[海洋与人类]论文格式

《海洋与人类》课程论文

论来自海洋的威胁——海水入侵

外15（9）俄语 名字 张儒雅 学号15133921

摘要：本文综合分析了国内外海水入侵的现状、危害和发生的原因，并提出了在海水入侵方面的监测和治理的具体措施。

关键词：海水入侵、澳大利亚沿海地区、美国佛罗里达州哈伦代尔市、中国莱州湾、危害、原因、治理措施

导言：目前，全世界已经有几十个国家和地区的几百个地方发现了海水入侵问题，如澳大利亚、美国、中国、日本、西班牙等国家，海水入侵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。全球范围海水入侵的普遍性已经引起国际社会的共同关注，有关国家积极开展海水入侵问题的研究和治理。

1 现状

1.1 澳大利亚沿海地区海水入侵现状

澳大利亚的人口大量集中在沿海一带，沿海含水层在满足当地城市、农业和工业用水方面发挥了重要的作用。沿海地下水的利用很广泛，大部分的开采来自家用钻井。例如，勒菲弗半岛（南澳大利亚）含水层至少供给2500个家用钻孔。Martin（1997）得出结论：勒菲弗半岛的含水层由于海水入侵，质量不断恶化，为了保护资源采取了措施——人工回灌。人工回灌执行了大约12年，勒菲弗半岛的地下水位仍不断下降，有些地方已经在平均海平面20m以下，这是因为地下水大量开采明显超过回灌量。

近些年来，很多调查、评估显示，澳大利亚海水入侵已经是个不容忽视的问题。Voice等人（2006）在澳大利亚沿海地区对气候改变影响的敏感性差距分析中认为，不断增加的海水入侵是一个很大的威胁。Nation等人（2008）完成了基于地理信息系统（GIS）对灌区沿海地下水的一级评估，并指出了海水入侵最危险的地区。结论是昆士兰州普遍存在灌区海水入侵问题，在维多利亚州、南澳大利亚州和西澳大利亚州的一小部分范围内也受其影响。

1.2美国佛罗里达州哈伦代尔市海水入侵现状

哈伦代尔市位于佛罗里这州东海岸的布劳沃德县境内，为满足城市供水，每天从比斯坎湾富水层抽取600万加伦的地下水。该市距大西洋只有几英里，致使地下水可能被入侵海水污染。该市海水入侵监测井网1970年的资料表明，含水层底部的盐水锋( 氯离子含量1000m g／1) 距哈伦代尔井区约1200英尺。此后，所有监测井中的氯离子含量持续上升，最靠近井区的监测井中的氯离子含量也有明显增长，到l985年1月止盐水锋仍继续向内陆移动。显然，如果这种趋势继续下去哈伦代尔的井区将被污染。

1.3中国莱州湾海水入侵现状

山东省莱州湾地区是指广饶、寿光、寒亭、昌邑、平度、莱州、招远和龙口八个县（市区）的沿海地区，面积10000km²,人口约455万。这里是经济发达的沿海开放地区,海水入侵具有动态变化大、潜在危害大、难以治理等特点。

2莱州湾东、南沿岸的海水入侵灾害一直都在发展。1989年海水入侵面积有627.3km,1995

2年达762.5 km，地下水漏斗负值区超过2000km²。1999年，庄振业等人根据莱州湾地区各

县市多年的观测数据，将1975-1995年20年间该地区的海水入侵灾害划分为初始、发展、恶化、缓解四个发展阶段。（1）1976-1979年为初始阶段。水质的季节性变咸预示了海水入侵的即将开始。（2）1980-1986年为发展阶段。1981-1986年本区降水连年偏小，工业用水急剧猛增，导致咸水锋面急剧向陆迁移，海水入侵范围迅速扩大。(3)1987-1989年为严重恶化阶。1987-1989年是该区海水入侵严重的三年，水资源补给量降到历史上的最低点，而工农业需水量成倍增长，导致该区各县市地下水负值总面积达1498 km²，海水入侵范围也增至627.3km²。(4)1990-1995年为缓解阶段。这期间降雨有所增加，调入一定量的黄河水和采用一些节水抗灾措施后，海水入侵灾害虽然仍在发展,但其势头得到了抑制，速率明显变慢。

2 危害

2.1水质恶化,灌溉用水源地减少

海水入侵使地下淡水资源更加缺乏，沿海地区居民和牲畜饮用水受到影响。海水入侵首先使地下水氯离子含量增加，矿化度升高，使之逐渐丧失了使用价值。一方面继续超采地下水使地下水位再度下降，另一方面不得不移地开采地下水，导致海水入侵范围的不断扩大,出现地下水位下降→海水入侵→地下水咸化→地下水位再下降的恶性循环。

2.2土壤生态系统失衡,耕地资源退化

滨海地区土壤生态系统因受气候及地下水含量变化的影响，土壤中的水分及营养元素很不稳定。海水入侵后使地下咸水沿土壤毛细管上升进入耕作层，导致土壤发生盐渍化。农业长期利用高矿化度水进行灌溉，盐分不断在土壤表层聚积，导致其物理性状变差，微生物活动减弱，有机质下降，最终导致土壤肥力下降。

2.3 影响工农业生产

海水入侵区水质恶化,土壤盐渍化，导致水田面积减少，旱田面积增加，有效灌溉面积减少，耕地面积减少，荒地面积增加，农业生产受到严重影响。海水入侵区的工业企业也会受到影响。由于水质恶化，水质要求较高的企业不得不开辟新的水源地或实行远距离异地供水，这不仅增加了产品的生产成本，同时也可能使新辟水源地遭受污染，扩大海水入侵范围。而那些没有充足资金开辟新水源地的企业只能使用被海水污染的水源，结果使生产设备严重锈蚀，使用寿命缩短，更新周期加快，同时还造成产品质量下降，有的企业则被迫搬迁或停产。

