莱州湾南岸海水入侵类型及其分区

渤海莱州湾南岸，是我国海水入侵灾害最严重的岸段。依据入侵物源可将广义海水入侵划分为两种基本类型：来源于现代海水的狭义海水入侵和物源于浅层第四纪沉积层中古海水（包括一般地下咸水及地下卤水）的地下咸水入侵。它们的成因、机理和危害差异明显；地下卤水入侵是一种特殊类型，造灾程度最高。海岸地貌和第四纪水文地质环境，是控制海水入侵类型区划的主导因素。莱州湾南岸不同岸段海岸环境差异，形成了海水入侵区、地下咸水入侵区和海、咸水混合入侵区３种类型区，可具体区划为：莱州市北部海岸海水入侵区，胶莱河－沙河河口平源海、咸水混合入侵区，昌邑北部潍河河口平原海、咸水混合入侵区，寿光北部平原地下咸水入侵区等４个区。类型区划分将有助于海水入侵灾害防治工程。     

莱州湾南岸海水入侵现状评价

根据莱州湾南岸海水入侵区地下水水质特点,将海水入侵等级划分为4级。同时,选取Cl^-,矿化度,SO4^2-,rHCO3^-/rCl^-,K^-等指标作为评价因子,并分别确定了这5项指标的等级划分范围。然后,运用模糊数学的综合评判方法,对研究区内海水入侵现状做出评价。     

莱州湾南岸海水入侵发展动态和原因

以莱州市监测资料为基础,结合已有的研究结果,对莱州湾南岸海水入侵发展动态进行了研究.研究结果表明,1980-1989年是莱州湾南岸海水入侵发展最快的时期,其后海水入侵发展速度有所减缓,入侵南界基本在1995年线附近摆动.BP网络计算结果表明,莱州湾南岸海水入侵主要原因是降水量减少,直接原因则是地下水超采.降水量增加比地下水超采量减少所引起的海水入侵速度降低量要大;即使恢复了海水入侵前的水量供需状况,海水入侵也不会完全停止.     

莱州湾南岸浅层地下水特征的空间变异性研究

以整个莱州湾南岸区域作为研究对象,运用经典统计学和地统计学相结合的方法研究了该区2007-2009年浅层地下水埋深及矿化度的空间变异特征,并绘制了其空间分布图.结果表明:地下水矿化度和埋深在东西和南北两个方向都呈二阶趋势效应,具有强的空间自相关性,说明主要受自然因素影响;kriging插值表明:离海岸线距离越近地下水矿化度越大,地下水埋深表现为西南部较深,而东南部和西北部较浅,地质构造、河流及海水入侵等自然因素作用是形成该空间格局的重要因素.地下水特征的空间结构性和定量化研究对莱州湾南岸地区地下水资源评价和区域水盐迁移调控有着直接的现实意义.     

莱州湾南岸海水入侵变化趋势及成因分析

为了探讨滨海经济快速发展形势下莱州湾南岸海水入侵范围变化及其控制因素,利用2011—2015年4月份(枯水期)莱州湾南岸地下水潜水层TDS(可溶性固体总量)、Cl–质量浓度连续监测数据,结合历史资料,分析莱州湾南岸海水入侵分布特征。结果表明,近5年来研究区地下水Cl–质量浓度均值为13.4 g/L,呈由岸向内陆快速减小趋势;研究区海水入侵呈带状分布,2015年入侵线向内陆伸入超过45 km,入侵范围较1980年向陆扩张约11~30 km。通过对比分析得出,研究区年均降雨量、地下水位埋深及地下水超采面积与海水入侵面积呈显著线性相关,发现持续干旱气候、地下淡水超采是导致海水入侵扩张的主要因素,卤水开发、海水养殖及莱州湾沿岸河流拦蓄工程进一步导致海水入侵的加剧。     

莱州湾海水入侵区地下水水化学特征

对莱州湾沿岸(中国东部沿海海水入侵现象最为严重的地区之一)12个观测井(详细列举了4个)内7种主要离子浓度变化进行了分析,得出海水入侵区地下水中的主要离子浓度与地下水位的相关关系;并将莱州湾沿岸分为不同入侵区(海水入侵区和咸水入侵区),分别总结了随着海水入侵的发展地下水水化学类型的变化。     

莱州湾南岸滨海平原咸水入侵区浅层地下水水化学特征

莱州湾南岸系指西起小清河口、东至虎头崖的岸段,其海岸地貌类型为粉砂淤泥质海岸。莱州湾南岸滨海平原南邻山前冲洪积平原,自南而北由冲积海积平原和海积平原组成,咸水入侵区呈东西带状分布于冲积海积平原的南缘地带(见图1)。     

渤海莱州湾南岸滨海平原的黄土

莱州湾南岸平原为邦庐大断裂控制下的断块坳陷区,沉积了巨厚的新生代地层,成为目前国内海陆变迁研究的重要场所[1].本文对该地区黄土的研究,为本区海陆环境变迁、我国黄土的研究增添了新的内容,有其重要意义.     

