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遏制海水入侵重点在防

已有 1764 次阅读 2008-7-1 20:33 |个人分类:栏目风采

栏目名称:科学透视
栏目主持:肖洁
 
 
 
本期关注:海水入侵
山东省日前发布的《2007年山东省海洋环境质量公报》显示,目前山东省海水入侵的面积已超过2000平方公里,海水入侵的最远距离达到45公里,严重危害了当地生产、生活及生态环境。

 

    

   

文:李国敏

 研究员,博士生导师,中科院“百人计划”入选者,中科院地质与地球物理研究所工程地质与水资源研究室主任。 

 
 
 
 
 
 
海水入侵是滨海地区常见的一种自然地质灾害,是由于滨海地区地下水动力条件发生变化,引起海水或高矿化咸水向陆地淡水含水层运移而发生的水体侵入过程和现象。
 
海水入侵受水文地质条件、水动力条件、气候条件和人类活动的影响。当地下水开采量超过允许开采量时,地下水位就会持续下降,改变原来天然状态下的地下淡水与海水的平衡状态,导致海水向淡水流动从而发生海水入侵。形成海水入侵还须具备联系海水与地下淡水的“通道”,即有一定透水性能的第四系松散沉积物、基岩断裂破碎带或岩溶溶隙、溶洞等。
 
我国环渤海海水入侵最严重
 
全世界已经有几十个国家和地区的几百个地方发生了海水入侵问题,给各国沿海地区带来严重危害,造成巨大经济损失,严重阻碍经济社会的持续发展。
 
我国先后在山东半岛和大连市、秦皇岛市、天津市、北海市等地区发现海水入侵。环渤海地区是我国海水入侵危害最严重的地区,山东省又是其中表现最突出的省份。
 
山东省海洋与渔业厅发布的《2007年山东省海洋环境质量公报》显示,目前山东省海水入侵面积超过2000平方公里。莱州湾南侧海水入侵面积大、范围广。这就是说,在近2000平方公里的滨海地区地下水中,氯离子浓度指标大于250mg/L,地下水受到了污染,不能作为正常的生活与工农业用水。海水入侵给当地工农业生产和人民生活造成了很大危害。
 
山东省已经采取了多种措施遏制海水入侵,例如在胶东半岛一些地质条件较好的地区采取了阻咸帷幕工程;通过立项及开展国际合作,加大海水入侵的研究力度;通过建立海水入侵和土壤盐渍化监测站位,加大对海水入侵的监测力度。
 
防治海水入侵重点在防
 
不合理地开采地下水(包括过量开采与布井不合理)是导致海水入侵的直接原因。因此,防治海水入侵的重点在于防。从地下水补给、径流、排泄的角度看,防治海水入侵的核心是增加地下淡水补给量和限制地下水开采量。
 
因此,海水入侵的防治措施可分为开源节流、构筑阻咸帷幕、适应性生态改良等。
 
开源节流,即增加地下淡水补给量和限制地下水开采。增加补给和减少排泄的方式有:
 
适当限制地下水开采,合理开发地下水。其主要手段是对滨海地区地下水资源进行优化管理,在不发生海水入侵的前提下,以地下水模型为依据确定允许开采量,调整地下水开采布局。
 
增加地下水补给。在增加滨海地区地下淡水补给量方面,国内外总结了许多经验:如拦蓄降水和地表径流补充地下水,兴建跨流域调水工程将淡水引入滨海地区,在滨海地带有计划地回补地下水等。
 
在地质条件允许的滨海地区构筑地下阻咸帷幕,适当拦蓄地下径流,减少地下淡水入海水量。此举既可以起到拦截地下水径流的作用,又起到阻止海水入侵的作用。
 
适应性生态改良,是指适应海水入侵现状,进行海水入侵区生态改良试验,利用地下微咸水或与淡水混合利用浇灌耐盐作物,分区治理,发展海水入侵区经济。具体方法是:一是在海水入侵区建立适合区域生态特点的农牧渔林良性循环的生态系统,改良土壤;二是对海水入侵威胁区,调整水资源利用方向,发展节水型农牧业和工副业;三是在地下水系统的补给区,以涵养水源为出发点,发展生态农林业。
 
另外,在海岛或近海区,将传统垂直抽水井改变为水平集水方式,如水平集水廊道或辐射井等井型,可以有效减小抽水引起的浓度升锥,从而减缓海水入侵。也可在海岛淡水透镜体内开挖最小降深的截水廊道,如夏威夷、马里亚纳群岛等均有成功经验。
 
诸多难点尚须研究
 
与国际上相比,我国虽然开展海水入侵研究较晚,但目前在海水入侵现状调查、基本理论探索、模型研制、预测预报和防治措施等方面均取得了重大进展,已经从简单的定性调查走向定量化和模型化,并从理论研究走向工程措施。
 
目前,在海水入侵防治工作中,以下几方面难点有待加强研究:
 
首先,海水入侵过程中伴随着一系列物理、化学和生物过程,这些过程的物质循环有必要加强研究。
 
其次,目前的海水入侵研究均是在发生严重海水入侵危害地区开展的,鉴于海水入侵一旦发生即将造成难以治理的危害,因此应进行超前的防止海水入侵的研究和预报。
 
另外,常规布设地下水观测孔来监测海水入侵的方法投入大、耗时多,应积极开发追踪和显示过渡带移动变化的简便有效的方法,并研制有关仪器。
 
最后,在滨海地区开展适应性生态改良、回灌补源工程、帷幕地下水库工程的示范研究等,也是需要加强的方面。


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