李永萍

(山東省萊州市自來水公司,山東 萊州 261400)

0 引言

20世紀(jì) 70年代中期,為開發(fā)地下水資源,萊州灣沿岸農(nóng)民興起了打井灌溉高潮。隨著農(nóng)業(yè)灌溉面積擴(kuò)大,水井密度的增加,開采量增加,某些水井水質(zhì)長期變咸,澆地后造成莊稼枯萎乃至死亡。進(jìn)入 80年代,沿海鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)異軍突起,工礦企業(yè)發(fā)展迅猛,其水源地布局不合理,多建在咸淡水界限附近,過量抽取地下水,加劇了海水入侵的發(fā)展。至 80年代中期,海水入侵已成為十分普遍的一種現(xiàn)象,當(dāng)?shù)厝罕妼Ｋ肭植捎孟旅嬉环N被動式的防御:井水變咸了,老百姓棄井,改向淡水一側(cè)繼續(xù)打井使用;淺層水變咸,改用深層水。由于地下水無序的開發(fā)以及海水入侵被動的防治,造成海水入侵的加速和大面積發(fā)展,萊州灣海水入侵區(qū)由局部地段不斷擴(kuò)大成片。特別是 80年代末期,萊州灣沿岸糧食減產(chǎn),工廠被迫減產(chǎn)、停產(chǎn),造成了極大的危害。因此,海水入侵引起了各級政府的高度重視,加大力度,采取了諸多多種工程和非工程措施進(jìn)行防治。

1 萊州市概況

1.1 地理位置與行政區(qū)劃

萊州市位于膠東半島西北部、萊州灣東岸,北、西瀕臨渤海,東、東南與招遠(yuǎn)和萊西市相接,西、西南與昌邑和平度為鄰,南北長約 53 km,東西寬約 68 km,總面積1 878.1 km2。區(qū)內(nèi)交通便利,威烏高速公路、大萊龍鐵路、煙濰公路縱貫萊州。海岸線總長 108.7 km。

萊州市行政隸屬于煙臺市,并與青島、濰坊交界,現(xiàn)轄 11個鎮(zhèn)、2個區(qū)和 3個街道辦事處。

1.2 地形地貌

萊州市地形復(fù)雜,有山區(qū)、丘陵、平原、濱海洼地和海域灘涂等地貌類型。地勢由東南向西北傾斜,呈階梯式下降,最高為市域東南大澤山的胡家頂,海拔高程 690.5 m。全市東南山區(qū)至西北沿海,地貌類型分為 5種:即侵蝕低山、剝蝕丘陵、山前崗地、沖積洪積平原和濱海平原。

1.3 水文氣候

萊州市地處中緯度,位于山東半島中部,瀕臨渤海。氣候?qū)倥瘻貛Ъ撅L(fēng)型大陸性氣候,四季變化和季風(fēng)進(jìn)退都比較明顯。年平均日照時數(shù)為2 664.8小時,年平均氣溫12.9℃。1970～2007年平均降雨量為 589mm。降雨量年際變化大,1971年降雨量最大,為 845.3 mm。年降雨少于400mm的有 5年,最小的 1981年,只有 304.9mm,是最大值的 36%。年內(nèi)降雨量不均,汛期 6～9月平均降雨為415.9mm,占年平均降雨量 70.6%,尤其 7～8兩個月降雨量平均為 296mm,占全年降雨量的 50.3%。

1.4 河流水系

萊州市內(nèi)主要河流有 15條。除小沽河向東經(jīng)萊西注入大沽河流入黃海外,其余均流入渤海。另有膠萊河流經(jīng)萊州市西南邊境,北流萊州灣,為萊州市與昌邑市的界河,接界長度9km。境內(nèi)河流同屬膠東半島諸河水系,為雨源型河道。全市河道總長 313.7 km,流域面積 1581 km2,占全市總面積的 87%。流域面積在 100 km2以上的河流有 5條。15條河中除王河、白沙河、小沽河、朱橋河、南陽河、蘇郭河有支流外,其余均無支流,地表水直接排入干流入海。全市河流除王河及朱橋河源于招遠(yuǎn)境內(nèi)外,其余均為市內(nèi)河流,是典型的邊緣水系,具有源短流急、峰高量大、陡起陡落、季節(jié)性強(qiáng)、排洪受海潮頂托影響等特點(diǎn)。

2 海水入侵

2.1 基本情況

海水入侵是由于陸地地下淡水水位下降而引起的海水直接侵染淡水層的自然現(xiàn)象。海水入侵的標(biāo)準(zhǔn)主要是依據(jù)地下淡水水質(zhì)中所含礦化度多少而定。根據(jù)這一標(biāo)準(zhǔn),萊州市把濱海平原區(qū)淡水中氯離子含量超過 250mg/L的區(qū)域確定為海水入侵區(qū),并把氯離子含量在 250～150 mg/L之間的區(qū)域確定為咸水?dāng)U散區(qū)。

