1、海水入侵與地下水危害與防治綜述目錄第一章；海水入侵機理與現狀1一.海水入侵機理11.水力坡度減小或發生逆轉12淡水與咸水的交換13隔水層的破壞24咸淡水層通過鉆孔溝通2第二章海水入侵的危害3第三章海水入侵防治措施41 .合理開采地下水42 .人工回灌淡水43 .實施節水農業技術54 .遠距離調水55 .修建地下水庫56 在感潮河口段應注意防止海水上溯和直接入侵。67 在已形成海入侵的地區可以利用人工補源68 .搞好水土保持。69 優化水資源配置與產業結構。.710 .建立層次分析模型811 .節流措施812采用行政法律手段913 海水入侵的預報9總結10第一章；海水入侵機理與現狀一海水入侵機理

2、海水入侵一般指由于淡水層的過量開采,使淡水與海（咸）水之間的水力平衡遭到破壞海（咸）水從海洋一側向內陸運移,造成淡水水源地水質惡化變咸,可能最終報廢的現象。天然條件下淡水與咸水間一般能保持某種程度的動力平衡，人為動破壞這種平衡或使咸淡水發生聯系,因而出現海水入侵,其機理可歸納為下1 .水力坡度減小或發生逆轉天然條件下,淡水含水層向海中排泄,水頭面向海一側傾斜,水力坡度的大小往往反映了排泄強度開采條件下,淡水層向海的排泄量減少,水力坡度減小,超采時,漏斗擴大以致淡水層的水位低于海平面，水力坡度逆轉,破壞了水力平衡,必然發生海水入侵。2 淡水與咸水的交換由于人為活動的干擾或自然條件的改變,使得海（

3、咸）水常形成對淡水層的補給從而使淡水層咸化如河床采砂使河床降低,地下水位相應下降,而潮水可上溯更遠的距離潮水及退潮后殘存的海水下滲含水層。沿海灘涂的蝦池、鹽池水位遠高于地下水位,造成反向水力坡度,發生下滲、側滲作用。非開采原因造成淡水層減壓如水田改早田，河流上游修建水利工程、連續干旱等原因，使淡水層補給量減少,咸水入侵。3 隔水層的破壞淡水與海水間隔水層的破壞往往是由沿岸工程建設引起如港與航遣工程在建設程中由于疏浚或開挖而破壞掉淡水與海水之間的隔水層。4 咸淡水層通過鉆孔溝通由于止水不良或深度，結構等不合理,使淡水層與咸水層（或海水楔）溝通,發生侵染。在海岸線附近無隔水體的條件下,由于海水密度

4、s大于淡水密度f海水入侵到淡水體以下是必然的,暫不考慮海水的回流淡水入海流,海水入侵最簡單的水靜力學模型9圖1海水入侵的水靜力學模型Fiei1Waterstaticsmoelofsalineintrusiono設潛水面在海平面以上高度為hf,海水入侵后的咸淡水分界在海平面以下深度為z,第二章海水入侵的危害在沿海地區，數千年來由于海侵和風暴潮的作用，該區濱海一帶形成了大面積的地下古咸水區。古咸水區和靠近內陸的淡水區有一個明顯的分界線。受自然規律的支配，咸淡水分界面保持著自然平衡態形成了獨特的生態環境。近十幾年來隨著經濟的發展，對地下淡水的開采量逐年增加。而降雨量和主要河流來水量趨于減少，自然補源

5、不足，造成淡水水位下降，有的地區出現漏斗。咸水就自然向低水位的淡水區流動，使原來淡水區的地下水變咸，形成了海水入侵。由于沿海地區地貌環境的復雜性,海水入侵的形式有面狀入侵、帶狀入侵、錐狀入侵等類型。海水入侵灣沿海地區造成了較大的危害在農業方面海水入侵導致地下水變咸,致使土壤鹽堿化,糧食產量下降,一般年份減產20%以上,旱年基本絕產。使現有的機井報廢,農民不得不投資打更深的機井,形成了惡性循環,加速了海水入侵。在工業方面由于地下水變咸導致產品質量下降和設備銹蝕,因淡水供應不足使企業生產處于停頓狀態,嚴重影響了企業的經濟效益。在人民生活方面由于水質的變化,人畜不得不飲用劣質水,導致人畜疾病增加,破

