海水入侵的研究（可编辑） .doc

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1、海水入侵的研究 摘 要 在总结国内外海水入侵概念的基础上,给出了其相对完整的定义描述,即:在自然或人为因素的影响下,使滨海地带含水层的水动力条件发生了改变,淡水与海水之间的平衡状态发生了变化,导致海水与淡水有直接水力联系的高矿化度的地下水沿含水层向内陆方向侵入,咸淡水界面不断向陆地推进,使地下淡水资源不断遭受破坏的过程与现象。 详细分析了崂山区海水入侵的基本特征及分布、海水入侵形态、海水入侵的进程及趋势、海水入侵的成因及所造成的危害等。分析表明崂山区海水入侵形态基本有以下三种方式:面状侵入、线状侵入、溶洞状侵入。海水入侵的趋势为:海水入侵面积有小大小大的变化规律。海水入侵的成因是具有了水动力条

2、件和水文地质条件,而人为的改变地下水动力条件是发生海水入侵的主要原因。海水入侵给工农业生产及人民生活均造成了较大的影响,制约崂山区经济发展。 对典型区域采用人工神经网络模型法建立了地下水可开采量的计算模型。其中,由两个输入单元对应于甘井子区地下水开采量和降水量,七个中间隐含单元和两个输出单元对应地下水中C1一浓度和海水入侵面积组成的三层网络模型,计算出地下水可开采量,只要保证该区实际开采量小于地下水可开采量,即可有效地控制海水入侵。 根据崂山区特有的地质、水文地质条件及地下水开发利用程度的不同,提出了防止海水入侵,实现地下水系统的良性运行的策略,并给出了因地制宜的海水入侵防治措施等。关键词:崂

3、山、海水入侵、入侵危害、防治措施 Abstract Based on summarizing the concepts of seawater intrusion in and abroad, gives the definition of relatively complete description, namely: in the natural or man-made factors, changed the hydrodynamic conditions make the coastal zone of the aquifer, changed the balance between

4、freshwater and seawater, resulting in high salinity seawater direct hydraulic connection and the fresh water aquifer groundwater along inland invasion, the interface of salt and fresh water continue to promote land, processes and phenomena that underground freshwater resources continue to suffer dam

5、age. A detailed analysis of the Laoshan area of seawater intrusion and the basic characteristics of the distribution, morphology, seawater intrusion of seawater intrusion process and trend of seawater intrusion, the cause of formation and harm. Analysis shows that the morphology of seawater intrusio

6、n in Laoshan area, there are three basic ways: area-form intrusion, intrusion, intrusion of cave shape line. Seawater intrusion trend: seawater intrusion area changes the small to big to small to large: the cause of formation of seawater intrusion is the hydrodynamic conditions and hydrogeological c

7、onditions, and hydrodynamic conditions of groundwater artificial change was the main reason for the occurrence of seawater intrusion. Seawater intrusion has caused great influence to the industrial and agricultural production and peoples life, restricting economic development in Laoshan district. Th

8、e typical regional groundwater mining quantity calculation model was established by using the artificial neural network model. Among them, the two input units corresponding to the Ganjingzi area groundwater exploitation and precipitation, the middle seven of the hidden units and two output units cor

9、responding to a concentration of C1 in groundwater and seawater intrusion area of three layer network model, calculate the exploitable quantity of groundwater, as long as the guarantee that the actual exploitation amount is less than the quantity of water exploitation, can effectively control the se

10、awater intrusion. According to the Laoshan area unique geological, hydrogeological conditions and the development and utilization of groundwater, put forward to prevent seawater intrusion of groundwater system, realize the benign operation strategy, and gives a suit ones measures to local conditions

11、 of seawater intrusion prevention measures.Keyword: Laoshan mountain,seawaterinvasion,Invasion,prophylactico-therapeutic measur目 录 第一章 绪论 1 1.1海水入侵的概念1 1.2海水入侵的原理2 1.3海水入侵国内外研究状况5 1.4崂山区海水入侵的现状7 第二章 研究区概况 10 2.1地理位置及交通状况10 2.2社会经济状况11 2.3自然条件分析12 2.4区域地貌15 2.5水文地质条件16 第三章 海水入侵的普查与监测 20 3.1水化学方法20 3.