萊州市海水入侵于 1979年發(fā)現(xiàn)。當(dāng)時是由鎮(zhèn)北村地下水位觀測井出現(xiàn)負(fù)值反?，F(xiàn)象,于是對出現(xiàn)水位負(fù)值的濱海平原區(qū)進(jìn)行了水質(zhì)普查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)了海水入侵。當(dāng)時采用了地下水礦化度大于3 mg/L的海水入侵標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)現(xiàn)海水入侵時,全市只有 15.81 km2,主要分布在打井密度大,取用地下水較多的地區(qū)。到 1997年近 20年時間海水入侵面積發(fā)展到 276.99 km2。占全市總面積的 14.75%,平均每年入侵速度為 201.6m。

1997年以后,萊州市海水入侵逐年呈減少趨勢,到 2003年,海水入侵面積為 234 km2,與高峰相比減少了 15.52%。經(jīng)過調(diào)查分析,這是多年來對海水入侵進(jìn)行綜合治理的明顯效果。萊州市歷年海水入侵面積見下表 1:

表1 萊州市歷年海水入侵面積表 km2

2.2 形成原因

2.2.1 人為因素

引起萊州市海水入侵的人為因素是過量抽取地下水。1977年,膠東半島出現(xiàn)連續(xù)干旱,全市范圍內(nèi)的蓄水工程全部干涸,河道斷流,工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全靠抽取地下水。當(dāng)時由于沒有節(jié)水措施,全是沿襲傳統(tǒng)的灌溉方式,地下水資源造成極大浪費(fèi)。濱海平原區(qū)為達(dá)到糧食增產(chǎn)的目的,出現(xiàn)打井高潮,過量開采地下水。在較短的時間內(nèi)市南和市北平原區(qū)機(jī)井、大口井密度每 km2達(dá) 10眼以上,有的鄉(xiāng)鎮(zhèn)達(dá) 20～25眼 /km2,因而導(dǎo)致某些區(qū)域的地下水嚴(yán)重超采,并出現(xiàn)負(fù)值漏斗,誘發(fā)了海水入侵。另外萊州的鹽田擴(kuò)建,陸地的海產(chǎn)品養(yǎng)殖,將海水引入陸地 ,也是海水入侵不可忽視的人為因素。

2.2.2 風(fēng)暴潮因素

萊州市沿海是風(fēng)暴潮多發(fā)區(qū),一年當(dāng)中風(fēng)暴潮多次發(fā)生,使沿海地區(qū)農(nóng)田淹沒,房屋沖倒,海水長時間在陸地滯留,給海水入侵創(chuàng)造了有利條件。

2.2.3 地質(zhì)因素

萊州市濱海平原由沖積、沖洪積地層構(gòu)成,砂層較厚,顆粒粗,透水性較好;基底斷裂構(gòu)造發(fā)育與海岸線重直相交呈北西向展布,與海水連通性好,一旦地下淡水與海水壓力失去平衡,海水很容易入侵陸地。

2.2.4 地理環(huán)境影響因素

萊州市河流短,坡度大,洪水在陸地滯留時間短,入滲量小,地下水補(bǔ)充速度慢,濱海低洼地面積大,很容易遭受海水入侵;且市南和市北平原部分域區(qū)沙壩——瀉湖海岸賦存的古海水,也促進(jìn)了海、咸水的入侵。

2.2.5 氣候因素

萊州市受季風(fēng)的影響氣候比較干燥且少雨。根據(jù)降雨資料統(tǒng)計,萊州市 1979年前 20年平均降雨 640mm,而 1980～1984年 5年平均降雨 398.1 mm,在大量抽取地下水的基礎(chǔ)上,連續(xù) 5年平均降雨偏少 241.9 mm,這是萊州市造成海水入侵主要的自然因素。

總之,海水入侵的成因是比較復(fù)雜的。氣象、水文、地質(zhì)、地形、風(fēng)暴潮等自然因素,是海水入侵發(fā)生和發(fā)展的基礎(chǔ)條件。但是,過量開采地下水等人為不合理的經(jīng)濟(jì)活動才是海水入侵發(fā)生和發(fā)展的決定因素。

2.3 危害

2.3.1 工業(yè)方面

海水入侵以來,全市有 18處大中型企業(yè)和 320處鎮(zhèn)、街、村辦工、企業(yè)受海水入侵的影響,供水水質(zhì)變咸,工廠設(shè)備銹蝕,產(chǎn)品質(zhì)量下降,經(jīng)濟(jì)效益滑坡。有的工、企業(yè)已經(jīng)關(guān)閉停產(chǎn),有的工、企業(yè)面臨轉(zhuǎn)產(chǎn)或搬遷的困境,全市每年工業(yè)產(chǎn)值直接經(jīng)濟(jì)損失在 1.5億元以上。

