大连市海水入侵特征
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Seawater Intrusion Characteristic in Dalian City
(Liaoning Hydrological-Engineering-Geological Prospecting Academy, Dalian, 116037)
Abstract: Dalian, an important coastal and industrialcity located at south end of Liao-Dong peninsula in the north of China, is geographically surrounded by Bo-Hai sea and Huang-Hai sea in the west, south, and east. The city is critically short in water resources. Seawater intrusion had been found since the groundwater was over withdrawn from the coastal karst and fractured aquifers in the 70’s of last century. Nowadays, the problem still impacts the local environment and affects the local economy. To solve the problem, construction of underground reservoirs by building underground dams sealing the intruding pathway in the karst aquifers are strongly suggested. Underground dams are also needed for the fractured aquifers to seal faults and fractures connecting seawater and groundwater. In addition, to optimize the distribution of the production wells is also suggested. All of these solutions for solving the seawater intrusion problems in the city of Dalian are strongly advocated to launch. Keywords: city of Dalian, seawater intrusion, groundwater resource, solution of the seawater intrusion problem.
①赵连彬、李宝兰等,大连地区含水层海水入侵专题报告
1990 年;
②刘志模:大连地区海水入侵研究治理总体规划设计 1982 年。
2
以上四种海水入侵的地下含水层介质分别有第四系砂层和砂砾卵石层、碳酸盐岩和基
岩。
5.重点地段海水入侵分析及治理方案①
5.1 岩溶分布区大魏家地段 的海水入侵
大魏家地段从 20 世纪 60 年 代开始为大连市的水源地之一,
500
后,开采量相应减少,从 82-
入侵面积
89 年Cl-含量趋于下降趋势,年 400 20 递减 85.6 mg/l,89-94 年入侵 300
降雨量
又加重 , Cl- 含量处于上升阶 段,大连地区降雨量偏低,同时
79 82 83 84 85 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03
子、周水子、开发区等地段,2003 年各地段海水入侵特征值统计见表 1。
表 1 2003 年各地段海水入侵特征值统计表
各地段
南关岭 革镇 周水子 营城子 金州 大魏家 大莲 开发
堡
泡
区
地段面积(km2) 61.9 67.3 43.5 113.9 145.5 117.1 128.8 165.5
入侵面积(km2)
分发生了变化,水化学类型也发生了变化,原来的重碳酸-氯化物型变化为氯化物-重碳酸
型或氯化物型。进入九十年代后,由于各级部门对海水入侵问题的重视,对不合理的开采进
行了限制,海水入侵问题没有明显的发展趋势,基本处于波动状态,见大连市近 10 年的统
测Cl-含量对比表(表 2)。
