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莱州湾海水入侵的时空演化特征研究 摘要 i i ii i i i iii 1 y 17 4 0 2 6 9 本文通过对莱州湾地区1 1 个剖面6 0 多个观测井进行测定，统计分析近两年 水样的电导率、氯度、矿化度等指标。得出了莱州湾地区海水入侵的时空变化规 律。在时间上，海水入侵的状况基本上保持稳定，受月季变化影响较小；空间上， 地下水水质呈从沿岸向内陆由咸变淡的梯度变化趋势，海水入侵程度由近海岸至 内陆逐渐降低。 地下水化学成分的变化能够直接反映出海水入侵的程度，为海水入侵的防治 提供依据。对n a + ，k + ，c 1 。，c a 2 + ，m 9 2 + ，h c 0 3 等离子进行了测定，通过对实 验结果的数据统计与分析，总结出了莱州湾沿岸的地下水水化学成分的变化，以 及由于海水入侵所造成的地下水水化学特征的变化趋势。大量的实验数据研究表 明，离子如：n a + ，l c a 2 + m 9 2 + k + ，其中n a + 占阳离子当量浓度的6 2 5 8 ；阴离子摩尔浓度顺序 为c i 一 8 0 4 2 + h c 0 3 。，其中c 1 含量最大，占阴离子总量的9 0 以上；其中( n a + + c i ) 占总离子当量浓度的7 0 左右。 淡水区平均离子浓度为1 6 0 3 3 8 m g l ，仅相当于咸水区的1 0 ；阳离子摩尔 浓度顺序也为n a + c a 2 + m 9 2 + k + ，不过n a + 只占阳离子当量浓度的5 0 左右， c a 2 + + m 孑+ 占4 5 - 4 9 ；阴离子摩尔浓度顺序为c i 。 h c 0 3 - s 0 4 ，其中c l 占阴离 子总量的5 0 左右，h c 0 3 - 占4 0 左右。 微咸水区平均总离子含量为3 9 9 2 3 0 m g l ，阳离子摩尔浓度顺序为 c a 2 + n a + m 9 2 + k + ，c e + 含量略大于n a + 含量，c a 2 + + n a + 占阳离子当量浓度的9 0 左右；阴离子摩尔浓度顺序为c i h c 0 3 。 s 0 4 二，c i 。占阴离子总量的7 5 以上。 在所测定的7 种离子中，n a + 、k + 与c l 一是海水中的主要成分，海水中n a + c i 的摩尔比值为0 8 6 ，k + c i 一的摩尔比值为0 0 2 ，而莱州湾地区咸水区水质的n a + c 1 的摩尔比为0 9 3 ，k + c i 。的摩尔比为o 0 1 8 ，与海水的组成基本相似，可见咸水区 已经被海水入侵，并且入侵程度已经相当严重。 虽然各区离子含量存在明显差异，但也有共同点。不论在哪一区域k + 含量都 是阳离子中最小的，且n a + 含量较k + 大得多，原因主要有两个，一方面地壳中 n a + 比k + 含量丰富得多，另一方面k + 是生物所必需的营养元素，它被吸收的量远 远超过n a + ，并且被粘土矿物吸附得也更牢固。k + 、n a + 、m 9 2 + 、s 0 4 厶、c 1 相互 之间的正相关性也都达到了极显著水平，意味着对这些离子来说，海水入侵陆地 地下水后，海水与地下水的机械混合是主要的，海水得到稀释，其离子浓度随稀 释程度成正比例变化。而c a 2 + 、h c 0 3 与含盐量之间的相关程度要低，尤其是 h c 0 3 ，基本与c l _ 没有相关性，这说明海水入侵后，c a 2 + 、h c 0 3 - 变化并非主要 4 2 青岛科技大学研究生学位论文 第五章莱州湾成淡水区的划分 5 1 咸淡水区域的划分 根据水中氯化物和矿化度的含量，可以将海水入侵的程度划分为3 个等级， 海水入侵程度等级具体划分标准见表1 1 。 将研究的莱州湾地区地下水按照标准表1 1 归类整理，得到1 1 个观测井的地 下水等级，见表5 1 。 表孓l1 1 个采样剖面的地下水等级划分 t a b l e5 - 1t h eg r o u n d w a t e rg r a d e so f11s a m p l i n gp r o f i l e s 由表5 - 1 可得出大致划分研究区咸、淡水的曲线： 咸水区分布的站位有：p 1 7 ，p 2 1 ，p 3 1 2 ，p 5 - 2 ，p 5 3 ，p 7 i a ，p 7 1 b ，p 7 - 2 ， p 8 1 ，p 9 3 ，p 9 - 4 ，p 1 1 1 。 淡水区的站位为：p 1 6 ，p 1 9 ，p 2 3 ，p 2 - 4 ，p 2 6 ，p 2 8 ，p 2 9 ，p 3 - 8 ，p 3 - 9 ， p 3 一1 0 ，p 4 - 4 ，p 4 5 ，p 4 6 ，p 5 - 4 ，p 5 5 ，p 5 6 ，p 5 7 ，p 5 8 ，p 6 - 3 ，p 6 - 5 ，p 6 - 6 ， p 6 7 ，p 7 4 ，p 7 6 ，p 8 5 ，p 1 0 3 ，p 1 0 4 ，p 1 0 5 ，p 1 0 6 ，p 1 0 - 7 。 