1、海水入侵的影響與分析院 系：土木建筑工程學院專 業：土木工程研究方向：地下水指導教師：劉曉紅姓 名：朱和平學 號 級：14土木-2BF2016年5月29號完成 摘要地下水資源的可持續利用與保護對人類社會持續穩定發展史至關重要的。地下淡水和咸水之間存在著一個動態平衡的混合界面，淡水儲存一旦減少，平衡狀態被打破，該界面便會向陸移動，最終產生海水入侵。在綜合有關文獻的基礎上，本文介紹了國內外海水入侵的現狀闡述了沿海平原地區和基巖地區海水入侵的機理，以及海水入侵的平面和垂向分布，并說明了海水入侵的危害包括對農業、工業生產的影響、人口健康及社會穩定的影響、導致生態系統失衡和耕地

2、資源退化。接著描述了海水入侵的方式包括均勻入侵和非均勻入侵，最終根據海水入侵的主要原因提出了合理開采地下水、人工回灌淡水、農田節水灌溉和遠距離調水補給和修建地下水庫等措施在防治海水入侵方面是行之有效的。關鍵詞：沿海地區；海水入侵；機理；分布；防治措施1緒論沿海地區海水入侵地下含水層或河水地帶海水倒灌使咸潮影響帶擴大，并發生海水補給地下水的現象，稱為海水入侵。沿海城市是人口高度集中和經濟快速發展的地區，對淡水資源的需求很大。由于超量開采，地下水水位持續大幅度下降可造成咸淡水界面發生變化,海水向淡水含水層侵入，地下水礦物度增高，水質惡化。目前，全世界已經有幾十個國家和地區的幾百個地方發現了海水入侵

3、問題，如荷蘭、德國、意大利、比利時、法國、希臘、西班牙、葡萄牙、英國、澳大利亞、美國、墨西哥、以色列、印度、菲律賓、印度尼西亞、巴基斯坦、日本、中國、埃及等。海水入侵給各國沿海地區帶來嚴重危害，造成巨大經濟損失，嚴重阻礙經濟社會的持續發展。沿海地區是中國經濟發展的重點地區，20世紀80年代以來，我國渤海、黃海沿岸不同程度地出現了海水入侵加劇現象，全國總海水入侵量達1000km。所以研究海水入侵的問題變的越來越重要，我們要合理開采和有效分配水資源，同時采取積極措施，限制海水入侵。2.海水入侵機理 海水入侵地下水是咸淡水相互作用；相互制約的流體動力學過程。在自然狀態下含水層中的咸、淡水保持著某種平

4、衡，濱海地帶地下水水位自陸地向海洋方向傾斜，陸地地下水向海洋排泄，二者維持相對穩定的平衡狀態。兩者之間的過渡帶或臨界面基本穩定，可以阻止海水入侵。然而，這種平衡狀態一旦被打破，咸淡水臨界面就要移動，以建立新的平衡。如果大量開采地下水或者河流入海徑流量減少，淡水壓力降低，臨界面就要向陸地方向移動，含水層中淡水的儲存空間被海水取代，于是就發生了海水入侵。對海岸帶含水層中海水淡水關系的基本理論在國內外已進行了研究。20世紀初，歐洲的某些濱海地區，在開發地下水的過程中率先發現了海水入侵問題。 3.海水入侵的平面和垂向分布在易發生海水入侵的地區，根據電阻率和氯離子含量隨著深度的變化，將海水入侵

5、程度分為三種類型：（1）未入侵類型：地下水氯離子含量小于100mg/L，曲線自上而下近于垂直，此類型一般均處于遠離海岸、地下水未開發或開發利用較少的地帶。（2）輕度入侵類型：地下水氯離子含量隨著深度的增加，氯離子含量小于500mg/L。出現階梯狀變化，一般有兩個界面，此類型一般距海岸稍遠、地下水開發利用量接近可開采量的地帶。（3）重度入侵類型：重度海水入侵可分為兩種情況：一種是上部輕微入侵，下部嚴重入侵，也呈現有兩種界面的階梯狀，只不過界面更為明顯，氯離子明顯更高；另一種情況是從縱向上全部咸化，沒有界面，其氯離子含量自上而下都很高，超過1000mg/L，此類型一般分布在距離海岸較近、地下水超采