表 2 1994-2003 年统测Cl-含量对比表
3. 海水入侵的演化过程
据 20 世纪 60 年代初期调查资料,当时除了海积平原及局部海边 4.2km2①受潮汐影响,
地下水微有咸味以外,1其余地方地下水水质普遍良好,水中的Cl-含量一般低于 100mg/l,
均适宜饮用和灌溉,地下水动力条件基本上属于天然状态,地下水分水岭与地表分水岭基本
一致,地下水流向与地形相吻合,在 100-120m标高的丘陵坡麓地带有泉水溢出,咸淡水水
图1 大魏家地段多年降雨量与入侵面积曲线
开采又加强。见大魏家地段多年
降雨与入侵面积的关系曲线。(图 1)
从图中可看出,入侵面积和降雨量的关系一般是降雨量增大,入侵面积减小;降雨量减
小,入侵面积增大。因为降雨量增大,开采量相应变小,海水入侵程度就有所减缓。
由于岩溶地区的海水入比 较复杂,我单位曾在该地段进行 过前期的勘察和可行性研究工 作,基本的防治方法是建地下水
50
40.0
21
9
2000
121
37
30.6
16
8
2001
111
35
31.53
18
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2002
117
37
31.62
24
10
2003
113
37
32.74
22
12
4.海水入侵的方式 根据自然地貌单元和地质-水文地质特征,可把各地段的入侵分为四种方式:② 裸露、半裸露岩溶,不均匀线状入侵型:如革镇堡、南关岭等地段; 隐伏岩溶不均匀线状入侵型:如金州、大魏家、大莲泡等地段; 基岩裂隙不均匀线状入侵型:主要有大连市区的甘井子、周水子、大连港、马栏河口等 地段; 均匀面状入侵型:如营城子、开发区、旅顺口区的一些河口处等地段。
此外,从入侵程度角度分析垂向上的入侵特点: (1)对未入侵区一般Cl-的含量从上至下都呈直线型,一般分布在距海 3300 米的范围内; (2)对轻微入侵的只是下部有较轻微的入侵,上部没有入侵,一般距海 2200 米左右; (3)对严重入侵区有两种类型:一种是上部入侵轻微,下部严重,一般距海为 1500 米左 右;另一种纵向上全部咸化,它们在垂向都呈楔状入侵。
1.大连市概况 大连市区位于东北地区的最南端,占辽东半岛南部的一半地域,半岛轮廓北宽南窄,自 北东向南西呈战戈状斜亘于东部黄海与西部渤海之间。是一个三面环海的低山丘陵地貌,属 暖温带半湿润大陆性季风气候。 大连市是我国北方重要的港口、工业、贸易及旅游城市,目前正按照“大大连”规划纲 要确定的目标,一批重大项目开始组织实施,相应地对地下水需求量与日剧增。同时,大连 又是严重缺水的沿海城市,水资源的开发利用一直是大连市亟待解决的问题。三面靠海的狭 窄半岛地理环境决定了该地区的淡水资源有限。由于不合理的过量开采,打破了地下水的天 然平衡,导致海水不同程度地侵入到陆地含水层之中,出现海水入侵问题⑴⑶。
2. 大连市海水入侵的现状
2.1 海水入侵的现状
大连市海水入侵重点监测区面积 972.8 km2, 2003 年入侵面积已达 178.5km2,最大入
侵内陆距离为 9km,其中入侵比较严重的有大魏家、周水子、南关岭、营城子、金州等地段,
入侵面积分别达到本地段面积的 46.11%、37.01%、33.28%、24.31%和 22.06%。2003
20.6 10.3 16.1 27.7 32.1 54
11.8 5.9
入侵率(%) 33.20 15.3 37.01 24.31 22.08 46.11 9.16 3.56
最高Cl-(mg/l)
728 368 1180
930 3597 1716 930 2316
最低Cl-(mg/l)
62
60
60
167
30
172
98
63
取大入侵内陆距离 9
5
8
1.9 南北 3.6
5
0.9
(m)
宽
1.5
2.3 海水入侵垂向分布特征
1
大连地区海水入侵的垂向变化主要受岩溶发育深度控制。以大魏家地段为例:该地段地 下岩溶发育深度一般在-70 米以上,岩溶较发育,而在-70 米以下岩溶发育较差,一般近 海地段岩溶发育最好,在岩溶较发育的地方,易引起海水入侵。水质一般较差,全部咸化。
解决海水入侵问题是今后大连市亟待解决的问题。
参考文献 ⑴张勃夫.中国滨海城市地下水开发与海水入侵的研究. 吉林地质.1997. 16(2) ⑵王家礼.海水入侵引起的灾害与对策. 东北水利电利.1997. NO14 ⑶辛江.王教河 .辽宁沿海地区海水入侵的成因及防治措施. 东北水利电利. 2002. 4
88.6 mg/l,自 19184-1988 年, 300 Cl-含量又呈斜线下降,年递减
入侵面积