2.3.2 農(nóng)業(yè)方面

海水入侵區(qū)內(nèi)近3 000眼機(jī)井或大口井由于水位大幅度下降或變咸報廢,使 30萬畝高產(chǎn)田變成低產(chǎn)田,造成荒蕪的耕地面積達(dá) 3萬多畝。多年來,濱海平原區(qū)一般年景減產(chǎn)30%,干旱年份減產(chǎn) 50%以上,全市因海水入侵每年平均減產(chǎn)糧食5000萬公斤以上。

2.3.3 生活方面

全市有 13處鎮(zhèn)區(qū),129個行政村 13.02萬人和 0.34萬頭大牲畜吃水發(fā)生困難,三山島、金城、土山 60%的村莊無淡水,有的村莊五遷水源地,花費(fèi)了大理的財力、物力、人力。由于水質(zhì)的變化,開始引發(fā)和加劇了某些地方病,發(fā)病人數(shù)高達(dá) 1.56萬人。

3 防治

3.1 工程措施

3.1.1 修建防海潮堤

海潮加速了海水入侵,為減少這一不利因素,萊州市于 1980年 12月開始投資 2億多元完成了海滄到虎頭崖總長 40.3 km防海潮堤,并成立防海潮管理處,增設(shè) 50多名專業(yè)技術(shù)人員,對防海潮堤不間斷的維護(hù)、加固和保養(yǎng)。這一工程使西南沿海平原區(qū) 5萬畝土地免遭海潮襲擊。海水入侵受到不同程度的遏制。到目前為止全市108 km海岸線上共有防海潮堤 56.8 km,在海水入侵防治方面起到了積極的作用。

3.1.2 蓄淡壓咸

近幾年來,在不具備攔蓄條件的濱海平原地區(qū)(海水入侵區(qū))投資2 000多萬元修建蓄水塘、蓄水池 15處,每年汛期增蓄淡水 100多萬 m3;投資3 000多萬元在 108 km的海岸線以內(nèi)修建了 31.69 km淡水帶,每年攔蓄地表水 200多萬m3。萊州的蓄淡壓咸工程一舉三得,既淡化了地下水質(zhì)、又扼制了海水入侵、還進(jìn)行了農(nóng)業(yè)灌溉。取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)效益。

3.1.3 攔蓄補(bǔ)源

根據(jù)萊州市河道源短流急的特點(diǎn),在河道中下游大搞攔蓄補(bǔ)源工程。多年來在王河、白沙河等較大河道投資8000多萬元建成攔河閘、壩近 30處,增蓄地表水1 000多萬 m3,每年補(bǔ)充地下水 500多萬 m3。近年又投資 1.5億元修建總庫容5693萬 m3的王河地下水庫,每年增加地下淡水近5 00萬 m3,通過攔蓄補(bǔ)源,蓄水工程周圍地下水位普遍回升5～10m,水質(zhì)也明顯變好。

3.1.4 調(diào)水補(bǔ)源

投資 500萬元在海水入侵較嚴(yán)重的三山島尹家修建庫容100萬 m3的人工湖,投資1 000萬元鋪設(shè) 5公里輸水管路,將王河洪水調(diào)入人工湖,每年補(bǔ)充地下淡水資源 300萬 m3左右,經(jīng)過幾年的調(diào)水補(bǔ)源,人工湖周圍水位普遍回升5～10m,海水入侵的治理見到了明顯的效果。

3.1.5 增加入滲

投資1 000萬元在王河下游河道內(nèi)挖回灌渠 122條,打回灌井 244眼,增加洪水期地下水的入滲補(bǔ)給,每年汛后入滲工程兩岸水位回升 10m左右,地下水資源增加 300萬 m3。

通過實(shí)施以上工程措施,海水入侵面積減少了42.99 km2,鹵離子含量不同程度的下降了 10%～40%,海水入侵的治理初見成效。

3.2 非工程措施

3.2.1 進(jìn)行科學(xué)研究,摸清海水入侵的成因、速度及變化規(guī)律

1979年至今近 30年來,先后聘請了中科院專家、南開大學(xué)教授、省水科院研究人員對海水入侵進(jìn)行了專題研究,根據(jù)研究的成果,進(jìn)行海水入侵調(diào)查評價、電測、水質(zhì)化驗分析,從中得出了海水入侵的成因,計算出海水入侵的速度和面積,初步摸索出海水入侵的變化規(guī)律,為有針對性進(jìn)行防治奠定了基礎(chǔ)。

