特點
海水入侵的特點主要有:
(1)從最初的點狀入侵開始,逐漸擴大相連成片,最終波及整個
海岸帶,發展為面狀入侵;
(2)入侵方式受地質條件制約,有:發育於
第四紀沉積物分布區和裂隙發育均勻密集區的“面狀”入侵,沿古河道深入的“指狀”入侵,沿發育稀疏的構造裂隙或斷裂帶發育的“脈狀”入侵和沿岩溶系統發育的“樹枝狀”入侵等多種形式;
(3)海水入侵區和
地下水位大幅度下降、低于海平面的負值區在分布上相互關聯.負值區的發展為海水入侵提供了條件,海水入侵順著負值區發育,但滯後於負值區的發展;
(4)海水入侵的具體分布和強抽水中心有關,一般在距強抽水中心不遠的向大陸一側形成鹹、淡水界面,海水入侵即到此為止;
(5)鹹、淡水間有寬達1.5一6.0km的過渡帶;
(6)入侵速度受
地下水開採量、開採方式、降水量等多種因素影響。
分布
中國海水入侵主要出現在遼寧、河北、天津、山東、江蘇、上海、浙江、海南、廣西9個省份的沿海地區。最嚴重的是山東、遼寧兩省,入侵總面積已超過2000平方公里。
成因分析
海水入侵的影響因素包括
地質、構造、
岩性、
含水層滲透性、
含水層補給條件、含水層在海底方向上的延伸狀況、大氣降水等。這些因素對海水入侵的方式、途徑、地點和速度起一定的控制作用。
形成海水入侵的基本條件有兩個,一是水動力條件,二是水文地質條件。當這兩個條件同時具備了,就必然發生海水入侵。
水動力條件
受重力作用,水總是由較高水位向較低水位流動。在天然條件下,地下淡水位高于海水水位,地下淡水向海水方向流動,不會發生海水入侵現象。在開採地下淡水的條件下,尤其當開採量超過允許開採量時,地下淡水位就會持續下降,改變了原來的地下淡水與海水的平衡狀態,從而具備了海水向淡水流動的動力條件,導致海水入侵發生。
水文地質條件
形成海水入侵,必須具備聯繫海水與地下淡水的“通道”。該“通道”是指具備一定透水性能的第四系鬆散層、基岩斷裂破碎帶或
岩溶溶隙、
溶洞等。這些“通道”都受水文地質條件控制。許多研究確定的海水入侵區,都具備了這個條件。在泥質海岸帶,透水性很差的泥質地層,阻塞了海水與地下淡水之間的聯繫“通道”,不具備海水入侵的水文地質條件,因此就不可能發生海水入侵。
防治措施
根據海水入侵的成因分析,國內外已經發生海水入侵問題的地區主要是由於過量開採地下水造成的,但經濟要發展,而一時又難以做到不進行地下淡水的開採。作者認為,海水入侵的防治措施有:控制和調整地下水開採、增加地下水補給、節約用水、分質供水、調引
客水和
海水淡化等,現分述如下:
控制和調整地下水開採
海水入侵是由於過量開採地下水引起的,所以要防止其入侵就必須將開採量限制在允許開採量範圍之內。控制開採量要從以下幾方面著手:"調整開採時間和間隔,豐水年份(季節)多開採地下水,枯水年份(季節)少開採地下水,給地下水恢復的機會;調整開採井布局和水井密度,現實生活中地下水水源地往往是集中開採,很容易形成局部降落漏斗,給海水入侵創造條件。比較好的做法是實行分散開採,且要避開海水入侵通道;調整開採含水層層位,對於多層承壓含水層分布區,有計畫地開採不同層位,控制每個開採含水層的淡水端靜水壓力不低于海水端
靜水壓力。
增加地下水補給
地下水的允許開採量是有限的,要想增加
地下水的開採量,必須增加地下水的補給。在增加濱海地區地下水補給量方面,國內外總結了許多經驗:"攔蓄降水和
地表徑流補充地下水,如修建橡膠壩、
滲井、滲渠回灌工程。沿海地區河流通常獨流入海,源短流急,雨後河水暴漲暴落,所以攔蓄工程起到補源與興利的雙重效果。適當攔蓄地下徑流,減少地下淡水入海通量,在濱海構築地下阻鹹帷幕(實體帷幕或水力帷幕)營建地下水庫,既起到攔截地下水徑流的作用,又起到阻止海水入侵的作用。山東省龍口市在八里沙河和黃水河修建了實體帷幕,已經發揮其作用;在近海地帶採用適當處理後的污水、廢水回灌地下水,構築水力帷幕,既利用了污水、廢水,又阻止了海水入侵。這方面美國已在紐約州長島、加利福尼亞州、南加州奧良市和洛杉磯市等地區取得成功經驗。
節約用水和分質供水
一個地區,當地可持續利用的水資源是有限的,但往往對水資源的需求是無限的。尤其沿海地區普遍存在資源型缺水,節約用水是一項長期任務。提高工業用水重複利用率,採用先進節水灌溉技術減少灌溉定額,調整農業種植結構,改種部分耐旱作物,在節約用水上都有較大潛力可挖。地下水一般水質好,要優先用於生活飲用水和部分對水質要求高的工業用水,農業用水和生態用水儘量使用地表水和經過處理的污水廢水,冷卻、沖渣、沖刷等方面儘量多利用海水和鹹水。分質供水一定程度上可以緩解地下水的供需矛盾。
調引客水
跨地區或跨流域調水,應在當地確實無法解決水資源的供需矛盾情況下考慮,但在前期一定要做好社會效益、經濟效益、環境效益等分析論證。
海水淡化
海水淡化的技術已比較成熟,但運行成本過高,可以展望將來經濟實力增強後實施,這是緩解沿海地區水資源供需矛盾的可行措施。