基于ArcGIS的龙口市海水入侵现状及对策

丛日江，李晓林（龙口市水务局，山东 龙口 265700）

基于ArcGIS的龙口市海水入侵现状及对策

丛日江，李晓林
（龙口市水务局，山东 龙口 265700）

【摘要】运用ArcGIS软件模拟龙口市海水入侵范围，分析海水入侵多年变化趋势及原因，提出治理措施。

【关键词】龙口市；海水入侵；变化趋势；治理措施

山东省龙口市地处胶东半岛北部，地势南高北低，山区和平原区各半，地形坡降大。龙口市多年降雨量586mm，人均水资源量350m3，为全国人均占有量的1/6。地表水资源量0.97亿m3，入境水量0.76亿m3，地下水资源量1.40亿m3，水资源可利用总量1.54亿m3，龙口市总供水量和总用水量已接近临界值。按国际通行的划分标准，属于严重缺水的水危机区。在气候变化和人类活动的双重影响下，沿海地区海水入侵对海岸区域的工农业生产和生态环境造成严重影响。

1　研究背景

20世纪70年代后期，由于降水量偏少和工农业用水量的增加，地下水采补失衡，地下水位持续下降，在沿海的部分地区出现了海水入侵现象。进入80年代后，持续10年的严重干旱和取水量的大幅增加，使海水入侵形成迅速蔓延的趋势。海水入侵导致沿海生态环境破坏，给人们生活用水带来困难，影响经济发展。在水资源日趋匮乏的状况下，遏制海水入侵势头、缓解水资源供需矛盾成为全市经济和社会发展的迫切需要。探讨利用ArcGIS模拟氯离子浓度分布图，划定海水侵染区，计算海水入侵面积，可为海水入侵防治提供依据。结合近年来海水入侵治理经验，提出行之有效的海水入侵治理措施。

2　海水入侵范围及变化趋势

以沿海地区50个地下水检测点检测的氯离子浓度为依据，采用局部多项式插值法，获得氯离子浓度分布图并划定海水入侵范围。经ArcGIS数字化、配准、插值，得出多年海水入侵面积。

数据采用1988—2014年龙口市6月和12月海水入侵面积值，其中海水入侵范围示意图如图1所示，入侵面积数据系列的变化趋势如图2所示。

图1海水入侵面积示意图

图2 1988—2014年海水入侵面积变化趋势

由图1可知，氯离子浓度由沿海向内陆递减，龙口市西部沿海地区为海水入侵区，严重入侵区（氯离子浓度＞1 000mg/L）的面积占入侵总面积的1/3，开发区西海岸地下水氯离子浓度最高达到了18 990mg/L，与海水氯离子浓度持平。经模拟分析可知，1997-06海水入侵面积发展到最大，为103 km2。随着气候变化和对海水入侵的治理，1997—2014年入侵面积逐步减少到73 km2。

由图2可知，总体来看海水入侵的状况基本上保持稳定，12月海水入侵面积变化趋势与6月保持一致。年内在降水量和地下水抽取量等因素的不同程度影响下，12月海水入侵面积值与6月数值间有较小的波动。

据调查资料可知，20世纪 60年代基本未出现海水入侵现象，到20世纪70年代后期，随着用水量的增加，开采量猛增，破坏了咸淡水的平衡，引发了海水入侵。1988—1997年为海水入侵的发展期，该阶段随经济发展用水量大幅增长，而多年降水总量偏少，大量抽取地下水造成地下水位大幅下降，出现大面积地下水位低于海平面的负值区，海水入侵在规模和程度上发展较快，并逐渐形成区域海水入侵区。1998年至今为稳定期，该阶段采取工程措施与非工程措施相结合的方法对海水入侵开展大规模治理。修建的地下水库和渗井补源工程发挥作用，海水入侵面积逐渐减小。

3　建议对策

3.1人工回灌淡水

开展地下水人工补给工程，以淡压咸。在黄水河中下游已建有翻板拦河闸7座和渗井2 518眼，集水渗沟448条，集水渗盆773个，全年入渗量可达1 350万m3。通过收集分散的或者不能直接利用的水源进行地下水回灌，提高淡水含水层水位，同时能让水资源得到充分利用。

3.2加强滨海地区地下水动态监测

合理的地下水监测网络能够提供满足地下水管理目标的最直接信息，为地下水资源评价、合理开发利用和生态环境保护与治理提供数据支持。以中德科技合作的“滨海地区水资源综合管理技术研究”项目为契机，做好海水入侵的监测防治科学研究，同时把科研成果应用到实践上，严格控制滨海地区地下水的开采量,为防治海水入侵提供技术支持，保护水资源环境。

3.3修建地下水库

用高压喷浆技术在滨海岩溶地段建立地下阻水屏障，形成地下水库。已建成的黄水河地下水库，实质上是用工程措施改变水在空间和时间上分配不均的状况，使水资源重新再分配。黄水河地下水库工程除在平行海岸线距海边约1.2 km处修建地下挡水坝主体工程外，在地下坝穿过黄水河河槽相应位置上，还修建了一座水力应控式钢筋混凝土翻板闸，同时在主干河道上修建了妙果、西张、侧高3座拦河闸，一次性拦蓄水总量为279.5万m3，在干支流河道内建补源渗井3 291眼，在库区内修建排污管道30多千米，将工业废水排到库区以外，以及配套的地下水监测及开采调度系统。

3.4引黄调水优化用水格局

严格按照已有水资源规划科学合理地配置水资源，按照“先用外调水、后用本地水，先用地表水、后用地下水”的原则，结合本地实际情况，利用三纵三横的输配水网，科学配置水资源，以丰补缺，防止超采形成地下水漏斗。从引黄工程中调取1 100万m3水，主要用于工业和生活用水，减少了企业对地下水的使用。

3.5滨海湿地修复

修建黄水河湿地公园，在滨海湿地或海岸生态区维持咸淡水界面达到一种动态平衡，针对土壤次生盐渍化进行生态修复。土壤类型以滨海潮土为主，植物以葡萄、苹果、桃、李、梨等果林为主，河岸防护林有杨树、刺槐、泡桐等，维护和恢复了湿地生态系统的完整性和多样性。

3.6实行最严格的水资源管理制度

实行用水总量控制，用水效率控制，建设项目水资源论证和取水许可办理，水资源在线监控，地下水采补平衡控制。严格控制地下水开采，自实施用水总量控制、计划用水措施以来，龙口市通过充分利用地表水资源代替部分地下水、有效拦蓄雨洪资源补充涵养地下水，封井并网科学压采地下水等举措，使地下水达到采补平衡并且保持持续向好的态势。

（责任编辑崔春梅）

【中图分类号】X 832

【文献标识码】B

【文章编号】1009-6159（2015）-08-0041-02

收稿日期：2015-05-19

作者简介：丛日江（1965—），男，工程师