20世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水量快速增加，地下水開(kāi)采量不斷增多，海水入侵范圍也逐漸擴(kuò)大。“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“黃渤海沿海地區(qū)地下水管理與海水入侵防治研究”專(zhuān)項(xiàng)研究成果表明，我國(guó)遼寧、河北、山東、江蘇、浙江、福建、廣東、廣西、海南等9個(gè)省份遭受海水入侵。

海水入侵區(qū)通常是農(nóng)業(yè)高產(chǎn)區(qū)。海水入侵使得地下水咸化、土壤鹽漬化，大批機(jī)井因水質(zhì)惡化報(bào)廢，農(nóng)業(yè)產(chǎn)量大幅度下降，個(gè)別地方甚至絕產(chǎn)。海水入侵區(qū)通常又是工業(yè)密集區(qū)，海水入侵導(dǎo)致濱海平原地下水水質(zhì)日趨惡化，另建水源地或者增加輸水管線都會(huì)加大生產(chǎn)成本；水中氯離子含量增加，總硬度升高，不僅增加水處理費(fèi)用，還降低產(chǎn)品質(zhì)量，并使生產(chǎn)設(shè)備及輸水管線遭受?chē)?yán)重腐蝕。海水入侵還會(huì)造成入侵區(qū)地下水型飲用水水源水質(zhì)惡化，導(dǎo)致甲狀腺腫、氟骨病、氟斑牙、布氏菌病、肝吸蟲(chóng)病等疾病的發(fā)病率顯著提高。

海水入侵對(duì)我國(guó)沿海地區(qū)水安全、糧食安全、生態(tài)安全和人民群眾生命健康造成了很大的危害，更會(huì)影響京津冀協(xié)同發(fā)展、長(zhǎng)三角一體化發(fā)展、粵港澳大灣區(qū)建設(shè)等國(guó)家重大戰(zhàn)略的順利實(shí)施。海水入侵主要是由沿海地區(qū)地下水的不合理開(kāi)發(fā)利用引起的，地方有關(guān)部門(mén)應(yīng)該提高對(duì)海水入侵成因與危害的認(rèn)識(shí)，并結(jié)合本地區(qū)實(shí)際情況，加強(qiáng)沿海地區(qū)地下水管理，掌握海水入侵防治技術(shù)，推進(jìn)海水入侵適應(yīng)性管理對(duì)策落地實(shí)施。

一、海水入侵現(xiàn)狀及成因

1.海水入侵現(xiàn)狀

根據(jù)海水入侵重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)研究成果，黃渤海沿海地區(qū)是我國(guó)海水入侵最為嚴(yán)重的區(qū)域，海水入侵面積占全國(guó)的61%，主要分布于丹東、大連、營(yíng)口、盤(pán)錦、錦州、葫蘆島、秦皇島、唐山、煙臺(tái)、威海、青島、日照等城市。此外，黃渤海沿海地區(qū)還有大片氯離子濃度大于等于250mg/L的咸水體分布，面積占全國(guó)的89.6%。沿海地區(qū)咸水體的形成與過(guò)往地質(zhì)時(shí)期海水滯留、入侵有密切的關(guān)系。

2.海水入侵成因

我國(guó)沿海地區(qū)海水入侵成因主要有人類(lèi)活動(dòng)與自然變化兩種。

（1）人類(lèi)活動(dòng)

地下水超采。我國(guó)沿海地區(qū)的海水入侵主要是地下水超采引起的。地下水的過(guò)量開(kāi)采，破壞了天然條件下海岸帶含水層中淡水與海水間的平衡，導(dǎo)致海水向內(nèi)陸入侵。例如，在山東省沿海地區(qū)，由于工農(nóng)業(yè)用水量持續(xù)增加，加上地表水資源供應(yīng)不足，地下水超采量不斷加大，導(dǎo)致煙臺(tái)、威海、青島、日照等四地海水入侵面積不斷擴(kuò)大。

河道無(wú)序攔水。在部分沿海地區(qū)，入海河流中上游修建了大量水庫(kù)、擋水閘及截潛流工程，層層截流，但缺乏統(tǒng)一調(diào)度管理，導(dǎo)致河道下泄生態(tài)流量無(wú)法保障，地下水補(bǔ)給量削減，海水入侵不斷加劇。

河道采砂。部分地區(qū)在入海河道挖砂，導(dǎo)致河床高程逐年下降，海潮上溯距離延長(zhǎng)，同時(shí)破壞了含水層結(jié)構(gòu)、改變了地下水補(bǔ)給條件，加速了海水向內(nèi)陸的侵入。