微咸水区的站位有：p i - 5 ，p 1 7 ，p 2 1 ，p 2 7 ，p 3 11 ，p 4 1 ，p 4 2 ，p 4 - 7 ， p 4 8 ，p 6 2 ，p 6 4 ，p 7 - 3 ，p 8 3 ，p 8 - 4 ，p 9 2 ，p 9 5 ，p 9 7 ，p 9 8 ，p il 一2 ，p l l - 3 ， p l1 4 ，p 1 1 5 。 根据海水入侵水化学观测指标与入侵程度等级划分，氯度小于2 5 0 m g l 的水 4 3 莱州湾海水入侵的时空演化特征研究 可以认为是淡水，为还没有被入侵的区域；氯度在2 5 0 - 1 0 0 0 m g l 的水为微咸水， 是轻度入侵；氯度大于1 0 0 0 m g l 的水为严重入侵的水。由统计分析所得数据可 看出5 0 以上观测井已经受到海水的侵染，其中受侵染较严重的超过1 5 ，这说 明海水入侵已经从近海地区向内陆扩展。站位p 1 3 、p 5 3 、p 8 1 处的氯度很接近， 而这3 处与海岸距离大致分别为6 0 k m ，5 6 k m ，2 8 k m ，说明莱州湾南岸地区的海 水入侵呈自西向东递减的趋势，西南方向广饶，颜徐，杨庄处的海水入侵程度最 严重。 在所有采样点中，咸水区、淡水区和微咸水区分别有1 2 、3 0 和2 2 个，各占 1 8 7 5 、4 6 8 8 、3 4 3 7 。所以本文采样点在咸水区范围的较少，在淡水区范围 的相对较大多。综合所有数据划出咸水区与微成水区的分界线l ，微咸水区与淡 水区问的分界线2 ，如图5 1 。由此得出海水入侵过程中，成、淡水之间并没有明 显界限，存在一个相当范围的过渡带。 图5 - l 莱州湾海水入侵区域划分 f i g 孓l t h ea r e ao fs e a w a t e ri n s t r u c t i o ni nt h el a i z h o ub a y 图中区域一为严重入侵区，面积约为1 7 1 4 2 k m 2 ，与1 9 9 5 年相比入侵面积增 大了约1 2 5 ，区域二为过渡带区域，面积约7 7 0 2k m 2 。 5 2 莱州湾海水入侵最新发展动态 青岛科技大学研究生学位论文 图5 2 是莱州湾1 9 8 0 2 0 0 0 年来海水入侵变化动态。监测结果表明，近2 0 年来， 莱州湾东、南沿岸平原的海水入侵灾害一直在发展。1 9 8 9 年莱州湾南岸海水入侵 总面积达6 2 7 3 k m 2 ，1 9 9 5 年达7 6 2 5 k m 2 ，地下水漏斗负值区超过2 0 0 0 k m 2 ，但其后 海水入侵范围变动不大，海水入侵界线基本在1 9 9 5 年线附近摆动，1 9 8 0 1 9 8 9 年是 莱州湾南岸海水入侵发展最快的时期，1 9 9 0 年以后海水入侵速率变缓，莱州市监 测结果表明，1 9 9 7 年后的海水入侵的范围在逐年缩小，2 0 0 1 年海水入侵的面积已 缩小为2 5 1 7 k m 2 。但本次研究所确定的严重入侵面积约为1 7 1 4 2 k m 2 ，过渡带区域 面积约7 7 0 2k m 2 ，可见莱州湾地区的海水入侵状况有了新的发展，受侵的内陆面 积显著扩大，入侵程度较1 9 9 5 年更为严重。 图5 1 2 莱州湾近年来海水入侵变化动态 f i g 5 2t h ev a r i a t i o no fs e a w a t e ri n s t r u c t i o ni nt h el a i z h o u b a yd u r i n gt h ec u r r e n ty e a r s 图5 2 中黑实线为本次研究所确定的咸淡水分界线。从图上可明显看出该线向 继续内陆延伸的动态，受侵面积逐年显著扩大。其中f f l 柳，新河镇，沙河镇等几 处的入侵发展相对稳定，分界线位置基本不变；上口镇，固堤镇，夏店镇这几处 的海水入侵发展较快，己漫延到北路镇，新昌镇，昌邑市等，并已接近入侵极限， 寿光市，洛城镇等地面临严重威胁，表明莱州湾的海水入侵程度整体上1 1 1 2 0 0 1 年 莱州湾海水入侵的时空演化特征研究 在不断加剧，部分地区如新昌镇等已严重威胁到生态平衡。 从过渡带来看，1 9 9 2 年，莱州湾地区过渡带一般宽为2 4 k m ，最宽为6 k m 。本 究中莱州湾地区的过渡带一般为4 k m 左右，最宽处达1 5 k m 。过渡带面积的急 大，也表明了莱州湾地区海水入侵的急速发展。根据莱州湾地区海水入侵的 动态，可预测出未来莱州湾地区的海水入侵趋势，如果不采取有效措施进行 整治，莱州湾沿岸的海水入侵将会愈演愈烈，沿岸的工农业及生活所受海水 的威胁将越发严重。因此，必须立刻采取一系列防治措施，包括加强地下水 管理，人工增加补给量，推广节水灌溉技术，以及远距离调水等。 青岛科技人学研究生学位论文 第六章海水入侵的原因分析及防治措施 6 1 莱州湾海水入侵原因及特点 6 1 1 海水入侵原因 从现有资料分析，造成本区发生海水入侵的主要原因是过量开采地下水。