（环境工程专业论文）莱州市王河下游地区海水入侵治理研究.pdf

菜州市王河下游地区海水入侵治理研究 莱州市王河下游地区海水入侵治理研究 捅姜 王河下游地区是莱州市最重要的水源地。随着改革开放步伐的加大，莱州市工 农业迅猛发展，水的需求量成倍增加，因大规模开采地下水，王河下游地区地下水 位逐年下降，加上王河河道上游修建拦蓄工程，以及自1 9 7 7 年以来的两次连续四年 的严重干旱等因素叠加影响，滨海平原地区水位出现负值。随着时间的推移，至今 已经形成了平行海岸线的三大串珠状漏斗区，负值漏斗区的形成加剧了海水向内陆 入侵的速度。海水入侵致使地下水水质恶化，破坏了生态环境，严重制约了工农业 生产的发展，危及人民生活，形式十分严峻。 本项目在日本0 e c f 贷款的支持下，对王河下游地区海水入侵治理进行研究。从 长远看，跨流域引调客水是解决莱州市水源不足的最好途径，但受各种条件的制约， 近期难以实施。在王河下游修建地下水库，拦蓄地表径流补给地下水，充分开发利 用地下水，充分开发利用王河流域水资源，发挥地下水库的多年调节作用，不仅能 达到以丰补歉，增加地下水的储量及开采量，而且亦可有效控制与缓解区域内海水 入侵的危害，这是解决莱州市缺水、阻止海水入侵进一步扩展的最有效的途径。 本论文包括八部分。第一部分论述了王河下游地区海水入侵的原因；第二部分 论述了王河下游地区地质概况；第三部分论述了王河下游地区水文地质条件；第四 部分论述了地下水库储水条件；第五部分对地下水库水量均衡进行了计算；第六部 分对地下水库地下水流场动态进行了分析与预测；第七部分论述了地下水库建筑物 的工程地质条件；第八部分对地下水库环境影响进行了评价。 为了分析论证修建王河地下水库的可行性，采取了工程测绘、钻探、坑探、压 水试验、稳定及非稳定流抽水试验、地下水动态观测、放射性同位素测试等多种手 段。通过现场工作，查清了王河下游地区的地质概况、水文地质条件和地下水库的 储水条件及参数，并建立了数学模型，对地下水库水量均衡进行了计算和地下水流 场动态进行了分析与预测。通过以上工作，得出的结论如下： 1 修建王河地下水库是目前阻止王河下游地区海水入侵、增加地下水资源开采 量、改善水质、保护生态最有效的方法。 莱州市 二河下游地区海水入侵治耻酬究 2 土河地下水席库区基底和四周边界清晰，只需在库区北边界、西边界及南边 界西端出水边界修建地下挡水坝；地下水库第四系松散砂层分布面积广，厚度大， 砂层透水性强，容水性好，含水层水力联系较为密切，储水条件良好。 3 修建王河地下水库，增加人工渗渠渗沟及机渗井等回灌措施，可以满足现状 开采量的要求，还可同时满足院上及尹家水源地的开采要求，达到多年地下水开采 与补给基本均衡。 4 ，合理布置开采井的布局，在地下水库建成后加强水资源的综合管理，最大限 度发挥地下水库的调节作用，使有限的水资源得到最大限度的利用。 通过修建地下水库阻止海水入侵的研究思路已经受到日方的支持，日方准备在 i l l 东省的莱州市、龙口市修建地下水库，为解决山东半岛的海水入侵问题进行探索。 关键词：海水入侵地下水库数学模型治理 苎! ! ：堕三型些垦塑查垒堡塑垄里塞 r e s e a r c ho nt h es e a w a t e r in c u r sio nc o n t r o ia l l dt r e a t m e n t f o rt h ec it yo fl a iz h o ut h e w a n g h er iv e rd o w ns t r e a m r e g io n a b s t r a c t t h e a n g h er i v e rd o w ns t r e a m w a t e rr e s o u r c ef o rc it yo f l a i z b o u r e g i o np r o v i d e st h em o s ti m p o r t a n tf r e s h i n d u s t r ya n da g r i c u l t u r ep r o d u c t i o n sh a v e g r o w nr a p i d l yw i t hm o r ea n dm o r er e f o r ma n do p e n d o o rp o l i c i e sa r ei n t r o d u c e d t h i sl e a d st ot h es i g n i f i c a n ti n c r e a s eo fd e m a n df o rf r e s hw a t e r t h e w a n g h e k 1 ”e rd o w ns t r e a mr e g i o nu n d e r g r o u n dw a t e r l e v e li s g e t t i n gl o w e ry e a rb y y e a r a l s o ，d u et ot h eu p p e rs t r e a mw a t e rr e s e r v o i rp