丹東市海水入侵現(xiàn)狀及防治措施初探

王福江

(東港市水資源辦公室，遼寧 丹東 118300)

丹東市海水入侵現(xiàn)狀及防治措施初探

王福江

(東港市水資源辦公室，遼寧 丹東 118300)

本文通過對丹東市海水入侵現(xiàn)狀及變化趨勢分析，提出了如何防治海水入侵措施，對保護(hù)濱海地區(qū)地下水質(zhì)量及保障居民生活安全均有重大意義。

丹東市;海水入侵;防治措施

DO I:10.3969/j.issn.1672-2469.2016.08.001

1 海侵現(xiàn)狀

1.1 海侵區(qū)的劃定

丹東市的海水入侵普查資料，只有1993年及2014年兩次較為系統(tǒng)的監(jiān)測評價成果。通過開展相關(guān)區(qū)域井點(diǎn)普查、地下水采樣、水質(zhì)分析及海(咸)水入侵(分布)區(qū)的初步界定工作，為增強(qiáng)調(diào)查資料的可比性，普查的井點(diǎn)盡可能選用機(jī)電井。為加大地下水控制點(diǎn)的密度，這次普查對分布在淡—咸水分界附近的現(xiàn)有機(jī)電井盡可能地全面普查，并對井點(diǎn)稀少區(qū)域的廢棄井、蔬菜大棚井、民用大口井也進(jìn)行了調(diào)查采樣，并搜集了地方自來水公司近年來有關(guān)水廠的水質(zhì)化驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)地監(jiān)測分析井點(diǎn)51個，調(diào)查參證井點(diǎn)資料30處，其中深層機(jī)電井的比率接近95%。根據(jù)各井點(diǎn)水質(zhì)分析數(shù)據(jù)，首先在1∶5萬軍委圖上點(diǎn)繪氯離子測點(diǎn)分布圖，并參照山形地勢情況，初步確定Cl-為250毫克/升等值線圖，力求評價成果盡可能地接近實(shí)際。

按目前地方的行政區(qū)劃及2014年評價成果，丹東市海侵區(qū)涉及到東港市、孤山經(jīng)濟(jì)區(qū)、丹東邊境經(jīng)濟(jì)合作區(qū)及振興區(qū)，陸地總海侵面積499.8km2。

1.2 歷年海侵區(qū)劃定范圍及分布

從1993年第一次監(jiān)測評價成果分析看，丹東市當(dāng)時陸域海侵區(qū)面積 359.5km2。其中，鴨干70.05km2，鴨 ～大182.67km2，大洋河57.56km2，大～碧49.22km2;按折線概化海岸線總長92km計算，平均縱向入侵深度為3.91km。

從2014年第二次監(jiān)測評價成果分析看，丹東市當(dāng)時陸域海侵區(qū)面積 499.8km2。其中，鴨干87.51km2，鴨～大242.98km2，大洋河105.0km2，大～碧64.31km2;按折線概化海岸線總長92km計算，平均縱向入侵深度為5.43km。

綜上，在1993～2014年期間(共計21年)，丹東沿海地區(qū)(陸地)海侵面積共增加140.3km2，增幅39.0%;其中，鴨干增加 17.46km2，增幅為24.9%;鴨～大增加60.31km2，增幅為33.0%;大洋河增加47.44km2，增幅為82.4%;大～碧增加15.09km2，增幅為30.7%。丹東沿海地區(qū)海水縱向入侵深度平均增加1.52km，最大縱深出現(xiàn)在大～碧分區(qū)的雙岔河下游，這一期間咸水線向前延伸2.22km，詳見圖1和表1。

表1 海侵范圍表

1.3 監(jiān)測現(xiàn)狀及存在問題

代表性井點(diǎn)數(shù)量稀少。目前水文部門在海侵影響區(qū)域設(shè)有地下水觀測井僅24處，其中，前陽、椅圈為手壓井，孤山為專門觀測井，這3個井點(diǎn)的地下水幾乎不開采利用，地下水更新循環(huán)差，水質(zhì)不具代表性;僅北井子站為正常開采使用的機(jī)電井，水質(zhì)能正常反應(yīng)海咸水入侵狀況。此外，就其他企業(yè)自備井而言，或因生產(chǎn)周期限制，或因開采層位、開采量局限;而民用井、大口井等受地面徑流補(bǔ)給影響。

