海水入侵doc資料課件

海水入侵海水入侵一、海水入侵的概念二、中國海水入侵現(xiàn)象的發(fā)展現(xiàn)狀三、海水入侵的原因四、海水入侵的形成機制五、海水入侵的調(diào)查評價六、海水入侵的防治主要內(nèi)容一、海水入侵的概念二、中國海水入侵現(xiàn)象的發(fā)展現(xiàn)狀三、海水入侵第一節(jié)海水入侵的概念基本概念海水入侵可以使陸地含水層咸化、機井報廢、淡水供應(yīng)量減少，也可引發(fā)沿海地區(qū)土地鹽漬化，農(nóng)業(yè)減產(chǎn)甚至絕收等生態(tài)問題，因而成為一種地質(zhì)環(huán)境問題。海水入侵：海水沿著陸地含水層向陸地方向潛入的現(xiàn)象和過程。第一節(jié)海水入侵的概念基本概念海水入侵可以使陸地含水海水入侵海侵海水入侵與海侵的不同由于海面上升或陸地下降造成海水面積擴(kuò)大，陸地面積縮小，海岸線向陸地方向推進(jìn)的地質(zhì)現(xiàn)象。第一節(jié)海水入侵的概念海侵（海進(jìn)）：海水入侵：強調(diào)含水層的變化海侵：海水沿陸地表面的擴(kuò)張時間尺度相對較小地質(zhì)演化的時間尺度大區(qū)域范圍有限區(qū)域范圍廣大海水倒灌發(fā)生在中小時空尺度上的海侵現(xiàn)象海水入侵海侵海水入侵與海侵的不同由于海面上升1存在海水與陸地含水層的水力聯(lián)系通道海洋是陸地地表水、地下水的最終排泄區(qū)，海平面則是地球表面的最低排泄基準(zhǔn)面。如果沿海地區(qū)存在著裂隙、巖溶和松散的孔隙介質(zhì)含水層，而且這些含水層延伸到海中，就有可能成為海水入侵的通道。

海水入侵發(fā)生的條件第一節(jié)海水入侵的概念陸地表面潛水面陸地淡水咸淡水分界隔水底板淡水海下出口海平面海水楔最低排泄基準(zhǔn)面1存在海水與陸地含水層的水力聯(lián)系通道海水入侵發(fā)生的條件第一海水入侵發(fā)生的條件第一節(jié)海水入侵的概念2海水壓力大于陸地含水層的水頭壓力水的流動是在存在壓力差的情況下發(fā)生的。由于陸地地下水的密度（比重）小于海水，要避免海水潛入，就必須具有較高的水頭壓力。

在沒有發(fā)生海水入侵的沿海地區(qū)，可能存在兩種情況，一是沒有水力聯(lián)系的通道，二是有通道，但陸地地下水水頭高，壓力值大于海水，此時，陸地地下水可不斷地從海面以下出口排向大海。

陸地表面潛水面陸地淡水咸淡水分界隔水底板淡水海下出口海平面海水楔最低排泄基準(zhǔn)面海水入侵發(fā)生的條件第一節(jié)海水入侵的概念2海水壓力大于陸地Q:是否滿足以上兩個條件，就一定會發(fā)生海水入侵呢？1.上述兩條件同時存在時，海水會呈楔形體插入含水層底部。2.由于海水有潮漲潮落，陸地地下水與海水壓力差動態(tài)變化，從而

導(dǎo)致海水楔的范圍也是會動態(tài)變化。3.若海水楔隨壓力差的變化進(jìn)退有序，為正常漲落，楔形體不會一直向陸地方向伸展，該動態(tài)過程不能稱為海水入侵；只有當(dāng)壓力差發(fā)生異常漲落，海水楔不斷向含水層前進(jìn)，則發(fā)生了海水入侵。Q:是否滿足以上兩個條件，就一定會發(fā)生海水入侵呢？1.上述兩

