青岛市海（咸）水入侵普查与机理研究

袁月平，黄修东，孙团先，郑志国

（山东省青岛市水文局，266071，青岛）

摘要：根据山东省地下水超采区综合整治暨地下水环境保护工作的有关要求，针对青岛市海（咸）水入侵问题，在分析多年监测资料的基础上，对区域内的海（咸）水入侵情况开展全面普查，摸清了海（咸）水入侵范围，确定海（咸）水入侵面积为178.3 km2，明确了主要入侵区的海（咸）水入侵机理，全面掌握了海（咸）水入侵灾害现状、范围和影响因素，对海（咸）水入侵的控制及治理具有重要意义。

关键词：青岛市；海（咸）水入侵；普查；入侵机理

防治海（咸）水入侵对保障用水安全、改善滨海地区水生态环境和提高水资源支撑能力具有重要意义。目前全世界范围内已有50多个国家和地区的几百个地段发现了海（咸）水入侵，主要分布于经济社会发达的滨海平原、河口三角洲平原及海岛地区。早在1964年，我国辽宁省大连市就发生了过量开采地下水引发的海（咸）水入侵现象，20世纪80年代以来，渤海、黄海沿岸不同程度地出现了海（咸）水入侵加剧现象，其中以山东省莱州湾沿岸最为突出。海（咸）水入侵不仅使滨海地区的生态环境恶化，而且阻碍了沿海地区的经济发展。青岛市地处山东半岛南部，东部濒临黄海，西北部接壤渤海湾，是我国华东地区重要的沿海开放城市之一。全市总面积11 282 km2，海岸线长730.6 km，滨海地区因过量开采地下水或沿海滩涂开发不当造成海（咸）水入侵，影响了当地居民的生活和经济社会的发展。

按照《山东省水利厅关于开展海（咸）水入侵普查工作的通知》（鲁水资函字〔2016〕15号）的要求，青岛市水文局在分析多年监测资料的基础上，对区域内的海（咸）水入侵情况开展调查研究，摸清海（咸）水入侵范围，明确入侵机理，全面掌握滨海平原地区海（咸）水入侵灾害现状、范围和发展趋势，对海（咸）水入侵的控制及治理具有重要意义。

一、海（咸）水入侵普查

1.监测站点布设

按照《海洋地质灾害调查技术规程》（2006年）等规范要求，海（咸）水入侵调查主要采用地下水化学指标监测，在观测井点的平面布置上，按照垂直海岸线的方向布设监测断面线，每条断面线上选取4～5个观测井作为监测点，尽量做到监测点之间的距离均衡。监测井布设要充分考虑地质构造以及历史咸淡水界面因素的影响，咸淡水界面附近加密布设，以掌握海（咸）水入侵的动态特征。

本次普查在青岛市共布设断面26条，勘点定位90个，共90个监测站点，主要布设在北胶莱平原的平度市新河镇、大沽河下游的胶州市麻湾镇和李哥庄镇、洋河下游的胶州市九龙镇和黄岛区王台镇及红石崖镇、白沙河下游的城阳区流亭街道办、辛安河下游的黄岛区辛安街道办、白马—吉利河下游的黄岛区泊里镇和大场镇及海青镇等区域。其中2个主要海（咸）水入侵区北胶莱平原的平度市新河区域布设4条监测剖面线16个监测站点，大沽河下游的胶州市麻湾镇和李哥庄镇布设6条监测剖面线26个监测站点。

2.入侵指标及水样检测

滨海地区受海（咸）水入侵后，地下水中的氯离子浓度会明显增高，直接影响水质。故以氯离子含量作为判断海（咸）水入侵的首选标准，同时选择矿化度作为判别海（咸）水入侵的辅助指标。根据青岛地下水氯离子原始背景值和以往海（咸）水入侵普查研究基础，确定本区海（咸）水入侵的判别标准为氯离子浓度大于250 mg/L和矿化度大于1 000 mg/L。取样用口径为8～15 cm的专用采样器，每个监测井点取水样1 000 mL。现场监测井深、经纬度等情况，填写水采样送验单，按时送至山东省水环境监测中心青岛分中心进行化验，化验按照有关技术导则及规范进行。经检测，90处监测站点中，有32处氯离子浓度超过250 mg/L，氯离子浓度最大为2 330 mg/L，对应矿化度为4 950 mg/L，位于大沽河下游胶州市李哥庄镇马家庄。

