让海水不再入侵

李国敏

海水入侵主要发生在地下水开采量较大的沿海城市。全世界已有几十个国家发现了海水入侵现象(包括中国、荷兰、德国、意大利、英国、澳大利亚等国)，海水入侵给各国沿海地区的经济和社会持续发展带来了严重危害。中国大陆海岸线绵延18000千米，先后在沿海的山东半岛、大连、秦皇岛、天津、北海、莱州等地区出现了海水入侵现象，其中环渤海地区是我国海水入侵危害最严重的地区，山东省莱州市是我国发生海水入侵面积最大的城市，入侵面积超过260平方千米，年均侵入速度高达10平方千米以上。

海水缘何会入侵

海水入侵是滨海地区常见的一种自然地质灾害，是指人为超量开采地下水，引起地下水位大幅度下降，破坏了海水与淡水系统之间的水动力平衡，引起海水向陆地淡水含水层运移，导致咸、淡水界面向陆地方向移动的观象。

由于海水和淡水是可混溶均，所以二者之间是一个宽度较赶的过渡带，过渡带的厚度和形状取决于水动力条件、岩性、构造、扩散和弥散、淡水层补给、开采及海水波动等因素。

海水入侵主要受水文地质条件、水动力条件、气候条件和人类活动的影响。这些因素的综合作用控制着海水入侵的方式、途径、地点和速度等。

如果发生海水入侵，则一定是形成了联系海水与地下淡水的“通道”，即有一定透水性并且年代久远的松散沉积物、基岩断裂破碎带或岩溶溶隙、溶洞等。如果海水与地下淡水之间存在透水性很差的泥质地层，就会大大减弱甚至隔断二者之间的水力联系，海水则无法侵入淡水系统。

在重力条件下，水总是从高水位地区流向低水位地区。一般情况下，陆地淡水含水层的水位比海水水位高，不会发生海水入侵现象。但经过长期大量地抽取陆地淡水，导致地下淡水水位低于海水水位，破坏了原有的水动力平衡状态，就会使得海水通过透水层渗入陆地淡水含水层中，破坏地下水资源。

海水入侵的直接原因是地下淡水水位的降低，而地下水位的降低与天然补给量的大小存在着密切的联系。地下水天然补给的最重要来源是大气降水，因此，大气降水也是影响海水入侵的一个重要因素：干旱年份，地下水补给量减少，海水入侵就会加速；丰水年份，地下水补给量增多，对海水入侵也会有缓解作用。

地下淡水水位下降导致海水入侵发生，而淡水水位下降的直接原因是人为超量开采地下水，破坏淡水与海水系统之间的水动力平衡。因此，合理地控制和调整地下水开采量、开采层位和开采时间等，是防治海水入侵的有效途径。此外，人类在滨海地区的部分建筑也是形成海水入侵的因素之一，例如结构不完整的水井、未加填塞的钻孔、海岸采矿的洞穴等等这些，都可能成为海水入侵的通道。

世界性、多方面的危害

全世界已经有几十个国家和地区的几百个地方发生了海水入侵问题，给各国沿海地区带来了严重危害，引发一系列地质环境及社会问题，造成巨大的经济损失，严重阻碍了经济社会的持续发展。

海水入侵产生的直接后果就是导致地下淡水水质咸化，使得大量开采井报废，影响居民生活、农业灌溉和工业生产。如果继续使用盐分增加的地下水灌溉，会导致土壤表层盐分聚集，造成土壤盐渍化，而土壤盐渍化就会降低土壤肥力，影响农作物产量。海水入侵还会导致水田面积减少，旱田面积增加，农田保浇面积减少，荒地面积增加，更为严重的会导致工厂、村镇整体搬迁，而海水入侵区就成为不毛之地。

另外，海水入侵还会带来一系列的健康问题。在发生海水入侵的滨海地区，由于海水中碘和氟的含量都偏高，如果居民常年饮用成水，就会患上甲状腺肿大、氟斑牙等疾病。有数据显示，受海水入侵影响的地区的人口平均死亡率比非入侵地区高1‰。

重点在防

不合理地开采地下水(包括过量开采与布井不合理等)是导致海水入侵的直接原因，因此，解决海水入侵问题的重点在于防。从地下水补给、径流、排泄的角度看，防治海水入侵的核心是增加地下淡水补给量和限制地下水开采量。海水入侵的常用防治措施有开源节流、构筑防渗帷幕和适应性生态改良等。

①开源节流，即增加地下淡水补给置和限制地下水开采。适当限制地下水的开采，合理开发地下水可以有效减少地下水的排泄，其主要手段是对滨海地区地下水资源进行优化管理，在不发生海水入侵的前提下，以地下水模型为依据确定允许开采量，调整地下水开采布局；而在增加滨海地区地下淡水补给量方面，国内外总结了许多经验：比如拦截和存蓄降水并用地表径流补充地下水、兴建跨流域调水工程将淡水引入滨海地区、在滨海地带有计划地回补地下水等。

②构筑地下水防渗帷幕。在地质条件允许的滨海地区构筑防渗帷幕，适当拦蓄地下径流，减少地下淡水入海水量。此举既可以起到拦截地下水径流的作用，又可以起到阻止海水入侵的作用。

③适应性生态改良是指适应海水入侵现状，进行海水入侵区生态改良试验，利用地下微咸水或与淡水混合利用浇灌耐盐作物，分区治理，发展海水入侵区经济。具体方法比如在海水入侵区建立适合区域生态特点的农牧渔林良性循环的生态系统，改良土壤；或者对海水入侵威胁区调整水资源利用方向，发展节水型农牧业和工副业；再或者在地下水系统的补给区，以涵养水源为出发点，发展生态农林业。

另外，在海岛或近海区，将传统垂直抽水井改变为水平集水方式，如水平集水廊道或辐射井等井型，可以有效减小由抽水引起的地下水盐度快速升高，从而减缓海水入侵。也可在海岛淡水透镜体内开挖最小降深的截水廊道，此举在夏威夷、马里亚纳群岛等均有成功经验。

我国开展海水入侵研究较晚，但目前在海水入侵现状调查、基本理论探索、模型研制、预测预报和防治措施等方面均取得了重大进展，已经从简单的定性调查走向定量化和模型化，并已从理论研究走向工程实施。

虽然如此，但是在海水入侵的防治工作中，还是有许多问题在等待着研究人员们逐一解决，比如，在海水入侵过程中伴随着一系列物理、化学和生物过程，这些过程的物质循环到底是怎样的?其次，目前的海水入侵研究均是在发生严重海水入侵危害地区开展的，鉴于海水入侵一旦发生即将造成难以治理的危害，因此进行超前的防止海水入侵的研究和预报就显得十分重要。另外，常规布设地下水观测孔来监测海水入侵的方法投入大、耗时多，所以应该积极开发追踪和显示过渡带移动变化的简便、有效的方法，并研制相关仪器。最后，还需要加强在滨海地区开展适应性生态改良、回灌补源工程、帷幕地下水库工程的示范研究等等。(文章代码：1917)

[责任编辑]赵柠