中國海岸帶背靠西部大陸，面向全球規(guī)模最大的西太平洋邊緣海。中國大陸海岸線北起遼寧鴨綠江口，南至廣西北倉河口，全長超過18,000km，大小島嶼6,500座，大陸岸線和島嶼岸線總長達(dá)32,000km。第二節(jié)中國海水入侵現(xiàn)象的發(fā)展現(xiàn)狀中國海岸帶背靠西部大陸，面向全球規(guī)模最大的西太平洋邊緣海。

我國海岸線長度為3.2萬km，其中大陸岸線1.8萬km。沿海地區(qū)是我國目前經(jīng)濟(jì)開發(fā)的重點地區(qū)。這些地區(qū)在以下方面為海水入侵提供了條件：①隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對水資源的需求日益增長，過量抽取地下水，其結(jié)果會使沿海地區(qū)地下水水位下降，量減少。②攔蓄截取地表水，使入海量減少，使地表水補給地下水量減少，地下水位下降。③沿海地區(qū)是松散堆積物的沉積區(qū)，主要是沖洪積和海相沉積成因。陸相物質(zhì)的搬運堆積，主要靠地表徑流。河床堆積物相對粗大，并一直延伸到大海，為海水向陸地含水層入侵提供了通道。第二節(jié)中國海水入侵現(xiàn)象的發(fā)展現(xiàn)狀我國海水入侵現(xiàn)狀的主要原因我國海岸線長度為3.2萬km，其中大陸岸線1.8萬k遼東灣渤海灣萊州灣環(huán)渤海灣地區(qū)萊州灣南岸、大連—旅順、天津等東南沿海地區(qū)廣西北海市、欽州市欽江三角洲、海南島儋州的新英灣等。我國海水入侵的分布遼東灣渤海灣萊州灣環(huán)渤海灣地區(qū)我國海水入侵的分布遼東灣渤海灣萊州灣

環(huán)渤海灣現(xiàn)狀:海水入侵面積約2333.4km2，比20世紀(jì)90年代初增加了46.5%。據(jù)天津市典型地段水質(zhì)動態(tài)的深入研究,咸水界面下移速率約0.65-0.74m/a；據(jù)滄州地區(qū)的研究，截止2001年，淺層咸水界線向西移動15-30km，運移速率0.7-1.4km/a。與20世紀(jì)70年代相比，深層咸水界面一般下移10-30m，咸水界線西移最大距離16.2km（據(jù)“環(huán)渤海地區(qū)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查”，2004）。煙臺萊州灣地區(qū):

地下水氯離子含量最高為3.86g/l（飲用水標(biāo)準(zhǔn)國際建議值為<200mg/l，即0.2g/l），礦化度達(dá)7.85g/l（飲用水標(biāo)準(zhǔn)建議值為<1g/l）。部分地區(qū)已出現(xiàn)鹽漬化。

遼東灣渤海灣萊州灣環(huán)渤海灣現(xiàn)狀:海水入侵面積海南島西部儋州的新英灣是海水入侵典型地段，海水入侵面積達(dá)10km2。我國海水入侵的分布海南島西部儋州的新英灣是海水入侵典型地段，海水入侵面積達(dá)10第三節(jié)海水入侵的原因

海水入侵是陸地地下水的壓力與海水壓力失衡造成的。海平面的相對上升陸地地下水頭下降其他原因海水量的變化（氣候、冰川消融等）海洋盆地容積的變化（大洋中脊擴(kuò)張、陸源物質(zhì)堆積等）濱海地區(qū)地面沉降（構(gòu)造沉降）沿海地區(qū)開采地下水筑壩建水庫等攔截地表水

氣候干旱修建鹽田、近海河道清淤、沿海城市建設(shè)等第三節(jié)海水入侵的原因海水入侵是陸地地下水的壓力與海水壓力海水入侵過程——海（咸）水楔形體不斷擴(kuò)大，即楔形體移動的動力學(xué)過程。由多個時間段分析海水與陸地地下水分界面的位置和形態(tài)變化過程，分析是否處于正常漲落。咸淡水分界面的理論解第四節(jié)海水入侵的形成機制一、穩(wěn)定分界面的靜力平衡模式二、穩(wěn)定分界面的動水壓力平衡模式海水入侵過程——海（咸）水楔形體不斷擴(kuò)大，即楔形體移動的動力第四節(jié)海水入侵的形成機制一、穩(wěn)定分界面的靜力平衡模式假定條件：