二、海（咸）水入侵分布范围

根据水质检测情况，结合当地地形、水文地质条件，在青岛市1∶50 000 Mapinfo 7.5地图上绘制本次海（咸）水入侵分布范围，计算海（咸）水入侵面积。结果表明，本次普查期间青岛市海（咸）水入侵主要分布在大沽河下游、城阳区白沙河—墨水河下游、洋河下游、平度市新河镇、黄岛区白马—吉利河下游、即墨市周疃河下游，海（咸）水入侵总面积约178.3 km2，各主要海（咸）水入侵区面积见表1。从表1可以看出，各主要海（咸）水入侵区中大沽河下游、平度新河镇海（咸）水入侵面积最大，对当地居民生活和经济发展影响也最大。

1.大沽河下游入侵范围

大沽河下游26处水质监测点中氯离子浓度大于250 mg/L的有10处，最大点出现在胶州市李哥庄镇马家庄村，氯离子浓度达到2 330 mg/L，总矿化度为4 950 mg/L。根据水质监测结果，结合当地地形条件，大沽河下游海（咸）水入侵区主要分布在大沽河水源地南部大沽河干流左岸和右岸西南边缘，胶州市李哥庄镇、胶东镇和营海镇一带，最北端到即墨市蓝村镇郭家屋子村，棘洪滩水库以西，向南沿左岸一直延伸到胶州湾高速一线。从纵向上看，本次普查结果入侵边界到达北部即墨市蓝村镇郭家屋子村。经分析统计，本段海（咸）水入侵面积约为58.65 km2。

2.平度新河区域入侵范围

平度市新河区域16处水质监测站点中有8处氯离子浓度超过250 mg/L，其中大于1 000 mg/L的有3处。海（咸）水入侵边界在烟汕线以南，最大推进距离超过2 000 m，最小处也大于500 m，西部边界大致沿平度市西部边界线，东部大致沿烟汕线以南、荣乌高速以北，自北向南依次沿小苗家村、小宁家村、沙埠村、李家铺村，一直到南部马戈庄镇坝口村，海（咸）水入侵区自北向南总体呈变窄趋势，总体来讲，新河镇海（咸）水入侵范围和程度有所增加，海（咸）水入侵面积76.96 km2。氯离子浓度大于1 000 mg/L的咸水区主要分布在烟汕线以北的新河镇大苗家村、小苗家村、宁家村、龙湾姜家村等区域，烟汕线以南区域氯离子浓度一般低于1 000 mg/L。

表1 青岛市海（咸）水入侵普查分布面积

入侵地段大沽河下游白沙河—墨水河下游洋河下游平度新河（咸水区）白马河—吉利河下游周疃河下游合计入侵面积（km2）58.6510.1411.1176.969.7211.72178.3

三、主要海（咸）水入侵区入侵机理

青岛滨海平原地区海（咸）水入侵类型可以分为两种：一种以现代海（咸）水入侵为主，地下水与现代海水具有直接的水力联系，当水位低于海平面时，海水沿含水层向内陆侵染。这种入侵类型主要发生在大沽河下游、白沙河下游、洋河下游、周疃河下游等区域，入侵面积较小。青岛市近3年连续干旱，地下水水位持续下降，河水断流，海水与地下水之间水头差增大，加快了海水倒灌入侵的速度。第二种入侵类型以咸水侵染为主，咸淡水含水层分布复杂，在淡水水位低于咸水水位时发生入侵，这种入侵类型主要发生在平度新河区域。

