毕业设计：海水入侵(4)

由于崂山沿海地区经济发展很快，水资源紧缺，供需矛盾日益加剧。从70年代中期以来，沿海平原地区打井越来越多，密度越来越大。在地下

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水源得不到补给的状态下，继续超量开采地下水，造成地下水位大幅度下降，出现地下负值区的面积扩大，导致海水入侵。

天然状态下，含水疙中淡水向海方向排泄，咸淡水界面为界面1，地下水潜水面为潜水面1。当一些地尽开采量超过补给量，地下水位连续下降，并低于海平面时，就改变了地下水动力平换状态，出现水位下降漏斗(或虽未形成水位漏斗，但水位低于海平面，呈下降状态)，地下水流向漏斗中心(或向低于海平面的低水位区流动)。这时海水沿通道乘虚而入，图中咸淡水界面由界面1渐变为界面2,潜水面1渐变为潜水面20图中S1为入侵匡海水。（图4-2）

图4-2 滨海地带海水入侵示意图

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图4-3 海水入侵动力剖面图

表4-4 2007年枯水期崂山区开采量统计表

4.2.2滩涂不合理的利用

近10余年来，沿海盲目发展陆上人工海水养殖，长距离明渠提灌海水，使大量的海水人为进入内陆腹地，这些人为的活动无疑会将海拨提高3-5m，加剧了海水入侵。

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图3-5氯离子浓度与电导率相关性分析图

研究区地下水的电导率与氯离子浓度呈现极好的相关性，说明了利用电导率作大海水入侵的监测指标的可行性，同时，根据电导率与电阻率的关系，电导率的监测经果也为高密度电法监测海水入侵提供了依据和参照。 3.1.4 pH值的监测

pH值的监测虽然不能直接反映海水入侵的现状，但却可以为海水入侵的防治和农田灌溉提供依据和参考，pH值的大小，直接表明了地下水的酸碱性，在本地区的水样的测试数据显示，大部分水样的pH值都在7.5-8.5之间，pH值相对过高，一般农作物适宜在pH值为6.5-7.5之间，用pH值大于7.8的水灌溉会相应增大土壤的pH值，易引起土壤碱化，影响土壤养分的转化及有效利用，导致农作物生长缓慢或烂根死亡。

地下水的pH值对于氟在水中的赋存状态有决定作用。据曾溅辉计算，

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在中性和偏碱性水中(pH: 7-8)，氟的存在形式有10余种，随着pH值的上升，氟离子所占百分数上升。因而本地区的地下水的氟含量较高，由于以前人们长期饮用高氟地下水，会导致许多氟病。 3.1.5水位监测

此处所说的水位是指井水界面到井口的距离，而非地下水的水位。水位的变化能够直观的反映地下水的动态变化，所测水位的数值变大时，说明用水量增加、地下水的补给减少;数值变小时，说明用水量减少、地下水的补给增多。

图3-6 P9-3氯离子浓度与水位对比图

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图3-7 P9-2氯离子浓度和水位对比图

对比3号井的氯离子浓度和水位曲线图(图3-6，可以看出，水位的变化与氯离子浓度变化趋势大体一致。水位在相对稳定的幅度内变化，而氯离子浓度则经历多次较大波动，特别是雨季，氯离子浓度变化剧烈。6月之前氯离子浓度在2000-3000mg/L之间变化，9月之后上升到4000-5000mg几之间变化，说明降雨对于地下水的补给并不能完全改变长期的人工抽取地下水导致的地下水咸化，降雨淡化地下水是短暂的，长期的抽取地下水导致的地下水咸化却是长久的，这同时也增加了防治的难度。对比2号井(图3-7，更容易看出，水位与氯离子浓度变化基本一致。水位与氯离子浓度同时达到极值，且在从极大值下降到极小值时，都经历了中间值的过渡，而在极大值出现前和极小值出现后，水位和氯离子浓度变化都是处于缓慢增长的状态。

计算得出，2, 3, 4, 8号井的氯离子浓度与水位的相关系数分别为0.79, 0.63,0.55, 0.55，具有一定的相关性，说明水位与氯离子浓度的变化关系并非十分密切，而且由于水位并没有实际参与水化学反应，导致水位变化的主要因素是开采地下水。

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3.1.6降雨量的监测

崂山地区的地下水主要靠河水和雨水补给，这种补给主要分布于胶莱河和泽河流域附近，大致在S264公路以南的地区，而公路以北，特别是北部一带，地下水只能靠降雨补给。干旱季节，当地农民靠抽取河水和井水来灌溉，导致地下水的补给减少，地下淡水减少，海水入侵加重;反之，多雨季节，海水入侵减轻。

对比降雨量和氯离子浓度发现，3号井的氯离子浓度变化与该地区降雨量的变化趋势大致相反(图3-8:降雨量增大时，氯离子浓度减小;降雨量减小时，氯离子浓度增大。由于3号井为养殖用井，用水量较大，在降雨量小的季节氯离子浓度的变化并不随降雨量有较大改变，但是在降雨量大的季节受降雨量的影响很大。2008年的降雨量较大的时期出现在7月和8月，这个季节正是雨季，而3号井的氯离子浓度较小时期出现7月底到9月中旬，说明降雨量对于离子浓度变化具有延时性，即降雨过后，井水中的氯离子浓度变化并不能瞬间随着降雨之后改变，而是有一段时间的延迟。9月份降雨量并不大，但氯离子浓度仍然较低，这主要是8月份的降雨量相对较大，地下水的水力联系需要一段时间。

图3-8各井氯离子浓度变化与降雨量对比图

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这种延时性，在对比其余五井的氯离子浓度变化图中更加明显(图3-8。由于其余五井均为农用灌溉机井，更真实反映干旱和多雨季节人工抽取地下水带来的变化。3月到5月，降雨量有一个明显上升的过程，氯离子浓度则从4月到6月初，育一个明显的下降过程;接下来的6月份降雨量减小，氯离子浓度也在7月有了明显的增长;7月和8月降雨量为一年来的最大期，氯离子浓度也在8月初到9月中旬，都保持在一个较低的水平。可见这五井的氯离子浓度的变化基本与降雨量成反旧关。

3.2高密度电法

海水入侵具有隐蔽性、复杂性、多边性的特点，目前并没有十分完善成熟的方法来研究和监测，目前都处在探索阶段，而高密度电法是用的相对较多、相对成熟的方法之一[15]。 3.2.1高密度电法理论依据

高密度电法是基于常规电法勘探的基础上利用计算机技术发展起来的一项电法勘探技术，其测量结果为二维视电阻率断面。高密度电法具有点距小、大、工作效率高的特点，能较直观、准确地反映地下电性异常体的形态，数据密度可观察到海水入侵灾害过渡带连续变化特征和海水入侵灾害的动态发展趋势。相对而言，密度电法(物探方法)较之水化学方法更具灵活、方便的特点，因此在海水入，监测与防治研究中得到了广泛的应用。

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