12、2高密度电法31 3.3小结36 第四章 海水入侵的成因 37 4.1自然因素37 4.2人为因素39 第五章 海水入侵的危害 43 5.1对工业的影响43 5.2对农业的影响43 5.3对生活的影响46 5.4自然生态系统的逆向演替47 第六章 海水入侵的防治对策 49 6.1调整产业结构49 6.2拦蓄地下水49 6.3节约用水50 6.4建设和加固防堤工程50 6.5合理利用海岸滩涂50 6.6开展海水入侵监测和海水入侵科技攻关51 第七章 结论 52 参考文献53 致谢词56 附录 外文文献及翻译57第一章 绪 论 目前,全世界已经有几十个国家和地区的几百个地方发现了海水入侵问题,海水

13、入侵给各国沿海地区带来了严重危害,造成巨大经济损失,严重阻碍了经济社会的持续发展。全球范围海水入侵的普遍性己经引起国际社会的共同关注,有关国家积极开展海水入侵问题的研究和治理。1.1海水入侵的概念 海水入侵是滨海地区常见的一种自然地质灾害,世界各国的专家、学者纷纷根据自己的理解对其含义进行了描述,但是迄今为止,还没有一个一致的定义,甚至对这一现象的称谓及其涵盖的范围都存在着不同的认识。国外文献一般称之为盐水入侵salinity intrusion,国内文献除称海水入侵外,还有海水侵染、海水内侵、海水地下入侵、咸水入侵、咸水侵染、卤水侵染等名词,但相对而言,目前接受“海水入侵”的学者较多。中华人

14、民共和国国家标准水文地质术语GB/T14157-93 1中提到:“海水入侵是指海滨地区,因过量抽取地下水,海水和地下淡水的天然平衡条件被破坏,从而引起海水向大陆含水层推移的一种有害水文地质作用”。从上述定义可以看出,海水入侵的本质是:“滨海地区由于人为超量开采地下水,引起地下水位大幅度下降,海水与淡水之间原有的动态平衡被破坏,从而导致咸淡水界面向陆地方向推进”。由此,海水入侵相对完整的定义为:在自然或人为因素的影响下,使滨海地带含水层的水动力条件发生了改变,淡水与海水之间的平衡状态发生了变化,导致海水或与淡水有直接动力联系的高矿化度的地下水沿含水层向内陆方向侵入,咸淡水界面不断向陆地推进,使地

15、下淡水资源不断遭受破坏的过程与现象2。除称海水入侵外,还可称之为海水内侵、海水地下入侵、海水侵染等,但相对而一言,目前接受“海水入侵”的学者较多。1.2海水入侵的原理 天然状态下,沿海地带含水层的咸淡水保持着相对平衡:一方面地下水位自陆地向海洋方向倾斜,地下水向海洋排泄;另一方面,由于海水的密度s大于淡水的密度f,必然会有一部分海水向陆地移动,通常情况下前者大于后者,即排入海洋的淡水多于流入陆地的海水,从而保证了沿海地区的含水层不被海水入侵。地下淡水向海排泄与咸水向陆移动的过程中,两者因扩散和弥散而形成一定宽度的过渡带图1-1,在咸淡水平衡的条件下,过渡带基本稳定,当外界咸淡水平衡遭到破坏,过

16、渡带发生相应移动Ghyben-Herzberg公式3简单清楚地解释了这一现象的发生。 在不考虑海水回流、淡水入海流等情况及假定过渡带为一突变界面的基础上,根据咸淡水界面上任一点处淡水压强与咸水压强相平衡的原理,Ghyben- Herzberg公式表示为式中: s , f分别为淡水密度和海水密度;hf, z分别为离海岸某一距离处,淡水高出海面的高度和界面位于海面以下的深度,如图1-2所示。 图1-1 海水与地下淡水平衡示意图 图1-2 天然状态下海水与淡水的水静力学模型示意图 通常状况下s1.025g/cm3,将其与f1.000g/cm3,代入式1.1得: z 40 hf 1.2 即在离海岸任一