r o j e c ta n dt w os e v e r e d r o u g h t sw h i c hb o t hl a s t e d4y e a r1 0 n gs i n c e1 9 7 7 ，m i n u sw a t e rl e v e lv a l u e s h a ”eb e e nr e c o r d e di nt h eb i n h a i p l a i nr e g i o n a st i m eg o e sb y ，t h r e eb i g s e r i e so fb e a d1 i k ed r i p p i n gr e g i o n sp a r a l l e lt ot h es e al i n eh a v e c o m ei n t 。 b e i n g t h e s em i n u sw a t e rl e v e la r e a si n c r e a s et h es e a w a t e ri n c u r s i o ns d e e d t o w a r dt h ei n l a n d t h es e a w a t e ri n c u r s i o nd e t e r i o r a t e du n d e r w a t e rq u a l i t y ， d e s t r o y e de c o l o g i c a l b a l a n c e ，c o n s t r a i n e d i n d u s t r ya n d a g r i c u l t u r e p r o d u c t i o na n de n d a n g e r e dp e o p l e s 1 i r i n g t h es i t u a t i o ni sv e r ys e r i o u s t h i sp r o j e c ti sf u n d e db yj a p a n e s eo e c fl o a n i ti st or e s e a r c ho nt h e s e a w a t e ri n c u r s i o nc o n t r o la n d t r e a t m e n tf o rt h ew a n g h er i v e rd o w ns t r e a m r e g i o n f r o mt h e l o n gr u n ，w a t e rt r a n s f e rf r o mo t h e rr e g i o ni s t h eb e s t s o l u t i o nf o rl a i z h o u f r e s hw a t e rr e s o u r c ep r o b l e m ，b u tt h i s i sd i f f i c u i t t or e a l i z e dd u et ov a r i o u sr e a s o n s b u i l d i n g a nu n d e r g r o u n dr e s e r v o i ra tt h e w a n g h er i v e rd o w ns t r e a m r e g i o nc a nb l o c kt h es u r f a c ew a t e rr u no f fa n d r e d i r e c ti tt o u n d e r g r o u n dw a t e rs u p p l y t h i sw a y ，t h eu n d e r g r o u n dw a t e r r e s o u r c ec a nb ef u l l yu t i l i z e dw i t ht h eu n d e r g r o u n dr e s e r v o i r sm u l t i y e a r w a t e rs u p p l ya d j u s t m e n tc a p a b i l i t y w i t ht h i sa p p r o a c h ，f r e s h w a t e rr e s o u r c e c a nb es h a r e db e t w e e nw e ta n dd r yy e a r s ，m o r eu n d e r g r o u n df r e s hw a t e rc a n 苎! ! ! ! 堕兰型! 塑些垦塑查垒堡塑坐! 