地下水污染及其防治措施

张红岩，陈金龙,2

（1. 海军北海舰队海洋水文气象中心，山东 青岛 266003；2.大连理工大学，辽宁 大连 116024）

地下水污染及其防治措施

张红岩1，陈金龙1,2

（1. 海军北海舰队海洋水文气象中心，山东 青岛 266003；2.大连理工大学，辽宁 大连 116024）

文中根据 2003-2012 年的《大连市水资源公报》，简要介绍了大连市海水入侵的现状，分析了其产生原因，并结合国内其他城市的一些可以借鉴的经验、方法，提出了相应防治和治理海水入侵的工程、非工程措施建议。

地下水污染；海水入侵；水污染防治；大连

受水文地质、气候等条件以及人类活动的影响，当地下水开采量超过允许开采量时，地下水位就会改变原来天然状态下的水平衡状态，导致发生海水入侵。海水入侵会造成地下水水质变咸、土壤盐渍化等生态问题，还会对人们生活造成困难，严重危害人体健康。海水入侵造成的经济损失是难以用具体数字量化表达，经济越发达的地区，海水入侵造成的经济损失也越大。近些年来，海水入侵造成的对环境与人体的危害已由潜在越来越多的变为现实。

大连是我国北方严重缺水城市，水资源总量短缺，并且由于海水入侵造成的地下水污染，使得水质型缺水和资源型缺水并存，进一步加剧了地下水资源紧缺形势。本文根据最近十年的《大连市水资源公报》（大连市水务局，2003—2012 年），介绍了大连市海水入侵的情况，分析了其产生原因，并结合大连市实际和国内其他城市的一些经验、方法，提出了相应防治和治理海水入侵的工程、非工程措施建议。

1 大连市海水入侵状况

目前，大连市的海水入侵现状比较严重。近十年来，海水入侵面积平均 638.62km2，占市域总面积 12573.85km2的 5.1%。2007 年以前的数据，主要是在原有海水入侵区域进行监测所得数据；2007 年大连市水文水资源局开展了大连地区海（咸）水入侵分布现状普查和监测工作，得到了全市较为全面的统计数据。2007—2012 年大连市海水入侵面积平 739.86km2，占市域面积的 5.9%；其中入侵面 1。最大时达到 867.8km2，占市域面积的6.9%。见图 1。

图1 大连市海水入侵面积图

海水入侵区主要分布在滨海平原，丘间谷地以及河流入海口附近。若按海岸类型划分，海水入侵一般发生在基岩海岸和沙质海岸地带，而泥质海岸海水入侵现象相对少见[1]。大连市单块海水入侵面积最大的区域为旅顺—甘井子—金州沿海地带，入侵面积最大时曾达到 388.8km2（2008 年），其中黄渤海岸贯通。2012 年大连市海水入侵面积为 657.4km2（不包括长海、交流岛、长兴岛等沿海岛屿），占大连市域面积的 5.2%。

2 海水入侵成因分析

大连市水资源补给来源主要为大气降水，赋存形式主要为地表水和地下水，其中以地表水为主。近十年地下水平均约为 6.01 亿 m3，占全市水资源总量不到 20%。

大连市地下水资源分布呈“北多南少”格局。北三市地下水天然资源量和可开采资源量均占全市的 70%以上；金州以南地下水资源量占全市地下水资源量不到 20%。可利用的水资源量有限，并且随着经济的快速发展和城市规模的不断扩大，使得城市缺水日益严重，水量型缺水的特点愈加明显。同时，污水排放对水环境破坏力大，局部地区又出现了水质型缺水。地表水资源短缺，加大了地下水开采量，局部地区出现地下水超采，且超采区不断扩大，水平衡系统被破坏，从而造成了地面沉降、海水入侵、地下水污染等一系列问题。

由于大连地区地下水资源主要为山丘区地下水，可开采量相对较少，多年平均仅为 2.35 亿 m3，占总量的 39.10%。而实际上，因为地表水资源贫乏、过度依靠地下水，近 10 年来开采量年平均为2.79 亿 m3，多于实际可开采量，年平均开采系数为1.19（开采系数是地下水的实际开采量与地下水可开采量的比值）。近几年更是一直在 3.2 亿 m3左右，严重大于实际地下水的可开采量。因此，地下水长期处于严重超采状态，使地下水位长期在海平面以下，以致海水入侵、地下水污染等生态问题发生并长期存在，尤其是在滨海地段。大连市地下水开采量变化见图2。

3 国内相关城市经验做法

对于缺水城市，地下水作为其最为稳定可靠的供水水源，对当地经济社会发展中发挥着重要的支撑作用。而且伴随着城市和经济的发展，很多城市都出现了超采地下水造成地面沉降、地下漏斗等发生，北方沿海城市更基本都有过海水入侵、水质污染这类生态环境危害的惨痛教训。随着可持续发展的提出，经济、社会、环境、生态综合可持续发展逐渐替代了单纯经济增长，对于地下水资源也由单纯开采使用逐渐向立法管理、区域调度、综合利用过渡。

图2 大连市地下水开采量变化图

青岛市依据划定的“三条红线”，采取“最严格的水资源管理”已见成效，传统的用水与管水观念正逐步让位于科学现代的水资源监测与管理方式，在 GDP 增长的情况下，2012 年全市的用水总量反而呈现出“负增长”，地下水位升高[2]。