17、距离上,稳定界面在海面以下的深度为该处淡水高出海面高度的40倍,也就是说,海平面以上地下淡水下降1个单位高度,海平面以下咸淡水界面必将迅速上升40个单位高度,也可以这样理解:在自然和人为条件下,海平面以上淡水高度稍有降幅,海平面以下咸淡水平衡必将遭到破坏,海水及过渡带必然向陆地移动,致使原来充满淡水的含水层部分被海水填充,便产生了海水入侵,而当地下水位降低到海平面时,z也变为0,即咸淡水界面上升到海平面,整个地下水淡水层全部被咸化。对于渗透性极强的含水层,可利用式1.2直接进行近似计算;对于渗透性较弱的含水层,由于咸淡水界面在向淡水体运动的过程中受到阻力,造成水头损失,致使推进速度减慢,含水层

18、的渗透性能越差,推进速度越慢,反之亦然,因此,有些地区地下淡水水位较之天然状态稍有降幅,就发生了海水入侵;而有些地区,地下淡水水位己降到海平面以下几米,甚至几十米也未发生海水入侵。 海水入侵一旦发生,通常经历初始、加剧、减缓三个阶段,整个过程相当复杂,实质是渗流与弥散平衡的破坏和重建。当沿海地带大量开采地下水后,海水入侵的变化以人为过程为主,随着地下水的过量开采,海水入侵进入发展阶段,入侵发展的原因是入侵阻力的减弱以及动力与阻力间原有动态平衡的破坏,当淡水大量开采形成的地下水位降落漏斗边缘扩展到咸淡水分界面时,由于地下水位的下降,从而引起海水入侵内陆,为其初始阶段。随着海水入侵的发展和地下水位

19、降落漏斗的扩展,当咸淡水分界面移动到漏斗靠海一侧的地下分水岭后,淡水向海渗流反向,由向海变为向陆,即淡水向漏斗中心渗流,原来海水入侵的阻力异化为动力,与咸水向陆渗流和弥散一起使分界面向陆移动,海水入侵加剧发展。在地下水集中开采中心位置不变的条件下,当咸淡水分界面越过漏斗中心线时,淡水向海渗流恢复,正向海水入侵阻力重现,并与咸水向陆渗流与弥散两个动力重新建立平衡,海水入侵逐渐减缓至终止。海水入侵发展行将终止前,集中开采带中心处己为咸水所占,采出咸水无法利用,可能导致水源的报废。如果把水源地向陆内迁,则上述各阶段将重新出现。 1.3海水入侵的国内外研究状况 自海水入侵在世界范围出现以来,因其严重影

20、响了人们的正常生活及阻碍了社会经济的发展,从而引起各国专家、学者的普遍关注,百年来海水入侵的理论研究从未中断,取得了丰硕的成果。1.3.1国外研究现状 国外,海水入侵的研究最早起始于十九世纪末,经历了从理论假设到合理概括;从理论模型、室内实验模型到数值模型漫长的发展过程。通常海水入侵模型分为突变界面模型和过渡带模型两类。除模型研究外,各国对海水入侵其它方面研究也给予了充分的重视,不少学者对海水入侵现状、基本原理、发生所具备的地质条件、地下水开采影响、计算方法、监测技术及滨海地区淡水资源管理等方面均做了大量的研究,其中以西班牙学者Custodio最为著名,他所编写滨海地区地下水问题4 1987对

21、世界各国研究海水入侵起到了巨大的推动作用,在海水入侵研究史上功不可没。美国咸水入侵调查51977 和美国咸水入侵现状与潜在问题61986总结了美国自二十世纪五十年代以来海水入侵的主要研究成果,如海水入侵通道、隐状断裂对海水入侵的影响、咸淡水界面变化规律、咸淡水关系定量研究等,两本专著的出版进一步促进了美国海水入侵的研究。 Bear1972, 1979的多孔介质流体动力学7和地下水水力学8两本著作,给出了咸淡水界面严格的数学描述,成为海水入侵的指导性文献。欧洲学者自1968年后每隔两年召开一次海水入侵问题的学术会议,对各国海水入侵研究状况及发展情况进行交流、总结,对海水入侵研究工作起到良好的促进