塑 b es a v e da n du s e d ，a n dt h es e a w a t e ri n c u r s i o nc a nb ee f f e c t i v e l yc o n t r o l l e d r t 1 1 i sist h eb e s ta p p r o a c ht os o l v ec i t yo fl a i z h o u 7 sw a t e rr e s o u r c es h o r t a g e a n ds e a w a t e ri n c u r s i o np r e h l e m ， t h i sp a p e ri n c l u d e se i g h tp a r t s t h ef i r s tp a r te x p l a i n st h er e a s o n so f s e aw a t e ri n c u r s i o na tt h ew a n g h er i v e rd o w ns t r e a mr e g i o n ：t h es e c o n dp a r t i sf o rt h eg e o l o g i c a lc o n d i t i o no ft h ew a n g h er i v e rd o w ns t r e a mr e g i o n ；t h e t h i r dd a r ti sf o rt h eu n d e r g r o u n d w a t e rg e o l o g i c a lc o n d i t i o n ：t h ef o u r t hp a r t i sf o rt h eu n d e r g r o u n dr e s e r v o i rw a t e rs t o r a g ec o n d i t i o n ：i nt h ef i f t h p a r t ， u n d o r g r o n n dr e s e r v o i r w a t e ra m o u n tb a l a n c ei sc a l c u l a t e d ；i nt h es i x t hp a r t ， t h eu n d e r g r o u n dr e s e r v o i rw a t e r f l o wd y n a m i cc o n d i t i o n i sa n a l y z e da n d f o r e e a s t e d ：i nt h es e v e n t hp a r t ，g e o l o g i c a le n g i n e e r i n g c o n d i t i o n sf o rt h e u n d e r g r o u n d r e s e r v o i rs t r u c t u r ea r e d i s c u s s e d i nt h ee i g h t hp a r t ，t h e u n d e r g r o u n dr e s e r v o i r s e n v i r o n m e n t a li m p a c t i sd i s c u s s e d i no r d e rt oa n a l y z ea n dp r o v et h ef e a s i b i l i t yo fu n d e r g r o u n dr e s e r v o i r f o r t h ew a n g h er i v e r ，e n g i n e e r i n gs u r v e y ，d r i l l i n ge x p l o r a t i o n ，d i g g i n g e x p l o r a t i o n ，p r e s s u r e w a t e re x p e r i m e n t ， s t a b l ea n du n s t a b l e w a t e rf l o w s u c k i n ge x p e r i m e n t ，u n d e r g r o u n d w a t e rd y n a m i co b s e r v a t i o n ，a n dr a d i oa c t i v e e l e m e n tt e s t i n ga r eu s e d t h r o u g ho ns i t ew o r k ，t h ew a n g h er i v e rd o w ns t r e a m r e g i o ng e o l o g i c a l c o n d i t i o n s ，u n d e r g r o u n dg e o l o g i c a l c o n d i t i o n s a n d u n d e r g r o u n dr e s e r v o i rw a t e rs t o r a g ec o n d i t i o n sa n dp a r a m e t e r sa r e o b t a i n e d a n dm a t h e m a t i c a lm o d e l sw e r ee s t a b l i s h e df o rs i m u l a t i o n t h e nu n d e r