海水和陸地地下水均不流動，地下水與海水區(qū)各點的壓強按靜水壓強分布，兩者的分界面固定。海水與陸地地下水靜力平衡模式陸地表面潛水面陸地淡水咸淡水分界海平面海水楔hshfhs在分界面上：hs

分界面上某點離海平面的距離；

hf

地下水潛水面高出海平面的高度；p1淡水密度，=1.0g/cm3；p2海水密度,=1.025g/cm3。第四節(jié)海水入侵的形成機制一、穩(wěn)定分界面的靜力平衡模式假定條兩個重要的認(rèn)識：1、分界面在海平面下所處的深度與陸地地下水面的高度呈線性定量關(guān)系，例如在地下水潛水面高程為1m時，由上式可知，對應(yīng)的分界面深度約在海拔以下40m處。換句話說，陸地地下水水位越高，分界面埋藏深度越大；越接近海岸線，分界面埋深越淺。

第四節(jié)海水入侵的形成機制兩個重要的認(rèn)識：1、分界面在海平面下所處的深度與陸地地下水面表示分界面在水平方向的梯度；表示潛水面在水平方向的梯度；右端的負(fù)號表示兩者水頭下降的方向是相反的（下圖）。由上式可以看出，從AC斷面到BD斷面，潛水面的梯度變化要小于分界面，分界面的梯度為潛水面的40倍。2、分界面在向內(nèi)陸延伸時，往往具有快速收斂的特點，能夠在離海岸線不遠(yuǎn)的地方，與含水層的隔水底板相交。潛水面和分界面的水力梯度示意圖

表示分界面在水平方向的梯度；表示潛水面在水平方向的梯度；右端疑問：1、當(dāng)hf=0時，hs=0。即地下水無排泄斷面，不合理；2、分界面的形態(tài)還受陸地淡水排泄量、排泄帶寬度、含水層滲透系數(shù)以及與海岸線的距離等多個因素的影響。

該模式在用于厚度固定的水平承壓含水層海水入侵時，能有較好效果。20世紀(jì)60年代，維魯特等人提出了更符合真實情況的海水入侵模式。疑問：1、當(dāng)hf=0時，hs=0。即地下水無排泄斷面，第四節(jié)海水入侵的形成機制二、穩(wěn)定分界面的動水壓力平衡模式維魯特等人提出。地下水在遠(yuǎn)離海岸和靠近海岸的地方，流速垂直分量不同。岸坡地帶潛水會形成滲出帶，海面以下也存在地下水排泄出口。潛水海下出口海平面海水楔A潛水滲出帶（一）潛水含水層的海水入侵問題靜水壓力平衡模式和水平流動的裘布依假設(shè)結(jié)合。假設(shè)前提：潛水含水層的介質(zhì)是均值各向同性；地下水流為漸變流，忽略滲透速度的垂直分量，視為平面二維穩(wěn)定流。第四節(jié)海水入侵的形成機制二、穩(wěn)定分界面的動水壓力平衡模式維第四節(jié)海水入侵的形成機制（一）潛水含水層的海水入侵問題潛水水頭分布分界面海下高程海水海平面海水楔ABXYCOA地下水過水?dāng)嗝娓羲畬拥谒墓?jié)海水入侵的形成機制（一）潛水含水層的海水入侵問題海水第四節(jié)海水入侵的形成機制（二）承壓含水層的海水入侵問題紐曼推導(dǎo)咸淡水分解位置曲線海水海平面海水楔ABXYCOA承壓水流向承壓水水頭隔水層隔水層第四節(jié)海水入侵的形成機制（二）承壓含水層的海水入侵問題海水第四節(jié)海水入侵的形成機制三、實際工作中咸淡水分界面的判別