如 果淡水的开采量超过了它的补给量，不仅截断了原先向海洋排泄的淡水流，而且 使海岸带附近的地下水位下降，当出现淡水体水头低于附近咸水的水头时，咸水 楔形体就要向陆地推进，直至形成新的平衡。这样海水入侵就出现了。 ( 1 ) 自然因素中与海水入侵关系最密切的是降水。莱州湾地区地下水来源主要 靠大气降水补给。降水量的多寡直接影响地下水位的高低。降水量减少，地下水 水位下降。海水与地下水之间形成水势差，海水便会顺着水势倒灌。 据有关统计：1 9 8 0 1 9 8 9 年是莱州湾近4 0 年来最干旱的时期，降水量最小。 研究表明，在该时间段整个莱州湾地区降水量较多年平均减少了18 ，相应地全 区地表水资源较多年平均减少4 3 ，全区地下水资源较多年平均减少2 5 。而2 0 世纪8 0 年代又是莱州湾地区社会经济发展最快的时期之一，在降水量不断减少 和地下水得不到充分补充的情况下，需水量不断增加，导致地下水超采，使地下 水水位不断下降，导致海水入侵快速发展。而1 9 9 0 年之后，降水量增加，海水 入侵速度有所减缓。 根据莱州湾地区海水入侵随时问的变化趋势分析，可以看出在全年降水较多 的7 月份氯度值较其他月份的小，如采样点p 4 5 、p 6 3 、p 7 1 a 、p 7 - 4 。由于地下 水开采量及其它因素的影响，加之该地区降水量少，有些采样点这种趋势不很明 显。但总体来看，由于降水量的增加，地下水位回升，海水入侵在这一时期得到 缓解。 ( 2 ) 莱州湾地区沉积环境对海咸水入侵具促进作用。据第四纪古地理环境的研 究，莱州湾南岸自晚更新世以来，曾经历过三个旋回的海侵、三度扩张和收缩的 海陆变化，使地层中残留了大量的古海水。因此，海水入侵变得比正常速度快p 川。 ( 3 ) 该地区主要河流潍河中上游大量兴建截流工程，位于潍坊市潍河中游的昌 邑、高密、诸城、安丘四县市交界处的峡山水库是山东省第一大水库，总库容1 4 0 5 亿立方米，兴利库容5 0 3 亿立方米。水库始建于1 9 5 8 年1 1 月，1 9 6 0 年9 月建 成蓄水，是一座防洪、灌溉、发电、水产养殖、城市及工业供水等综合利用的大 型水利工程。水库灌区设计灌溉面积1 5 3 万亩，有效灌溉面积1 0 4 力亩。还有安 丘的尚庄大坝，大坝上游多为田坎和冲沟，水库内蓄水较多，测区内坝前水深最 4 7 莱州湾海水入侵的时空演化特征研究 处约1 5 米，大坝下游有少量居民点和鱼塘，在下游溢洪道河道两侧树木较密， 致下游水量减少，加剧了海咸水入侵。还有一些小型水库大坝，如密云水库大 、白浪河水库大坝等，这些水利工程都对海水入侵造成一定的影响。首先层层 流，水库的流域面积越来越小，常年蓄不满水，起不到调蓄作用，反而使下游 道干枯，地下水得不到补给，生态环境逐渐恶化。 ( 4 ) 自然灾害是导致海咸水入侵的潜在危险。莱州湾南岸是发生风暴潮最严重 地区之一，在历史上多次遭受风暴潮的侵袭。一方面通过海水入渗抬高咸水水 ；另一方面入侵区盐分得到补给，使咸水保持有较高矿化度，若遇风潮则海水 侵速度将加快，海水入侵面积也有大幅度增加【5 9 l 。 ( 5 ) 气候变暖，海平面上升也加剧了海水入侵的程度。根据国家海洋局发 的2 0 0 9 年中国海平面公报，仅2 0 0 9 年，山东海平面较常年( 1 9 7 5 年1 9 9 3 平均海平面) 上升了7 0 毫米。预计未来3 0 年，山东沿海海平面将比2 0 0 9 年升 8 9 1 3 7 毫米。高温异常天气和季风变动等是引起上述异常变化的重要原因。海 面上升作为- k q 缓发性海洋灾害，其长期的累积效应会加剧风暴潮、海岸侵蚀、 水入侵与土壤盐渍化、成潮入侵等海洋灾害的致灾程度，目前，山东省海水入 最大距离超过3 0 千米。海水入侵给工农业生产带来较大损失，仅莱州一地年 影响工业产值超过5 亿元，十多万亩耕地减产3 0 。根据气象资料显示，2 0 1 0 年4 月1 日和4 月3 0 同前后是天文大潮期，山东半岛北部沿海如遭遇温带风暴， 风暴潮增水和天文大潮叠加，易形成灾害性高潮位；7 月1 4 日、2 6 日，8 月l o 同和9 月9 日前后是天文大潮期，山东半岛南部沿海如遭遇风暴潮，极易产生风 暴潮增水、季节性高海平面和天文大潮三者叠加的情况，形成灾害性高潮位。 ( 6 ) 滨海强透水层是造成海水入侵的基础条件，莱州市滨海平原由海积、 冲洪积地层组成。沉积层中砂层较厚，颗粒较粗，透水性良好，渗透系数一般 5 0 15 0 m d ，这种强透水层为海水入侵创造了极为有利的条件。其下伏基岩在构造 变动影响下，风化层发育，厚度一般在5 - 2 0 m 之间，该风化层既是陆地地下含水 层，也是海水入侵主要地层。 ( 7 ) 断裂构造发育为海水入侵提供了有利空间，滨海北部区域基底断裂构 造发育，与海岸线垂直相交呈北西向展布，为海水入侵提供了有利的空间条件。 ( 8 ) 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滨海区域 第四纪地层中埋藏有大面积的泻湖相地层，这种沉积层下部赋存一定数量的古海 水，其上有淡水透镜体。过去地下水位高，打井不深，深部咸水对供水水井没有 影响。