海岸带环境问题

1 第九章 海岸带环境问题 海岸带是陆地生态系统与海洋生态系统的交接地带，地质构造复杂，自然环境脆弱。整个海岸带地区占全球面积的18%。海岸带地区水体只占8%的海洋表面积，0.5%的海洋水体，却占全球初级生产的1/4，世界90%的渔获量来自于该地区。另外，还占有80%的全球海洋埋藏有机物，90%的全球沉积矿体和50%以上的碳酸盐沉积。 由于海岸带的地理优势和资源优势，海岸带地区人类活动最频繁。全世界有60%的人口居住在海岸线以内60km处，其中超过160万人口的大都市有2/3在海岸带地区，到2020年，海岸带地区的世界人口比例可能提高到3/4。中国海岸带地区交通方便、人口稠密、经济发展迅速，汇集全国70%以上的大中城市和55%的国民生产总值，是中国经济发展最发达的地区。高度的人口密度开发有限的生物和空间资源，人为引发了一系列的生态环境问题，主要包括生境损失、渔业资源退化、水质恶化、食用鱼贝类污染物含量超标，航道淤积，生物资源的生产力下降以及外来物种入侵等。激发开展海岸带综合管理项目的主要原因，多数是环境问题（56%），比如资源退化、环境污染以及生态系统受到损害等，尤其在发展中国家，以环境问题为原因的海岸带项目，占了75%。（如表9-1） 表9-1 中国近海海底灾害地质因素类型

类型组 地质作用或地址体状态 种类 构造作用灾害地质因素 火山喷发、断层活动、地震 火山、地震、活断层、边缘沟、构造脊、构造凹地

水动力作用灾害地质因素

沙体底型活动 活动沙波、沙丘、潮流沙脊

海底冲刷 冲刷槽、陆架谷、浅槽、海底峡谷 快速堆积 水下三角洲、古三角洲、埋藏三角洲

斜坡重力作用灾害地质因素

块体运动 滑坡、崩塌、塌陷、陡坎

泥沙流运动 浊流、泥流、浊积扇 特殊相态灾害地质因素

载气沉积 浅层气、高压气囊

沉积物塑化与液化 泥底辟、软弱夹层、可液化砂层

承载力差异灾害地质因素 承载力不均 埋藏古河道、埋藏古湖沼、埋藏起伏基岩面、风暴岩、浅滩

不良地形灾害地质因素 欺负反差不良环境 海山、海丘、暗礁、明礁、不活动沙丘、不活动沙脊 2

9.1 海(咸)水入侵 9.1.1海(咸)水入侵主要方式 区内海水入侵依据入侵来源，从狭义上可划分为海水入侵和咸水入侵两类。其中，海水入侵是指在海岸带含水层中过量抽取地下淡水，使得淡水体水头下降到低于附近海水楔形体水头时，咸、淡水界面向陆地推进的现象；咸水入侵是指第四纪形成的埋藏于海相沉积物中的咸卤水(沉积古海水)体由于过量开采其邻近的淡水资源而引起的咸、淡水界面向内陆推进的现象。咸水入侵包括咸淡水界面上Cl-的弥散和随地下水在压强差作用下的流动，后者的运动幅度远大于前者。区内海水入侵主要分布在辽东半岛、辽西走廊、秦皇岛、山东半岛的沿海低平原和滨海河谷下游平原区，咸水入侵分布在山东莱州湾南岸低平原、下辽河平原和冀东沿海低平原。其中，莱州湾东、南岸长达150km的海(咸)水入侵带又可划分出海水入侵、咸水入侵和咸水与海水混合入侵3种类型区。 海水入侵方式主要受地貌、地质条件制约。按入侵方式和分布形态，区内海(咸)水入侵可分为面状入侵、指状入侵、脉状或树枝状入侵和越流入侵等4种主要方式。 (1)面状入侵 环渤海地区较普遍的入侵类型，主要发育在长度约950km的砂质、泥砂质海岸的第四纪沉积物分布区、基岩风化层厚度较大的地区以及滨海河谷下游平原区。由于滨海平原和河谷下游平原含水层多为冲积、冲洪积的砂层或砂砾石、砂卵石层，含水层连续性、透水性好，一般呈现同一含水层咸、淡水并存局面，海水可顺着含水层向内陆渗透，入侵体在平面上呈面状形态，在剖面上呈楔状形态。另外，在莱州湾、秦皇岛等地，承压卤水在咸、淡水界面上的弥散和随地下水压力差作用下的流动造成了咸水入侵。对于沿基岩风化层和半风化层的海水入侵，也有文献将此称为“片状入侵”。据对长岛县南北长山岛基岩海岸的研究，基岩风化裂隙水埋深依岩性而异，一般在地表以下50m的范围内。 面状海水入侵的一个显著特点就是入侵区与地下水位大幅度下降区在分布上相互关联。经过多年研究和三维监测网资料表明，面状海水入侵区的咸、淡水之间有宽达1.5-6.0km的过渡带，咸水区与淡水区无突变界面或明显界面。海水入侵从最初孤立的点状入侵开始，逐渐扩大相连成片，发展为面状入侵；而咸水入侵则是入侵前含卤层中的卤水或咸水与淡水之间已在长期水动力弥散作用下形成了微咸水和咸水以及各种类型水逐渐变化、过渡的情况，并保持某种平衡。过量开采地下淡水会破坏原有平衡，导致这几种类型地下水的界面以不同速度波浪式地向内陆方向移动，入侵后只是使卤水、咸水、微咸水的分布宽度进一步加宽而已。 (2)带状入侵 3