22、作用。各国的研究机构根据需要选择了不同的海水入侵典型地区对海水入侵进行了深入研究,并因地制宜地采取措施对海水入侵加以控制。例如:1965年开始,西班牙东比利牛斯水管理局和巴塞罗那理工大学对西班牙地中海沿岸海水入侵进行研究,研究内容包括:地下水流动与盐度关系、海水入侵预测、海水入侵管理及治理等方面。澳大利亚墨尔本、堪培拉、悉尼等地自二十世纪六十年代发现海水入侵现象,已在多处布置监测,制定若干用水计划,采取一些工程措施,使海水入侵危害得到一定缓解。日本对静岗县富士市、西大阪地区的海水入侵规律进行监测,制定节水法规,开辟新水源以减轻海水入侵的危害。从二十世纪五十年代开始,洛山矶先后建成并投入运行了三

23、个隔离工程,它们是:西海岸流域、Alamitos和Dominguez隔离工程,经过多年运行证明,在这三个地区,海水己被有效阻隔。1.3.2国内研究概况 我国海水入侵研究的起步较晚,仅开始于1975年,距今只有三十余年的历史。但因其海水入侵发生后所产生的危害在极短的时间内严重影响了社会经济发展和人民正常生活,各级政府和人民群众倍加关注,因此海水入侵研究得到迅速发展,己经从单一问题的研究迈入综合性研究阶段。较为典型的例子有:蔡祖煌、马凤山71996在分析海水入侵的基本事实、基本矛盾和各发展阶段发展原因的基础上,提出了海水入侵的基本理论,同时把研究史上各阶段的海水入侵理论视为基本理论在不同条件下的特

24、例,并应用所建立的基本理论,在山东省广饶县不同的地下水开采条件下,对海水入侵发展趋势作了预测,以提出相应的防治建议。李新运等81994 利用灰色系统理论建立了莱州湾东南岸海水入侵和地下水位负值面积的动态模型,拟合精度较高,由拟合结果可以看出,该地区地下水降落漏斗面积正在扩大,海水入侵程度口趋严重,与真实情况相符。针对莱州市海水入侵现状,莱州市提出防治海水入侵修复生态与环境的基本思路,即采取拦、调、控、测等综合措施,涵养水源,改善生态,防治海水入侵,经过连续几年的不懈努力,己初显成效。毛浩、刘孟玉等2004 7对东营市海水入侵现状研究后提出:采取行政、经济、技术等措施对地下水资源进行保护,防止和

25、缓解海水入侵。姚普、姜振泉等2006对烟台市海水入侵程度及影响因素进行探讨,认为烟台市海水入侵程度与区内地下水动态关联密切。王丹、李昌存2006 8对唐山沿海地区海水入侵区的历史和现状进行研究,提出严格控制地下水开采,建造拦蓄工程和地下水库,加强对海水入侵的监测,搞好水土保持等措施隋志玲、宋明政等分析了威海市海水入侵现状,提出拦蓄补源、按照统一规划,统一高度,统一发放取水许可证等原则,加强全市地下水资源的统一管理、建立完善水动态监测网络、加大宣传力度、提倡节约用水。对山东省莱州湾地区海水入侵的实际,分析了海水入侵灾害发生的环境背景和条件,从农业可持续发展的角度提出实施“开源节流,拦蓄补源”,调

26、整农业结构和发展生态农业是综合防治海水入侵、实现农业可持续发展的重要措施。 1.4 崂山区海水入侵的现状海水入侵是长时间大范围持续性干旱少雨及人类不合理超采地下水作用下,海水侵染陆地地下淡水区所发生的环境恶化现象。 地下淡水层是否受到海水的影响,要在调查水文地质条件的基础上,根据C1一的含量及其变化特征来确定。在自然条件下,地下水C1一的绝对含量一般比较低,大约在80-100mg/L。如果地下水C1一含量大于300mg/L,即被认为是海水入侵9。 青岛地区自70年代中期开始发现海水入侵,随后20余年时间,逐渐发展成为当地较大的灾害。据1991年4月实测资料分析统计,海水入侵面积达38. 3km