近年来，地下水位大幅度下降，供水井越来越深及海水养殖抽取地下咸水， 深部咸水通过井孔上升污染了地下水源1 6 0 l 。 4 8 青岛科技人学研究生学位论文 6 1 2 莱州湾海水入侵特点 ( 1 ) 由点状入侵发展到面状连续入侵，速度快 中国许多沿海城市最初的海水入侵只在孤立的个别点上发展，范围很小。由 于地下水下采量继续增加，使得那些孤立的、小连续的点连接起来，形成一连续 的面状入侵。 ( 2 ) 海水与淡水有过渡带 滨海淡水含水层中的水力梯度通常倾向海，海是含水层剩余淡水的“收容器”。 由于在海底下面的含水层中赋存着海水，因而在流入海的淡水与下伏海水之间形 成一接触带。淡水和海水实际上是可溶混的流体，因此，由于流体动力弥散作用， 它们之间的接触带将以混合水的过渡带形式出现。越过这个过渡带，密度将从混 合水变到海水。过渡带的宽度取决于海水区与淡水区之间的水头差和含水层的渗 透系数、弥散系数以及含水层的补给景、抽水量的变化、潮汐和抽水井的位置等 各种因素。 6 2 海水入侵的防治对策 在发生严重海水入侵危害的地区，鉴于海水入侵一旦发生就将造成难以治理 的危害，因此应进行超前的防止海水入侵的研究和预报工作。分析在不同的自然 和人为活动条件，研究出咸淡水界面的变化和转移规律，以达到防止和减轻海水 入侵的目的。此外，滨海地区进行古地理环境、地质、构造、岩层的研究，特别 是人类适应环境变化的研究，如调整农收结构，种植耐旱作物、微咸水灌溉、咸 水淡水混合灌溉；滨海地区进行回灌补源工程、帷幕地下水库工程的示范研究等， 也是需要加强研究的方面。 海水入侵地区所产生的各种灾害都是由于水资源被严重侵染，使得可利用的 水量在减少，水质发生变化而产生的。海水入侵分布面广、发展快，若不及时采 取措旌加以控制，危害将同趋严重。随着社会与经济的发展，水资源开发的经济 成本和环境成本也在不断提高，水资源问题已经引起社会各界的普遍关注。海水 入侵给沿海地区带来的危害是显而易见的，为了协调好地下水开发与海水入侵的 关系，控制海水入侵的发展，管好用好有限的水资源，实现社会效益、经济效益、 资源效益与环境效益的统一，必须采取行之有效的防治措施1 6 。 ( 1 ) 合理开发水资源 引发海水入侵的主要原因是过量开采地下水，为了把海水入侵限制在最小范 围，必须从源头控制，合理丌发利用水资源。首先要节约水资源，建立节水型城 4 9 莱州湾海水入侵的时空演化特征研究 市和节水型工农业生产体系，大力推广节水灌溉技术和工业节水新技术，尽量减 少地下水开采量，将有助于改善海水入侵状况；其次充分发挥黄水河、中村河富 水地段的调蓄作用，合理调整地下水开采布局，严格控制地下水开采量，最大限 度地提高水资源的利用率；再就是采取回渗补源措施，截夺入海地表径流，以保 证充足的地下水补给源。发展节水农业和节水工业，全社会要自觉树立节水意识， 实现全面节水。工业用水要通过技术改造和产品的更新换代，搞好废污水的处理 回用，提高水的重复利用率；农业要调整种植结构，合理安排耕作制度，搭配作 物品种，发展生态农业，推广渠道防渗和管灌、喷灌、滴灌等先进节水技术，实 行经济灌溉定额，提高单方水的经济效益，加快建设节水型社会步伐。 ( 2 ) 科学管理 据有关资料分析，莱州湾的海咸水入侵是潍河流域水资源开发管理不合理 带来的必然结果。实行水资源梯级优化管理，在全流域实行厅统调、统配，上下 游兼顾，让宝贵的水资源在经济上发挥最大限度的效益；另一方面，应绿化山区， 减少水上流失，改变流域小气候，涵养水分，逐渐恢复增加淡水资源应在现有水 资源和海水入侵监测系统的基础上，运用系统工程理论，建立起以海水入侵作为 约束条件的水资源管理模型，以加强对水资源的科学管理。流域内水资源的开发 利用，也要实行统一规划、统一调度、统一管理。同时，还要加强对海水入侵的 监测和研究，加强预报预警系统的建设，及时掌握海水入侵灾害的演变趋势和危 害程度，将海水入侵造成的损失降低到最小程度。 合理开发利用和保护淡水资源，必须按照“以补定采 的原则开采地下淡 水资源。即年平均开采量必须小于含水层系统的多年平均补给量。其次，加大节 水工程建设力度调整经济结构，推广喷灌、滴灌等节水新技术，改变传统的漫灌 方式，增加水的重复利用率，向节水型经济转变。 ( 3 ) 建造拦蓄工程 建造拦蓄工程和地下水库是防止海水入侵、调蓄流域水资源的重要防治措 施。在河流的有利地段建造地下水坝，形成地下水库，可拦蓄地下径流；在海岸 带附近修建地下截水墙，可有效地阻止海水入侵；地上拦水坝、渗井、渗渠等拦 蓄补源配套工程的修建，可提高水资源利用率。应在该区域北胶菜河、泽河以及 小型河道上，大力兴建蓄水工程，把汛期降水全部拦蓄起来，用于非汛期兴利， 以此补充地下水源，抬高地下水位，以淡压咸，缓解水资源供需矛盾，防止海水 的继续侵入。 总之，这些拦蓄工程和地下水库具有蓄淡阻成的功能，是滨海平原地区开发 5 0 青岛科技大学研究生学位论文 利用地下水资源的重要设施。 ( 4 ) 适时兴建跨流域引水工程 为减少海水入侵灾害，适时兴建跨流域引水工程是必要的。