况中，漏斗将因地下水的持续超采而扩大，漏斗中心的位置向 南运动，各控制点的最大入侵速度增大，咸水入侵加快，受咸水入侵影响的地区 更广，各控制点比预期更早地进入咸水入侵减缓阶段或达到漏斗中心，届时漏斗 中心以北的地下水将全部咸化。 , 4 8 中国海洋大学工程硕士学位论文 5 咸水入侵灾害防治措施 5 1 环境条件和基本矛盾 造成研究区成水入侵的环境条件包括脆弱的自然环境和严峻的社会经济环 境两个方面： ( 1 ) 自然环境的脆弱性来自地质历史上的四次海进和黄河的多次泛滥，造 成了弱透水层和咸水的广泛分布。研究区近山近海，水资源量和地下水自净能力 有限。再加上水资源在时空分布上极不均一，构成了脆弱的自然环境，水资源的 开发和调蓄难度很大，水资源的节约和污水净化迫在眉睫。如不加强净化，地表 水库甚至地下水库中拦蓄的将会是受污染的水，而难以发挥其供水效益。 ( 2 ) 社会经济环境的严峻性表现在两个方面：一是社会和经济发展要求水 量远远超过当地可供水量，地下水严重超采；另一方面由于国家财力不足，无法 在开源节流、污水处理和资源方面投入较多资金，以致上述供需矛盾不能得到较 切实的解决或缓解。 通过对研究区咸水入侵水文地质环境系统地分析，引起环境生态恶化的基本 矛盾有： 1 需水与供水的矛盾，即需水量猛增，而供水能力远远不足： 2 地表水与地下水的矛盾，即地表水利用率低，而地下水严重超采； 3 淡水超采与咸水入侵的矛盾； 4 污染加重与污水净化远远未跟上的矛盾； 5 地下水超采与污染的恶性循环的矛盾，即超采使水多用多排，加重污染， 污染使水资源减少，而加剧超采，超采引起的咸水入侵和污染两害并发， 形成环境生态恶化链。 5 2 成水入侵防治措施 根据上述造成咸水入侵灾害的环境条件和基本矛盾，防治规划应贯彻“统筹 莱州湾南岸淄河下游咸水入侵调查与研究 兼顾，重点突出”的方针。防治方法上，应突出环保执法，节约用水，建设平原 水库，大力发展生态农业试点。具体方案如下： ( 1 ) 井灌区地下水容忍超采方案 地下水容忍超采从现实角度综合考虑社会、经济和环境效益，从“两害相权 取其轻”总体优化的原则出发。要是漏斗不再发展，必须是开采量不超过地下水 多年平均补给量岛，但可超过地下水多年平均可采资源量异，即可平均超采 岛= 岛一p o 。为了发挥丰枯年际的调节作用，令研究区地下水调节量为偏丰( 枯) 总补给量的8 0 ，则菜年容忍超采量岛= g - o 2 ( q - 岛) ，其中0 为某年总补给 量。由此得出研究区1 9 9 1 2 0 0 3 年的地下水平均容忍超采量为1 2 2 2 4 万m 3 a ， 而1 9 9 1 2 0 0 3 年平均实际超采量达2 7 7 2 万m 3 a ，为平均容忍超采量的2 3 倍。 如果能以容忍超采方案开采地下水，继续超采程度将得到有效控制，咸水入侵趋 势的恶化也可以得到缓解。 ( 2 ) 持续开采微咸水方案 在咸水入侵区域，只有在地下水大量节余开采条件下，咸水入侵才可停止在 现入侵边界与漏斗中心线之间，在其他条件下则要发展到漏斗中心线才能停止。 由于现实条件下，研究区不可能大量节余开采，所以在漏斗中心已不可能抽出淡 水。但不抽成水而抽出微成水还是可能的。 按一股规定，微咸水矿化度小于3 0 0 0 m g l ， c 1 1 1 0 0 0 m g l ，其较淡部分还能利 用。根据生活饮用水水质标准， c i 。：2 5 0 m g 1 ，农田灌溉水质标准对一类和二 类灌溉水的要求分别为 c 1 2 0 0 m g l ，和2 0 0 3 0 0 m g l 。故可以 c l 。 3 0 0 m g 1 作为开采微咸水的水质条件。 根据咸水入侵动力学理论的基本方程”1 ，当漏斗中心抽水井中进水管在动水 面下的深度不超过1 8 6 m 时，可持续开采 c 1 3 0 0 m g l 的可灌溉和饮用的微咸 水。研究区漏斗中心水位降深s 3 1 m ，采水厚度掣：4 0 m ，抽水井间距l = 4 0 0 m ， 渗透系数k = 2 0 m d ，水力坡度= 0 0 0 1 5 ，则单井开采量驴觚k z ：2 0 x 0 0 0 1 5 x 4 0 x 4 0 0 = 4 8 0 m 3 d 。漏斗带长2 0 k m ，可布设抽水井5 0 眼，总开采量为8 7 6 x1 0 6 m 3 a 。 研究区多年平均地下水可采资源量为6 7 6 6 1 0 m v a ，则此漏斗带开采量约占全 县地下水可采资源量的1 2 9 。在水量严重不足的条件下，用适当降低水质要求 的代价来换取所需的水量，不失为一个可行的办法。 