第四纪沉积层中的古河道具有较强的渗透性，是地下水富集场所。当含水层水位下降时，海水就会沿着古河道呈带状向内陆入侵，入侵速度相对较快。在华北平原、莱州湾等沿海地区的第四纪沉积层中，分布着多条古河道，因这些古河道中多分布淡水，开采后造成水位下降并低于海平面时，就会发生海水入侵。 (3)脉状或树枝状入侵 在基岩或碳酸盐岩分布区的海水入侵主要受裂隙和断裂构造控制，如沿断裂带或发育稀疏的构造裂隙的“脉状”入侵，或沿岩溶系统发育的“树枝状”入侵。大量勘探资料表明，大连地区的深部岩溶发育具有成层性，岩溶发育深度一般在-70m以上，而在-70m以下岩溶发育相对较差。沿岩溶系统发育的海水入侵在垂向上的变化受岩溶发育深度控制，在岩溶较发育地方，易引起海水入侵。由于岩溶发育的成层性，海平面以上与海平面以下岩溶含水层常存在双层双向流动的水动力特征，即海平面以上，沿垂直裂隙和层间裂隙发育岩溶，构成陆域淡水排泄系统；海平面以下，沿层间裂隙发育的岩溶构成海水入侵系统。因此，海水入侵也表现出层状特征：同一观测井中Cl-含量和矿化度呈阶梯状，岩溶发育地段Cl-

含量和矿化度明显增高。 脉状或树枝状入侵受降雨影响较明显，且变化幅度较大。入侵面积与降雨量的关系一般呈反比关系(图9-1)：降雨量增大，入侵面积减小；降雨量减小，入侵面积增大。

图9-1 大连市周水子地段降水量与海水入侵关系图 (4)越流入侵 这种入侵方式仅是针对莱州湾、秦皇岛地区的咸水越流入侵而言，不包括其它地区广义的咸水下移。在咸、淡水同时存在的地区，当咸水层的水位高于淡水 4

水位时，咸水便越过隔水层入侵淡水层。如山东广饶、寿光、寒亭等地北部分布着大面积历史上形成的浅层咸(卤)水，其下为承压淡水。20世纪70年代中期以来由于大量开采承压淡水，致使承压淡水水头比咸水水位降低数米到十几米，造成咸水向下越流入侵。 9.1.2海(咸)水入侵现状 海水入侵是指由于自然或人为原因而造成的滨海地区含水层中的淡水与海水之间的平衡状态遭到破坏，导致海水或与海水有直接动力联系的高矿化地下咸水沿含水层向陆地方向扩展入侵，使淡水资源遭受破坏的现象和过程。 河北省海水入侵的区域主要发生在秦皇岛市的洋河、戴河冲洪积平原及汤河冲洪积平原的沙海洋质海岸带，该区域海水入侵面积达80km2。河北省其他沿海地区如唐山、沧州等地其海岸带为淤泥质海岸带，粘性土占绝对优势，渗透性能较小，尚无明显的海水入侵现象。 目前，环渤海地区海咸水入侵主要分布在大连、秦皇岛、莱州、龙口等地，海水入侵总面积2674km2，比20世纪80年代末增加904.7km2，增加约58.3%。区内海咸水入侵分布详见图9-2、表9-2。

图9-2 环渤海地区现代海（咸）水入侵分布图 1.海（咸）水入侵分布区；2.研究范围 5

表9-2 环渤海地区现状海（咸）水入侵面积一览表 省 县、市 入侵面积（km2） 省 县、市 入侵面积（km2）

山东 广饶县 173.7 山东 文登市 8.9 寿光市 138.1 乳山市 1.6 寒亭区 100.4 崂山区 14.5 昌邑县 136.5 胶州市 40.5 莱州市 380.6 胶南市 16.4 招远市 24.0 平度市 85.9 龙口市 131.7 河北 秦皇岛市 298.1 蓬莱县 28.4 辽宁 大连市 468.0 福山区 34.7 营口市 5.0 牟平区 4.0 葫芦岛市 129.0 威海市 11.7 凌海市 335.0 荣成市 33.3 绥中市 74.0

9.1.3海(咸)水入侵的若干特点 (1)导致淡水水质恶化 中国许多沿海城市由于过量开采地下水，地下水位不断下降，低于海平面，使海水回流下渗至地下水，导致地下水中氯离子(Clˉ)含量增高，甚至引起地下水化学类型由HCO3型向HCO3-Cl型或Cl-HCO3型转化，不仅地下水水质日趋恶化，而且造成地表大面积土壤盐渍化。代表城市有大连、烟台、天津、青岛等。如大连90年代初期地下水中Clˉ含量高达7000mg/l，青岛90年代初期地下水中的Clˉ含量高达300-7000mg/l，烟台化肥厂水井中Clˉ含量由1982年818.95mg/l上升到1988年的2512.9mg/l，6年间升高了3倍，并且目前仍有增长趋势 (2)由点到面，速度很快 中国许多沿海城市最初的海水入侵只在孤立的个别点上发展，范围很小。如果地下水开采量继续增加，则逐渐由点到面，最终发展为沿海岸带呈连续的面状入侵。如大连1969年发现海水入侵面积仅4.2km2，1977~1988年由84km2扩大到427.85km2，最大入侵陆地的距离为7250m。如山东莱州，70年代中只出现零星的海水入侵，70年代末达到15.8km2，80年代初期增到39.2km2，80年代中期为71.1km2，连续成片，波及整个沿海地区，到80年代末期已达到196.2km2。 海水入侵速度很快。如莱州70年代后期年平均增长量为4km2，80年代早期年平均增长达31km2。进入90年代，随着当地降水量的增加，海水入侵才明显减缓。海水入侵速度主要取决于地下水开采量和补给量。 (3)海水与淡水间有过渡带