目前，引黄济青 工程正在实施，南水北调东线工程办已通过论证。客水的引进不仅可减少当地的 地下水开采量，而且通过回灌补源还可抬高地下水位，在沿海一带形成高水位淡 水帷幕以防止海水入侵【6 列，改善水质。按照合理使用地表水，控制开采地下淡水 的原则，在考虑生态环境用水的同时，做到取之有度和采补平衡，严禁超采地下 水，达到有效控制与逐步缓解海水侵染的目的。 ( 5 ) 发展生态农业 由于海水入侵地区p h 偏碱性，研究适应、改良、开发利用入侵区水土资源的技 术，优化种植业结构，选择耐旱、抗碱的农作物和林木优良品种，进行微咸水灌 溉，养鱼等，多植树木，减少水土流失，最大限度地拦蓄截留天然降水【6 3 1 ，增加 地下水补给，改善生态环境。 、 ( 6 ) 减少排污量，防止地下水污染 加强用水管理，节约用水，计划用水，减少排污是防治水环境变异的基本措 施之一。应根据调查评价结果，确定控制手段和禁止在海水入侵区域增加新井， 根据地下水动态观测情况，限制取水量和控制计划开采量，禁止在河道内超采沙 石，有计划地调整地下水开采布局。 强化对污染物实行总量控制，加强污水处理回用工作。对污染严重的厂矿企 业，严禁建在负值漏斗区，对已有严重污染的企业要限期进行达标治理，对规定 期限内未达标治理的依法吊销取水许可证或关停并转。 ( 7 ) 加强动态监测，实施海水侵染治理工程 市、镇两级要组织专门人员，加大投入力度，加强对侵染区生态环境的监测， 随时掌握地下水位、地下水质、地下水量、地表水及土壤等主要参数，编制控制 方案，为适时调整供水结构及综合治理海水入侵工作提供可靠依据。还应加强水 环境的监测，组织科技力量研究地域环境的特点、人类活动与水环境变异相互关 系及水环境变异的规律，提高水环境综合治理的科学技术水平。 5 l 莱州湾海水入侵的时空演化特征研究 第七章结论 本文通过滴定法、重量法、原子吸收分光光度法等各种实验方法对莱卅i 湾地 区地下水的6 种离子( k + 、n a + 、c a 2 + 、m 9 2 + 、c i 、s 0 4 、h c 0 3 。) 进行了测定， 并且测定了样品的电导率、矿化度、氯度等能反映水质变化的指标，以此来反映 莱州湾地区地下水化学成分的时空变化及海水入侵的程度，划分出咸淡水分界 线，现得出结论如下： ( 1 ) 在统计分析的6 6 个采样点中，淡水水样占总数的4 5 1 5 ；微成水水样 占3 7 8 8 ；咸水水样占1 6 6 7 。由此统计分析可看出5 0 以上的观测井已经受到 海水的侵染，其中受严重侵染的超过2 5 。海水入侵已经从近海地区向内陆扩展， 莱州湾南岸地区的海水入侵呈自西向东递减的趋势，西南方向广饶颜徐，杨庄， 田柳处的海水入侵程度最严重。 ( 2 ) 从氯度、矿化度两项指标随时问的变化情况，可以看出海水入侵随时 间的变化幅度不大，在监测期研究区海水入侵状况基本稳定，浸染程度并没有加 剧，只是因不同地区不同月份的降水量、采水量不同及其他自然因素的影响，出 现了较小幅度的波动。从氯度、矿化度两项指标随空间的变化情况，可以看出研 究区地下水水质存在着从海岸向内陆由咸变淡的梯度变化趋势，近海岸地区受海 水入侵较严重。而越向内陆氯度、矿化度平均值越小，变化幅度也越小，海水入 侵向内陆发展速度较慢，从海岸向内陆地下水被咸化的程度逐渐变小。 ( 3 ) 以氯离子浓度等于2 5 0 m g l ，1 0 0 0 m g l 为咸淡水分界标准，最终确定以 p1 4 _ 冲2 卜- p 3 7 - - p 4 4 一p 5 仁p 6 3 一p 7 3 一p 8 仁p 9 仁pl0 3 一pl1 5 为咸淡 水分界线，入侵面积约1 7 1 4 2 4k m 2 ，另外过渡区面积约7 7 0 2k m 2 。 ( 4 ) 莱州湾地区地下水中的c l 。，由沿海到内陆呈现递减的趋势，而c l - 是海 水中的主要成分，过渡区的c l 。增大说明莱州湾地区发生了海水入侵，并且入侵程 度由沿海到内陆逐渐减少趋势十分明显。过渡带的水化学类型特征的形成是由于 咸水对淡水的侵染作用，使得c l 。和n a + 含量大大增加的结果，c a 2 + 的富集则是陆 相沉积物所吸附的c a 2 + ，在与咸水入侵带来的n a + 交换中转移到地下水中造成的。 ( 5 ) 在咸水区、过渡区、淡水区三大区的不同离子中，咸水区含量c l - 含量 最大，远大于其他离子的含量，与海水中c l 的含量接近，说明咸水区已经发生明 显的海水入侵，其他离子含量由大n d , 依次为c a 2 + ，m d + 8 0 4 2 h c 0 3 ；过渡 区含量最大的是c a ：+ 和m d + ，但是c l 的含量与c a 2 + 和m d + 的含量相近，说明过 渡区发生来了部分海水入侵，其他离子含量大小依次为c i h c 0 3 - s 0 4 2 ；淡水 ，中，c a 2 + ，m f + 和h c 0 3 - 是主要成分，含量最大，比较稳定，其他依次为c i s 0 4 2 。 5 2 青岛科技大学研究生学位论文 ( 6 ) 莱州湾地区咸水区地下水中的n a + 与c l 。