海水入侵对莱州湾地下水氟释放潜在影响研究

分析莱州湾海水入侵与莱州湾富氟地下水概况,并讨论了海水入侵对莱州湾地下水氟释放的影响。莱州湾海水入侵改变了地下水地球化学性质,这一过程将有利于增加地下水水-岩作用过程中氟释放,从而促进地下水氟释放,莱州湾地下水氟富集与海水入侵存在某种潜在关系,特别是与古海水(咸、卤水)入侵有关。开展相关的模拟及实验研究对沿海地区氟中毒机理以及海水入侵环境效应等具有十分重要的意义。     

莱州湾南岸平原地下水化学特征研究

用2009年莱州湾南岸地下水最新监测数据,将研究区地下水淡水区、微咸水区、咸盐水区和卤水区进行经典统计分析、相关分析、等值线图和Piper三线图绘制,阐述了水化学类型和成分特征从南往北的变化:EC、TDS、Na+、K+、Mg2+、Cl-、SO42-的平均浓度从南部淡水到北部卤水呈现逐渐增大趋势,因为在卤水区普遍发生碳酸钙沉淀,Ca2+和HCO3-则在咸盐水区浓度达最高;pH值从淡水到卤水呈现从弱碱性到弱酸性的转变;从淡水区向卤水区地下水化学组分阴离子由HCO3-为主变为Cl-为主,阳离子由Ca2+为主变为Na+为主;此外河流对地下水起到淡化和冲刷的作用。主成分分析法提取了水化学3个主成分,分别代表了地下水盐化指标、生物化学作用和碳酸钙沉淀。进一步结合系数比值法和饱和指数计算,在对本区水文、地质以及离子水文地球化学特性分析基础上,指出地下卤水阴阳离子中占绝对优势的Cl-、SO42-、Na+、Mg2+的毫克当量百分数与正常海水的值非常相近而与地下淡水的值相差甚远,反映出本区地下卤水起源于古海水,为沉积海水。此外卤水绝非海水简单浓缩的产物,其间还包括复杂的水化学变质过程及后期演化如矿物沉淀、阳离子交换(K+-Ca2+;Na+-Ca2)+、去白云岩化作用和硅酸盐蚀变等。饱和指数的计算表明石膏在卤水矿化度达100 g/L之后才开始缓慢沉淀,而文石、方解石和白云石基本一直处于饱和沉淀状态,且文石和方解石的饱和指数散点分布极为相似,说明两者可能同时发生沉淀。     

莱州湾南岸第三陆相层年龄的铀系等时线法(TSD)测定

于莱州湾南岸ZK32-1钻孔第三陆相层上下边界处选取自生钙质结核,采用样品全溶铀系等时线法(TSD法)测定钙质结核的年龄。测试结果表明,所有等时线上的数据都有很好的线性关系,表明所获得的年龄数据是合理的。通过对样品代表性的讨论,说明所选取的钙质结核的年龄确可代表其所在地层的年龄,从而得出莱州湾南岸第三陆相层的沉积起止时间为72.16ka B.P.±7.41ka B.P.到45.34ka B.P.±5.35ka B.P.的结论。本研究首次获得莱州湾南岸地层的铀系TSD年龄,为全面认识该地区晚更新世地层年代学提供了一个新视角。     

莱州湾东岸海水入侵对生态环境的影响

海岸带是陆海交互作用的地带,是全球变化研究的重要组成部分。莱州湾东岸海水入侵严重,并造成一系列的生态环境问题,主要表现在湿地退化、水质恶化、土壤盐渍化等方面。在分析莱州湾东岸海水入侵对生态环境影响的基础上,有针对性地提出了海岸带生态环境恢复和重建措施,主要包括工程措施和生态措施。     

莱州湾东岸海涂开发与景观生态建设

分析了莱州湾东岸海涂资源的特点,对目前海涂资源开发的主要方式及开发过程中出现的问题,如地下海水入侵日趋严重、河道挖沙对海涂的破坏和海涂环境污染不断加剧等进行了研究。结果表明：该区淡水资源严重缺乏,地下水采补失调,地下海水入侵严重;河道、海滨挖沙现象严重,影响海涂的平衡与稳定;水体污染严重,治理难度大;海洋灾害频繁。探讨了莱州湾东岸海涂开发与景观生态建设的原则及主要内容。     