6、或嚴重超采的地帶。 4.海水入侵的危害 海水入侵給工農業生產和人民生活帶來了很大的危害，主要有以下方面。 （1）對農業生產的影響:由于海水入侵，使地下水中氯離子含量不斷增加，一般都在800mg/L，有的地段達2000mg/L，長年用這樣的咸水灌溉，使土壤板結，植物枯萎，連年減產或絕收，萊田面積逐年減少，蔬菜品質也大幅下降。另外，由于海水入侵，沿海地帶大片灌木死亡，喬木枯干、甚至死亡，玉米大豆缺苗不齊。（2）對工業生產的影響:海水入侵區的工業企業也會受到影響。由于水質惡化，水質要求較高的企業不得不開辟新的水源地或實行遠距離異地供水，這不僅增加了產品的生產成本，同時也可能使新辟水源地遭受污染，擴大

7、海水入侵范圍"沒有充足資金開辟新水源地的企業只能使用被海水污染的水源，結果使生產設備嚴重銹蝕，使用壽命縮短，更新周期加快，同時還造成產品質量下降，有的企 業則被迫搬遷或停產。（3）對人口健康及社會穩定的影響:海水入侵使人口健康水平降低。由于淡水缺乏，海水入侵區的大量人口時?；虺Ｄ觑嬘孟趟?，導致地方病流行。許多人患甲狀腺腫大、氟斑牙、氟骨病、布氏菌病、肝吸蟲病等。據有關資料，山東萊州灣地區8縣市氟病患者人數達61萬，加上其他地方病，患者總數達68萬人。日本和美國的學者通過研究還發現，中風、幾種慢性心血管疾病及癌癥與飲用鹽份超標的地下水關系較為密切。 （4）土壤生態系統失衡，耕地資源退化

8、:濱海地區土壤生態系統因受氣候及地下水含量變化的影響，土壤中的水分及營養元素很不穩定。海水入侵后使地下咸水沿土壤毛細管上升進入耕作層，導致土壤發生鹽漬化"農業長期利用高礦化度水進行灌溉，鹽分不斷在土壤表層聚積，導致其物理性狀變差，微生物活動減弱，有機質下降，最終導致土壤肥力下降。5.海水入侵的方式及主要原因5.1海水入侵的方式根據全國的調查結果，海水入侵大體可分為均勻入侵和非均勻入侵兩種形式： （1）均勻入侵。主要發生在第四系松散巖層中，當含水層內地下水開采超過可開采量、并持續相當長時段的情況下，海水便向內陸相對均勻的含水層蔓延，海水呈面狀均勻地向含水層侵入，海水入侵較為緩慢，并隨降

9、水或其他的地下水補給變化而變化。我國山東省萊州灣、河北省滄州市沿海以及青島市的局部地區的海水入侵即為該種方式。某些情況下，當裂隙巖溶成網狀均勻或基巖裂隙較均勻發育時，海水也表現出均勻入侵的特點，但其分布面積不大。 （2）非均勻入侵。主要分布在我國沿海地帶的半裸露裂隙巖溶分布區。由于地下水的超采，海水入侵呈非均質裂隙巖溶的線狀及管道狀入侵。海水入侵是不均勻的，無論在水平方向上還是在垂直方向上都是有差異性的，表現出入侵面參差不齊的形態。大連市海水入侵區，在非均質的線狀入侵中，水平方向距海近氯離子含量高，距海遠氯離子含量低的特點；垂直方向上為上淡下咸的趨勢。5.2海水入侵的主要原因海水入侵必須具備兩