74.1 mg/l,见周水子地段降雨 量与海水入侵面积的关系曲线。
79 82 83 84 85 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03
图2 周水子地段多年降雨量与入侵面积曲线
①大连市计划委员会:关于大连市海水入侵及防治情况的说明 2001 年 3
侵问题实施治理, 6. 小结 大连市海水入侵问题,是目前大连市比较突出的地质灾害问题,2003 年入侵面积已达
178.5 km2。海水入侵造成了大连市地下淡水资源的进一步馈乏,一定程度上制约了“大大 连”的规划和发展。因此,对海水入侵要开展动态监测工作,并对已入侵地段实施重点监测。 同时,政府有关部门要加强监管,对超采地区的地下水开采进行限制,缓解海水入侵,逐渐 恢复淡水资源。建议有关部门对海水入侵实施详勘后,确定有效的治理方案,尽早实施根治; 在水资源管理上,除了调整开采井布局,适度压缩地下水开采量外,还应该加强地表水地下 水联合调度,植树造林,搞好绿化,增加降雨入渗补给量,营造良好的水资源的开发与生态 环境建设统一起来,这是一项根本性措施⑵。
年从Cl-取样分析看,113 个样中Cl-超标率(含量大于 250mg/l)为 32.74%。同时,Cl-含
量大于 500mg/l达到 22 个点,大于 1000mg/l的点为 12 个点。
2.2 海水入侵平面分布特征
由于海水入侵程度受多种因素控制,根据不同的水文地质单元将大连地区的南部海水入
侵划分为不同的地段研究,从平面上可分为大莲泡、大魏家、金州、革镇堡、南关岭、营城
降入 雨侵 量面
积
(mm)(km2)
库,因为造价相对较高,目前尚 未实施,若能实施,不仅能阻止 海水入侵对水资源起到一个调
900 800 30
节作用。
700
5.2 基岩分布区周水子地段 的海水入侵
自 1979-1984 年,Cl-含量
600 20 500
降雨量
呈斜线上升达到高峰值,年递增 400 10
(图 2)
在曲线中也可看出基本符合降雨增加,入侵面积减小的正常规律。该地段的防治措施的
制定,应该是在先搞清裂隙发育规律,可在有利地段修建阻水屏障,近海地带要控制开采,
特别是海水入侵严重地段,严禁打井,开采井的井距必须保持合理,或者要定期停采或轮换
开采地下水,可以减轻入侵程度,尽量使地下水水位处于“0”米高程左右,逐渐对海水入
降入 雨侵 量面
积
(mm)(km2)
从 60、70 年代到 80 年代初开采 量一直为 1.2-2.4 万吨/日, 900
从 1970-1982 年,十三年间氯 800 40
离子平均Fra Baidu bibliotek量从 379.5 增长到 700
1136.8mg/l,年递增 58.3 mg/l, 600 30
83 年以后供水改为季节性开采
动力是平衡的。到了 20 世纪 70 年代,随着用水量的增加,开采量猛增,破坏了咸淡水的平
衡,引起了海水入侵,使滨海岩溶水地区的水动力和水化学条件及生态平衡条件,均发生了
巨大的变化。进入 20 世纪 80 年代,由于过量开采地下水,全区已形成了一些小降落漏斗,
使某些地区地下水原来由陆向海的正坡向,转为负坡向。海水入侵以后,地下水的水化学组
大连市海水入侵特征
李宝兰 ① 巩建伟 宋庆春 杨莉
(辽宁水文地质工程地质勘察院,大连,116037)
内容摘要:我国北方重要的港口城市大连市,是处于三面靠海的半岛地理环境,也是一个水资源最紧缺的 城市之一。自七十年代开采地下水以来就出现了海水入侵问题,目前此问题仍困绕着大连的经济发展,急 需对重点灰岩地段建地下岩溶水库,同时对裂隙水采取封截、合理布井等综合方法去治理海水入侵。因此, 治理海水入侵问题是大连市当前急需解决的问题。 关健词:大连市;海水入侵问题;地下水资源;治理海水入侵
时间(年) 取Cl-样数 >250mg/l 超标率(%) >500 mg/l >1000 mg/l
(个)
(个)
(个)
(个)
1994
143
58
40.59
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1995
147
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29.2
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1996
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1997
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31.9
