中国海水入侵问题及趋势分析

（一）海水入侵的定义

沿海地带海水侵入地下含水层或河口地带海水倒灌使咸潮影响带扩大，并发生海水补给地下水的现象，称为海水入侵。

在沿海地带，内陆地下水和海水在天然条件下，处于一种相对平衡状态，由于自然条件的改变，特别是人类活动的影响，如地下水的不合理开发，这种平衡状态被打破，海水沿着各种途径向内陆推进，地下淡水资源遭受破坏，使地下淡水变咸。因此，通过控制地下水的开采来减弱或杜绝海水入侵，是地下水开发利用研究的重要任务之一。

海水入侵的范围、程度可通过地下水动态资料的分析加以确定。主要依据地下水中的氯离子含量和矿化度是否超过其背景值来衡量；而超过背景值的大或小，则是判断入侵强度的依据。

（二）海水入侵的平面和垂向分布

在易发生海水入侵的地区，根据电阻率和氯离子含量随深度的变化，将海水入侵程度分为三种类型：

1.未入侵类型

地下水氯离子含量小于100mg/L，曲线自上而下近于垂直，此类型一般均处于远离海岸、地下水未开发或开发利用较少的地带。

2.轻度入侵类型

地下水氯离子含量随深度增加，氯离子含量小于500mg/L。出现阶梯状变化，一般有两个界面，此类型一般距海岸稍远、地下水开发利用量接近可开采量的地带。

3.重度入侵类型

重度海水入侵又可分两种情况：一种是上部轻微入侵，下部严重入侵，从曲线上看，也呈现有两个界面的阶梯状，只不过界面更为明显，氯离子含量更高；另一种情况是从纵向上全部咸化，没有界面，其氯离子含量自上而下都很高，超过1000mg/L，此类型一般分布在距离海岸较近、地下水超采或严重超采的地带。

（三）海水入侵趋势分析

我国海水入侵趋势各地差异较大，以下已观测资料较全、观测系列较长的大连市为例加以分析。

根据地下水动态监测资料分析，大连市滨海岩溶地下水的海水入侵在时间上的变化趋势大致如下。

20世纪60年代初期，地下水基本处于天然状态，近海地段仅受海潮影响，水质稍坏，自然入侵面积仅在4 km2左右，主要分布在大连湾沿岸附近。

60年代末期，开始采用浅层大口井灌溉，海水入侵现象开始出现，入侵面积逐渐增加，达到50 km2，主要分布在大连湾沿岸，在金州西海头有零星分布。

70年代，随着用水量不断增加，浅层大口井已不能适应工农业生产的需要，开始在滨海岩溶区采用钻机凿深井，井深一般在50～60m左右。随着开采量的不断增大，地下水降落漏斗开始形成并不断扩大，海水入侵面积也在不断扩大，到70年代末期，入侵面积已达到120.6km2，平均氯离子含量362.5mg/L（见表4-4和图4-4）。

80年代中期（1984年），海水入侵进一步发展，并且达到了最严重的程度。1984年平均氯离子含量为722mg/L，比1981年增加了282mg/L，年均递增94mg/L，1986年入侵面积223.45 km2，比1981年增加44.92 km2，年均递增8.98 km2。1984年以后，随着农村经济体制改革，开采量减少，海水入侵相应趋于缓和，1988年平均氯离子含量为400.6mg/L，比1984年减少了321.45mg/L，年均递减80.36mg/L，1988年入侵面积为200.2 km2，比1986年减少3.2 km2，年均递减1.6 km2。

表4-4　大连市金州以南地区历年海水入侵特征值统计表

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图4-4　大连市金州以南历年平均氯离子浓度变化趋势图

90年代初，海水入侵面积又开始扩大，1989年为268.0km2，比1988年增加47.75 km2，1990年以后开始减少，到1992年降到213.6 km2，比1989年减少54.4 km2，年递减18.1 km2。1994年是海水入侵最为严重的一年，不论是海水入侵面积，还是氯离子含量都达到历史最高值，其中，海水入侵面积达274.0km2，比1992年增加60.4km2，年递增30.2 km2，平均氯离子含量513.6mg/L，比1992年（457.8mg/L）增加55.8mg/L，年递增27.9mg/L。