圖1 丹東市海侵區(qū)分布及演變圖

海侵區(qū)邊緣地帶監(jiān)測井控制密度不足。丹東沿海平原多為水田區(qū)，村鎮(zhèn)、企業(yè)分布比較集中，且因地下水條件有限，居民生活普遍使用遠(yuǎn)程供給的自來水，有些地帶并無地下水開采井，無法用現(xiàn)成的生產(chǎn)井有效監(jiān)測海侵勢態(tài)。

1.4 地下水開發(fā)利用情況

丹東市海侵影響區(qū)多年平均降水量 8.77億m3，地表水資源量4.49億m3，地下水資源量1.2億m3，地表水與地下水重復(fù)計算量0.74億m3，水資源總量4.95億m3。

丹東市海侵影響區(qū)2014年地表水資源利用量2.6億m3，約60%來源于上游山丘區(qū)水庫供水;地下水開發(fā)利用量0.21億m3，占區(qū)域地下水可開采量的40%左右。

丹東市海侵影響區(qū)2014年規(guī)模以上供水機(jī)電井170眼，規(guī)模以下灌溉機(jī)電井2210眼，規(guī)模以下供水機(jī)電井6400眼，人力井2010眼，取水用途主要為居民生活用水、工業(yè)企業(yè)用水、農(nóng)業(yè)灌溉用水。

丹東市海侵影響區(qū)現(xiàn)狀農(nóng)田水利工程有干支斗農(nóng)四級渠道、渠系分水閘、沿河(渠)提水泵站、沿海堤防及擋潮閘等。各級渠道完好率80%，渠系分水閘完好率60%，提水泵站完好率90%，沿海堤防及擋潮閘的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)普遍較低。

1.5 海侵對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境及居民生活的影響

1.5.1 生態(tài)環(huán)境影響

由于海水入侵加劇，鴨綠江下游河段的咸水上界在近20多年間由文安灘下尖上移至浪頭附近，大洋河下游河段的咸水上界在近15年間由黃土坎鎮(zhèn)的趙家?guī)X上移至龍王廟的荒地村，區(qū)域生態(tài)環(huán)境及洄游魚類生存受到嚴(yán)重影響;丹東—大連的201國道以南區(qū)域，原有的高科樹木逐漸枯死。

1.5.2 地下水質(zhì)量影響

由于海水入侵加劇，前陽、北井子、龍王廟、小甸子、孤山等鄉(xiāng)鎮(zhèn)的部分民用井變苦、變咸，部分集中生活水源井被迫報廢，另求新水源等。

1.5.3 企業(yè)產(chǎn)品影響

由于地下水含氯度加大，東港、前陽等地的海產(chǎn)品加工企業(yè)，一方面增加咸水處理成本;另一方面增加設(shè)備維修、保養(yǎng)、更新成本;多數(shù)服裝生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量嚴(yán)重下降，現(xiàn)已經(jīng)改接地表水自來水;同時，地下水變咸使工業(yè)管道、設(shè)備的腐蝕和老化加速，嚴(yán)重縮短設(shè)備的使用年限，甚至報廢。

1.5.4 居民生活影響

海水入侵生活用水出現(xiàn)困難，有些鄉(xiāng)、村居民不得不飲用劣質(zhì)水，對人體健康的危害已由潛在變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

2 海侵成因分析

2.1 入海水量減少

據(jù)初步統(tǒng)計，鴨綠江1958～1980年平均入海水量為301億m3，1981～2000年平均入海水量為259億m3;大洋河1958～1980年平均入海水量為44.8億m3，1981～2000年平均入海水量為62.2億m3，且枯寂入海水量減小明顯。入海水量減少，淡水壓潮能力減弱，勢必引起海咸水入侵范圍上溯，并加劇河道沿岸的海水入侵勢態(tài)。

2.2 地下水過量開采

近年來，東港城區(qū)、前陽鎮(zhèn)等地的海產(chǎn)品加工企業(yè)不斷增加，機(jī)電井抽取地下咸水清洗海料，使原本匱乏的地下水資源不斷減少，地下水位下降，為海水內(nèi)侵提供了水力條件;北井子、長山、孤山等鄉(xiāng)鎮(zhèn)城鎮(zhèn)規(guī)模逐漸加大，集中水源地地下水開采量增加，降低了區(qū)域地下水位，也加劇了海水入侵勢態(tài)。