15
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134
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28.3
19
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1999
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(Liaoning Hydrological-Engineering-Geological Prospecting Academy, Dalian, 116037)
Abstract: Dalian, an important coastal and industrialcity located at south end of Liao-Dong peninsula in the north of China, is geographically surrounded by Bo-Hai sea and Huang-Hai sea in the west, south, and east. The city is critically short in water resources. Seawater intrusion had been found since the groundwater was over withdrawn from the coastal karst and fractured aquifers in the 70’s of last century. Nowadays, the problem still impacts the local environment and affects the local economy. To solve the problem, construction of underground reservoirs by building underground dams sealing the intruding pathway in the karst aquifers are strongly suggested. Underground dams are also needed for the fractured aquifers to seal faults and fractures connecting seawater and groundwater. In addition, to optimize the distribution of the production wells is also suggested. All of these solutions for solving the seawater intrusion problems in the city of Dalian are strongly advocated to launch. Keywords: city of Dalian, seawater intrusion, groundwater resource, solution of the seawater intrusion problem.
①赵连彬、李宝兰等,大连地区含水层海水入侵专题报告
1990 年;
②刘志模:大连地区海水入侵研究治理总体规划设计 1982 年。
2
以上四种海水入侵的地下含水层介质分别有第四系砂层和砂砾卵石层、碳酸盐岩和基
岩。
5.重点地段海水入侵分析及治理方案①
5.1 岩溶分布区大魏家地段 的海水入侵
大魏家地段从 20 世纪 60 年 代开始为大连市的水源地之一,
500
后,开采量相应减少,从 82-
入侵面积
89 年Cl-含量趋于下降趋势,年 400 20 递减 85.6 mg/l,89-94 年入侵 300
降雨量
又加重 , Cl- 含量处于上升阶 段,大连地区降雨量偏低,同时
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子、周水子、开发区等地段,2003 年各地段海水入侵特征值统计见表 1。
表 1 2003 年各地段海水入侵特征值统计表
各地段
南关岭 革镇 周水子 营城子 金州 大魏家 大莲 开发
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区
地段面积(km2) 61.9 67.3 43.5 113.9 145.5 117.1 128.8 165.5