10、個條件，其一是水動力條件，其二是水文地質條件。這兩個條件必須同時具備，才會發生海水入侵，但是，人為的改變地下水動力條件才是發生海水入侵的主要原因。 （1）開采井的不合理布局和超量開采是海水入侵的最主要原因，不合理的開采必然會導致地下水動力場的均衡狀態。 （2）降雨量的影響。降雨量的多少直接影響著地下水補給量的多少。而往往在降雨量較少的年份，地下水開采量又偏大，使地下水的動力條件發生顯著變化。也就是說，降雨量小的年份，地下水補給量減少，開采量增加，淡水水位降低，極易發生海水入侵。6.海水入侵的防止措施6.1合理開采地下淡水資源，開源節流解決淡水問題是減輕海水入侵的主要途徑。從沿海地區水資源供求情

11、況來看，缺乏淡水已成定局。從長遠看，引調客水是控制沿海地區海水入侵的重要戰略措施。但從近期來看，通過工程措施和調度手段使水資源供需狀態趨于好轉更加切合實際。要合理布置開采井，放棄咸、淡水界面附近的抽水井，分散開采、定期停采或輪采地下水、縮短水位恢復時間，以防止形成降落漏斗。6.2 開展人工回灌，引淡壓咸 開展人工回灌，補充地下淡水，提高濱海地區地下淡水的水位和流速，以淡水壓咸水，迫使海水后退，有效防止海水入侵?；毓嗨粗饕挟數赜昙镜牡乇硭?、外地引水、處理后的廢污水等。 6.3阻隔水流 阻隔水流具體有設置隔水墻、修筑地下攔水壩、農田暗管排水、深井排水、豎井排水等措施。通過設置隔水墻可使淡水和咸

12、水分開，具體方法是灌注某種呈懸浮狀態的物質，如高塑性粘土槳，使懸浮物充填土壤孔隙，形成不透水屏障。農田暗管排水在排堿、除澇、防漬、降低地下水位等方面效果十分顯著，在工程截滲方面也行之有效。深溝排水在天津洼澇鹽堿地治理和改堿過程中已被廣泛采用，并取得一定成效。豎井排水是工程排水和農田排水中行之有效的排水措施。通過截滲和農田排水，可改善地下水水質，補充承壓含水層水量，改善軟地層壓縮條件。6.4 改善生態環境 通過興修水利工程，調整種植業結構，植樹造林，發展畜牧等措施，在海水入侵區建立結構合理、功能穩定、經濟效益高的農業生態經濟體系，提高抗災能力，緩解海水入侵災害帶來的不利影響。6.5 建立沿海地區

13、地下水監測系統 建立沿海地區地下水動態監測網，進行水位、水化學監測，必要時輔以海水水文動態監測。根據海水入侵的形成機制和入侵規律，預測海水入侵速率、規模和危害范圍，從而為有效防治海水入侵提供科學依據。7.總結沿海地區陸地淡水與海水之間存在著一個動態平衡的臨界面。一旦大量開采地下水或海平面上升，將導致平衡狀態的破壞，該臨界面就要向陸地移動，含水層中淡水的儲存空間被海水取代，結果就會發生海水入侵。影響海水入侵的因素除了有水文地質條件和地形地貌條件之外，氣候條件和人類活動則是產生海水入侵的重要因素。海水入侵可導致沿海地區水質惡化，灌溉用水源地減少；土壤生態系統失衡，耕地資源退化；使工農業生產受到影響；降低人口健康水平，影響社會穩定；最后必將導致自然生態環境的惡化。防治沿海地區海水入侵的措施主要有：合理開采地下淡水資源，開源節流；開展人工回灌，引淡壓咸；設置隔水墻、修筑地下攔水壩等阻隔水流；調整產業結構，改善生態環境。 參考文獻1蔡祖煌，馬風山.海水入侵的基本理論及其在入侵發展預測中的應用【J】.中國地質災害與防治學報，1996,7(3)：1-9. 2尹澤生，林文盤，楊小軍海水入侵研究的現狀與問