電導(dǎo)儀在海水入侵監(jiān)測分析中的應(yīng)用

劉忠義，劉文軍，湯玉福

（遼寧省水文水資源勘測局葫蘆島分局，遼寧 葫蘆島 125000）

電導(dǎo)儀在海水入侵監(jiān)測分析中的應(yīng)用

劉忠義，劉文軍，湯玉福

（遼寧省水文水資源勘測局葫蘆島分局，遼寧 葫蘆島 125000）

1 基本情況

葫蘆島市位于遼寧省的西南部，下轄興城、綏中、建昌3個縣（市）和連山、龍港、南票3個區(qū)。其中，瀕臨遼東灣的有興城、綏中、連山和龍港等5個縣（市、區(qū)），海岸線長258 km。興城、綏中、連山和龍港等4個縣（市、區(qū)）直接入海的各流域主要包括小凌河—六股河、六股河、六股河—山海關(guān)等3個流域四級區(qū)，總面積7 171 km2；其中，小凌河—六股河流域面積2 316 km2、六股河流域面積為3 080 km2、六股河—山海關(guān)流域面積1 775 km2。

2 水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀

小凌河～六股河實際開采量為8 985.7萬m3，可開采量為8 639.3萬m3，開采率為104.0%；六股河實際開采量為5 156.7萬m3，可開采量為5 264.0萬m3，開采率為98.0%；六股河～山海關(guān)實際開采量為4 871.2萬m3，可開采量為6 515.6萬m3，開采率為74.8%。

3 海水入侵現(xiàn)狀

葫蘆島地區(qū)海水入侵的速度相當(dāng)快。從1999年到2010年，葫蘆島沿海地區(qū)因海水入侵而被污染的地區(qū)面積307.92 km2，共分為7塊區(qū)域：其中白馬石－劉臺子海水入侵面積16.88 km2，雙樹鄉(xiāng)海水入侵面積17.53 km2，興城的曹莊－沙后所海水入侵面積79.12 km2，興城的望海-劉臺子海水入侵面積76.39 km2，綏中的塔山屯海水入侵面積30.64 km2，綏中的網(wǎng)戶海水入侵面積14.72 km2，綏中的萬家海水入侵面積72.64 km2。

4 用電導(dǎo)儀進行海水侵染的監(jiān)測分析

4.1 電導(dǎo)儀法監(jiān)測海水侵染的依據(jù)

電導(dǎo)是電阻的倒數(shù)，因此，當(dāng)兩個電極插入溶液中，可以測出兩電極間的電阻R。根據(jù)歐姆定律，溫度一定時，這個電阻值與電極的間距L（cm）成正比，與電極的截面A（cm2）成反比。即R=ρ·L/A。由于電極面積A與間距L都是固定不變的，故L/A是一常數(shù)，稱電導(dǎo)池常數(shù)（以C表示）。比例常數(shù)ρ叫電阻率，其倒數(shù)1/ρ稱為電導(dǎo)率，以K表示（K=C/R）。當(dāng)已知電導(dǎo)池常數(shù)，并測出電阻后，即可求出電導(dǎo)率。

地下水電導(dǎo)率的變化，又受水溶液化學(xué)成分及其礦化度的控制，其表達式為：ρ=AC·C-1。

式中AC為與水溶液化學(xué)成分有關(guān)的系數(shù)。因為海、咸水主要成分為NaCl，化學(xué)成分基本穩(wěn)定，所以在一定意義上來說AC值可認為是一個NaCl的當(dāng)量，式中C為地下水的礦化度。在上述范圍內(nèi)，對于以NaCl為主的海水侵染來說，礦化度可被認為是影響地下水電導(dǎo)率的決定性因素。礦化度越高，電阻率將越小，電導(dǎo)率則越大。

根據(jù)2010—2011年海水侵染監(jiān)測試驗，不難發(fā)現(xiàn)用電導(dǎo)儀進行海水侵染監(jiān)測與用化驗分析的氯離子濃度、礦化度進行海水侵染監(jiān)測有著非常好的關(guān)系如圖1，2所示。充分證明應(yīng)用電導(dǎo)儀法監(jiān)測海、咸水侵染理論上是有根據(jù)的，實踐上是可行的。

圖1 電導(dǎo)率與氯離子含量相關(guān)關(guān)系圖

圖2 電導(dǎo)率與礦化度相關(guān)關(guān)系圖

從圖1，2可以看出，電導(dǎo)率與氯離子含量、礦化度的相關(guān)系數(shù)都比較高，均在0.98以上，說明應(yīng)用電導(dǎo)儀法監(jiān)測海水侵染，完全可以代替取樣化驗分析礦化度、氯離子含量及監(jiān)測海水侵染的繁瑣過程。

4.2 監(jiān)測中解決的問題

1）確定咸淡水分界面，是查清海水入侵范圍應(yīng)首先解決的問題。因為只有確定出咸淡水分界面，才能進一步研究海水侵染的規(guī)模、速度及演變規(guī)律等問題。

地下水礦化度是影響電導(dǎo)率大小的主要因素，地下水礦化度越大，電導(dǎo)率越大，兩者呈指數(shù)相關(guān)。據(jù)此，在一個地區(qū)，如果地層變化不大，又有一定數(shù)量的水質(zhì)資料和相應(yīng)的電導(dǎo)率資料，就可做出電導(dǎo)率與地下水礦化度的相關(guān)曲線。在曲線上與劃分咸淡水界面的礦化度值相對應(yīng)的電導(dǎo)率值即為咸淡水分界面的特征值。

2）監(jiān)測咸淡水界面的運移情況。監(jiān)測咸淡水界面的運移一般是將各個測點固定，定期進行監(jiān)測（如每年分汛前、汛后各監(jiān)測一次），然后對比不同時間的監(jiān)測結(jié)果，就可看出咸淡水界面的運移情況。

5 結(jié)語

應(yīng)用電導(dǎo)儀法監(jiān)測海水侵染具有省工、省時、省料、省經(jīng)費等優(yōu)點，理論上有據(jù)，方法上可行，經(jīng)過二年多的試驗應(yīng)用，基本能夠滿足監(jiān)測的需要，在某些方面，如確定界面的位置等，比利用取樣化驗的方法精度還高，適宜大面積推廣應(yīng)用。

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1002－0624（2012）06－0034－01

2012-02-10