烟台市海水入侵现状分析及防治措施探讨

2018-09-21，，

地下水 2018年5期

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(山东省烟台市水文局，山东烟台 264001)

1 区域概况

烟台市地处山东半岛中部，位于东经119°34′～121°57′，北纬36°16′～38°23′，总面积13 746.5 km2，海岸线全长702.5 km，市中部为横贯东西的山地丘陵，南北沿海且多平原，河流呈“非”字形分流入海。

烟台市域长度在5 km以上河流121条，其中流域面积300 km2以上河流大沽夹河、东五龙河、黄水河、辛安河、留格河、界河、王河及大沽河等8条，这些河流多为砾砂河，河床比降大，源短流急，洪水期暴涨暴落，枯水期河床暴露，极不利于地下水的补给。各河流由于源短流急，形成了山前洪积平原、河口冲积平原。河口冲积平原分布于王河、界河、黄水河、大沽夹河、东五龙河等下游河口两侧，冲积物厚10～25 m，最深处达90 m，含水层主要为砂砾、粗中砂等，如莱州平原、龙口平原、福山平原、牟平平原等。第四系地下水主要分布于河口平原和山前平原，由降雨入渗、基岩裂隙水侧渗及河道渗漏补给，主要排泄途径是形成河川基流、潜水蒸发、潜流入海以及人工开采。沿海一带还有宽数公里至十余公里不等的滨海平原，海拔0～10 m，滨海堆积物多为海成中粗砂、海相淤泥，并有大量海生贝壳碎片等，主要分布在莱州、龙口、蓬莱等沿海一带，适宜农、盐、渔业的发展。

烟台市属温暖带季风大陆性气候，多年平均降水量680.5 mm，降水量时空分布很不均匀，东南沿海降水量较多，年平均可达750～800 mm，西北部沿海降水量少，年平均降水量为550～650 mm，降水量年际变化大，丰枯水相差可达3倍，同时丰枯水段交替出现;降水量年内变化也很大，汛期(6-9月)降水量占全年降水量的70%左右。

2 海水入侵现状

沿海地区海水入侵地下含水层或河水地带海水倒灌使咸潮影响带扩大，并发生海水补给地下水的现象，称为海水入侵。沿海城市是人口高度集中和经济快速发展的地区，对淡水资源的需求很大。由于超量开采，地下水水位持续大幅度下降可造成咸淡水界面发生变化，海水向淡水含水层侵入，地下水矿物度增高，水质恶化。

烟台市自1977年发现莱州、龙口两地出现海水入侵现象以来，水利部门先后于1977、1992、2002、2010年组织了四次海水入侵普查工作；

根据省水利厅的要求，2016年再次开展烟台市区域内海咸水入侵普查工作。在各县(市、区)水资办大力协助下，对全市海水入侵进行了监测。以氯离子含量250 mg/L为海水入侵的标准。

2016烟台市海水入侵普查成果为：烟台市境内海水入侵总面积为560.4 km2(包含莱州苦咸水72.7 km2)。烟台市海水入侵面积统计见表1、图1,烟台市海水入侵区分布见图2[1]。

图1 2016年烟台市海水入侵面积统计图

图2 2016年烟台市海水入侵区分布图

烟台市历次海水入侵普查结果见表2。

表1 烟台市2016年海水入侵普查面积统计表

表2 烟台市历次海水入侵普查面积统计表

从表2可以看出,将本次的普查成果与前几次的成果进行对比分析，不难得到自1977年以来烟台市海水入侵分为两个阶段： 1977-2002年为第一阶段，各市区海水入侵面积都呈增加态势，1977-1992入侵速度是21.8 km2/a，1992-2002入侵速度是25.3 km2/a；2002-2016年为第二阶段，本阶段除莱州、龙口、招远2016年海水入侵面积增加外其他各市区均呈减小态势，2002-2010年入侵速度却呈现负增长(为18.3 km2/a),2010-2016年入侵速度也呈现负增长(为6.5 km2/a)，与当地政府采取有力措施，整治无序滩涂养殖密不可分。

3 海水入侵的危害

海水入侵减少了地下水资源可利用量,并使水质恶化,给烟台市工农业生产和人民生活带来严重影响。

3.1 海水入侵对工农业的危害

烟台市沿海平原，土地肥沃，气候适宜，历来是农业较发达的地区，粮食亩产一般在500 kg以上，有的甚至亩产高达1 000 kg，由于海水入侵，部分农田遭到不同程度的盐渍化，灌溉机井报废，使农田丧失灌溉能力，甚至沦为荒地，多数农田减产。莱州、龙口沿海平原区过去是农业高产区。海水入侵引发了地表土壤盐渍化，受其影响，多数农田减产20%～40% ，严重的达到50%～60%，个别达到80%甚至绝产。海水入侵还使区内地下水水质变差，供水能力降低，造成许多机井、扬水站报废。

3.2 对人畜饮水的危害

海水侵染区内，由于水质恶化，造成人畜用水困难。据调查，莱州市自1980年以来，全市有多处镇街，近200个自然村，10.73万人口和0.34万头大牲畜吃水受海水入侵影响发生困难，金城、土山镇60%以上的村庄无可饮用淡水。海水入侵区内有的村靠外地运来的自来水解决生活用水，不仅造成生活困难，而且增加的群众的经济负担，有的地方因不能及时饮用上淡水或其他原因无淡水饮用，不得不饮用当地已被侵染的劣质水，增加了某些疾病的发病率，如甲状腺肿、氟斑牙等，严重影响了当地人民的身体健康。