，k + 与c 1 具有良好的相关性，相关 系数都达到0 9 9 以上，而n a + ，k + 与c l 。是海水中的主要成分，咸水区中n a + c i 的摩尔比值为1 2 7 3 7 ，k + c i 一的摩尔比值为0 0 2 11 ，与海水中其相应的比值 ( n a 十c i - = 0 8 6 ，k + c r = 0 0 2 ) 相似，证明咸水区发生了严重的海水入侵。 ( 7 ) 将所确定的咸淡水分界线与近些年研究所确定的分界线相比，可知莱州湾 海水入侵状况有了新的发展，受侵的内陆面积正逐渐扩大，入侵程度整体上又有 所加剧。过渡带面积的扩大也表明入侵程度的加剧。根据莱州湾地区海水入侵的 变化动态，预测出未来莱州湾地区的海水入侵趋势，如果不采取有效措施进行综 合整治，莱州湾沿岸的海水入侵将会愈演愈烈，必须立刻采取一系列防治措施， 包括加强地下水资源管理，人工增加补给量，推广节水灌溉技术，以及远距离调 水等。 莱州湾海水入侵的时空演化特征研究 参考文献 【l 】丁玲，李碧英，张树深沿海城市海水入侵问题研究【j 】海洋技术，2 0 0 6 ，2 2 ( 2 ) ：7 9 8 3 【2 】吴吉春，刘培民，姜清波，等莱州湾地区的海水入侵【j 】江苏地质，2 0 0 3 ，1 7 ( 1 ) ：2 7 3 1 【3 】张奇海水入侵的实验研究【j 】水文地质i ：样地质，2 0 0 5 ， ( 4 ) ：4 3 _ 4 6 【4 】曹建荣山东省莱州湾地区海水入侵成因分析【j 】中山人学研究生学刊，2 0 0 2 ，2 3 ( 1 ) ： 1 0 4 1 l l 【5 】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【j 】中国地质灾害 与防治学报，1 9 9 6 ，7 ( 3 ) ：1 9 f 6 】6 刘锡清我国海岸带主要灾害地质冈素及其影响【j 】海洋地质动态，2 0 0 5 ，2 1 ( 5 ) ：2 3 - 4 2 【7 】刘恩峰，张祖陆，沈吉，等莱州湾南岸潍河下游地区咸水入侵灾害成冈及特征【j 】地 球科学与环境学报，2 0 0 4 ，9 ，2 6 ( 3 ) ：5 4 6 7 【8 】m e n gg u a n g l a n ，h a n y o u - s o n g ，w a n gs h a o - q i n g s e a w a t e ri n t r u s i o nt y p e sa n dr e g i o n a l d i v i s i o n si nt h es o u t h e r nc o a s to fl a iz h o ub a y 【j 】c h i n e s ej o u r n a lo fo c e a n o l o g ya n d l i m n o l o g y ，2 0 0 2 ，2 0 ( 3 ) ：2 7 7 - 2 8 4 【9 】m a r z i om a r s e g u e r r a ，e n r i c oz i o m o n t ec a r l o s i m u l a t i o no ft h ee f f e c t so fh u m a ni n t r u s i o no n g r o u n d w a t e rc o n t a m i n a n tt r a n s p o r t j m a t h e m a t i c sa n dc o m p u t e r si ns i m u l a t i o n ，2 0 0 6 ，( 6 ) ：4 4 - 4 9 【10 p i n d e rgf ，c o o p e rhh an u m e r i c a lt e c h n i q u ef o rc a l c u l a t i n gt h et r a n s i e n tp o s i t i o no ft h e s a l t w a t e rf r o n t 【j 】w a t e rr e s o u r c e sr e s e a r c h ，19 9 8 ，6 ( 4 ) ：8 7 5 8 8 3 【1l 】g a r e t hp g r e e n ，d a v i dl s u n d i n g d e s i g n i n ge n v i r o n m e n t a lr e g u l a t i o n sw i t he m o i r i c a l m i c r o p a r a m e t e rd i s t r i b u t i o n s ：t h ec a s eo fs e a w a t e ri n t r u s i o n j r e s o u r c ea n de n e r g ye c o n o n i c s ， 2 0 0 0 ，2 2 ：6 3 - 7 8 【12 】h u b a c e ka n ds u n e c o n o m i ca n ds