王萬冠,張漢珍,蘇月月,趙海濤,周榮光

(東營市海洋發(fā)展和漁業(yè)局,山東 東營 257100)

0 前言

海水入侵是指濱海地區(qū)地下淡水被超量開采,導(dǎo)致水位下降,進(jìn)而使海水補(bǔ)充進(jìn)來,所表現(xiàn)的海水入侵惡化淡水的現(xiàn)象[1-3],其主要誘發(fā)因素是人為活動(dòng)所造成的淡、海水間水動(dòng)力平衡的破壞[4-6]。海水入侵會(huì)引發(fā)一系列的生態(tài)問題及危害,如地下淡水變咸、土壤鹽分增加、荒地增加,嚴(yán)重情況下使得工廠、村莊搬遷[7-9]。為加強(qiáng)對海水入侵與土壤鹽漬化的監(jiān)測,根據(jù)山東省海洋局安排部署,東營市海洋發(fā)展研究院負(fù)責(zé)東營地區(qū)海水入侵與土壤鹽漬化的監(jiān)測工作。

本文根據(jù)2020-2022年海水入侵和土壤鹽漬化監(jiān)測結(jié)果,分析了東營地區(qū)海水入侵和土壤鹽漬化現(xiàn)狀,為后續(xù)分析評價(jià)其分布狀況、預(yù)測變化趨勢和預(yù)警相關(guān)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等提供基礎(chǔ)資料支撐。

1 材料與方法

1.1 監(jiān)測站位

東營市位于山東省東北部、黃河入海口的三角洲地帶,全市海域面積6 000 km2,灘涂面積達(dá)1 200 km2,擁有發(fā)展海水養(yǎng)殖的優(yōu)越條件。全市海岸線長度413 km,依靠渤海灣南部和萊州灣北部呈弧曲形分布,海岸類型主要為淤泥質(zhì)海岸[10-12]。2020-2022年,東營市海水入侵和土壤鹽漬化監(jiān)測項(xiàng)目組在河口區(qū)、墾利區(qū)、廣饒縣內(nèi)共設(shè)置11個(gè)監(jiān)測站位(見表1),其中海水入侵監(jiān)測水樣為監(jiān)測站位的水井水,土壤鹽漬化土壤樣品為海水入侵監(jiān)測井附近、表層0.5 m處的土壤。

1.2 監(jiān)測項(xiàng)目和時(shí)間

監(jiān)測項(xiàng)目按照《海水入侵監(jiān)測與評價(jià)技術(shù)規(guī)程》[13]、《土壤鹽漬化監(jiān)測與評價(jià)技術(shù)規(guī)程》[14]選取下表所列監(jiān)測指標(biāo)(表2、表3)。監(jiān)測時(shí)間為根據(jù)實(shí)際情況分別在枯水期(4-5月)和豐水期(8月)進(jìn)行一次采樣。

表1 海水入侵和土壤鹽漬化監(jiān)測站位

表2 海水入侵監(jiān)測項(xiàng)目與分析方法一覽表

表3 鹽漬化監(jiān)測項(xiàng)目與方法一覽表

1.3 結(jié)果評價(jià)

根據(jù)相關(guān)評價(jià)技術(shù)規(guī)程對分析數(shù)據(jù)進(jìn)行評價(jià),評價(jià)指標(biāo)見表4～表6。

表4 海水入侵程度等級劃分

表5 土壤鹽漬化類型劃分標(biāo)準(zhǔn)

2 分析結(jié)果

2.1 海水入侵監(jiān)測結(jié)果分析評價(jià)

各監(jiān)測站位海水入侵監(jiān)測結(jié)果(2020-2022年)如圖1～圖3所示。

從中可以看出,絕大部分監(jiān)測站位(除廣饒縣9號(hào)點(diǎn)位外)氯離子濃度指標(biāo)均超過1 000 mg/L(海水嚴(yán)重入侵限值),表明沿海地區(qū)已遭海水嚴(yán)重入侵,且豐水期與枯水期氯離子濃度相差不大,濃度均較高。此外,各監(jiān)測站位氯離子濃度自2020-2022年呈下降趨勢,主要是年降水量增多與地下水超采綜合治理共同作用的結(jié)果。