2.3 海平面上升

因世界性工業(yè)發(fā)展加大了量能源燃耗，大氣“溫室效應(yīng)”造成了全球性增溫，極地冰川融化引起海平面不斷上升，據(jù)有關(guān)資料闡述，二十世紀(jì)70年代以來中國海平面經(jīng)歷，1971～1975年、1978～1983年及1986～1995年3個明顯上升期，海平面升高會使原有咸淡水之間的水動力平衡遭到一定程度的破壞，有可能引起海水入侵。

2.4 降雨量減少、入滲量減少

據(jù)初步統(tǒng)計，丹東海侵影響區(qū)1956～1980年平均降水量為920mm，1981～2000年平均降水量為850mm，降雨量有有明顯減少趨勢;同時隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，尤其沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)，城市化水平不斷提高，下墊面硬化比率加大，導(dǎo)致入滲量減少，也是形成海水入侵的主要因素之一，詳見表2。

表2 海侵片區(qū)表

3 已采取的治理措施

3.1 建設(shè)了白云閘工程

白云閘工程位于東港市城區(qū)大東溝河下游，2010年9月開工，新建該閘10孔凈寬50m，設(shè)計過閘流量421秒 m3，工程總投資4500萬元，為國家投資和地方財政自籌。白云閘工程起到擋潮排澇及阻止海水沿河入侵的功能，同時還可以調(diào)節(jié)內(nèi)河水位，改善城市生態(tài)景觀、提高城市形象。

3.2 啟動了孤山鎮(zhèn)給水工程

由于孤山鎮(zhèn)地處退海平原，地下淡水資源十分貧乏，經(jīng)過近三十年的開采，地下水位及出水量連年下降;目前孤山鎮(zhèn)自來水公司的供水能力已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足孤山鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，目前已經(jīng)啟動了孤山鎮(zhèn)給水工程，從羅圈背水庫引水至孤山及菩薩廟，一并解決孤山鎮(zhèn)和菩薩鎮(zhèn)港的用水問題。

4 下一步措施和建議

4.1 建立并運(yùn)行海侵監(jiān)測系統(tǒng)

在丹東市海侵影響區(qū)建設(shè)海水入侵監(jiān)測系統(tǒng)，并實(shí)施動態(tài)監(jiān)測工作。規(guī)劃以201國道為參考線，在安民、前陽、東港、長山、北井子、椅圈和沿大洋河兩岸的黃土坎、龍王廟、孤山、菩薩廟等鄉(xiāng)鎮(zhèn)自南向北垂直于201國道線布設(shè)具有代表性的重點(diǎn)井、參考井、普通井分級監(jiān)測體系。為更加準(zhǔn)確、方便、經(jīng)濟(jì)地監(jiān)測評價海水入侵，分級建立180個重點(diǎn)井、參考井和普通井，監(jiān)測項(xiàng)目與頻率充分考慮實(shí)際情況，同時為更好地研究海水入侵，對多源數(shù)據(jù)的集成與規(guī)范進(jìn)行了初步探討。

4.2 海水入侵防治措施

根據(jù)東港沿海地區(qū)海水入侵的實(shí)際狀況，同時考慮工程措施與非工程防治措施相結(jié)合的方式來治理海水入侵。

4.2.1 工程措施

區(qū)域水資源豐富，對水資源進(jìn)行合理的配置與管理，在保證河流生態(tài)用水的前提下(一般容易滿足)，少取地下水，充分利用水庫水，合理提取河流水，大力發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，降低萬元產(chǎn)值耗水量，配合適量的工程措施，海水入侵可以預(yù)防、防治。堅持推進(jìn)水資源的可持續(xù)利用。

