王 欣 韓 剛 喬友乾

(1.煙臺大學(xué)土木工程學(xué)院，山東煙臺 264005;2.煙臺職業(yè)學(xué)院，山東 煙臺 264000)

0 引言

我國第二大半島遼東半島位于遼寧省南段，遼東半島面積2.94萬km2，其北以遼河河口與鴨綠江河口的連線為界，南段則與我國第一大半島膠東半島隔海相望，沿海海域連接黃海和渤海。遼東半島氣候表現(xiàn)為濕潤半濕潤的溫暖帶季風(fēng)氣候，遼東半島行政區(qū)劃包括大連市，普蘭店市，瓦房店市，東港市，莊河市，鞍山市岫巖縣南部以及營口市蓋州市部分地區(qū)[1]。

近年來，由于人為的對地下水的超量開采，在濱海地區(qū)引起地下水位的大幅度下降，為了填補地下水位的空隙導(dǎo)致咸水向陸地方向推進，破壞了海水與淡水之間原有的動態(tài)平衡，從而在濱海地區(qū)引起了海水入侵現(xiàn)象。海水入侵的內(nèi)涵可理解為“人為超量開采地下水造成水動力平衡的破壞”。

1 海水入侵的分布特征

大連等地自20世紀80年代以來由于地下水的過量開采均導(dǎo)致了不同程度的地質(zhì)環(huán)境問題，其中尤以海水入侵問題最為明顯。遼東半島行政區(qū)劃內(nèi)的大連市甘井子、大魏家、周水子、馬攔河口、南關(guān)嶺以及大連港等地區(qū)海水入侵問題較為嚴重[2，3]。海水入侵的發(fā)育特征主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

1.1 海水入侵的平面分布特征

海水入侵分布較集中的地區(qū)為金州、旅順口、甘井子等近海地帶，向內(nèi)陸深入較深遠的海水入侵地區(qū)為瓦房店區(qū)與甘井子區(qū)之間及瓦房店市南部地區(qū)，海水入侵程度較小則分布在甘井子區(qū)東北部的近海地區(qū)。由海水入侵區(qū)域可計算出入侵面積高達405.8 km2，入侵范圍內(nèi)最遠距海岸水平距離達6.8 km。在入侵范圍內(nèi)侵入程度有所不同，從表1中可看出小黑石—營城子—夏家河子及炮臺—復(fù)州灣—謝屯地段，海水入侵比較嚴重，入侵面積達73.2km2及72.6 km2。遼東半島南部海水入侵主要分布在構(gòu)造發(fā)育的谷地及巖溶洼地一帶，在平面分布上不規(guī)則。

1.2 海水入侵的垂向分布特征

地下水主要儲存在巖溶發(fā)育具有明顯的分帶性(即成層性)的巖溶裂隙中，遼東半島南部主要表現(xiàn)為碳酸鹽巖地層發(fā)育各期的巖脈和斷裂構(gòu)造，為海水與地下淡水資源的溝通創(chuàng)造了有利的條件。近年來，由于地下水的過量開采，海水從海岸帶沿著儲存地下水的巖溶裂隙侵入內(nèi)陸，因此，海水入侵在遼東半島南部垂直方向上的特點是成層性和上淡下咸，同時，水樣化驗結(jié)果顯示深孔和淺井的水明顯表現(xiàn)出上淡下咸的規(guī)律，這也說明海水入侵的成層性與巖溶的發(fā)育有著密切的關(guān)系。

此外，海水入侵由于受到巖溶構(gòu)造、發(fā)育程度和巖脈的影響，所以在受導(dǎo)水構(gòu)造和巖脈影響或者連通性好的部位入侵程度較大，反之則弱。

表1 各地段具體海水入侵面積

2 海水入侵的發(fā)育規(guī)律

2.1 海水入侵的發(fā)育主要受斷裂和巖溶裂隙控制

海水入侵易發(fā)生在巖溶較發(fā)育的地方。巖溶裂隙或基巖斷裂的脈狀入侵受降雨影響較明顯，且變化幅度較大，降雨量較大的地方由于部分雨水的儲存占據(jù)了巖溶裂隙與斷裂地帶，故海水入侵程度較小，若降雨量較小地下水開采過量，則海水入侵程度較明顯。因此，海水入侵的發(fā)育主要受巖溶裂隙和斷裂控制[2]。

2.2 海水入侵的趨勢分析

遼東半島南部海水入侵發(fā)展歷史悠久，已有近40年的發(fā)展歷史，自出現(xiàn)海水入侵以來，由大量研究數(shù)據(jù)表明:由于降雨量和人工開采量的變化，海水入侵在面積上呈現(xiàn)出小→大→小→大的規(guī)律變化，同時，由海水入侵的變化面積可看出近→遠→近→遠的在水平距離上海水入侵呈現(xiàn)出的變化趨勢。