27、2其中崂山区为15km2,占青岛地区的39. 16%。见表1-3。 表1-3 青岛市崂山区海水入侵面积及分布 黄海沿岸海水入侵区地下水C1一含量变化见表1-4。表中,大沽河下游、白沙河?墨水河下游均在峙山区境内,该两处海水入侵后C1一浓度均超过300mg/L,且增加值较大,呈现了严重的海水入侵特征。 表1-4 黄海沿岸海水入侵区地下水C1一含量变化 在石人河浦里村地段,由于王哥庄化工厂石人河分厂井群超量开采地下水,形成开采漏斗,造成海水入侵,其水中矿化度高达4381mg/L,迫使该村生活、灌溉水源地向上游移动1050m,1995年停采。 在秦家土寨西北角,也是由于王哥庄化工厂以子母井群形式强烈

28、开采地下水,中心大井己干,水位埋深1Om,形成开采漏斗。初步测算,该漏斗中心水位1994年为-4m;1997年5月己降至-6m,漏斗边缘水位 2.5m,面积1.44km2。根据秦家土寨长期观测井水位动态分析,该漏斗可能转化为长年漏斗。该井1994年化工厂始采年水位急剧下降,1995年3月水位3.75m,比正常年水位低5m;枯水期水位2.1m,同样比正常年水位低5m;年终水位3.3m,比正常水位低5.2m,比3月份水位还低。目前,水行政主管部门己责令停采。 大河东河37031部队以子母井长期超量开采地下水,日采水量达1700m3,范围约7854m2,按抽水影响井经300m,其抽水影响范围达2km

29、2。该水源地靠近海滨,由于长期开采,抵御不了1985年、1989年和1990年3次风暴潮,造成海水灌入当时水高出地面0.6-0.8m,水源地报废,从1992年起停采9。 第二章 研究区概况 2.1地理位置及交通状况 青岛位于山东半岛南端北纬3535-3709,东经11930-12100、黄海之滨,是全国70个大中城市之一,全国五个计划单列市之一。青岛市地处山东半岛东南部,东、南濒临黄海,东北与烟台市毗邻,西与潍坊市相连,西南与日照市接壤。崂山区位于青市区东部,与老市区相邻,东南濒临黄海,总面积389.34平方公里,人口19.14万,青岛市崂山区人民政府、青岛高新技术产业开发区管理委员会、青岛石

30、老人国家旅游度假区和崂山风景区管理委员会,实行“四块牌子,一套工作机构的管理体制”。辖设中韩、沙子口、王哥庄、北宅4个街道办事处。 崂山区以其境内的山命名,其山脉纵横,群峰峭立,古木参天,海山相映,有九宫八观七十二庵等名胜古迹,被誉为“海上名山第一”,崂山历史悠久,早在新石器时代就有人类在此居住。崂山冬暖夏凉、四季如春,引得古今名人逸士、名道高僧纷至沓来,故被称为“道教全真天下第二丛林”。一九八二年被国务院确定为首批国家重点风景名胜区。 崂山区海岸线绵延曲折,长达103.7平方公里,盛产对虾、扇贝、鲍鱼、海参、石花菜等海产品并形成了以裙带菜、中华鲟淡水蟹、甲鱼等名特优品种为主的高效渔业。现拥有

31、大型国家级群体性渔港1处,小型渔港12处。崂山物产资源丰富,其中崂山矿泉水,崂山花岗岩和崂山茶尤为著名。(图2-1) 图2-1 崂山区地图 2.2 社会经济状况 崂山区肩负建设青岛未来最重要新城区、迈向国际化发展目标中的主要空间地带、青岛市改革开放的实验区历史重任的崂山区,按照青岛市“规划建设高起点、产业发展高层次,社会发展高质量”的总体原则,园区已形成了中心城区、二条产业带和三个可持续发展经济区,塑造了现代化城区风貌。截止目前,园区固定资产累计投入123.58亿元,高科园产业区、中心区、度假区基础设施建设日趋完善,一批重大公益项目已先后投入使用。按照“小政府、大服务”管理模式,崂山区、高科园