①鐵甲水庫替代工程

隨著城市化進(jìn)程不斷加快，到2015年，東港市將發(fā)展到30萬人口的中等城市，城市工業(yè)和居民需水量將大大增加，將使鐵甲水庫年非農(nóng)業(yè)供水增加1億m3。為改變東港灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水日趨緊張的矛盾，必須建設(shè)鐵甲水庫農(nóng)業(yè)供水的替代工程，使鐵甲水庫原來的農(nóng)業(yè)灌溉供水任務(wù)，轉(zhuǎn)變?yōu)楦鄢蔷用裼盟?、城?zhèn)工業(yè)用水以及華能電廠供水為主要功能的水源地。近期是提引鴨綠江水灌溉農(nóng)田，該站裝機(jī)1600千瓦，設(shè)計提水流量36m3/s。需建10km引水干渠一條，配套橋、涵、閘等建筑物16座;遠(yuǎn)期是提引鴨綠江支流叆河水灌溉農(nóng)田。該站裝機(jī)1000千瓦，設(shè)計提水流量10m3/s。需建25km引水干渠一條，開鑿隧洞一處，二級提水站一座，配套橋、涵、閘等建筑物40座。

②大洋河新建攔河閘及改建沿河提水站工程

大洋河是東港市境內(nèi)最大的天然河道，東港境內(nèi)沿河共修建了6座提水站，年提引水量8000多萬m3。為了有效遏制海水沿河入侵，規(guī)劃在大洋河下游修建1處高標(biāo)準(zhǔn)的攔河擋潮閘;同時，為了高效配置區(qū)域農(nóng)業(yè)灌溉水源，擬對原有的6座提水站進(jìn)行改擴(kuò)建。

③東港灌區(qū)續(xù)建配套及節(jié)水改造工程

東港市灌區(qū)運(yùn)行幾十年，目前存在工程老化、失修嚴(yán)重，渠系建筑物配套不全、骨干工程標(biāo)準(zhǔn)低以及分區(qū)之間水資源互補(bǔ)調(diào)配等較多問題，導(dǎo)致水量浪費(fèi)，灌溉供水量得不到有效保障，排水不暢;以節(jié)水農(nóng)業(yè)為中心，提高灌溉水利用率，灌區(qū)改造工程項(xiàng)目要在充分利用現(xiàn)有水利工程的基礎(chǔ)上，完善配套工程與調(diào)水工程。

④東港市沿海防滲墻工程

我市計劃建設(shè)沿海防滲墻工程，采用高噴灌漿方式實(shí)施工程。為了使圍封板墻既能有效的防止液化，同時又能起到一定的提高地耐力的作用。將圍封布設(shè)在防滲墻的齒槽下面，并設(shè)計成板—樁的結(jié)構(gòu)形式。即由高壓擺噴板與旋噴樁相間布置，膠結(jié)而成。圍封長為93km。設(shè)計噴射孔間距1m，共計93000個孔。其中高噴板、樁各46500個。墻體頂高程為0m，墻體底高程為-24m。

4.2.2 非工程措施

加強(qiáng)地下水資源取水許可管理工作。實(shí)行水資源的統(tǒng)一管理、優(yōu)化配置、科學(xué)調(diào)度、協(xié)調(diào)好生產(chǎn)、生活、生態(tài)用水，全面建設(shè)節(jié)水型社會。要充分考慮水資源的承載能力，以供定需合理調(diào)整布局。要保護(hù)地下水資源，堅決杜絕亂挖亂采現(xiàn)象，要通過適當(dāng)關(guān)閉超采水井，限制地下水短缺地區(qū)開采和建設(shè)供水工程實(shí)施地表水替代等措施。強(qiáng)化水資源管理能力建設(shè) 認(rèn)真貫徹國務(wù)院《取水許可和水資源費(fèi)征收管理?xiàng)l例》。

根據(jù)濱海地區(qū)的水文地質(zhì)條件，嚴(yán)格控制濱海地區(qū)地下水的開采量，嚴(yán)格執(zhí)行我市管網(wǎng)覆蓋區(qū)地下取水井封井方案，保護(hù)水資源環(huán)境;限制濱海挖沙，削弱海水倒灌強(qiáng)度，縮短潮水沿河道上溯距離，減小海水入滲機(jī)會;防止鹽場和海產(chǎn)養(yǎng)殖輸水過程中的咸水下滲，改善地下水補(bǔ)給條件;保護(hù)濱海濕地，為海水入侵豎起屏障;加大對宣傳力度，提倡節(jié)約用水，創(chuàng)建節(jié)約社會。

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2015-04-21

王福江(1972年—)，男，工程師。