东营地区海水入侵与土壤盐渍化现状分析

王万冠,张汉珍,苏月月,赵海涛,周荣光

(东营市海洋发展和渔业局,山东 东营 257100)

0 前言

海水入侵是指滨海地区地下淡水被超量开采,导致水位下降,进而使海水补充进来,所表现的海水入侵恶化淡水的现象[1-3],其主要诱发因素是人为活动所造成的淡、海水间水动力平衡的破坏[4-6]。海水入侵会引发一系列的生态问题及危害,如地下淡水变咸、土壤盐分增加、荒地增加,严重情况下使得工厂、村庄搬迁[7-9]。为加强对海水入侵与土壤盐渍化的监测,根据山东省海洋局安排部署,东营市海洋发展研究院负责东营地区海水入侵与土壤盐渍化的监测工作。

本文根据2020-2022年海水入侵和土壤盐渍化监测结果,分析了东营地区海水入侵和土壤盐渍化现状,为后续分析评价其分布状况、预测变化趋势和预警相关灾害风险等提供基础资料支撑。

1 材料与方法

1.1 监测站位

东营市位于山东省东北部、黄河入海口的三角洲地带,全市海域面积6 000 km2,滩涂面积达1 200 km2,拥有发展海水养殖的优越条件。全市海岸线长度413 km,依靠渤海湾南部和莱州湾北部呈弧曲形分布,海岸类型主要为淤泥质海岸[10-12]。2020-2022年,东营市海水入侵和土壤盐渍化监测项目组在河口区、垦利区、广饶县内共设置11个监测站位(见表1),其中海水入侵监测水样为监测站位的水井水,土壤盐渍化土壤样品为海水入侵监测井附近、表层0.5 m处的土壤。

1.2 监测项目和时间

监测项目按照《海水入侵监测与评价技术规程》[13]、《土壤盐渍化监测与评价技术规程》[14]选取下表所列监测指标(表2、表3)。监测时间为根据实际情况分别在枯水期(4-5月)和丰水期(8月)进行一次采样。

表1 海水入侵和土壤盐渍化监测站位

表2 海水入侵监测项目与分析方法一览表

表3 盐渍化监测项目与方法一览表

1.3 结果评价

根据相关评价技术规程对分析数据进行评价,评价指标见表4～表6。

表4 海水入侵程度等级划分

表5 土壤盐渍化类型划分标准

2 分析结果

2.1 海水入侵监测结果分析评价

各监测站位海水入侵监测结果(2020-2022年)如图1～图3所示。

从中可以看出,绝大部分监测站位(除广饶县9号点位外)氯离子浓度指标均超过1 000 mg/L(海水严重入侵限值),表明沿海地区已遭海水严重入侵,且丰水期与枯水期氯离子浓度相差不大,浓度均较高。此外,各监测站位氯离子浓度自2020-2022年呈下降趋势,主要是年降水量增多与地下水超采综合治理共同作用的结果。

图1 监测站位2020-2022年枯水期氯离子浓度

表6 土壤盐渍化程度划分标准

图2 监测站位2020-2022年丰水期氯离子浓度

图3 监测站位2021-2022年枯水期、丰水期氯离子浓度对比

此外,根据2022年枯水期和丰水期监测数据对比(图4),可以明显发现各监测站位电导率和氯离子浓度存在较好相关性。在野外调查时,可通过现场测定电导率来快速判定海水入侵程度。

图4 2022年枯水期和丰水期电导率和氯离子浓度相关性对比

2.2 土壤盐渍化监测结果分析评价

各监测站位土壤盐渍化监测结果(2020-2022年)如表7所示。

从中可以看出,监测点位的土壤盐渍化类型主要为硫酸盐-氯化物型及氯化物型,盐渍化程度由2020-2022年略有缓解,尤其是在丰水期非盐渍化土占比较多,变化比较明显,这主要是由于雨水较多所导致。结合站位信息,随着监测站位越接近海边,检测结果并未呈现明显的土壤盐渍化程度越严重的特点,这有待于进一步向内陆延伸监测站位开展检测分析。总体来说,东营沿海地区土壤盐渍化程度仍然较高。

表7 土壤盐渍化类型和土壤盐渍化程度监测结果

3 结果讨论

(1)监测结果表明,东营市近岸氯离子浓度较高,超过严重入侵限值,表明近岸沿海已遭严重海水入侵;同时,近岸沿海土壤盐渍化程度也较高。就时间上来看,海水入侵程度与土壤盐渍化程度自2020年以来有所下降,主要是年降水量增多以及地下水超采综合治理共同作用的结果。此外,从电导率和氯离子浓度对比来看,两者存在较好相关性,电导率可用来快速判定海水入侵程度。

(2)监测中,因受条件限制,选取已有水井作为监测站位,位置选择未能探明海水入侵距离,也未严格达到区分盐土区、过渡带、非盐渍化区的要求,因此站位布设还需进一步优化,尽量布设多个不同离海距离的监测断面,摸清不同区域海水入侵距离和土壤盐渍化状况。

(3)此外,海水入侵会引发地下水水质恶化、土壤退化等一系列生态环境问题,严重制约经济社会的可持续发展。为防止海水入侵及其次生土壤盐渍化灾害,同时为海洋生态保护修复提供科学依据,开展海水入侵和土壤盐渍化监测很有必要,且应尽可能采用现代技术开展连续自动监测,实时掌握海水入侵相关指标状况和入侵范围、入侵程度及趋势。