32、、石老人旅游度假区、崂山风景区实行了“四合一”管理体制,建立了精干、高效的管理机构。 以高科技、大项目为主攻方向,累计引进外资638个,其中,引进投资过千万美元的大项目62个,产业区初步形成了高新技术、大项目为主体的家用电器、通讯及电子信息、生化医药、食品饮料、汽车零部件五大主导产业群体。与此同时,大专院校8所,各类科研技术开发机构23家纷纷在此落户。认定高新技术企业72家,这些企业涉及机械、建材、纺织、服装、海洋药物等十多个主要行业,主要产品200多种,投资行业向多元化发展。1998年,园区国内生产总值完成86亿元,税收总收入10.5亿元,财政收入4.09亿元,名列山东省各市榜首,主要经济指

33、标跃居全国53个国家级高新技术开发区领先地位。经济增量和经济总量占青岛市的五分之一和十分之一,对青岛市的经济拉动作用进一步扩大。 崂山区是青岛构筑大旅游格局的独具增长活力的现代旅游中心,近年来,崂山区准确把握国内外旅游市场发展趋势,加快了石老人旅游度假区与崂山风景区一体化和优势互补发展步伐。地处黄金旅游线、面积达12.8平方公里的石老人旅游度假区,依托高科技工业园日臻完善的基础设施,一批高档次的旅游设施相继投入使用,度假区内青岛海洋游乐城、青岛市海豚馆、高尔夫球队场、国际啤酒城等30多个娱乐休闲项目与在建的迪尼斯乐园、海洋公园、石老人公园、五星级的海景大酒店以及环宇国际城等造型别致的别墅群。风

34、景区加强风景资源保护的同时,加大对风灾山新的旅游资源深层次的开发,而随着崂山风景区基础和服务设施建设日趋完善,崂山海陆空立体旅游红已基本开通。区内已形成了以“山海风光、啤酒文化、渔村民俗、美食购物、海洋娱乐”为特色,“吃、住、行、游、购、娱”的景点相对集中,功能相对完善的旅游环境。客流量每年以20%的速度递增。 2.3 自然条件分析 崂山区内地势以丘陵为主,地面平均高程为海拔55m,地表水常年控制在3m左右。 崂山是山东半岛的主要山脉,最高峰崂顶海拔1133米。它耸立在黄海之滨,高大雄伟。山海相连,山光海色,正是崂山风景的特色。在全国的名山中,唯有崂山是在海边拔地崛起的。 崂山区位于中纬度暖温

35、带季风气候区,光资源充足,热资源较丰富,降水量较多,湿润温和,四季分明。历年日照平均为2503.3小时。年平均气温12.1,月平均相对湿度为72%。 崂山物产资源丰富。崂山矿泉水闻名中外,水质优良,含有多种有益于人体的矿物质,是酿造酒类和饮料的最佳水资源。产于仰口湾畔的崂山绿石,为石中珍品。崂山拳头菜、云峰菜、奶豆腐是游客垂睐的土特产品。因独特的“小江南”气候而生长的崂山茶成为不多得的饮品。寒露蜜桃、樱桃等品种优良,远近闻名。广阔的海岸线为海洋捕捞提供了得天独厚的有利条件。盛产黄花鱼、海参、鲍鱼、扇贝、海带、石花菜等海珍美味。2.3.1气象 崂山区属暖温带季风气候区。该区有空气湿润、雨量充沛、

36、温度适中、四季分明的气候特征。由于濒临黄海,受海洋调节作用明显,表现为冬无严寒、夏无酷暑、春冷、秋暖、冬湿,昼夜温差小、无霜期长和湿度大等海洋性气候特点。年平均气温12.1,年内主导风向为东南风。全区年平均蒸发量为1461.1mm,最大蒸发量1711.8mm1968年,最小蒸发量1234.4mm 1964年。唠山境内的降水量随季节而变化。据唠山区气象局1951-2006年资料统计,全区多年平均降水量849.9mm,最大年降水量1426.1 mm1975年,最小年降水量273.3mm 1981年。全年降水大多集中在6-8月份,占全年降水量的58%,12月至翌年2月降水最小,占全年降水量的5.4%