圖1 監(jiān)測站位2020-2022年枯水期氯離子濃度

表6 土壤鹽漬化程度劃分標(biāo)準(zhǔn)

圖2 監(jiān)測站位2020-2022年豐水期氯離子濃度

圖3 監(jiān)測站位2021-2022年枯水期、豐水期氯離子濃度對比

此外,根據(jù)2022年枯水期和豐水期監(jiān)測數(shù)據(jù)對比(圖4),可以明顯發(fā)現(xiàn)各監(jiān)測站位電導(dǎo)率和氯離子濃度存在較好相關(guān)性。在野外調(diào)查時(shí),可通過現(xiàn)場測定電導(dǎo)率來快速判定海水入侵程度。

圖4 2022年枯水期和豐水期電導(dǎo)率和氯離子濃度相關(guān)性對比

2.2 土壤鹽漬化監(jiān)測結(jié)果分析評價(jià)

各監(jiān)測站位土壤鹽漬化監(jiān)測結(jié)果(2020-2022年)如表7所示。

從中可以看出,監(jiān)測點(diǎn)位的土壤鹽漬化類型主要為硫酸鹽-氯化物型及氯化物型,鹽漬化程度由2020-2022年略有緩解,尤其是在豐水期非鹽漬化土占比較多,變化比較明顯,這主要是由于雨水較多所導(dǎo)致。結(jié)合站位信息,隨著監(jiān)測站位越接近海邊,檢測結(jié)果并未呈現(xiàn)明顯的土壤鹽漬化程度越嚴(yán)重的特點(diǎn),這有待于進(jìn)一步向內(nèi)陸延伸監(jiān)測站位開展檢測分析?？傮w來說,東營沿海地區(qū)土壤鹽漬化程度仍然較高。

表7 土壤鹽漬化類型和土壤鹽漬化程度監(jiān)測結(jié)果

3 結(jié)果討論

(1)監(jiān)測結(jié)果表明,東營市近岸氯離子濃度較高,超過嚴(yán)重入侵限值,表明近岸沿海已遭嚴(yán)重海水入侵;同時(shí),近岸沿海土壤鹽漬化程度也較高。就時(shí)間上來看,海水入侵程度與土壤鹽漬化程度自2020年以來有所下降,主要是年降水量增多以及地下水超采綜合治理共同作用的結(jié)果。此外,從電導(dǎo)率和氯離子濃度對比來看,兩者存在較好相關(guān)性,電導(dǎo)率可用來快速判定海水入侵程度。

(2)監(jiān)測中,因受條件限制,選取已有水井作為監(jiān)測站位,位置選擇未能探明海水入侵距離,也未嚴(yán)格達(dá)到區(qū)分鹽土區(qū)、過渡帶、非鹽漬化區(qū)的要求,因此站位布設(shè)還需進(jìn)一步優(yōu)化,盡量布設(shè)多個(gè)不同離海距離的監(jiān)測斷面,摸清不同區(qū)域海水入侵距離和土壤鹽漬化狀況。

(3)此外,海水入侵會(huì)引發(fā)地下水水質(zhì)惡化、土壤退化等一系列生態(tài)環(huán)境問題,嚴(yán)重制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。為防止海水入侵及其次生土壤鹽漬化災(zāi)害,同時(shí)為海洋生態(tài)保護(hù)修復(fù)提供科學(xué)依據(jù),開展海水入侵和土壤鹽漬化監(jiān)測很有必要,且應(yīng)盡可能采用現(xiàn)代技術(shù)開展連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測,實(shí)時(shí)掌握海水入侵相關(guān)指標(biāo)狀況和入侵范圍、入侵程度及趨勢。