4 海水入侵成因

引起海水入侵的原因比较复杂，它与自然因素如水文气象、水文地质、海潮变化以及人为因素如地下水超采、滩涂经济、河道采砂、水资源的调配利用等密切相关。烟台滨海平原和河流下游冲积平原造成海水入侵的原因主要有四个方面。

4.1 超量开采地下水

通过分析烟台市多年降水量的丰枯变化规律，自上世纪50年代以来，丰枯变化呈现出较明显的规律。1951-1979年为相对丰水期，之后1980-2000年进入相对枯水期。这在一定程度上导致水资源量减少，而这期间正是我国经济飞速发展，沿海经济更是飞跃发展的时期。水资源需求渐渐增长，造成了采补失衡，地下水超采现象日渐严重，使地下水位大幅度下降，产生了负值漏斗区，使沿海平原地下水淡水体水头低于咸水体水头，引起咸水体向内陆扩展，造成海水入侵。

4.2 河道挖砂

由于工农业及建筑业的发展，大量沿河挖砂，特别是中下游地带挖砂现象尤为严重，使河床高程大大下降。因为河道大量挖沙，降低河床高程，1)增加了海潮上溯距离；2)河道砂粒粗易于入渗的效果；3)河床坑洼不平滞留海水，延长入渗时间，加之工农业生产大量超采地下水，使水位大幅度下降，形成负值区，是造成海水入侵的另一原因。

4.3 滩涂不合理利用

盲目发民海滩经济，大量发民养殖业和盐场，长距离明渠提灌海水或钻探提取卤水，使大量的海咸水人为进入内陆腹地，这些人为活动加剧了海水入侵。

4.4 水利工程的影响

建国以来，沿海地区修建了许多水利工程，尤其是入海河流上游修建起成串的水库、塘坝，拦蓄上游地表径流，如烟台大沽夹河下游修建永福园地下水库，造成中下游地区严重缺水，使地下水补给量大大减少，特别是在雨量偏少时的旱年，下游几乎无地表径流，断绝了对下游地下水的补给，也加剧了水位下降和海水入侵。

5 防治对策措施

结合烟台市及其他地区近年来海水入侵防治措施主要包括控采压减、水源替换、工程治理等三个方面。

5.1 控采压减

5.1.1 严格控制超采区内的地下水开发

建立并实施规划水资源论证制度。国民经济和社会发展规划以及城市总体规划的编制、重大建设项目的布局，要充分考虑当地地下水水资源条件，把水资源论证作为区域发展、产业布局、城乡建设、园区建设等相关规划或方案审批的重要条件。

规范完善建设项目水资源论证和取水许可审批管理工作。在地下水超采区内，除居民生活用水与应急供水外，严禁新增地下水取水量。在超采区内确需取用地下水的，要在现有地下水开采总量控制指标内调剂解决，并逐步削减地下水开采量。

限期封停超采区地下水取水工程。依法规范机井建设管理，排查登记已建机井，未经批准的和公共供水管网覆盖范围内的自备水井，一律予以关闭。

5.1.2 实行全方位节水压采

1)大力实施农业节水灌溉。根据烟台水文局多年区域用水量统计，烟台市农业灌溉用水量占地下水开采量的46%～72%，特别是海滨平原区，农业灌溉用水量占总开采量的80%以上。烟台市节水型农业灌溉占总灌溉面积的75%左右。但以管道灌溉为主，以喷灌、微灌、滴灌为辅。管灌、喷灌、微灌，滴灌分别较普通灌溉节水40%、60%、70%、85%。因此应大力发展更为节水的微灌、滴灌技术。

2)加快调整农业种植结构与布局。在地下水超采区，适当减少用水量较大的农作物种植面积，鼓励改种耐旱作物，达到减采地下水的目的。

3)加快工业节水改造步伐。在区域内的企业开展节水诊断、水平衡测试、用水效率评估，严格用水定额管理。特别应鼓励矿山企业改进防水技术，保护水环境。

4)加强城镇节水。在超采区范围内的公共建筑必须采用节水器具，限期淘汰公共建筑中不符合节水标准的水嘴、便器水箱等生活用水器具，鼓励居民家庭选用节水器具。

5.2 水源替换

加快集中供水管网的建设，扩大自来水管网的覆盖区域，加大区域外水源的调入量，逐步停止超采区内村集中供水的地下水开采。加快污水处理厂和再生水回用工程建设，增加中水利用率。

5.3 工程治理

工程治理主要包括拦蓄补源回灌工程、地下水淡水帷幕工程。

1)拦蓄补源回灌工程是区域内实现水资源合理调配的有效方法，按照自然特征和社会经济发民计划要求，对降水、地表水、地下水、引调客水以及经过处理的工业废水等进行有计划地拦截、存蓄和注入。工程主要特点是蓄补结合，既可以增加水资源的储量，减少对地下水的开采，又可以通过渗补和注入等方式补给地下水，以达到从根本上防治海水入侵的目的。按回灌工程类型不同可分为地表水补给法、地下水库补给、井补法以及几种工程组合起来的联合补给法等。

2)地下水淡水帷幕工程主要是在海水入侵前缘的内陆一侧，有针对性的布置一系列的钻井，通过向钻井中注水和地表渠道回渗，局问好补给地下水，建立水力栅栏，阴止咸淡水界面向内陆移动，甚至可使界面向海退移。