2.4 对人口素质及社会稳定的影响

海水入侵使人口健康水平降低。由于淡水缺乏，海水入侵区的大量人口时常或常年饮用咸水，导致地方病流行。许多人患甲状腺肿大、氟斑牙、氟骨病、布氏菌病、肝吸虫病等。据有关资料，中国山东莱州湾地区 8 县市氟病患者人数达 61 万 ，加上其他地方病，患者总数达 68 万人。日本和美国的学者通过研究还发现，中风、慢性心血管疾病及癌症与饮用盐份超标的地下水关系较为密切。

2.5自然生态环境恶化

沿海地带生态环境脆弱，其生态系统在自我调节和抗干扰的缓冲性方面都比较弱。海水入侵的结果使土壤含盐量增加，盐生植物群落如碱蓬、黄须莱等日益增多，在大范围内其覆盖度可达 90% 以上，从而使植物群落由陆生栽培作物为主的生态环境转化为耐盐碱的野生植被环境。

3 原因分析

3.1水文地质

滨海地区地下淡水与海水之间存在水力联系是海水入侵的物质基础。发生海水入侵的滨海平原区地层主要为透水能力的强松散沉积物、地下淡水与海水之间缺乏稳定的隔水层。当地下水位长期处于海平面以下时，海水通过含水层迅速向陆地入侵，形成海水倒灌。

3.2地形地貌

沿海平原一般地势低平，地下水埋藏浅，由于过量开采地下水，使其水位下降，形成负值区，改变了滨海地区地下水径流补给方向，从而引起海水入侵。

3.3气候

地下水来源主要靠大气降水来补给。如果气候持续干旱，地下水补给量严重不足，同时河流入海径流量也减少，将加剧海水入侵活动。全球气候变暖、相对海平面上升可增大潮水沿河流的上溯距离，加剧风暴潮侵袭，结果亦可诱发海水入侵。

3.4人类活动

人类活动对地下淡水资源的开发利用是滨海地带咸、淡水平衡状态遭受破坏的重要因素。许多地区由于长期超量开采地下水而使地下水水位大幅度下降，形成低于海平面的负值区，进而发生海水入侵。海水养殖和引潮晒盐等经济活动把大量海水引入陆地也扩大了海水向地下淡水的入侵范围。此外，在入海河流的上游地区修建水库、塘坝等水利设施，使河流入海水量普遍减少，在河口地区大量挖砂降低河床标高的人为活动，则加剧了潮水上溯距离 ，使河流两侧发生海水入侵。

总之，在影响海水入侵的因素中，干旱少雨、水资源不足是背景条件，含水层导水性等水文地质特征是基础条件，不合理的人类开发活动是诱发条件。三者共同作用的结果可能导致沿海地区出现大范围的海水入侵。

4 措施探讨

4.1控制和调整地下水开采

海水入侵时由于开采过量的地下水引起的，所以要防止其入侵就必须将开采量限制在允许开采量的范围之内。控制开采量就要从以下几方面着手：（1）调整开采时间和间隔，丰水年份（季节）多开采地下水，枯水年份（季节）少开采地下水，给地下水恢复的机会；（2）调整开采井布局和水井密度，现实生活中地下水水源地往往是集中开采，很容易形成降落漏斗，给海水入侵创条件。较好的做法就是分散开采，且要避开海水入侵通道；（3）调整开采含水层层位，对于多层承压含水层分布区，有计划地开采不同层位，控制每个开采含水层的淡水端水压力不低于海水端净水压力。要合理布置开采井，放弃咸、淡水界面附近的抽水井，分散开采、定期停采或轮采地下水、缩短水位恢复时间，以防止形成降落漏斗。

4.2开展人工回灌，引淡压咸，增加地下水补给

地下水的开采量是有限的，要想增加地下水的开采量，必须增加地下水的补给。开展人工回灌，补充地下淡水，提高滨海地区地下淡水的水位和流速，以淡水压咸水，迫使海水后退，有效防止海水入侵。回灌水源主要有当地雨季的地表水、外地引水、处理后的废污水等。

4.3阻隔水流

阻隔水流具体有设置隔水墙、修筑地下拦水坝、农田暗管排水、深井排水、竖井排水等措施。通过设置隔水墙可使淡水和咸水分开，具体方法是灌注某种呈悬浮状态的物质，如高塑性粘土桨，使悬浮物充填土壤孔隙，形成不透水屏障。农田暗管排水在排碱、除涝、防渍、降低地下水位等方面效果十分显著，在工程截渗方面也行之有效。深沟排水在天津洼涝盐碱地治理和改碱过程中已被广泛采用，并取得一定成效。竖井排水是工程排水和农田排水中行之有效的排水措施。通过截渗和农田排水，可改善地下水水质，补充承压含水层水量， 改善软地层压缩条件。

4.4改善生态环境

通过兴修水利工程，调整种植业结构，植树造林，发展畜牧等措施，在海水入侵区建立结构合理、功能稳定、经济效益高的农业生态经济体系，提高抗灾能力，缓解海水入侵灾害带来的不利影响。

4.5建立沿海地区地下水监测系统

建立沿海地区地下水动态监测网，进行水位、水化学监测，必要时辅以海水水文动态监测。根据海水入侵的形成机制和入侵规律 ，预测海水入侵速率、规模和危害范围 , 从而为有效防治海水入侵提供科学依据。