曬鹽與海水養(yǎng)殖。濱海地區(qū)常有在海邊修建大量蝦池、參池等海水養(yǎng)殖場(chǎng)，擴(kuò)建鹽田，抽引海水或高濃度地下鹵水曬鹽等生產(chǎn)活動(dòng)，這些生產(chǎn)活動(dòng)將海水引入內(nèi)陸數(shù)公里，加劇了局部地區(qū)的海水入侵。

（2）自然變化

海平面上升。根據(jù)《中國(guó)海平面公報(bào)》，1980—2019年，我國(guó)沿海海平面上升速率為3.4mm/a，高于同時(shí)段全球平均水平。預(yù)計(jì)未來(lái)30年，我國(guó)沿海海平面上升高度最大將達(dá)179mm。海平面的上升使咸淡水之間原有的水動(dòng)力平衡遭到一定程度的破壞，咸淡水界面向內(nèi)陸方向移動(dòng)，加重了沿海地區(qū)的海水入侵問(wèn)題。

氣象條件。淺層地下水的補(bǔ)給主要來(lái)源于大氣降水。在豐水年，降水多，河道徑流大，補(bǔ)給地下水的水量就多，海水入侵速度就會(huì)減慢；在枯水年，尤其是連枯年份，降水少，地下水補(bǔ)給量少，加上地表水資源減少導(dǎo)致地下水開(kāi)采量增大，會(huì)使地下水水位下降，海水入侵程度就會(huì)加重。此外，風(fēng)暴潮會(huì)使沿海地區(qū)部分陸地被淹沒(méi)，海水長(zhǎng)時(shí)間在陸地滯留，為海水入侵創(chuàng)造了有利條件。

海岸帶地質(zhì)條件。地質(zhì)構(gòu)造對(duì)海水入侵的發(fā)生地點(diǎn)、方式、途徑等起到了控制作用。砂質(zhì)海岸地層主要為第四系松散沉積物，容易發(fā)生海水入侵。另外，上覆第四系松散層、延伸入海的承壓含水層頂部存在巖性天窗，或因海底地形切割導(dǎo)致隔水層變薄、缺失，形成具有一定透水性能的基巖斷裂破碎帶或巖溶溶隙、溶洞等，均使海水可直接與含水層中地下水發(fā)生水力聯(lián)系，即形成連通海水與地下水的“通道”，易引發(fā)海水入侵。

總而言之，海平面上升、干旱少雨、地表水資源不足是海水入侵的背景因素；地質(zhì)條件是海水入侵的基礎(chǔ)條件，控制著海水入侵的分布、方式和途徑；不合理的人類(lèi)活動(dòng)是海水入侵的誘發(fā)因素，控制著海水入侵的速度和程度，其中過(guò)量開(kāi)采地下淡水是最主要的原因。

二、海水入侵防治技術(shù)與方法

基于海水入侵重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)成果，綜合分析黃渤海沿海地區(qū)已經(jīng)實(shí)施的海水入侵防治技術(shù)，并借鑒其他海水入侵區(qū)常用的防治技術(shù)與方法，歸納總結(jié)出海水入侵防治技術(shù)與方法，主要包括以下幾種類(lèi)型。

1.地表攔蓄補(bǔ)源

地表攔蓄補(bǔ)源技術(shù)主要通過(guò)攔截和存蓄雨洪水、上游閘壩棄水、區(qū)間地表徑流等，提高地表雨洪水滯蓄能力。為提高地表蓄水入滲能力，地表攔蓄通常與河道治理結(jié)合實(shí)施，即采取疏浚、擴(kuò)挖等方式改造已有坑塘、河道，形成滲水廊道，在閘壩前適宜區(qū)域修建回補(bǔ)池渠，實(shí)施地下水人工補(bǔ)給。山東省青島市大沽河干、支流上已修建多座閘壩，形成了梯級(jí)攔蓄模式，提升了地下水資源的補(bǔ)給和利用水平，在一定程度上緩解了當(dāng)?shù)厮Y源緊缺形勢(shì)。

2.地下水井回補(bǔ)