莱州湾东岸近岸海域规划围填海后冲淤演变预测

运用Mike21模型中的水动力模块对研究区的潮流场进行了模拟,分析研究区的冲淤趋势;利用经验公式,对波浪和潮流进行耦合,计算出极端条件下的最大冲刷深度,对比规划用海实施前后的最大冲刷深度,以对该区域的海岸防护、工程选址等提供科学依据。结果表明:受到填海工程的影响,龙口湾内有轻微淤积,界河至石虎咀近岸海域的波浪和潮流受工程影响而变小,冲刷强度变弱。     

莱州湾东岸海底地下水来源判别及量值估算

采用稳定同位素——¹⁸O、D, 结合常规离子分析结果确定了莱州湾东岸海底地下水的来源, 并采用数值方法估算了其量值。结果表明: 莱州湾东岸海底地下水主要来源于波浪、潮汐的海水补给, 同时在一定程度上受地下水径流排泄的影响, 三者对海底地下水的贡献率分别为 31.0%, 56.3%和 12.7%。研究结果对于合理开发、科学保护海底地下水具有重要现实意义。     

莱州湾东岸地下水化学及盐化特征

以莱州湾东岸为研究区,利用统计分析、相关性分析、Piper图、饱和指数以及离子比例等方法系统研究了该区的浅层地下水化学特征及盐化机理。结果表明,水化学参数Cl-、HCO3-和Ca2+离子浓度较高,而Mg2+、K+离子浓度很低,研究区硝酸盐污染严重,平均离子浓度高达172.88 mg/L,为劣五类水质;Cl-、SO42-、Na+和K+的离子浓度变异系数较大,是随环境变化的敏感因子,是决定地下水盐化的主要变量;该区地下水中Ca2+、Mg2+和Cl-占主要优势,地下水化学类型复杂,按阳离子主要划分为Ca、Ca·Mg(Ca·Mg·Na)、Ca·Na(Ca·Na·Mg)及Na·Ca型水;按阴离子主要有Cl、Cl·HCO3(HCO3·Cl)、HCO·Cl·SO4(Cl·HCO3·SO4)、Cl·SO4、Cl·SO4·HCO3以及HCO3·SO4·Cl(SO4·HCO3·Cl)型水;TDS质量浓度呈现显著的空间结构性特征,表现为从中部向两侧浓度逐渐升高,由海向陆TDS质量浓度逐渐降低,南部TDS质量浓度要显著大于北部;蒸发沉积、溶滤、阳离子交换作用以及人类活动的影响是浅层地下水盐化的主要控制因素;岩盐、白云石、方解石以及石膏等矿物是地下水常规离子的主要物源。     

莱州湾南岸海岸侵蚀过程与原因研究

采用历史资料对比分析的方法,对莱州湾南岸1958-2004年的海岸侵蚀进行了研究。结果表明,1958-1984年,莱州湾南岸岸线平均侵蚀后退速率为27 m/a,0 m等深线后退速率为27~65 m/a,岸滩平均蚀低速率为2.1 cm/a。1984-2004年,莱州湾南岸岸线位置基本无变化,岸滩平均蚀低速率为1.04 cm/a,水深5 m以浅的区域表层沉积物变粗。海面相对上升、入海泥沙量减少和风暴潮是研究区海岸侵蚀主要原因,三者对海岸侵蚀影响权重比为3∶5∶2。     

渤海莱州湾南岸平原浅埋古河道带及其与海(咸)水入侵关系研究

根据2100余个钻孔资料,并结合大比例尺地形图、航片、卫片判读分析,以及野外实地考察和沉积物样品的粒度分析、岩相分析、14C测年,研究了莱州湾南岸平原浅埋古河道带的分布规律、埋藏和沉积特征、古河道的分期断代以及与海(咸)水入侵关系。该区在埋深60m内的浅埋古河道带,可分成弥河、潍河和白浪河3个系统,它们大都呈掌状、放射状分布,并与其所属河流的冲洪积扇范围相吻合。该区古河道的形成和发育与古气候和海平面变化密切相关。自晚更新世晚期以来,该区有4期古河道发育,其中玉木旱冰期古河道和玉术主冰期古河道的砂层沉积粒度粗、连通性好、分布广,既是富水性强、水质好的淡水含水层,又是该区海(咸)水入侵的主要通道。控制在浅埋古河道带超采地下淡水,并在丰水季节利用其进行地下水回灌,是治理该区海(咸)水入侵灾害的重要措施之一。