3.2.2 制定規(guī)范性文件,強(qiáng)化水資源管理

萊州市曾于 1988年和 1991年根據(jù)水法規(guī)兩次制定和完善《萊州市水資源管理暫行辦法》,水行政主管部門以此為依據(jù),結(jié)合煙臺市水資源管理“五程序”,對濱海平原一帶水資源進(jìn)行強(qiáng)化管理,嚴(yán)格規(guī)定了:在海水入侵區(qū)內(nèi)禁止打深井,嚴(yán)格控制新打井,除保人畜用水外,嚴(yán)格控制農(nóng)田灌溉開采地下水;發(fā)展鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè),提倡上耗水量少的項目;用水較多的工業(yè)項目一律不準(zhǔn)在海水入侵區(qū)籌建;對海侵區(qū)內(nèi)原有的用水大戶進(jìn)行統(tǒng)籌安排,采取從遠(yuǎn)距離集中供水的方法,盡量不開采當(dāng)?shù)氐叵滤Y源。使海水入侵區(qū)地下水開采做到有章可循。

3.2.3 建設(shè)節(jié)水型生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)節(jié)水化灌溉

在海水入侵區(qū)進(jìn)一步調(diào)整種植結(jié)構(gòu),擴(kuò)大了耐旱作物和經(jīng)濟(jì)作物種植面積,按照宜林則林,宜草則草、宜藥則藥的原則,發(fā)展雨養(yǎng)農(nóng)業(yè),促使海水入侵區(qū)水資源逐步走向良性循環(huán)。

投資 120萬元漿砌渠道 60多 km,提高水的利用系數(shù)。采取優(yōu)惠政策積極推廣管灌、噴灌等節(jié)水灌溉技術(shù),全市有60多萬畝糧田實(shí)現(xiàn)節(jié)水化灌溉,近幾年農(nóng)業(yè)灌溉年均節(jié)水3 900萬 m3,海侵區(qū)每年少開采地下水 1000萬 m3以上。

3.2.4 調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),建立節(jié)水型社會

進(jìn)一步調(diào)整產(chǎn)業(yè)布局和工業(yè)結(jié)構(gòu),大力發(fā)展節(jié)水型和無水型高科技工業(yè)體系。全市上下在圍繞節(jié)水上大做文章,各工礦企事業(yè)進(jìn)行內(nèi)部挖潛,生活上逐步普及節(jié)水型器具,通過實(shí)行計劃用水,節(jié)約用水,大大降低了萬元產(chǎn)值耗水量,使全市工業(yè)用水重復(fù)利用率提高到 71.33%。

以上諸多非工程措施為海水入侵綜合治理奠定了良好的基礎(chǔ)。

4 結(jié)論

4.1 防重于治

從萊州市海水入侵的成因和治理看,預(yù)防大大重于治理,治理要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于預(yù)防的投資。還沒有出現(xiàn)海水入侵的沿海地區(qū)要引起高度重視。借鑒萊州的教訓(xùn),在“防”字上很下功夫,嚴(yán)格遵循采補(bǔ)平衡這一客觀規(guī)律,用科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)水資源的優(yōu)化配置。一旦造成海水入侵,將給子孫帶來深重災(zāi)難。近十幾年來萊州市在治理海水入侵方面投資近 6億元,但見效甚微,海水入侵面積與高峰相比只減少了 15.5%,如果沒有當(dāng)初盲目大量開源取用地下水,何必投如此巨資。

4.2 工程措施與非工程措施實(shí)施并重

十幾年來,萊州在治理海水入侵方面實(shí)施了在河道中下游修建攔河閘、壩、滲溝、滲井,沿海修建海潮壩、淡水帶、蓄水平塘,王河下游修建地下水庫等諸多工程措施;同時也大量實(shí)施了對海水入侵的研究、制定規(guī)范性文件,強(qiáng)化水資源管理、建成節(jié)水型生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)、調(diào)整產(chǎn)業(yè)布局和工業(yè)結(jié)構(gòu),大力發(fā)展節(jié)水型和無水型高科技工業(yè)體系、強(qiáng)化節(jié)水等非工程措施,的確見到了明顯效果,非工程措施在其中發(fā)揮了巨大作用。實(shí)踐證明,海水入侵的治理沒有非工程措施的配套和保障,將會事倍功半。

總之,海水入侵的防治是一項長期的系統(tǒng)工程,要有長遠(yuǎn)的戰(zhàn)略目標(biāo),要體現(xiàn)科學(xué)發(fā)展觀。我們堅信經(jīng)過不懈的努力,萊州定會出現(xiàn)人水和諧共處的局面。

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