地下水井回補(bǔ)是直接補(bǔ)給目標(biāo)含水層地下水的主要技術(shù)方法。根據(jù)穿透地層厚度的不同，地下水回補(bǔ)井可分為包氣帶井和含水層井兩大類(lèi)，其中包氣帶井又稱(chēng)為干井或滲濾井。地下水回補(bǔ)井通常是機(jī)井，在地表土地資源有限、包氣帶滲透性差或補(bǔ)給目標(biāo)含水層較深時(shí)，一般會(huì)通過(guò)機(jī)井將補(bǔ)給水源直接注入目標(biāo)含水層。按照利用模式的不同，地下水回補(bǔ)井可分為單一注水井，含水層儲(chǔ)存回采系統(tǒng)和含水層儲(chǔ)存、運(yùn)移及回采系統(tǒng)；按照注水補(bǔ)給技術(shù)的不同，可分為無(wú)壓回灌井、真空回灌井和加壓回灌井。

3.地下水庫(kù)調(diào)蓄

地下水庫(kù)是以含水層空隙為儲(chǔ)水空間，在人工干預(yù)下形成的具有一定調(diào)蓄能力的水資源開(kāi)發(fā)利用工程。濱海平原海水入侵區(qū)的地下水庫(kù)主要利用地下壩體徹底阻斷海水入侵路徑，然后在地下壩內(nèi)陸一側(cè)，采取抽咸補(bǔ)淡方式，在治理咸水體的同時(shí)，積極回補(bǔ)淡水，在此基礎(chǔ)上開(kāi)展地表水源的地下調(diào)蓄利用。地下水庫(kù)建設(shè)技術(shù)主要包括補(bǔ)給水源預(yù)處理、補(bǔ)給區(qū)建設(shè)、地下截滲墻建設(shè)、供排水設(shè)施建設(shè)、監(jiān)測(cè)與運(yùn)行系統(tǒng)建設(shè)等。

4.地表防潮堤閘建設(shè)

沿海風(fēng)暴潮往往導(dǎo)致潮水沿河上溯倒灌，加劇近海陸地海水入侵。在濱海河口、海岸等地帶修建河口閘、防潮堤壩和生態(tài)型海岸防護(hù)工程等，可從地表阻斷海水入侵通道。山東省萊州市自20世紀(jì)70年代開(kāi)始防潮堤建設(shè)，并于21世紀(jì)初對(duì)其完成了除險(xiǎn)加固，大幅度提升了防潮標(biāo)準(zhǔn)，有效抵御了風(fēng)暴潮侵襲。山東省濰坊市在北部沿海地帶也修建了防潮大堤，使沿海平原區(qū)免遭海潮襲擊，海水入侵受到不同程度的遏制。

5.地下防滲墻建設(shè)

地下防滲墻是在濱海含水層中修建的攔截海水入侵的地下實(shí)體壩。在入海河道或咸淡水流通性較好的地點(diǎn)修建防滲墻后，原地層的透水性被大大削弱甚至完全消除，所以防滲墻一方面可以阻止下游海水對(duì)上游淡水的入侵，另一方面還可以攔蓄調(diào)節(jié)自上游向下游排泄的地下淡水。根據(jù)材料的不同，地下防滲墻可分為黏土防滲墻、混凝土防滲墻、自凝灰漿防滲墻等；按照施工方法的不同，可以分為高壓噴射防滲墻、射水法防滲墻、開(kāi)孔造槽回填連續(xù)防滲墻等。

6.淡水帷幕構(gòu)建

淡水帷幕是將地表淡水回灌補(bǔ)給含水層，使得地下淡水水頭高于臨近的咸水水頭，重新建立起由陸地指向海洋的正向水力梯度，在海水入侵的咸淡水前鋒區(qū)形成一條帶狀阻咸帷幕屏障，借助較高的淡水水頭及條帶狀淡水體隔離咸水，防止其持續(xù)向內(nèi)陸運(yùn)移。淡水帷幕構(gòu)建技術(shù)主要包括補(bǔ)給點(diǎn)范圍選取、補(bǔ)給深度與補(bǔ)給量合理分配等，如何在地下形成連續(xù)持久的淡水體是此項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵。

7.區(qū)域水源調(diào)配

區(qū)域水源調(diào)配主要通過(guò)建設(shè)引調(diào)水工程，向受海水入侵威脅區(qū)域調(diào)配淡水，增加區(qū)域供水能力。萊州市先后建設(shè)了東水西調(diào)工程、小沽河調(diào)水工程，將東南山區(qū)的汛期洪水調(diào)度到缺水的西北濱海平原區(qū)，既減輕了東南山區(qū)防汛壓力，又緩解了平原區(qū)缺水狀況，還減少了濱海地區(qū)地下水開(kāi)采量，減緩了海水入侵速度。