微咸水的开采也有利于降低咸水水位，减小咸淡水之间的水头差，使淡水的 中国海洋大学工程硕士学位论文 反向运动速度减小，有助于控制咸水入侵的发展速度。 ( 3 ) 工业用咸水开发 咸水和海水用作工业冷却水是可行的，但应该考虑设备管道的防腐蚀措施。 ( 4 ) 建立环境保护工程 包括污水净化处理工程，汛期引黄河水冲洗小清河工程和齐鲁石化公司排污 管线的防渗工程等。 ( 6 ) 节水工程 改进灌溉制度，降低灌溉定额，改进灌溉方式，采用薄膜覆盖以及工业和生 活节水。 ( 7 ) 河道工程 包括河道建闸和调蓄提高支脉河河水利用率，对小清河、淄河、阳河、预备 河进行治理等。 莱州湾南岸淄河下游咸水入侵调查与研究 6 结论与建议 6 1 结论 一，研究区内井灌区自上世纪7 0 年代中期以来，由于超量开采地下水，形 成超采漏斗，超采漏斗北部地下淡水发生反向运动，造成咸水南侵。整个咸淡水 界面( t d s 2 0 0 0 m g 1 ) 1 9 8 0 年到2 0 0 4 年的平均入侵速度为4 6 9 3 m a 。根据预测， 咸淡水界面2 0 1 0 年将扩展到石村西秦村南邵家庄北前燕王村南肖家村 南柳家村南东毛王村北禹口村阎口村稻庄镇高湾村北长行官庄 村南一线。北禹口贾刘阎口附近受淄河蓍水工程的影响，南侵幅度和速度将 会减小；段河长行官庄南部，由于受泥河子控制和影响，咸水入侵可能不会越 过该河。 二、以1 9 9 8 年漏斗中心位置为准，假设漏斗中心不移动，则1 9 9 8 年咸淡水 界面上的计算控制点1 ( 石村) 、7 ( 北徐楼) 、8 ( 阎家口) 、1 0 ( 长型官) 在2 0 1 3 年入侵达到最大速度，分别于2 0 2 4 年、2 0 1 9 年、2 0 1 5 年、2 0 1 8 年到达与之最 近的9 8 年漏斗中心位置，成水入侵停止。控制点3 ( 张庄) 、6 ( 肖家) 、9 ( 段 河) 的入侵最大速度在2 0 1 3 年之前出现，即2 0 0 9 、2 0 1 1 、2 0 0 9 年到达最近的漏 斗中心位置，成水入侵停止控制点2 ( 西秦) 目前还处于摆动状态，在未来l o 年内位置相对稳定。控制点4 ( 东高) 、5 ( 前燕) 尚处于咸水入侵初期，每年的 入侵速度递增平缓。 三、但实际情况中，漏斗将因地下水的持续超采而逐步扩大，漏斗中心的位 置向南运动，各控制点的最大入侵速度增大，咸水入侵加快，受咸水入侵影响的 地区更广，各控制点比预期更早地进入咸水入侵减缓阶段或达到漏斗中心，届时 漏斗中心以北的地下水将全部成化。 四、在区内减小地下水开采对于咸水入侵没有显著的减弱作用，而继续超采 地下水对咸水入侵却有很大影响。因此，当前节余开采的措施没有很大的现实意 义。对于地下水开采，应该稳定开采量，尽量以容忍超采方案开采地下水，有效 控制继续超采程度，遏制咸水入侵趋势恶化。 五、在水量严重不足的条件下，用适当降低水质要求的代价来换取所需的水 中国海洋大学工程硕士学位论文 量，可持续开采1 c i 3 0 0 m g 1 的微咸水用于农业灌溉和饮用。在长2 0 k m 漏斗带 上，布设5 0 眼抽水井，以4 8 0 m 3 d 的单井开采量开采微咸水，总开采量达8 7 6 x 1 0 6 m 3 a ，可使研究区多年平均地下水可采资源量( 6 7 6 6x1 0 7 m 3 a ) 节约1 2 9 ， 不失为控制继续超采程度的有效手段。此外，微咸水的开采也有利于降低咸水水 位，减小咸淡水水头差，使淡水的反向运动速度减小，有助于控制咸水入侵的发 展速度。 6 2 建议 一、进一步加强和完善咸水入侵监测网络，咸水入侵灾害需要长期监测，才 能做好进一步预测和防治。在今后的监测工作中还应同时监测深层淡水顶界面的 变化，因为在本次浅层咸水入侵调查中发现个别地方的深层淡水也有咸水入侵现 象，这是影响地下水资源的重要问题，需要进一步监测和研究。在今后的水质检 测中，还应进行同位素分析，以确定过渡带中盐度的来源，区分人为污染源与天 然古成水，搞清淡水成化的真正原因，有助于全面掌握研究区地下水水质变化情 况。为了便于监测数据的管理和分析，建议开发一套专门用于咸水入侵监测的 g i s 系统，或在已有的东营市黄河三角洲地质环境信息系统盈1 中增加咸水入侵监 测与分析模块。 二、咸水入侵研究模型应迸一步修正，本次分析中由于实测数据的时间序列 较短，在分析过程中存在一定问题，如果有更长时间序列的实测数据，咸水入侵 发展曲线可以得到很好的校正，咸水入侵趋势的预测将更加合理。 三、适当开采深层地下水，可以起到不可忽视的涵养浅层地下水资源、一定 程度恢复或控制浅层地下水超采漏斗发展的作用。