37、。多年平均降水天数为84.3天,占全年的23%。历年最大口降水量267.9mm1956.9.5;连续降水时间最长为9天1956.9.19-27,最大时降水量为64.1 mm,由于受地形条件控制,全区降水呈明显地域差异,在总体平面展布上,南部降水小于北部,地形较高的区域大于较低的区域,崂山顶2103.8mm,北九水1073mm,鸟衣巷843mm,色峪843mm,沙子口726.6mm。2.3.2水文 崂山区共有大小河流23条,以崂山山脉为分水岭呈散射状展布,属沿海近缘水系。由向西注入胶州湾的白沙河、五龙河、李村河、张村河等8条,向东注入黄海的土寨河、王哥庄河等8条,向南流入黄海的南九水河、凉水河、

38、洼凉河等6条,向北流入即墨市的1条构成本区主要河流。所有河流流量受降水控制季节性变化明显。 山洪指山区溪流中发生的暴涨暴落的洪水。它具有突发性、水量集中、流速大、冲刷破坏力强、水流夹带泥沙的特点,常造成局部性洪灾。根据贾永刚、谭长伟等著青岛市城市工程地质10 1995年,青岛海洋大学出版社出版的研究成果,崂山区有七条河流易暴发山洪,其中南九水河、凉水河、流清河、泉心河、白沙河大嵘以上段己暴发过山洪,暴发山洪时临界口降水量为100mm,且山洪重现间隔为2-3年11。由此得出嵘山山洪发生率很高的结论。 图2-2 崂山区枯水期地下水水位2.4地形地貌2.4.1地形特征 崂山区处于胶南隆起北端,属中低

39、山丘陵区,区内层峦迭障、山势陡峻、沟壑纵横、地形复杂。以唠山主峰为中心,呈中间高周围低的地形特征,最高点唠山主峰海拔1133m,山脉两侧发育多条季节性河流,东部、南部黄海环绕,海岸线总长87.3km包括岛屿,其中岩质海岸线40km,砂质海岸线47km 。2.4.2地貌类型 崂山区地貌按成因类型可分为构造剥蚀地貌、剥蚀一堆积地貌和堆积地貌三种类型,三者海拔高程依次降低;按地貌形态类型分为中低山丘陵、滨海平原及山间谷地。1构造剥蚀地貌 分布于区内崂山山脉一带,主要沟谷受NE向断裂构造的控制,山脉走向以NE为主,沟谷切割深度一般大于5OOm,岩性以唠山期花岗岩类为主。自燕山运动以来,地壳上升显著,侵

40、蚀作用强烈,山峰陡峭多呈“脊”状,坡面一般大于300m,谷底基岩裸露或大块漂石砾石堆积,多山泉溪流。2剥蚀一堆积地貌 分布于崂山外围丘陵区,沟谷切割深度在100m以下,山体岩性为唠山期岩浆岩及元古界变质岩。沟谷切割深度一般小于100m。由于地壳缓慢上升,岩体表面风化剥蚀明显,形成连绵起伏的低矮山丘,山顶浑圆、山坡相对平缓、坡度小于200m,沟谷断面多呈“U型谷,沟谷底部冲洪积物发育。3堆积地貌 分布在山麓、滨海、山间谷地及盆地。滨海堆积区主要分布在沿海地区的沙子口、王哥庄等海湾地段,多为河流入海扇地,地形向海倾斜,地面标高一般小于5m,以砂土、粘性土、淤泥质土为主;在滨海倾斜平原的后缘山麓坡地