8.地表水與地下水聯(lián)合調(diào)控

地表水與地下水聯(lián)合調(diào)控是防治海水入侵的重要非工程技術(shù)方法，主要包括海水入侵預(yù)測(cè)、地表水利工程調(diào)度、地下水開(kāi)采優(yōu)化調(diào)控等。通過(guò)實(shí)施地表水與地下水聯(lián)合調(diào)控，優(yōu)化水庫(kù)、閘壩、開(kāi)采井等工程的調(diào)度運(yùn)行，合理調(diào)整地下水開(kāi)采的時(shí)空布局，避免集中高強(qiáng)度開(kāi)采，防止地下水水位負(fù)值區(qū)持續(xù)擴(kuò)展，增強(qiáng)地下水系統(tǒng)調(diào)蓄能力和區(qū)域地表水與地下水資源統(tǒng)一配置調(diào)度能力，實(shí)現(xiàn)區(qū)域有限淡水資源的可持續(xù)利用。

黃渤海沿海地區(qū)海水入侵歷史久遠(yuǎn)、成因復(fù)雜，加之區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展迅速，人類(lèi)活動(dòng)影響劇烈，憑借單一技術(shù)方法很難達(dá)到良好的防治效果，需要在分析研究黃渤海沿海地區(qū)攔蓄補(bǔ)源、地下水回補(bǔ)、地下防滲墻等現(xiàn)有海水入侵防治技術(shù)方法的基礎(chǔ)上，將各類(lèi)技術(shù)方法進(jìn)行系統(tǒng)整合并加以優(yōu)化，聯(lián)合運(yùn)用水庫(kù)、攔河閘壩、防滲墻、人工回補(bǔ)和控制開(kāi)采等措施，構(gòu)建工程與非工程措施相結(jié)合、地表水與地下水聯(lián)合調(diào)度的海水入侵綜合防治技術(shù)方法體系。

三、海水入侵適應(yīng)性管理對(duì)策

1.強(qiáng)化水資源剛性約束

在黃渤海沿海地區(qū)全面加強(qiáng)水資源消耗總量和強(qiáng)度雙控，堅(jiān)持以水而定、量水而行，堅(jiān)決遏制不合理用水需求，實(shí)現(xiàn)用水方式由粗放低效向節(jié)約集約的根本轉(zhuǎn)變。統(tǒng)籌經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與海水入侵防治需求，以縣域?yàn)閱卧_(kāi)展水資源承載能力評(píng)價(jià)，建立預(yù)警體系，發(fā)布預(yù)警信息，強(qiáng)化水資源承載能力對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的剛性約束。重點(diǎn)推進(jìn)重大產(chǎn)業(yè)布局和各類(lèi)開(kāi)發(fā)區(qū)規(guī)劃水資源論證，嚴(yán)格建設(shè)項(xiàng)目水資源論證和取水許可管理，從嚴(yán)核定沿海地區(qū)許可水量，對(duì)可能引發(fā)或加劇海水入侵的地下水超采區(qū)暫停審批新增取用地下水許可。

2.全面深挖節(jié)水潛力

加快落實(shí)《國(guó)家節(jié)水行動(dòng)方案》，全面深挖節(jié)水潛力，逐步減輕黃渤海沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)對(duì)地下淡水資源的依賴程度。從發(fā)展節(jié)水型農(nóng)業(yè)入手，加快節(jié)水改造和高標(biāo)準(zhǔn)節(jié)水灌溉工程建設(shè)，推廣農(nóng)藝節(jié)水措施，提高農(nóng)業(yè)用水效率。合理調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，控制適當(dāng)?shù)乃堤锉壤?，發(fā)展旱作雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)，推廣耐旱、耐鹽作物品種，因地制宜種植海水稻。按照宜林則林、宜草則草、宜藥則藥的原則，發(fā)展雨養(yǎng)生態(tài)農(nóng)業(yè)。推進(jìn)非常規(guī)水源利用，將再生水、城市雨水、淡化海水等納入水資源統(tǒng)一配置，帶動(dòng)非農(nóng)領(lǐng)域節(jié)水。加大城市雨水滲、滯、蓄、用、排等收集利用設(shè)施建設(shè)，擴(kuò)大海水淡化規(guī)模，在沿海電力、化工、石化等行業(yè)鼓勵(lì)海水直接利用。