由于地下水的過量開采以及經(jīng)濟發(fā)展迅速的影響，大連市沿海地帶自1964年首次出現(xiàn)海水入侵以來，海水入侵的程度及海水入侵面積急劇增加。1994年以后，由于海水入侵帶來的危害以及引發(fā)的一系列社會和環(huán)境問題，政府相關(guān)職能部門采取了諸如:減少農(nóng)用土地、控制工業(yè)開采、飲用水自來水化、加強監(jiān)督管理力度以及人為控制開采量等措施，使得地下水開采量減少，從而使海水入侵范圍逐漸減少、入侵速度減緩，1999年左右出現(xiàn)明顯效果，海水入侵局部最小。在2001年～2006年6年間，大連市海水入侵呈逐年增加趨勢，增幅為23.2%，2006年～2007年增幅達到71.2%，入侵面積猛增為856.1km2(不包括長海、交流島和長興島等沿海島嶼)[3]。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，大連地區(qū)海水入侵面積2008年達867.8 km2(不包括沿海島嶼的交流島、長海和長興島等)，海水入侵在縱向最大深度達7.0 km，其中，海水入侵面積最大區(qū)位于大連地區(qū)的旅順—甘井子—金州沿海入侵段，2008年入侵面積比2007年增加了2.9%，由原來的377.7 km2增至388.8 km2。

3 海水入侵的生態(tài)修復(fù)技術(shù)

海水入侵的生態(tài)修復(fù)技術(shù)采取工程與生態(tài)結(jié)合的方式，建造適應(yīng)性生態(tài)改良措施，有效防治海水入侵。

適應(yīng)性生態(tài)改良是指利用地下微咸水或與淡水混合利用澆灌耐鹽作物，對海水入侵區(qū)進行生態(tài)改良實驗，適應(yīng)海水入侵現(xiàn)狀，從而達到發(fā)展海水入侵區(qū)經(jīng)濟的目的。適應(yīng)性生態(tài)改良應(yīng)結(jié)合海水入侵現(xiàn)狀、地表景觀、發(fā)展趨勢等具體情況，采取由海岸向內(nèi)陸腹地統(tǒng)籌規(guī)劃分區(qū)治理的方法[4]。在鹽堿區(qū)的濱海灘地，培植適于鹽堿區(qū)生長的鹽生植物，以與海岸線平行的針、灌植物為主營造混生防護林，同時可發(fā)展畜牧業(yè);在鹽堿區(qū)養(yǎng)殖方面，建造不同規(guī)模的鹽業(yè)基地與灘涂來養(yǎng)殖適于海水生長的蝦、貝，同時，在鹽業(yè)基地可進行鹵水制鹽。為改善地上地下的生態(tài)環(huán)境，在沿海潮鹽土區(qū)，建造防風(fēng)固沙林、水源涵養(yǎng)林，防風(fēng)固沙林、水源涵養(yǎng)林應(yīng)具有不同功能和不同特點，以達到用材林防護的目的;在沿海潮鹽土區(qū)，通過曬取含有次高礦化度的鹵水發(fā)展適度的鹽化工與鹽業(yè);同時，建立人工草場，人工草場所需淡水資源可通過洗鹽、蓄取雨水獲取。沿海潮鹽土區(qū)脫鹽化，可適當(dāng)提取地下鹵水曬鹽，同時，可栽種經(jīng)濟果樹林，引取淡水資源種植水稻，選擇性種植耐鹽的作物，實行林和糧、棗和糧間作的種植方法來獲取所需的糧棉油。海水入侵地區(qū)農(nóng)業(yè)作物群落區(qū)應(yīng)提高淡水的利用率，大力倡導(dǎo)節(jié)水技術(shù)，如:實行定額的低壓管道輸水灌溉，對農(nóng)田作物用地膜覆蓋提高作物對水源的利用，在田地修建管道灌排渠系，采用滴灌、溝灌等節(jié)水技術(shù)。充分利用科學(xué)發(fā)展技術(shù)，實施科學(xué)測取土中成分、按照需要配方、視作物施肥的方法;推廣優(yōu)先選用的抗鹽作物品種，實施高校生產(chǎn)的栽培模式;發(fā)展適于鹽堿地生長的作物，逐步建成滿足發(fā)展需要的供應(yīng)基地。

4 結(jié)語

遼東半島囊括了我國重要的港口城市——大連市，另外還包括東港市和營口新港經(jīng)濟區(qū)，地理位置優(yōu)越，是我國重要的經(jīng)濟發(fā)展地區(qū)。但是，近年來，遼東半島南部由于地下水的過量開采以及經(jīng)濟的持續(xù)高速發(fā)展，帶來了許多地質(zhì)環(huán)境問題，其中海水入侵問題已引起人們的廣泛重視，因此，掌握了解正確認識遼東半島海水入侵的分布特征及海水入侵的發(fā)育規(guī)律，研究提出治理海水入侵的生態(tài)修復(fù)技術(shù)，可為海水入侵的預(yù)防及治理提供理論支持，同時，可為半島經(jīng)濟的發(fā)展與騰飛保駕護航，為今后遼東半島乃至東北地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展提供科學(xué)的依據(jù)。

[1]薛麗儉，楊 詣.遼東半島水資源合理利用與保護的對策[J].水資源保護，2001(1):21-24.

[2]天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河北省地質(zhì)調(diào)查院.環(huán)渤海地區(qū)地下水資源與環(huán)境地質(zhì)調(diào)查評價報告[R].2005.

[3]伏 捷，李永化，張 戈，等.大連市海水入侵災(zāi)害危險性評價[J].海洋開發(fā)與管理，2009，26(9):38-42.

[4]李忠國.大連市海水入侵現(xiàn)狀及防治措施研究[D].南京:河海大學(xué)，2004.