41、常见侵蚀陡崖、浪完、海蚀洞及海蚀蜂窝状崖石;山间谷地及盆地是冲洪积形成的,主要分布于白沙河、王哥庄等河流谷地及河床两侧,呈条带状分布,上游狭窄、下游宽阔,在河流或诸支流交汇处,常形成平坦的掌状地,如北宅办事处华楼景区管理处驻地,河床两侧阶地高一般在2-4m之间,河流冲洪积物厚度一般小于10m,个别地段可达20m。2.5水文地质条件 由于崂山区特殊的地理位置和地形特点,没有任何客水汇入,因此地表水与地下水均自成流域、自成单元,而且各流域及单元的水力联系并不密切,均表现为相对独立,地下水、地表水的相互转化也仅仅在流域内。区内地下水类型分为基岩裂隙水和第四系松散岩类孔隙水,多属于潜水,局部属浅层微承

42、压水。2.5.1主要含水岩组1基岩裂隙水含水岩组 基岩裂隙水含水岩组在本区为风化裂隙水和构造裂隙水两种类型,分布面积较广,其富水性受地形及地貌条件控制,总的富水性较弱,岩石风化深度为2-20m,地下水埋深一般不超过3m,水质较好,为重碳酸氯化物钙镁型水,矿化度小于0.5g/L,单井涌水量在10-120m3/d之间。2第四系孔隙水含水岩组 第四系松散岩类孔隙水含水岩组为冲洪积砂砾石层、砂层,主要分布在山间河谷地带,河床两岸、河漫滩及谷口扇地,含水层厚度在3-5m,水位埋深较浅,一般在1-3m,水化学类型多为重碳酸钙钠、重碳酸氯化钙钠型,矿化度一般为0.3-0.9g/L,单井涌水量在100-500

43、m3/d之间。2.5.2地下水补给、径流、排泄条件 区内地下水的补给来源为大气降水。补给条件、补给量明显受地形、岩性、风化带厚度、节理裂隙发育程度、植被覆盖率等条件控制,地表在接受大气降水之后,部分转化为地表径流汇入地表水体,少量被蒸发,部分沿风化裂隙、节理裂隙渗入地下,并在重力作用下,在各自的单元内低洼处汇集,在沟谷底部汇集或转化为地表水,或沿冲洪积层向下径流,在河床两岸或漫滩形成富水地段,或在山前扇地形成富水地段。在天然条件下,地下水以转化为地表水及向下游或海域径流排泄,在目前状况下,排泄方式以人工开采、转化为地表水为主。2.5.3地下水动态 由于受地形条件控制,地下水、地表水分水岭基本一

44、致,不同的流域内地下水自成单元,相对独立。基岩裂隙水与第四系孔隙水一脉相承,动态变化基本一致。浅层地下水的动态特征受气象、水文因素影响,该区地下水动态变化曲线为水文气象型,地下水动态基本处于自然状态,年内受降水制约,季节性变化明显,动态曲线呈波状起伏,总体变化规律为7-9月份为丰水期,地下水位回升呈波峰,之后随降水减少及迁流和蒸发排泄,水位缓慢下降。期间若有秋种用水,则出现一短期小低谷。10月至翌年3月用水、蒸发量均减少,地下水位持平后缓慢回升。4-7月份,干旱少雨,蒸发量增大,地下水位下降呈最低谷。年际间变化是遇丰水年水位回升,枯水年水位下降12。(图2-3,图2-4,图2-5) 图2-3

45、2012年1号井地下水位动态曲线 图2-4 2012年2号井地下水位动态曲线 图2-5 2012年3号井地下水位动态曲线 第三章 海水入侵普查与监测3.1水化学方法 为研究该地区的海水入侵现状和掌握最新资料,2012年6月至2013年5月,我们在崂山地区布设常观井6口图3-1进行监测,监测频率为水位测量1次/周,水样采集1次/两周,对采集的水样进行各项指标的测试包括Ph值,矿化度,电导率,离子浓度等。所选取的监测井全部为农用机井图3-1,这些机井跟地下水力联系密切,且一般作为农业灌溉使用,能很好的反应该地区地下水的动态变化。为更好的反映海水入侵的季节变化及其连续性,以下将选取2008年的数据资料作为分析依据。而且为了保持原始数据的真实性,本文的剖面和井的编号都采用了原始记录编号。 图3-1研究区范围及井位分布图3.1.1氯离子浓度监测 氯是海水中最重要的稳定标