入侵面积(km2)
分发生了变化,水化学类型也发生了变化,原来的重碳酸-氯化物型变化为氯化物-重碳酸
型或氯化物型。进入九十年代后,由于各级部门对海水入侵问题的重视,对不合理的开采进
行了限制,海水入侵问题没有明显的发展趋势,基本处于波动状态,见大连市近 10 年的统
测Cl-含量对比表(表 2)。
表 2 1994-2003 年统测Cl-含量对比表
3. 海水入侵的演化过程
据 20 世纪 60 年代初期调查资料,当时除了海积平原及局部海边 4.2km2①受潮汐影响,
地下水微有咸味以外,1其余地方地下水水质普遍良好,水中的Cl-含量一般低于 100mg/l,
均适宜饮用和灌溉,地下水动力条件基本上属于天然状态,地下水分水岭与地表分水岭基本
一致,地下水流向与地形相吻合,在 100-120m标高的丘陵坡麓地带有泉水溢出,咸淡水水
图1 大魏家地段多年降雨量与入侵面积曲线
开采又加强。见大魏家地段多年
降雨与入侵面积的关系曲线。(图 1)
从图中可看出,入侵面积和降雨量的关系一般是降雨量增大,入侵面积减小;降雨量减
小,入侵面积增大。因为降雨量增大,开采量相应变小,海水入侵程度就有所减缓。
由于岩溶地区的海水入比 较复杂,我单位曾在该地段进行 过前期的勘察和可行性研究工 作,基本的防治方法是建地下水
50
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4.海水入侵的方式 根据自然地貌单元和地质-水文地质特征,可把各地段的入侵分为四种方式:② 裸露、半裸露岩溶,不均匀线状入侵型:如革镇堡、南关岭等地段; 隐伏岩溶不均匀线状入侵型:如金州、大魏家、大莲泡等地段; 基岩裂隙不均匀线状入侵型:主要有大连市区的甘井子、周水子、大连港、马栏河口等 地段; 均匀面状入侵型:如营城子、开发区、旅顺口区的一些河口处等地段。
此外,从入侵程度角度分析垂向上的入侵特点: (1)对未入侵区一般Cl-的含量从上至下都呈直线型,一般分布在距海 3300 米的范围内; (2)对轻微入侵的只是下部有较轻微的入侵,上部没有入侵,一般距海 2200 米左右; (3)对严重入侵区有两种类型:一种是上部入侵轻微,下部严重,一般距海为 1500 米左 右;另一种纵向上全部咸化,它们在垂向都呈楔状入侵。
1.大连市概况 大连市区位于东北地区的最南端,占辽东半岛南部的一半地域,半岛轮廓北宽南窄,自 北东向南西呈战戈状斜亘于东部黄海与西部渤海之间。是一个三面环海的低山丘陵地貌,属 暖温带半湿润大陆性季风气候。 大连市是我国北方重要的港口、工业、贸易及旅游城市,目前正按照“大大连”规划纲 要确定的目标,一批重大项目开始组织实施,相应地对地下水需求量与日剧增。同时,大连 又是严重缺水的沿海城市,水资源的开发利用一直是大连市亟待解决的问题。三面靠海的狭 窄半岛地理环境决定了该地区的淡水资源有限。由于不合理的过量开采,打破了地下水的天 然平衡,导致海水不同程度地侵入到陆地含水层之中,出现海水入侵问题⑴⑶。
2. 大连市海水入侵的现状
2.1 海水入侵的现状
大连市海水入侵重点监测区面积 972.8 km2, 2003 年入侵面积已达 178.5km2,最大入
侵内陆距离为 9km,其中入侵比较严重的有大魏家、周水子、南关岭、营城子、金州等地段,
入侵面积分别达到本地段面积的 46.11%、37.01%、33.28%、24.31%和 22.06%。2003
20.6 10.3 16.1 27.7 32.1 54
11.8 5.9
入侵率(%) 33.20 15.3 37.01 24.31 22.08 46.11 9.16 3.56
最高Cl-(mg/l)
728 368 1180
930 3597 1716 930 2316
最低Cl-(mg/l)
62
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取大入侵内陆距离 9
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1.9 南北 3.6
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0.9
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宽
1.5
2.3 海水入侵垂向分布特征
1
大连地区海水入侵的垂向变化主要受岩溶发育深度控制。以大魏家地段为例:该地段地 下岩溶发育深度一般在-70 米以上,岩溶较发育,而在-70 米以下岩溶发育较差,一般近 海地段岩溶发育最好,在岩溶较发育的地方,易引起海水入侵。水质一般较差,全部咸化。