g r o u n d r e s e r v o i rw a t e ra m o u n tb a l a n c ei sc a l c u l a t e da n dt h eu n d e r g r o u n dr e s e r v o i r w a t e rf l o wd y n a m i cc o n d i t i o ni sa n a l y z e da n df o r e c a s t e d t h r o u g ht h ea b o v e w o r k ，t h ef o l l o w i n gc o n c l u s i o n s a r em a d e ： 1 c u r r e n t l y ，b u i l d i n gt h eu n d e r g r o u n dr e s e r v o i r f o rt h ew a n g h er i v e ri s t h em o s te f f e c t i v ea p p r o a c ht op r e v e n tt h ew a n g h er i v e rd o w ns t r e a m s e a w a t e r i n c u r s i o n i n c r e a s eu n d e r g r o u n dw a t e rr e s o u r c ea v a i l a b i l i t y ，i m p r o v ew a t e r q u a l i t y ，a n dp r o t e c te c o l o g i c a l e n v i r o n m e n t 4 莱州市王河下游地区海水入侵治理研究 2 t h e w a n g h er i v e ru n d e r g r o u n dr e s e r v o i rr e g i o nf o u n d a t i o nb a s ea n d s u r r o u n d i n gb o r d e ra r ew e l ls e t t h e r e f o r e ，u n d e r g r o u n dw a t e rb l o c k a g ed a m s a r eo n l yn e e d e do nt h er e s e r v o i r sn o r t hb o r d e r ，w e s tb o r d e r ，a n dw a t e re x i t w e s te n do fs o u t hb o r d e r t h eu n d e r g r o u n dr e s e r v o i rc o n t a i n sw i d e s p r e a da n d t h i c k4 t hc a t e g o r yl o o s es a n d l a y e r t h i ss a n dl a y e rh a se x c e l l e n tw a t e r s e e p a g e ，a b s o r p t i o n t h e r ee x i s t se l o s eh y d r a u l i ec o n n e c t i o nf o rt h ew a t e r c o n t a i n i n gl a y e r s ，a n dt h ew a t e rs t o r a g ec o n d i t i o n sa r ee x c e l l e n t 3 b u i l d i n g t h e w a n g h e r i v e r u n d e r g r o u n d r e s e r v o i ra n d i n c r e a s i n g m a l l m a d ew a t e rs e e p a g ec h a n n e l sa n dd it c h e s ，m a e h i n es e e p a g ew e l la n do t h e r w a t e rr e t u r n i n gs e e p a g em e a s u r e sc a nn o to n l ym e e tt h ec u r r e n tf r e s hw a t e r d e m a n db u tm e e tt h ey u a n s h a n ga n dy i n ji aw a t e rr e s o u r c ea r e a s f r e s hw a t e r d e m a n d l o n gt e r mb a l a n c e du n d e r g r o u n dw a t e rs u p p l ya n dd e m a n dr e l a t i o n s h i p c a nb eo b t a i n e d 4 t om a x i