o c i e t a lc h a n g e si nc h i n aa n dt h e i re f f e c t so nw a t e ru s e 【j 】j o u r n a lo fi n d u s t r i a le c o l o g y ，2 0 0 8 ，16 ( 3 ) ：18 7 19 2 【13 】j i nl i nj , b l a k es n o d s m i t h ，c h u n m i a oz h e n g am o d e l i n gs t u d yo fs e a w a t e ri n t r u s i o n i n a l a b a m ag u l fc o a s t ，u s a j e n v i r o n m e n t a lg e o l o g y , 2 0 0 9 ，5 7 ：l19 - 13 0 【1 4 】a d u r i e z ，c m a r l i n ，e d o t s i k a ，m m a s s a u l t e t a l g e o c h e m i c a le v i d e n c eo fs e a w a t e r i n t r u s i o n i n t oac o a s t a lg e o t h e r m a lf i e l do fc e n t r a lg r e e c e ：e x a m p l eo ft h et h e r m o p y l a es y s t e m j e n v i r o n m e n t a lg e o l o g y ，2 0 0 8 ，5 4 ：5 51 - 5 6 4 【l5 】t p t u o n g ，s p k a m ，c t h o a n h ，e ta 1 i m p a c to fs e a w a t e ri n t r u s i o nc o n t r o lo nt h e e n v i r o n m e n t ，l a n du a n dh o u s e h o l di n c o m e si nac o a s t a la r e a j p a d d yw a t e re n v i r o n m e n t ， 2 0 0 3 ，l ：6 5 7 3 【16 q i uh a n x u e ，l i ud o n g y a n ，l i ug u a n q u n s a l i n ew a t e ri n t r u s i o na n d i t si n f l u e n c ei nt h el a i z h o ua r e a 【j 】c h i n e s ej o u r n a lo fo c e a n o l o g ya n dl i n m o l o g y ，19 9 7 ，15 ( 4 ) ：3 4 2 - 3 4 8 青岛科技人学矽f 究生学位论文 【1 7 】尹泽生，林文盘，杨小军海水入侵研究的现状与问题【j 】地理研究，1 9 9 8 ，1 0 ( 3 ) ： 7 8 8 5 【1 8 】薛禹群，谢春红，吴吉春山东龙e l 一莱州地区的海水入侵【j 】地质学报，2 0 0 2 ，6 6 ( 3 ) ： 2 8 0 2 9 0 1 9 1 张乃兴，郑新奇，李新运莱州湾东南沿海海水入侵发展规律与趋势预测f j 】山东师大 学报，2 0 0 6 ，12 ( 4 ) ：7 2 7 7 【2 0 】张奇海水入侵的实验研究【j 】水文地质r 程地质，2 0 0 5 ，( 4 ) ：4 3 4 4 2 1 r j j 佩 ，曹建荣海水入侵基本理论研究进展【j 】南海研究与开发，2 0 0 3 ( i ) ：5 2 5 6 【2 2 】丁玲，李碧英，张树深海岸带海水入侵的研究进展【j 】海洋通报，2 0 0 4 ，2 3 ( 2 ) ： 8 2 8 7 【2 3 】高洪阁，黄伟，武加峰，等海水入侵水质变化模拟实验研究【j 】2 0 0 6 ，1 7 ( 1 ) ：8 3 8 5 f 2 4 】杜中，李l ! i 斌，李鹏海水入侵区地下水氯值统计及其规律运朋【j 】水资源与水1 ：程学 报，2 0 0 8 ，1 9 ( 4 ) ：8 3 8 5 2 5 1 李奎，易南概，姜谙男基f e f l o w 海水入侵模型的等效海水边界研究【j 】山矾建筑， 2 0 0 8 ，3 4 ( 1 ) ：1l 1 2 f 2 6 】张保祥，李福林海水入侵的动态监测指标 j 1 水文地质：j ：科地质，1 9 9 7 ，1 ：3 3 3 5 2 7 1 邱志高，丰爱平，谷东起近5 0 年来莱州湾南岸气候变化及环境效应【j 】海岸：l ：程， 2 0 0 6 ，2 5 ( 2 ) ：5 5 6 0 2 8 1 韩美，孟庆海莱州湾沿岸的地貌类型【j 】山东师大学报( 自然科学版) ，1 9 9 6 ，l l ( 3 ) ： 【2 9 