井灌区中深层和深层地下水的 开采程度还比较小，具有开采潜力，尤其是2 0 0 m 以下的地下水实际上深层地 下水可以适当超采，等浅层地下水超采漏斗恢复到一定程度后，可以相应减少深 层地下水的开采量。 四、开展井灌区地下水人工调蓄问题研究地下水人工调蓄在研究区井灌区 十分适合，一是有巨大的疏干空间地下库容，粗略估算地下库容为3 亿皿3 左右，二是具有可以回灌的河道沟渠、坑塘，大量的浅井，三是目前的水利工程 已经具备调水提水的条件。只是缺乏统一管理和科学调配，如何合理回灌应作为 今后相关研究的重点 莱州湾南岸淄河下游喊水入侵调查与研究 参考文献 【l 】马风山。蔡祖煌杨明华海水入侵灾害与区域农业持续发展对策科学对社会的影响。 t 9 9 8 4 ：3 2 3 7 【2 1 马风山。蔡祖煌，宋维华海水入侵机理及其防治措施中国地质灾害与防治学报，1 9 9 7 ， 1 8 ( 4 ) ：1 6 2 2 。 【3 1e c u s t o d i o s a l i n ei n t r u s i o n i n ：h y d r o g e o l o g yi nt h es e r v i c eo fm a l lm e m o i r e so ft h e1 8 4 c o n g r e s so f t h ei n t e r n a t i o n a la s s o c i a t i o no fh y d r o g e o l o g i s t s c a m b r i d g e 1 9 8 5 ：6 5 9 0 f 4 】c n s t o d i oe b r u g g e m a uga g r o u n d w a t e rp r o b l e m si nc o a s t a la r e a s b e l g i u m ：u n e s c o , 1 9 8 7 f 5 1 蔡祖煌马风山海水入侵的基本理论及其在入侵发展预测中的应用中国地质灾害与 防治学报，1 9 9 6 1 7 ( 3 ) ：l 9 【6 1 马风山，蔡祖煌等莱州湾海水入侵区域环境系统与防治对策1 9 9 7 ，8 ( i ) ：5 6 6 2 【7 】j b e r e t , e la 1 ( e d s ) s e a w a t e ri n t r u s i o ni nc o a s t a la q u i f e r s c o n c e p t s 。m e t h o d sa n dp r a c t i c e s n e t h e r l a n d s ：k l u w e ra c a d e m i cp u b l i s h e r s 1 9 9 9 5 1 7 1 【8 1 薛禹群地下水动力学原理北京：地质出版社，1 9 8 6 1 7 9 f 9 】孙纳正地下水污染数学模型和数值方法，北京：地质出版社，1 9 8 9 4 6 5 7 【l o lj b e a r 地下水水力学，许涓铭，李俊亭等译北京：地质出版社。1 9 8 6 1 1 2 1 2 0 【ll 】a q u i f e rs y s t e m , l o n gi s l a n d , n e wy o r k ：u s g e o l o g i c a ls u r v e yw a t e r - r e s o u r c e s i n v e s t i g a t i o n sr e p o r t9 8 - 4 0 6 7 。2 6p 【1 2 1m e i s l e r h ，l e a h y , p p ，a n d k n o b e l l l ( 1 9 8 4 ) e f f e c t o f s e a - l e v e l c h a n g e s o l l 【1 3 1s a l t w a t e r - f r e s h w a t e rr e l a t i o n si nt h en o r t h e r na t l a n t i cc o a s t a lp l a i n ：u s g e o l o g i c a l s u r v e yw a t e r - s u p p l yp a p e r2 2 5 5 ，2 8p 【1 4 】m i s u t , p e ，a n dm o n t i 。j j r ( 1 9 9 9 ) s i m u l a t i o no f g r o u n d - w a t e rf l o wa n dp u m p a g ei n k i n g sa n d 嘶璐c o u n t i e s 。