m i z eu s a g eo ft h eli m it e dw a t e rr e s o u r c e u n d e r g r o u n df r e s h w a t e rw e i i sn e e dt ob ep r o p e r l yp o s i t i o n e d ，t h ew a t e rr e s o u r c em a n a g e m e n t a f t e rt h eu n d e r g r o u n dr e s e r v o i ri sb u ii tn e e dt ob ei m p r o v e dt om a x i m i z et h e w a t e rr e s o u r c eb a l a n e i n gc a p a b i l i t yo ft h eu n d e r g r o u n dr e s e r v o i r t h ej a p a n e s es i d eh a ss u p p o r t e dt h ei d e ao fs e a w a t e ri n c u r s i o nc o n t r o l t h r o u g hb u i i d i n gu n d e r g r o u n dr e s e r v o i r t h e y a r e p l a n n i n g t ob u i i d u n d e r g r o u n dr e s e r v o i ra tc i t yo fl a i z h o ua n dc i t yo fl o n g k o ui ns h a n d o n g p r o v i n c et oe x p l o r et h es o l u t i o n st ot h es e a w a t e ri n c u r s i o n p r o b l e mo n s h a n d o n gp e n i n s u l a k e yw o r d s ：s e a w a t e r i r o u t s i o n ，u n d e r g r o u n dr e s e r v o ir 。m a t h e m a t i c a im o d e o o n tr ola n dt r e a t m e n t 莱州市王河下游地区海水入侵治理研究 o 简介 莱州市地处胶东半岛的西北边缘，东临招远、莱西两市，南以泽山为界与平度接壤， 西与昌邑隔河相望，西部、北部濒临渤海湾。 王河是莱州市境内规模最大的一条间歇河流，发源于莱州湾东南部低山丘陵，流经 丘陵、平原于西北部滨海注入渤海湾，全长约5 0 k m ，流域面积4 4 9 1 9 k m 2 ，王河下游地 区是莱州市最重要的水源地。 随着改革开放步伐的加大，莱州市工农业迅猛发展，水的需求量成倍增加，因大规 模开采地下水，王河下游地区地下水位逐年下降，平均年下降幅度为1 o 1 5 m ，加 上王河河道上游修建拦蓄工程，以及自1 9 7 7 年以来的两次连续四年的严重干旱等因素 叠加影响，滨海平原地区水位出现负值，随着时间的推移，至今已经形成了平行海岸线 的三大串珠状漏斗区，负值漏斗区的形成加剧了海水向内陆入侵的速度。通过多年观测， 截止1 9 9 5 年，莱州市王河下游地区多年平均海水入侵速度为2 0 1 6 m ，形式十分严峻， 海水入侵致使地下水水质恶化，破坏了生态环境，严重制约了工农业生产的发展，危及 人民生活“。 经专家论证，莱州市缺水已成定局。从长远看，跨流域引调客水是解决莱州市水源 不足的最好途径，但受各种条件的制约，近期难以实施。在王河下游修建地下水库，拦 蓄地表径流补给地下水，充分开发利用地下水，充分开发利用王河流域水资源，发挥地 下水库的多年调节作用，不仅能达到以丰补歉，增加地下水的储量及开采量，而且亦可 有效控制与缓解区域内海水入侵的危害，这是解决莱州市缺水、阻止海水入侵进一步扩 展的最有效的途径。3 。 王河地下水库工程是项系统工程，除修建地下挡水北坝、西坝及副坝主体工程外， 已经修建或拟建的平里店、光明、院上及西由梯级拦水闸，在主河道和故河道内修建补 源渗井工程及供水工程等。地下挡水北坝西起仓上残丘，东至街西残丘，全长5 7 0 0 m ； 西坝北起仓上残丘，南至武家龙王河北岸，全长约8 0 5 2 m ；副坝为一南北隐伏状故河道， 位于西由镇新合村附近，宽度小于8 5 0 m ，图1 所示为王河地下水库平面位置图。 莱州市王河下游地区海水入侵治理研究 图1 王河地下水库平面位置图 自七十年代末，区域内地下水位开始出现负值，前人对海水入侵、地下水资源开发 利用等方面进行了较深入的研究工作“： 1 自1 9 7 9 年沿海平原发现地下水负值漏斗区后，莱州市水利局及有关单位非常重 视，在全市范围内没两年对区域地下水位进行通测，并布置地下水长期观测设备，逐月 进行系列观测，对地下水负值漏斗区、海水入侵区的范围及发展趋势进行了详细的资料 记录、分析工作，为地下水库的兴建提供了有价值的第一手资料。 