6、壞了人們賴以生存的自然環境。第三章海水入侵防治措施1 合理開采地下水區域水資源短缺和大量超采地下水是海水入侵的根本原因因減少地下水開采量，量入為出，對水資源進行合理調配，這是防治海水入侵的一種有效辦法應避免長期盲目地超量開采地下水2 人工回灌淡水人工回灌是增加地下水資源并控制海水入侵的有效措施之一此方法的兩個關鍵是尋找分散的或不能直接利用的水源作為回灌水和確定回灌方案工程實施過程中還涉及清淤和提高回灌效率的問以淡壓咸既增加了淡水資源又起到了防止水質咸化的作用回灌試驗結果(1)采用傍河地下水,利用管井導虹吸回灌,由于水質較好不用回揚試驗期間沒有發生堵塞現象。(2)該區單井回灌影響半徑為35m,灌

7、量平均為14.12m3/h。(3)回灌水文地質參數均小于抽水水文地質參數15倍,說明回灌較抽取地下水難度大。3 實施節水農業技術農業生產是用水大戶用水量占總用水量的以上是最有力的節水部門因此在海水入侵地區結合農業產業化結構調整發展節水型農業大力推廣灌溉新技術以減少地下水的開采量水灌溉新技術包括噴灌滴灌滲灌渠道防滲管道輸水以及化地膜生物地膜新型抗旱劑和保水劑等可提高水資源有效利用率許多沿海城市還實行生態農業發展旱作農業等措施來減少地下水采4 遠距離調水海水入侵使萊州市濱海地區地下水變咸而無法飲用萬人口用水發生困難為解決這一困難萊州市建設濱海地區居民飲用水水工程從上游水庫調水年調水量萬使濱海地區的

8、居民都上自來水這項調水工程不僅解決了濱海地區萬居民的生活用和部分工業用水而且還減少了濱海地區地下水開采量減緩了海入侵5 修建地下水庫用帷幕灌漿方法在巖溶有利地段建立地下阻水屏障形成濱溶地下水庫切斷海水入侵通道和地下淡水排泄通道能從根本上海水入侵最大限度的開發利用地下淡水資源而且以地下水庫存調節空間是實現地表水與地下水聯合調度的重要措施與地庫比其又有造價低不占耕地沒有風險水質防護條件好等優點經濟技術上完全可行6 在感潮河口段應注意防止海水上溯和直接入侵。應采取在河口處建防潮閘等措施，一方面可以阻止海水侵入，另一方面可以攔蓄地表水，增加淡水對地下水的補給量，減少和消除海水入侵的動力條件。常年向地下

9、含水層補給淡水，可以改善地下水環境。7 在已形成海入侵的地區可以利用人工補源以淡壓咸地下水具有流動性，可恢復性特點，通過人工灌溉，如開挖和修建滲井是最易推廣和行之有效的辦法。這種方法技術容易造價低在一些地區已取得了成功經驗。8 搞好水土保持。封山、封灘，育林，增加植被，涵養水源增加地下水天然補給量，以逐漸改善本地區水環境。在有條件的地方，可以修建地下水庫，它既可以更多的儲存淡水資源，又可以提高該地區地下水水位，對防止海水入侵等，都是非常有益的。以上所述方法，對治理海水入侵毫無疑問都是有效的，但都有不足之處。有的方法，雖然投資少，但周期長，沒有立竿見影的效果，需要十幾年甚至幾十年才能見效。另外的

10、方法，雖然見效快，但受地理環境限制，以及投資大等缺點。造成海水入侵的主要原因，是由于掠奪性開采，從而使該地區地下水水位長期處于低于海平面幾米或十幾米的狀態有的甚至是幾十米。進而以該井為中心，形成了一個低于海平面的漏斗區。此時，海水和淡水同時對該漏斗區進行補給，這樣就造成了該地區的海水入侵。如果此時淡水的補給量特別大，補給速度遠遠大于海水的補給速度。那么，該地接受海水污染的程度就輕，反之受海水污染的程度就重。所以，首先加強海水入侵的監測工作，對海水入侵的范圍做到心中有數。臨近海水入侵的地區，除人、畜飲用水外，嚴禁開采地下水，盡量減小海水入侵面積的繼續擴大。9 優化水資源配置與產業結構。該項措施采