（四）海水入侵的危害

海水入侵给工农业生产和人民生活带来了很大的危害，主要有以下几个方面。

1.对工业生产的影响

改革开放以来，沿海地区工业生产发展很快，老厂改造，新厂增加，工业产值不断提高，是我国经济快速发展区。特别是一些经济技术开发区的兴建和发展，需要大量的淡水资源，海水入侵减少了可以利用的地下水资源，直接影响了企业的兴建和发展，有的厂矿已经兴建，由于无水而被迫停产和迁移。

2.对农业生产的影响

由于海水入侵，使地下水中氯离子含量不断增高，一般都在500～1000mg/L，有的地段达2000mg/L，长年用这样的咸水灌地，使土壤板结，植物枯萎，连年减产或绝收，菜田面积逐年减少，蔬菜品质也大幅度下降。

另外，由于海水入侵，沿海地带大片灌木死亡，高棵乔木也枯干，甚至死亡，玉米大豆缺苗不齐。

3.城乡供水井报废

由于地下水中氯离子含量已经大大超过了饮用水水质标准，致使一些水井报废，例如大连市的大魏家水源地有9眼井报废，南关岭地段有2/3的深井报废，金州城内水质全部咸化，无法饮用，营城子菜区70%～80%的深井也已陆续报废，严重影响了当地人民群众的生产生活。

（五）海水入侵的方式及主要原因

1.海水入侵的方式

根据全国的调查结果，海水入侵大体可分为均匀入侵和非均匀入侵两种形式。

（1）均匀入侵。主要发生在第四系松散岩层中，当含水层内地下水开采超过可开采量、并持续相当长时段的情况下，海水便向内陆相对均匀的蔓延，海水呈面状均匀地向含水层侵入，海水入侵较为缓慢，并随降水或其他的地下水补给状况变化而变化。我国山东省莱州湾、河北省沧州市沿海以及青岛市的局部地区的海水入侵即为该种方式。某些情况下，当裂隙岩溶成网状均匀或基岩裂隙较均匀发育时，海水也表现出均匀入侵的特点，但其分布面积不大。

（2）非均匀入侵。主要分布在我国沿海地带的裸露、半裸露裂隙岩溶分布区。例如我国的大连市金州以南地区和广西北海市的沿海岩溶区。这些地区由于地下水的超采，海水入侵呈非均质裂隙岩溶的线状及管道状入侵。海水入侵是不均匀的，无论在水平方向上，还是在垂直方向上都有差异性，表现出入侵面参差不齐的形态。在大连市海水入侵区，在非均质的线状入侵中，水平方向有距海近氯离子含量高，距海远氯离子含量低的特点；垂直方向上表现为上淡下咸的趋势。

2.海水入侵的主要原因

海水入侵必须具备两个条件，其一是水动力条件，其二是水文地质条件。这两个条件必须同时具备，才会发生海水入侵。大连市市区和甘井子区等地，具备海水入侵的水文地质条件，但是，人为的改变地下水动力条件才是发生海水入侵的主要原因。

（1）开采井的不合理布局和超量开采是海水入侵的最主要原因。多年来，由于工农业生产的迅猛发展，需水量急剧增加，开采井数和开采量也不断增加，以南关岭地段为例，1977年开采井数92眼，1978年增至146眼，1979年为171眼，1990年降为84眼，1977年该地段实际开采量50480m3/d，不合理的开采必然会改变局部地段地下水动力场的均衡状态。

（2）降雨量的影响。降雨量的大小，直接影响着地下水补给量的多少。而往往在降雨量较少的年份，地下水的开采量又偏大，使地下水的动力条件发生显著变化。也就是说，降雨量小的年份，地下水的补给量减少，开采量增大，淡水水位降低，极易发生海水入侵。另外，易发生海水入侵的地区，尤其是沿海岩溶地下水分布区，地下水开采量应严格受可开采量制约，不应采用多年平衡的理论，即不能采用“以丰补歉”的开采方式。各沿海地区多年地下水开采的实践充分地证明了这一点，因此，要特别注意降水量偏小的年份进行地下水开采量的控制。