2 1 9 7 5 年1 1 月中科院资源调查区划组在西由镇、新合村及潘家村进行了非稳定流 抽水试验，提交了掖县西由公社群孔抽水试验报告，给出了含水砂层的倒水系数、 给水度及降雨入渗系数等参数。 3 1 9 9 0 年4 月1 9 9 1 年2 月，中国科学院联合有关单位从资源环境角度出发， 系统的提出了区域内海水入侵研究的基本内容及方法，编辑出版了莱州市滨海区海水 入侵研究，从区域地质条件、水文地质条件分析入手，对海水入侵的发展规律以及综 合治理进行了初步的分析研究。 4 1 9 9 7 年莱州市水利局根据水利部有关文件精神，编写了莱州市地下水资源开 2 莱州市王河下游地区海水入侵治理研究 发利用规划，收集分析了全市降水、径流、蒸发、地质及水文地质和地下水动态观测 等大量资料，叫准确的反映了区域地下水开发利用的历史演变情况和存在的问题，对不 同规划水平年的工农业和生活用水进行了预测”3 ，图2 所示为王河下游水利工程平面位 置图。 图2王河下游水利工程平面位置图 为了分析论证修建王河地下水库的可行性，本次工作采取了工程测绘、钻探、坑探、 压水试验、稳定及非稳定流抽水试验、地下水动态观测、放射性同位素测试等多种手段。 菜州市王河下游地区海水入侵治理研究 1 王河下游地区海水入侵的原因 1 ，1 海水入侵的依据 海水入侵是由于陆地地下淡水水位下降引起的海水直接侵染淡水层的自然现象。海 水入侵的标准主要依据地下淡水水质中矿化度的变化。从理论上讲，凡是由于海水入侵 而造成地下淡水矿化度加大的地区都属于侵染区，但实际上还应有一个统一的矿化度指 标，以便作为测定、判断、研究、治理海水入侵时的依据”1 。 海水入侵的水质标准国际、国内虽没有明文规定的指标，但都以氯离子含量变化的 咸淡水临界数值作为衡量确定海水入侵的水质标准，世界部分沿海国家海水入侵氯离子 含量标准分别是”1 ： 日本2 0 0 m g l ； 美国、法国、荷兰、墨西哥、印度尼西亚2 5 0 m g 几； 瑞典3 0 0 m g l ； 欧洲卫生组织、前苏联一3 5 0 m g l 。 王河下游地区据多年测试，地下淡水中氯离子含量背景值为3 4 8 1 0 0m g l ，经 综合对比分析，确定氯离子含量大于2 5 0m g l 的区域为海水入侵区，即以氯离子含量 2 5 0m g l 作为王河下游地区海水入侵标准。1 ，图3 所示为1 9 9 8 年5 月王河下游地区海 水入侵的范围。 图3 王河下游海水入侵区分布图( 1 9 9 8 年5 月) 4 莱州市王河下游地区海水入侵治理研究 1 2 海水入侵的原因分析 王河下游地区发生海水入侵的原因有：人为因素、地质因素、气候因素、地理环境 因素叫。 1 2 1 人为因素 引起王河下游地区海水入侵的人为因素除人为过量抽取地下水外，在河流上游修建 蓄水拦截工程，陆地海产养殖、扩建盐田的影响也是显著的。 超采地下水 王河属雨源型河流，源短流急，洪水来时泛滥成灾，洪水过后河床很快干涸。自 1 9 7 9 年以来，由于多年干旱，王河大部分时间处于断流状态，工农业生产几乎全部利 用地下水，因此打井越来越多，超采现象十分严重，由于连年超采造成地下水位大幅度 下降，负值区的出现，诱发了海水入侵。 上游截水 截止1 9 9 8 年5 月，王河上游修建了中型水库3 座，小( 1 ) 型水库i 座，小( 2 ) 型水库2 8 座，塘坝5 0 5 座，总库容5 5 1 5 6 5 万矗，兴利库容3 4 8 1 6 万m 3 。上游的蓄水 一般不往下放，因此一般年景下游河道己无径流，大大减少了下游平原区的地下水补给 量，加速了海水入侵。 盐田扩建、陆地海产养殖“” 在陆地上盲目发展海产养殖、扩建盐田使大量的海水人为进入内陆，使地下卤水再 次转化为地表咸水侵染内陆地下水，王河下游西部的东方红盐场、西由盐场等几经扩建， 面积不断扩大，长期纳潮或汲卤晒盐，使盐场一定范围内海水入侵的程度比其它地区更 加严重，此外在东方红盐场、- - , h 岛东南等地发展陆地海产养殖，人为将海水引入陆地， 也是加快海水入侵速度的重要原因之一。 1 2 2 地质因素 地质条件决定海水入侵的方式、类型和发生强度“3 “1 。 滨海强透水层是造成海水入侵的基础条件 王河下游地区是海积、冲洪积地层组成。沉积层以微含土砾质粗砂为主，局部相变 为微含土砾质中砂、中粗砂等，在空间上分布有3 4 层，总厚度一般为5 1 5 米， 自东向西渐厚，最大厚度2 3 7 0 m ，含水层渗透系数- - k x1 6 9 8 9 3 m d ，少量超过 1 5 0m d ，属较强强透水层，单井涌水量一般超过5 0 0m v d ，少数超过1 5 0 0i 【1 3 d ， 莱州市王河下游地区海水入侵治理研究 透水性、容水性良好，各砂层纵横方向连续性好，各砂层间局部亦能上、下串通，水力 联系密切，为海水入侵创造了极为有利的条件，因此海水入侵大都发生在这种地区，其 下伏基岩为太古界元古界胶东群民山组变质岩和燕山晚期侵入岩，在构造变动影响 下，风化层发育，厚度一般为5 2 0 m ，风化层既是陆地地下淡水含水层，也是海水 入侵的主要地层之一。 