11、用系統工程方法。首先用層次分析模型!9?4模型分析經濟發展目標以及實現目標的制約條件和解決辦法。第二步對水資源進行綜合平衡計算,計算范圍以降雨量、外來水量和地下水量做水源,在保證人畜生活用水和工業用水的前提下確定合理的農業灌溉用水量,以此為基礎調整農業產業結構。第三步利用動態仿真模型(SD)模型進行產業結構優化調整在多次的計算機模擬運算過程中,尋找合理的經濟發展方案。確定經濟發展的重點方向是增加耐鹽水果、林業、草食畜、保護栽培。立體種植和節水型企業項目。可以達到涵養水源,避開農業用水高峰季節,減少地表蒸發提高經濟效益之目的。10 .建立層次分析模型模型共分四個層次第一層是治理措施的總效益第二層

12、是治理措施的經濟生態社會三大效益。第三層是治理海水入侵影響到的產品，即由品的變化獲得第一、二層的經濟效益。第四層是措施層，即治理海水入侵采取的具體措施，其模型結構如圖11 .節流措施節流措施旨在通過工程措施建立一個防滲體阻止海水向內陸入侵如水力防滲帷幕即水力帷幕截滲墻氣體防滲墻等為了防止海水入侵在咸淡水界面的淡水一側打一排水井用注水抬高局部水位形成水力屏障或在咸水一側用抽水形成水位低谷以防止海水入侵即水力帷幕可分為注水帷幕抽水帷幕和兩者結合的抽注水帷幕通過對水力帷幕防治海水入侵的過程進行數值模擬結果表明注水帷幕和抽水帷幕都可以有效防治海水入侵其中抽水帷幕適用于缺乏足夠用于地下水回灌淡水的地區注

13、水帷幕適用于擁有足夠用于地下水回灌淡水的地區截滲墻是指在含水層下游修建一條弱透水或不透水的地下壩體來攔截流向海洋的地下徑流既能防止地下水的流失又能阻止海水向內陸的入侵同時也加大了上游地下水污染的風險氣體防滲墻目前還只是一個設想沒有應用實例其依據是向含水層注入空氣后會在充氣孔附近或四周形成人工的非飽和帶或包氣帶，包氣帶中滲透系數，隨含水率降低當含水率低到一定值就會形成一道空氣墻從而阻止海水的入侵及淡水向海洋的滲流。12 采用行政法律手段對境內的禁止開采區限制開采區進行了明確的劃定對超采區內的公共供水和自備水源按水資源費征收標準的兩倍征收嚴格落實取水許可管理制度控制高耗水重污染項目上馬強化水行政監

14、管職能加強水行政執法隊伍建設執法力度不斷加強對拖欠水資源費違法取水行為的查處力度不斷加大，使取用水秩序得到不斷規范。13 海水人侵的預報目前,絕大多數海水入侵研究是在發生嚴重海水入侵危害地區開展的。在我國,隨著沿海地區經濟的高速發展,目前除在部分濱海城市和地區遭受到較嚴重的海水入侵危害外,絕大多數濱海地區和海,或者已經遭受到輕度的海水入侵危害。鑒于海水入侵一旦發生即將造成難以治理的環境危害,因此,應進行超前的為防止海水入侵為主要目的的預報模型研究,分不同的自然和人為活動條件下,咸淡水過渡帶的變化與運動規律,以達到防止和減輕海水入侵危害的目的。在這種條件下,由于海水入侵范圍有限,不易選用咸水中的天然示蹤劑例如氯離子進行模擬求解彌散度,若設計專門的彌散試驗又遇到彌散度尺度效應的困擾。分形理論是解決水動力彌散尺度效應問題及參數估算的一種有益嘗試。此外,濱海地區地下水與地表水聯合調度模型、微咸水與淡水綜合利用、近岸抽水井動態優化開采方案設計,以及結合多媒體技術的海水入侵模擬、預報與管理軟件設計和開發等,也是海水入侵研究在目前和今后一段時期內值得注