l 0 n gi s l a n d , n e wy o r k ：u s g e o l c l g i c a ls u r v e y w a t e r - r e s o u r c n si n v e s t i g a t i o n sr e p o r t9 8 4 0 7 1 ，5 0p 【1 5 】s e a g e r , m ( 1 9 8 8 ) as l a pf o rt h em a s s e s ：l a w r e n c el i v e r m o r en a t l a b o r a t o r yt e c h n i c a l r e p o r tu c r l - 1 0 0 2 6 7 【1 6 1v o s s ，c l ，b o l d t , d r ，a n ds h a p i r o ，a m ( 1 9 9 7 ) a 鲫p 址c “u 跎ri n t e r f a c ef o rt h eu s g e o l o g i c a ls u r v e y ss u t r a c o d eu s i n ga r g u so n e ( f o rs i m u l a t i o no fv a r i a b l e d e n s i t y s a t u r a t e d - u n s a t u r a t e dg r o u n d - w a t e rf l o ww i t hs o l u t eo re n e r g yt r a n s p o r t ) ：u s g e o l o g i c a l s u r v e yo p e n - f i l er e p o r t9 7 - 4 2 1 ，1 0 6p 【1 7 】c a i z u h u a n g ，c h e n m e n g x i o n g , m a f e n g s h a n , a c o n t r i b u f i o n t o t h e t h e o r y o f s a l i n e i m r n s i o n f u t u r eg r o u n d w a t e rr e s o m e e sa tr i s k p a l n a t u s k e s k u s p u b l i c a t i o n so ft h ea c a d e m yo f f i n l a n d , 1 9 9 4 2 1 3 1 【1 8 】陈鸿汉，等沿每地区地下水环境系统动力学方法研究北京：地质出版社，2 0 0 2 8 6 0 【l9 】周训。等北海市滨海含水层海水入侵的水化学判别勘察科学技术1 9 9 7 。( 2 ) ：9 1 3 1 2 0 y o n gj e l o 玩e h y d r o g e o e h e m i e a la n di s o t o p i ce v i d e n c eo fg r o u n d w a t e rs a l i n i z a t i o ni na 中国海洋大学工程硕士学位论文 c o a s t a la q u i f e r j o u r n a lo f h y d r o l o g y2 0 0 3 ，( 2 7 0 ) ：2 8 2 2 9 4 2 h 邱汉学，等海水入侵区地下水化学成分的形成作用工程勘察，1 9 9 9 。2 4 ( 2 ) ：3 1 3 5 1 2 2 f r a n c i s c os a n c h e zm a r t o s ，e t c i d e n t i f i c a t i o no ft h eo r i g i no fs a l i n i z a t i o n i ng r o u n d w a t e r u s i n g m i n e r o r g o n s t h es c i e n c eo f t h e1 b t a le n v i r o n m e n t2 0 0 2 , ( 2 9 7 ) ：4 3 5 8 【2 3 】赵建海水入侵水化学指标及侵染程度评价研究【地理科学。1 9 9 8 1 8 ( 1 ) ：1 6 2 4 【2 4 】李福林，张保洋水化学与电法在海水入侵监测中的用【j 】物探与化揉。1 9 9 9 ，2 3 ( 5 ) ：3 7 7 3 7 9 【2 5 】吴吉春，张志辉，薛禹群咸