构造发育为海水入侵提供了有利的空间条件 王河下游地区主要有单山断裂和三山岛仓上断裂，以北东向、北北东向为主， 呈压性、压扭性状，构造裂隙充填紧密，富水性差，但位于该压性、压扭性断裂破碎带 侧及其派生的低次序北西向、东西向张性、张扭性断裂构造，破碎带发育，富水性较好， 是本地海水入侵的通道类型之一。 泻湖相沉积地层在内陆埋藏有古海水，加快了入侵区的扩展 王河下游地区第四系地层中埋藏有大面积的泻湖相沉积地层，这种沉积层下都赋存 一定数量的古海水，其上有淡水透镜体或淡水含水层分布。近十几年来地下水位大幅度 下降，供水井越打越深，深部咸水通过井孔上升污染浅部淡水资源。 1 2 3 气候原因“” 气候变化对海水入侵的影响是至关重要的自然因素，气候变化对海水入侵影响主要 表现在以下两个方面：一是气候干旱，降水减少是影响海水入侵的主要客观因素；二是 灾害性气候风暴潮的发生造成的海水地面入侵，对地下海水入侵进程有加强作用 【1 6 【】7 0 1 2 4 自然地理环境因素 自然灾害的类型及强度与其所处的地理环境相关，王河下游地区发生的海水入侵与 下列地理环境条件密切相关。 河流短，坡降大 王河全长5 0 k m ，流域面积4 4 9 1 9 k m 2 ，比降5 3 4 ，具有源短坡降大，汛期排水迅 速，对降水入渗补充地下水极为不利。 滨海低地面积大，容易遭受海水入侵 王河下游地区滨海低地海拔高程在l o m 等高线以下，地面坡度小于l 。，属次一级 地貌类型的滨海洼地广为发育，由于这些滨海洼地大都经历了全新世海侵的影响，也是 现代海水入侵的严重地区。 6 莱州市王河下游地区海水入侵治理研究 沙坝泻湖海岸赋存古海水，促进了现代海水入侵” 王河下游地区不仅现代沙坝泻湖发育，也是全新世古海岸、古泻湖发育的场所， 由于陆源物质比较丰富，王河河口岸线有向外推进现象，河口物质为黄褐色的粗砂，河 口两侧为粗砂和细砂组成，从海水入侵地貌条件来讲，这种地貌发育类型及其物质组成 为古海水赋存及现代海水入侵提供了方便条件。 潮汐对海水入侵的影响“ 王河下游地区海水入侵与潮汐变化关系密切，涨潮时水井中水质变咸，水位升高， 退潮后水质变淡，水质恢复原状，这说明井水与海水连通性好，涨落潮才引起井水水质 和水位的变化。 1 3 海水入侵引起地下水水质的变化 王河下游地区由于海水入侵的影响，地下水水质发生了很大变化，但其化学类型以 t i c o 。c l 型为主，其次是c l h c 魄、s 0 。c l 、c l 型，呈规律分布。州“”3 ，图4 所示为 1 9 9 8 年5 月王河下游地区地下水水化学类型分区。 图4王河下游地下水水化学分区图( t 9 9 8 年5 月) i 川c o 。c l 型水i i c 1 一h c 0 。型水 i i i s 吼c 1 型水c l 型水 1 3 1h c o 。c l 型水 该类型水在本区分布最广，前邓以南王河河床及其两岸的冲洪积平原、丘陵的地下 莱州市王河下游地区海水入侵治理研究 水为此种类型，为未被海水入侵侵染的地下水，其阳离子以钙钠为主；矿化度0 3 3 一 - - 0 6 3 9 l ，局部稍大为0 8 2 9 l ，为淡水；p h 值7 1 7 5 ，为中性水；总硬度1 6 2 1 4 4 9 4 德国度，为微硬水、硬水、极硬水，水质良好。 1 3 2 c 1 一h c o 。型水 该类型水分布与海水入侵的咸淡水过度带，阳离子以钙钠为主；矿化度0 4 5 1 6 7 9 i ，为淡水、微咸水；p h 值7 2 7 6 ，为中性水，局部呈弱碱性；总硬度1 9 8 8 4 7 6 9 德国度，为硬水、极硬水，由内陆向海岸矿化度逐渐增大，总硬度也逐渐增 高，部分仍适于农业灌溉。 1 3 3s o 。c l 型水 该类型地下水分布范围很小，仅局限于马坊以北、崔家东北、尹家仓上东一带 滨海低地，是古泻湖地下水，阳离子以钙钠为主；矿化度1 4 1 3 0 4 9 l ，为微咸水； p h 值7 1 7 6 ，为中性水，局部为弱碱性水；总硬度3 8 8 4 8 4 3 9 德国度，为极 硬水，水质较差，农业灌溉要防止次生盐渍化的发生。 l3 4c 1 型水 该类型地下水分布在滨海低地，平行海岸呈带状，阳离子以钠为主；矿化度一般大 于2 9 l ，为微咸水、咸水，海边和部分滨海低地地下水矿化度大于1 0g l ，为盐水； p h 值7 o 一7 9 ，为中性水，局部呈弱碱性；总硬度多大于4 7 德国度，为极硬水，该 类型地下水是本区内水质最差的水，盲目灌溉对农作物将造成严重危害。 王河下游地区地下水水化学特征“”见表l 所示。 葚螂鼍 女 留 古 舀 寺 g o 6 g d 一 一 一 垂翅誉罾 土 o o， 掣。” 。 “ 。o i 篓m 嚣 占 n “i 击 型 斜 ! 器 三 高 测 h i 山 。 土 占 。 歪一 “ 卜二 “ 卜二 h 鬈越婴越 h 占 n hn lj 吲【 一 时f o h 三 譬 p 一 譬鲻霎巡 卤 。 士 n 击 鼍 j o - h 矗 善 至 等 霸 葛 卜一h 、十h 土 占 簧 占 一 上 譬吾 星0 0 嚣 萌c - 3 嚣兽 囊 墨誉 io 上 。 