1.大沽河下游、白沙河下游等区域

大沽河平原区地下水主要赋存于第四系冲积、冲洪积层下部，含水层为砂、砂砾石层。由于新构造运动的影响，冲积、冲洪积砂及砂砾石层顺河向海底延伸较远，海水与地下水的联系更加密切。自1981年开发大沽河水源地向青岛市应急供水开始，因疏干开采在李哥庄一带形成面积约100 km2的地下水降落漏斗，中心最低水位-8.18 m，因而引起南端及东南边缘的咸水逐渐内侵。同时在大沽河下游近海的南庄东风闸因管理不善，遇到大潮时海水顺河上溯至何营庄附近，距离入海口长达12 km以上，导致海水倒灌入渗，加上地下水水位较低，海水倒灌十分有利，致使水源地南端和沿河两岸滞留了大量的海（咸）水。本次普查期间大沽河右岸基本没有海（咸）水入侵现象，是由于随着胶州市城市化进程的加快和胶东机场的开发建设，右岸大部分农村变成城市建设用地和机场建设用地，农业和生活用水开采量大幅度减小，地下水水位上升，阻止了海水入侵。白沙河下游、洋河下游等海（咸）水入侵区一般都发育有厚度较大、透水性强的冲洪积砂砾石层，并一直延伸到海底，具备海（咸）水入侵发生的基本水文地质条件，青岛市近3年地下水水位持续下降，海水与地下水之间水头差增大，加快了海水入侵的速度。这些区域均属于现代海（咸）水入侵类型。

2.平度新河区域

平度新河镇一带自新生代以来以持续沉降活动为主，平原面积广大，地势低平，第四系厚度大而连续。晚更新世以来3次大的海侵（沧州海侵、献县海侵、黄骅海侵）中，献县海侵和黄骅海侵都曾入侵该区或周边地区，且面积广大。在浅海与陆地交互变化的地理环境中，海相砂层和冲洪积、砂砾石层中生成并赋存了高浓度的地下卤水。卤水含水层向陆地过渡为咸水含水层，继而再过渡为淡水含水层，随着淡水水位的下降，咸水便可沿含水层迅速入侵淡水，产生咸水入侵。所以新河镇海（咸）水入侵以古海水即咸水入侵为主，现代海（咸）水入侵次之。连续干旱导致地下水水位持续下降，地下卤水随含水层入侵淡水更加严重，导致咸水分布范围变大，水质变咸，这是造成目前平度新河镇海（咸）水入侵的主要因素。

四、结论与建议

①海（咸）水入侵普查结果显示，普查期间青岛市海（咸）水入侵主要分布在大沽河下游、白沙河—墨水河下游、洋河下游、平度市新河镇、白马河—吉利河下游、周疃河下游，海（咸）水入侵总面积约178.3 km2。

②青岛市于1997年年底在大沽河下游小麻湾施工地下防渗帷幕墙工程，有效阻止了海水上溯入侵，海（咸）水入侵范围和程度较以前均有较大程度减小。但是根据本次普查结果，防渗墙以北仍有较大面积滞留的咸水体，严重影响当地居民的生产生活，因此必须加强该区域咸水体治理研究，利用反渗透法及雨水、洪水注入地下来驱替地下咸水等方法治理当地苦咸水。

③全市各主要海（咸）水入侵区中，平度新河镇海（咸）水入侵面积最大，并且较上一次普查面积有所增加，因此，应进一步在该区域增加海（咸）水入侵监测站点，深入开展平度新河镇海（咸）水入侵机理专项研究。■

参考文献：

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General survey of seawater intrusion in Qingdao City and mechanism studies//

Yuan Yueping,Huang Xiudong,Sun Tuanxian,Zheng Zhiguo

Abstract：Qingdao City has been suffering from seawater intrusion.According to the requirements of conserving groundwater environment in over-exploited areas,a general survey on seawater(salt water)intrusion was conducted.It helps figure out the scope of seawater intrusion that has an area of 178.3 km2 understand the mechanism of seawater intrusion and current situation,scope and influential factors of the disaster.It is of great significance to prevent and control of seawater intrusion.

Key words:Qingdao City;seawater intrusion;general survey;mechanism of seawater intrusion

中图分类号：X832+TV

文献标识码：B

文章编号：1000-1123（2017）15-0017-03

收稿日期：2017-06-28

作者简介：袁月平，处长，高级工程师。

责任编辑 张瑜洪