解决海水入侵问题是今后大连市亟待解决的问题。
参考文献 ⑴张勃夫.中国滨海城市地下水开发与海水入侵的研究. 吉林地质.1997. 16(2) ⑵王家礼.海水入侵引起的灾害与对策. 东北水利电利.1997. NO14 ⑶辛江.王教河 .辽宁沿海地区海水入侵的成因及防治措施. 东北水利电利. 2002. 4
88.6 mg/l,自 19184-1988 年, 300 Cl-含量又呈斜线下降,年递减
入侵面积
74.1 mg/l,见周水子地段降雨 量与海水入侵面积的关系曲线。
79 82 83 84 85 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03
图2 周水子地段多年降雨量与入侵面积曲线
①大连市计划委员会:关于大连市海水入侵及防治情况的说明 2001 年 3
侵问题实施治理, 6. 小结 大连市海水入侵问题,是目前大连市比较突出的地质灾害问题,2003 年入侵面积已达
178.5 km2。海水入侵造成了大连市地下淡水资源的进一步馈乏,一定程度上制约了“大大 连”的规划和发展。因此,对海水入侵要开展动态监测工作,并对已入侵地段实施重点监测。 同时,政府有关部门要加强监管,对超采地区的地下水开采进行限制,缓解海水入侵,逐渐 恢复淡水资源。建议有关部门对海水入侵实施详勘后,确定有效的治理方案,尽早实施根治; 在水资源管理上,除了调整开采井布局,适度压缩地下水开采量外,还应该加强地表水地下 水联合调度,植树造林,搞好绿化,增加降雨入渗补给量,营造良好的水资源的开发与生态 环境建设统一起来,这是一项根本性措施⑵。
年从Cl-取样分析看,113 个样中Cl-超标率(含量大于 250mg/l)为 32.74%。同时,Cl-含
量大于 500mg/l达到 22 个点,大于 1000mg/l的点为 12 个点。
2.2 海水入侵平面分布特征
由于海水入侵程度受多种因素控制,根据不同的水文地质单元将大连地区的南部海水入
侵划分为不同的地段研究,从平面上可分为大莲泡、大魏家、金州、革镇堡、南关岭、营城
降入 雨侵 量面
积
(mm)(km2)
库,因为造价相对较高,目前尚 未实施,若能实施,不仅能阻止 海水入侵对水资源起到一个调
900 800 30
节作用。
700
5.2 基岩分布区周水子地段 的海水入侵
自 1979-1984 年,Cl-含量
600 20 500
降雨量
呈斜线上升达到高峰值,年递增 400 10
(图 2)
在曲线中也可看出基本符合降雨增加,入侵面积减小的正常规律。该地段的防治措施的
制定,应该是在先搞清裂隙发育规律,可在有利地段修建阻水屏障,近海地带要控制开采,
特别是海水入侵严重地段,严禁打井,开采井的井距必须保持合理,或者要定期停采或轮换
开采地下水,可以减轻入侵程度,尽量使地下水水位处于“0”米高程左右,逐渐对海水入
降入 雨侵 量面
积
(mm)(km2)
从 60、70 年代到 80 年代初开采 量一直为 1.2-2.4 万吨/日, 900
从 1970-1982 年,十三年间氯 800 40
离子平均Fra Baidu bibliotek量从 379.5 增长到 700
1136.8mg/l,年递增 58.3 mg/l, 600 30
83 年以后供水改为季节性开采
动力是平衡的。到了 20 世纪 70 年代,随着用水量的增加,开采量猛增,破坏了咸淡水的平
衡,引起了海水入侵,使滨海岩溶水地区的水动力和水化学条件及生态平衡条件,均发生了
巨大的变化。进入 20 世纪 80 年代,由于过量开采地下水,全区已形成了一些小降落漏斗,
使某些地区地下水原来由陆向海的正坡向,转为负坡向。海水入侵以后,地下水的水化学组
大连市海水入侵特征
李宝兰 ① 巩建伟 宋庆春 杨莉
(辽宁水文地质工程地质勘察院,大连,116037)
内容摘要:我国北方重要的港口城市大连市,是处于三面靠海的半岛地理环境,也是一个水资源最紧缺的 城市之一。自七十年代开采地下水以来就出现了海水入侵问题,目前此问题仍困绕着大连的经济发展,急 需对重点灰岩地段建地下岩溶水库,同时对裂隙水采取封截、合理布井等综合方法去治理海水入侵。因此, 治理海水入侵问题是大连市当前急需解决的问题。 关健词:大连市;海水入侵问题;地下水资源;治理海水入侵
时间(年) 取Cl-样数 >250mg/l 超标率(%) >500 mg/l >1000 mg/l
(个)
(个)
(个)
(个)
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19
4
1999
125