毕业设计：海水入侵(5)

超量开采地下水，极易使滨海地区形成地下负值区，而负值区一旦形成，海咸水就会乘虚而入，使地下水的矿化度随含水层中氯离子的增加而变大，其地层阻率则相应降低。地层电阻率的变化与地层的岩性、内部结构及其含水、含盐;况有关，其关系可用阿尔奇公式表示为:

式中，b为常数。?m为孔隙度及孔隙度指数，在我们选择的剖面附近，

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地层岩性比较均匀，其孔隙度基本相同，小和其指数m可视为常数;S-n为含水饱和度及饱和度指数，由于海水入侵主要发生在地下水位以下，岩层处于饱和状态，饱和度S和其指数n亦可视为常数;Ac为地下水溶液化学成分有关的系数，因为海水成为主要为氯化钠，化学成分稳定，所以Ac变化也不大;C为地下水的矿化度，它是影响地层电阻率的决定因素。

海水入侵带来了大量盐分，相应的地层电阻率也发生了变化。根据实地实验，入侵地层的电阻率都比非入侵区减少了许多，一般弱透水地层减少5-10倍，强透水地层减少10倍以上(表3-2)。从表中可以看出，同类岩性在海水入侵区和非海水入侵区其电阻率存在着明显的差异，利用这种差异可以判断海水入侵的界线，因而通过测量电阻率参数，利用高密度电法划分海水入侵界线是切实可行的[16]。

表3-2不同岩层Ac常见值

项目 岩层 砂质 粘土 细砂 30-50 5-15 区 非入 侵区 20-30 3-10 山 细粉砂 20-50 5-15 入侵区 试验 地点 崂 项目 岩层 粘土 非入 侵区 15-25 3-10 入侵区 试验 地点 石老人 中粗砂 80-150 5-20 砂砾石 100-250 2-25 中粗砂 30-100 7-20 入侵 咸水 0.5-1.0 王哥庄 基岩风＞150 化层

2-20 海水 0.1-1.0 海水入侵的发生和发展受到了莱州市政府的高度重视，在崂山市政府

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的领导和支持下，近年来在莱州湾东南岸的王河下游尹家一后邓一西由一带修建了地下水库，该工程是利用水泥灌浆建立地下板墙帷幕，起到阻咸拦蓄的作用。地下板墙帷幕切断了海水入侵通道，阻止海水继续入侵;在汛期板墙帷幕可以阻挡淡水向海渗流拦蓄地下淡水，在淡水一侧形成巨大的地下水库，缓解淡水资源的紧张局面。图4-1是莱州市徐家村己建地下板墙帷幕地段高密度电法ρa。剖面图(15剖面)，由图可以看出:在地下板墙帷幕小号点一侧(西侧)视电阻率ρa值较低，特别是AB/3极距在30m以下时，ρa值一般在20?·m以下，最西侧低于10 ?·m甚至5?·m;在地下板墙帷幕大号点一侧(东侧)视电阻率A。值较高，一般在30?·m以上，局部有小于20?·m的地段。经分析认为，视电阻率小于20?·m的地段，在修建地下板墙帷幕前己遭受海水入侵，地下板墙帷幕建成后，虽经蓄水后水量增加使得地下水淡化，但原来入侵的海水仍存储在地下深部，致使地下板墙帷幕东侧附近地段视电阻率仍然较低。但地下板墙帷幕两侧视电阻率ρa值有明显的电性差异，说明利用高密度电法区分海水入侵区与非入侵区是切实可行的。

3.2.2咸淡水分界面特征值的确定

海水入侵区与非入侵区在电性上存在着明显的差异，这为利用高密度电法圈定咸淡水的分界面提供了有利的物理前提。在一个地区，如果地层变化不大，又有一定量的水质资料和相应的电阻率资料，就可以做出岩层电阻率与地下水氯离子(或矿化度)含量的相关曲线。根据海水入侵氯离子含量判别标准，利用这一曲线就可以确定出海水入侵区的电阻率特征值。但在不同地区由于地层土质的不同，其本身视电阻率亦不同，则其咸淡水的分界面的特征值亦不同。

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图3-12 崂山区高密度电法检测数据

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3.2.3砂质地段咸淡水分界面特征值的确定

崂山区境内，地表主要为砂质粘土和粘质砂土，下部为细砂或中粗砂，颗粒较粗，其电阻率相对较高。根据中科院地理研究所对莱州市海水入侵区的研究得出较确切的电测资料:海水严重入侵区(Cl一>1 000mg/L，电阻率一般在2-17(Q·m)之间;轻度入侵区(Cl一≈250--1000mg/L，电阻率一般在17-30(Q·m)之间;非入侵区C1一≈250mg/L，电阻率一般在30-100(Q·m)。本次工作该区咸淡水分界面的特征值仍沿用此资料3.2.4海水入侵界面确定的依据

海水入侵边界线的确定是准确划分海水入侵范围，评价海水入侵危害的基础。海水入侵边界线受人工开采，降雨及水文地质条件的影响，形态较为复杂，所以必须采取多种手段，综合分析确定。

本区海水入侵边界线的确定，依据区内第四系沉积特点，海侵后地层电性变化和水化学变化，采用水质调查，水化学分析及高密度电法等手段综合分析，统一确定海水入侵边界线。在具体工作中，采用水质调查和水化学分析、结合高密度电法剖面资料进行确定。边界线圈定的依据如下: 1、在区域范围内C1一含量大于250mg/L。

2、在一定范围内高密度电法剖面中视电阻率小于15?·m的低阻电性层。 崂山剖面海水入侵界面的确定

该剖面在崂山石老人地带，测线方向近东西，点号由西向东增大，点距6m。从ρ a等值线拟断面图看出，剖面上2110点以西ρ a值在8-15 ?·m之间，仅局部深部大于15?·m，推测为海水入侵区;2110点以东视电阻率值15?·m以上，推测为非入侵区。

[17]

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3.3 小结

综合水化学监测数据及高密度电法监测数据，结果显示，崂山地区海水

入侵严重，且北部地区要比南部地区海水入侵严重，西部要比东部严重，由此推断，崂山区海水入侵趋势为由西北往东南方向推进，海水入侵己基本侵染整个新河地区，海水入侵呈现持续发展的趋势。

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