占 ” o h 茸罾 星 虽 o 塞 景 oo o 卜-h h q 山 鼍 山 甓 由 一 室霉 o 詈 蕾 兽 j 高 hn 尚 一 占 一 lh h -c o 兰 堕 昌 囊 蓦 卜-o l -甘 一 由 鼍 南 q lh l 蠹 摹量量 日h o o寸 昌hoh l ol - 1h 山 。 由 m 古 “ n z 量 -o 昼一 “ 一 目 0 0o a d “ ：， 呻 芋8 要蚕i 日占口 2 i 订 z 焉8 i 9 甲甲 一 军b 车 磊宰苫 u 垦室i善茔ug ” 粼 妪 簧 吲 粘 副 s 粼 u uu 1 zl 麟 o j o 州 zu 搽盎避增浆扑尊*卜爱凶司烬卜霹h _ 【惴 嵌蠢副舞皑繁建凼嗣蟾卜霹h忙乏跺 菜州市王河下游地区海水入侵治理研究 2 王河下游地区地质概况 2 1 地形地貌 本区北部、西部濒临渤海，东部与连绵起伏的丘陵毗邻，整个地势呈东南高、西北 低，王河自东南至西北流经本区汇入渤海。按地貌成因不同可将本区划分为构造剥蚀、 侵蚀堆积、滨海堆积三种地貌类型。 2 1 1 构造剥蚀地貌 表现为剥蚀残丘、山前岗地地形，分布在埠上埠南尹家、街西后邓、三山 岛及仓上一带，由太古元古界胶东群变质岩系和中生界燕山晚期侵入岩构成。由于 长期风化剥蚀，丘体低矮浑圆。丘顶高程1 5 4 4 m ，相对高差l o 3 0 m ，坡角一般 小于5 。，坡面多覆盖有残坡积物，另外在仓上一带残丘北部表面还覆有风成砂。 2 1 2 侵蚀堆积地貌 由于河流长期的侵蚀堆积作用，加之王河后期多次决口改道，沿王河中下游形成了 广阔的冲洪积平原。按成因及形态不同，可划分为河床、漫滩及冲洪积平原两个地貌单 兀o 河床及漫滩 上游河床大体走向n w 3 1 0 。，略向右岸凸出，局部河曲发育；下游河床自过西走向 转折为n w 3 5 5 。，经人工截弯取直，呈近南北走向，另外在潘家以北至后邓以西王河右 岸残存有2 k m 的废弃河道，王河河床宽度一般为5 0 一1 0 0 m ，分布岩性以砾质粗砂为 主。上游河床砂层分布较为稳定，下游河段因受人工改造，砂层分布不连续，局部河段 河底出露第四系上更新统冲洪积粘性土。河底高程自下游至上游为o 2 8 m ，纵向坡 降1 7 。 漫滩沿河床两岸呈带状分布，宽度不等，一般5 0 1 0 0 m ，上覆0 1 m 厚的砂 壤土，下伏中细砂、粗砂。 另据地质测绘及勘探资料，发现王河故道有两条，一条东自过西、向西经尹家村南、 崔家村北入海，长约3 5 ，宽2 0 0 3 0 0 k m ，上覆0 5 1 4 m 厚的砂壤土，下伏2 1 8 8 m 厚的砾质粗砂、中细砂，在尹家村南水沟内砂层出露。另一条东起河口村， 向西经张家、沙埠庄、徐家入海，长约6 k m ，宽度一般2 5 0 5 0 0 m ，入海口处宽度可 达2 k m ，上覆0 5 m 砂壤土，其下为厚2 o 4 6 m 砾质粗砂、中粗砂、细砂，砂层在 沙埠庄东、水南村北有出露。 1 0 莱州市王河下游地区海水入侵治理研究 冲洪积平原 沿王河两岸广泛分布，地势平坦开阔，微向西北倾斜，地面高程3 5 3 0 。0 m ， 地面坡降1 5 3 。o 。由第四系全新统冲积、上更新统冲洪积松散堆积层构成，其 中砂层呈多层结构特征，构成王河下游地区的主要储水空间。 2 1 3 滨海堆积地貌 分布在本区以北、以西广大的近海地区，按成因类型不同可进一步划分微海积风成 砂丘及海积低地两个地貌单元。 海积风成砂丘 分布在三山岛以东、仓上以北、以西沿海地带，由海积砂后经风力改造扩展而成， 其宽度5 0 0 2 5 0 0 m 不等，地形坡状起伏，有砂坝、砂垅微地貌景观分布。地面高程 2 6 m ，相对高差1 2 m ，由砾质粗砂、中砂、细砂组成，具明显的近海岸颗粒粗， 远离海岸颗粒逐渐变细的分选特征。 海积低地 广泛分布在吴家庄子、单山以西、以北，仓上以东、以南，崔家以西等滨海地带。 地势低平，地面高程一般在1 5 4 o m ，微向海岸倾斜。其上部为3 _ 7 m 厚的海积 层，下伏上更新统冲洪积层。 2 2 地层岩性 区内分布地层岩性主要为太古元吉界胶东群民山组变质岩系、燕山晚期侵入岩 以及第四系松散堆积层。 2 2 1 太古元古界胶东群民山组变质岩系 岩性主要为片岩、变粒岩、斜长角闪岩、花岗片麻岩等，出露于单山街西 后邓前邓及婴里一带残丘，岩石呈强风化状态，构造裂隙、风化裂隙发育，是构成 本区基底的主要岩层。 2 2 2 燕山晚期侵入岩 花岗岩：灰白、乳白色，粗粒结构，构造裂隙较为发育，分布在东部埠上埠 南芦家丘陵区及三山岛。 花岗闪长岩：浅灰色、灰白色，粗粒结构，构造裂隙发育，分布在仓上一带。 2 2 3 第四系松散堆积层 全新统冲积堆积：主要由砾质粗砂、中粗砂、中细砂及砂壤土组成，厚度一般2 莱卅i 市王河下游地区海水入侵治理研究 5 m ，分布在王河河床、漫滩及故河道中。 全新统海积堆积：由砾砂、砾质粗砂、粉细砂、砂壤土、淤泥质粉细砂等组成， 富含海洋生物残骸，厚度1 7 m ，主要分布在海积低地以及海积低地与冲洪积平原的 交接地带。 全新统海积风积堆积：岩性由砾质粗砂、中砂、细砂组成，厚度1 _ 4 ，分布 于海积风成砂丘。 全