】庄振业，刘冬雁，杨鸣，等莱州湾沿岸平原海水入侵灾害的发展进程【j 】青岛海洋大 学学报，1 9 9 9 ，2 9 ( 1 ) ：1 4 1 1 4 7 3 0 1 王秋贤，任志远，孙根牢莱州湾东南沿岸地区海水入侵灾害研究f j 】海洋环境科学， 2 0 0 2 ，2 1 ( 3 ) ：1 0 - 1 3 【3 1 邱汉学 【3 2 】姚菁，于洪军，王树昆，等莱州湾海水入侵区地下水水化学特征【j 】海洋科学，2 0 0 7 ， 3 1 ( 3 ) ：3 2 - 4 1 3 3 1 曹建荣山东省莱州湾地区海水入侵成因分析【j 】中山大学研究生学刊，2 0 0 2 ，2 3 ( 1 ) ： 1 0 4 】1 1 3 4 1 郭笃发莱州湾东南岸海水入侵区地下水中若干离子的主成分分析【j 】海洋科学，2 0 0 4 ， 2 8 ( 9 ) ：6 9 【3 5 】姚普，姜振泉，田梅青烟台市海水入侵程度及影响冈素探讨【j 】江苏地质，2 0 0 6 ，3 0 ( 2 ) ： 1 2 0 1 2 5 1 3 6 愀- ，林文盘，杨小军海水入侵研究的现状与问题 j 】地理研究，1 9 9 8 ，1 0 ( 3 ) ： 7 r r 5 5 5 ( 6 ) ：5 2 5 - 5 3 1 【4 7 m u s t a f ae ，e r g i l t h es a l i n a t i o np r o b l e m o fg u z e y u r t a q u i f e r , c y p r u s 【j 】w a t e r r e s e a r c h ，2 0 0 0 ，3 4 ( 4 ) ：1 2 0 1 0 1 2 1 4 【4 8 杨丽原，张祖陆，刘恩峰滨海平原咸水入侵灾害动态监测及综合减灾对策研究【j 】中 国人口，2 0 0 l ，1 1 ( 4 ) ：1 0 6 1 0 9 【4 9 - p 政润，张涛，韩晔吕邑市地下水开发及其环境地质效应研究【j 】山东国土资源，2 0 0 7 ， 2 3 ( 5 ) ：l l 1 4 【5 0 】姚春梅，颜景生龙口市海水入侵灾害及防治对策【j 】山东地质，2 0 0 0 ，1 6 ( 4 ) ：4 5 - 4 9 【51 】m o h a m e de 1 ，a l a o u it a l i b i ，m o u l a yh i c h a mt b e r e x i s t e n c eo fs o l u t i o n sf o rad e g e n e r a t e s e a w a t e ri n t r u s i o np r o b l e m j e l e c t r o n i cj o u r n a lo f d i f f e r e n t i a le q u a t i o n s ，2 0 0 5 ，2 0 0 5 ( 7 2 ) ：1 - 1 4 【5 2 1 李相然，于凯，姜传胜山东半岛水资源开发和利用中的环境效应研究【j 】地质灾害与 环境保护，2 0 0 0 ，l1 ( 3 ) ：2 6 3 2 6 7 【5 3 】马风山，蔡祖煌，尹泽生，等莱州湾海水入侵区域环境系统与防治对策【j 】中国地 质灾害与防治学报，1 9 9 7 ，8 ( 1 ) ：5 7 6 2 【5 4 】陈铭达，赵耕毛，刘兆普莱州湾海水入侵地区地下水灌溉十壤水盐迁移特征分析【j 】干 旱地区农业研究，2 0 0 6 ，2 4 ( 4 ) ：3 6 - 3 9 【5 5 】z h a oj i a n h y d r o c h e m i c a li n d e x e so fs e a w a t e ri n t r u s i o na n dc o m p r e h e n s i v ej u d g e m e n to n 5 6 壹墅型丝盔堂婴窒尘堂垡笙塞 i n t r u s i v ed e g r e e j c h i n e s eg e o g r a p h i c a ls c i e n c e 1 9 9 9 ，9 ( 2 ) ：1 5 1 1 5 8 【5 6 】丰爱平，谷东起，夏东兴莱州湾南岸海水入侵发展动态和原冈【j 】海岸下程，2 0 0 6 ， 2 5 ( 3 ) ：8 - 1 2 【5 7 】杨增文山东滨海地l 又：海水内侵状况、成冈分析及对策研究【j 】勘察科学技术，2 0 0 9 ， 5 ：l o 1 3 【5 8 】王秋贤，任志远，孙根牢莱州湾东南沿岸地区海水入侵灾害研究【j 】海洋环境科学， 2 0 0 2 ，2 l ( 3 ) ：1 0 - 1 3 【5 9 】郭1 1 i 荣，黄交普海水入侵问题研究综述【j 】水文，2 0 0 3 ，2 3 ( 3 ) ：1 0 1 6 【6 0 】韩有松，王少青莱州湾南岸海水入侵类型及其分区【j 】环渤海海洋，1 9 9 7 ，1 5 ( 2 ) ： 2 5 3 2 1 6 1 姜爱霞，李道高莱州湾南岸滨海平原咸水入侵区浅层地下水水化学特征【j 】海洋学报， 1 9 9 7 ，1