3.嚴(yán)格水量水位雙控

合理確定海水入侵威脅區(qū)的地下水開(kāi)采量和控制水位閾值，在沿海地區(qū)加快推行地下水開(kāi)采量與水位“雙控”管理。在海水入侵嚴(yán)重和發(fā)展較快地區(qū)實(shí)行地下水開(kāi)采分區(qū)分級(jí)管控，防止地下水水位負(fù)值區(qū)持續(xù)擴(kuò)展。調(diào)整地下水開(kāi)采時(shí)間，優(yōu)化分散開(kāi)采井布局，避免集中高強(qiáng)度開(kāi)采，增強(qiáng)地下水系統(tǒng)自然修復(fù)能力。對(duì)于多層承壓含水層分布區(qū)，調(diào)整開(kāi)采含水層位，有計(jì)劃地開(kāi)采不同層位，控制每個(gè)開(kāi)采含水層的淡水水位或壓力水頭不低于海水水位。嚴(yán)格禁采區(qū)、限采區(qū)管理，依法規(guī)范機(jī)井建設(shè)管理，排查登記已建機(jī)井，對(duì)未經(jīng)批準(zhǔn)和公共供水管網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)的自備水井，一律予以關(guān)閉。

4.優(yōu)化調(diào)配淡水水源

建設(shè)引調(diào)水工程，實(shí)施區(qū)內(nèi)區(qū)外水源調(diào)度，向海水入侵威脅區(qū)域調(diào)配淡水水源，增強(qiáng)區(qū)域供水能力。合理利用當(dāng)?shù)氐乇硭醇巴庹{(diào)水置換地下水水源，逐步削減地下水開(kāi)發(fā)利用程度較高地區(qū)的地下水超采量。例如，青島市實(shí)施的引黃濟(jì)青工程，對(duì)海水入侵區(qū)的供水狀況有很大的改善，收到了較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。與此同時(shí)，青島市加強(qiáng)水庫(kù)、閘壩、開(kāi)采井等水利工程的聯(lián)合調(diào)度，優(yōu)化工程運(yùn)行管理。大沽河干、支流上已修建多座梯級(jí)閘壩，初步形成了“梯級(jí)攔蓄、水面相連、削錯(cuò)洪峰、截流尾水、徑潛合取、規(guī)范管理”的聯(lián)合調(diào)度模式，提高了汛期雨洪資源的利用水平，在一定程度上緩解了當(dāng)?shù)厮Y源緊缺形勢(shì)。

5.增加地下淡水補(bǔ)給

采用地表攔蓄補(bǔ)源、地下水井回補(bǔ)等工程措施增加地下水補(bǔ)給，抬高淡水水位，以改善海水入侵狀況。結(jié)合入海河流源短流急特點(diǎn)，在濱海地區(qū)河道上合理規(guī)劃建設(shè)攔河閘、攔河壩等攔蓄工程，通過(guò)梯級(jí)攔蓄方式，在保障河流生態(tài)基流的基礎(chǔ)上，提高河流雨洪水滯蓄能力，增加河流對(duì)地下水的下滲補(bǔ)給。綜合考慮地下儲(chǔ)水空間、包氣帶滲透性能、含水層邊界封閉性等條件，結(jié)合地下截滲墻建設(shè)，構(gòu)建地下水庫(kù)，實(shí)施地下水聯(lián)合補(bǔ)給和優(yōu)化開(kāi)采，提高地下水人工調(diào)蓄能力。

6.阻斷海水入侵通道

通過(guò)修建河口閘、防潮堤、截滲墻等水利工程，從地表或地下物理阻斷海水入侵通道。在河口地帶，修建攔河閘、防潮堤壩以及生態(tài)型海岸防護(hù)工程；在濱海含水層中，采用高壓噴射灌漿、靜壓灌漿等方法構(gòu)筑地下截滲墻。例如，青島市在大沽河下游麻灣攔河閘位置，借興建攔河閘時(shí)的地下水截流，興建截滲墻；山東省龍口市八里沙河、黃水河等的下游均修建了地下截滲墻，形成地下攔水壩，攔蓄地下潛流，阻止海水向內(nèi)陸入侵。

7.提高地下水監(jiān)控能力

刊于《中國(guó)水利》2021年第7期，有刪節(jié)

作者/孫金華（南京水利科學(xué)研究院副院長(zhǎng)），吳永祥，林錦，鐘華平，李偉，韓江波，李岱遠(yuǎn)

責(zé)編/呂彩霞

審核/車(chē)小磊

監(jiān)制/馬穎卓