咸淡水分界面是一個溶質(zhì)濃度介于海水濃度與陸地地下水濃度之間的過渡帶，成為咸淡水混合帶。溶質(zhì)濃度達(dá)到某一規(guī)定值的部位視為海水入侵的標(biāo)志，該濃度值的等值線作為咸淡水分界面。Cl-：衡量海水入侵的一個敏感指標(biāo)?！冻鞘械刭|(zhì)環(huán)境問題調(diào)查評價規(guī)范（征求意見稿）》—咸淡水分解值：最低250mg/L；嚴(yán)重入侵的CL-

為1000mg/L總鹽度：1500~2000ppm第四節(jié)海水入侵的形成機制三、實際工作中咸淡水分界面的判別

在充分搜集和利用前人資料的基礎(chǔ)上，以地質(zhì)背景調(diào)查和遙感解譯為主體，結(jié)合應(yīng)用相關(guān)的勘探、測試手段及GPS、GIS等新技術(shù)，進(jìn)行必要的實測和監(jiān)測。地質(zhì)背景調(diào)查區(qū)域地貌形態(tài)、巖性結(jié)構(gòu)、海岸性質(zhì)及變遷歷史;

咸、淡水含水層的空間分布、地下淡水體與海水（咸水）體的接觸關(guān)系;

地表水、地下水與海水之間的水力聯(lián)系、補排關(guān)系和海水入侵通道、地下水位動態(tài)變化。第五節(jié)海水入侵的調(diào)查評價在充分搜集和利用前人資料的基礎(chǔ)上，以地質(zhì)背景調(diào)查和遙

遙感解譯海水與淡水水域，分析海水入侵地下淡水的分布范圍。水文物探查明海水入侵范圍，咸水、淡水分界面。電測深法、電剖面法、自然電場法、激發(fā)極化法、瞬變電磁法、井中CT。地下水監(jiān)測網(wǎng)監(jiān)測地下水水位、水質(zhì)動態(tài)及地面水體的水位變化，分析咸淡水入侵程度或確定淡水的臨界開采量。第五節(jié)海水入侵的調(diào)查評價遙感解譯第五節(jié)海水入侵的調(diào)查評價

綜合分析研究根據(jù)地質(zhì)背景調(diào)查、遙感解譯、地下水監(jiān)測、水文物探資料，綜合分析造成海水入侵的自然因素和人為因素。查明海水入侵途徑，根據(jù)水化學(xué)分析、物探成果，進(jìn)行海水入侵程度分區(qū)，分析海水入侵發(fā)展趨勢。海水入侵化學(xué)指標(biāo)與入侵程度等級劃分第五節(jié)海水入侵的調(diào)查評價綜合分析研究海水入侵化學(xué)指標(biāo)與入侵程度等級劃分第五節(jié)海海水入侵doc資料課件萊州灣南岸水文地質(zhì)圖萊州灣南岸水文地質(zhì)圖地下水化學(xué)場類型分區(qū)圖地下水化學(xué)場類型分區(qū)圖萊州灣南岸淺層地下水流場圖萊州灣南岸淺層地下水流場圖地下水位降幅與咸鹵水入侵分布圖

地下水位降幅與咸鹵水入侵分布圖

海水入侵的防治第六節(jié)海水入侵的防治海水入侵的發(fā)生需具備兩個基本條件：①海平面上升或陸地地下水位下降，海水和陸地淡水間動水壓力平衡；②存在聯(lián)系海水與地下淡水的“地下通道”。海水入侵的防治第六節(jié)海水入侵的防治海水入侵的發(fā)生需具備兩通過改變地下水的源、匯條件，使?jié)B流場形態(tài)發(fā)生改變，從而防止海水入侵，甚至使入侵的咸水退回海洋。

由于這類方法改變的是地下水滲流場結(jié)構(gòu)，我們形象地稱之為地下水系統(tǒng)軟結(jié)構(gòu)的調(diào)整地下水系統(tǒng)軟結(jié)構(gòu)的調(diào)整通過改變地下水的源、匯條件，使?jié)B流場形態(tài)發(fā)生改變，從限制淡水開采量（削弱人工匯的強度）地下水位抬升防治海水入侵的示意圖限制淡水開采量（削弱人工匯的強度）地下水位抬升防治