天津是我国严重缺水城市之一，加上入境和外调水量，人均水资源占有量仍远低于世界公认的缺水警戒线，水资源短缺问题已成为天津经济社会可持续发展瓶颈因素。历史上，天津也曾经经历了用水需求增多、过量开采地下水、地面沉降、海水入侵、水质变坏等一系列问题，因此天津积极推动实行最严格的地下水资源管理制度，采取了编制健全法律法规、增强执法力度、严控开采总量和限采区域等一系列措施[3]。

4 海水入侵的防治及修复对策

鉴于到目前为止，在我国还没有治理海水入侵成功的范例，当前能采取的有效办法还是以防为主[4]。在海水入侵地带周围及尚未侵入地区加强预防，控制入侵区的继续扩展；已经发生海水入侵的地区，应采取有效措施加以治理缓解海水入侵的危害程度，使损失降到最低。

借鉴其他城市的做法，对于海水入侵的防治和修复，关键是要保护好、利用好地下水资源，其中主要是以非工程措施为主、在入侵严重区域辅以工程措施[5-8]。

对海水入侵预防和治理的非工程措施，主要有：

1）加强地下水资源可持续开发利用的研究，在有效保护、合理开采的基础上，深挖地下水资源的综合利用效益，以有效解决水资源供需矛盾日渐突出的问题，使之与城市经济发展和人民生活水平提高相适应，满足工农业及生活用水需求量逐年增加的需求。

2）根据地下水功能属性和区域水资源合理配置的需要，划分地下水功能区，确定各功能区地下水利用与保护的目标，尤其对地下水超采的区域，要逐步压缩地下水开采量，实现地下水的补排平衡，修复与保护地下水。

3）加大对地下水资源污染的监测、治理的研究，控制地下水污染的进一步恶化，将水污染防治措施落到实处。

4）进一步完善法律、法规体系，加强对地下水资源的立法、执法。

上述措施中，重点是严格设定地下水开采区域和限额，合理开发利用地下水资源，逐步实现采补平衡，避免超采引发新的地下漏斗、海水入侵等问题，保护生态环境，实现地下水资源的可持续利用。

对海水入侵预防和治理的工程措施，主要

1）建立沿海地区地下水动态监测系统和监测站网，跟踪监测地下水位，水质变化动态，必要时辅以海水水文动态监测。在海水入侵比较严重地区重点设立专用观测井，深入研究地下水和海水入侵的运动和变化规律，为防治海水入侵提供基本资料。

2）改造供水、用水设施，尤其是推广农业节水灌溉设施和改革工业用水工艺，减少水量消耗。

3）建设水利设施，充分拦蓄利用地表水资源，减少地下水开采量。在沿海地区河流上可因地制宜多建些蓄水工程，拦蓄雨洪径流；在河口处建设防潮闸等措施，直接阻止海水侵入。在本地水资源无法满足的情况下，从长远战略观点看应当考虑跨流域引水工程建设。

4）开挖和修建渗井，利用雨季的地表水、外地引水、处理达标后的废污水等人工回灌，补充地下淡水，以淡水压咸水，迫使海水后退。

5）修建隔水墙、地下拦水坝、农田暗管排水等措施，使淡水和咸水分开，改善地下水水质。

海水入侵的发生和发展，是自然和人为作用的共同结果，具有众多的影响因素，因此治理措施也是多方综合的。除以上直接针对海水入侵地下水的工程和非工程措施外，还应加强其他相关措施的实施，如搞好水土保持，封山，封滩，育林，增加植被，涵养水源，增加地下水天然补给量，以逐渐改善本地区水环境等。

5 结论

大连市目前资源型缺水和水质型缺水并存，使得城市缺水严重，地下水长期超采、且超采区不断扩大，水平衡系统被破坏，最终导致海水入侵、地下水污染等问题。

目前还没有治理海水入侵成功的范例，但通过采取严格的法律、法规，限采、封采等措施，可以使地下水位上升，海水入侵得到有效控制和缓解。对于大连市海水入侵的防治和修复，关键是要保护好、利用好地下水资源，其中主要是以完善立法、划分地下水功能区等非工程措施为主，在入侵严重区域辅以修建拦（蓄、引）水工程、防潮闸、渗井等工程措施。

［1］刘杜娟.中国沿海地区海水入侵现状与分析［J］.地质灾害与环境保护，2004，15（1）：31-36.

［2］钱卓.青岛用水总量呈现负增长［N］.青岛日报，2013-03 -22（16）.

［3］岳媛媛.天津严格地下水资源管理［EB］.中国水文信息网，＜http://www.hydroinfo.gov.cn/swxw/201004/t20100430_ 201859.html＞，2013-12-07.

［4］谢兴华，胡亚安.荷兰与我国海水入侵治理比较分析［J］.水利水运工程学报，2009（2），105-108.

［5］金明玉.海水入侵地区的地下水环境恢复研究—以大连南关岭地区为例［D］.大连:辽宁师范大学，2007.

［6］荆艳东.大连市海水入侵区地下水系统保护标准及确定方法［D］.南京：河海大学，2005.

［7］杨建华.帷幕防治海水入侵的数值模拟研究［D］.天津：天津大学，2005.

［8］何丽.地下坝防治海水入侵室内试验与数值模拟研究［D］.济南：山东建筑大学，201.

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