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《海洋環境科學雜志》2014年第四期

1樣品采集與分析

2011年3月在遼東灣西側綏中砂質平原岸段六股河西側海水入侵區，垂直岸線方向分別布置了3個土壤鹽漬化監測站位，于2011年5月、8月、12月、2012年3月分別進行了土壤分層(0．5m、1．0m、1．5m、2．0m、2．5m、3．0m、3．5m和4．0m)采樣，并對土壤的化學成分進行了全面的分析，樣品分析項目包括Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl－、SO2－4、CO2－3、HCO－3、水溶鹽總量等。同時，對土壤監測站位附近的地下水也進行了同期監測，對地下水的化學成分進行了全面的分析，樣品分析項目包括Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl－、SO2－4、CO2－3、HCO－3、礦化度(M)等(圖1)

2結果與討論

2．1地層巖性特征觀測剖面(SL1－SL3站位):走向總體上平行于六股河，SL1孔距海岸較近，距岸線2．05km，SL3孔遠離海岸。SL1－SL2和SL2－SL3之間的距離分別為1．91km和3．21km，剖面含水地層分布示于圖2。SL1及SL2孔表層為粉質粘土，黃褐色，稍濕，稍密，無搖震反應，干強度較低至中等，層厚2m。該粉質粘土層向SL3孔增厚，揭露層厚4m，為弱透水層。SL1孔粉質粘土層之下為中粗砂，褐黃色，稍濕，松散，一般粒徑0．3mm～0．7mm，混少量粘土局部膠結;該層向SL2變為細砂，黃褐色，松散，稍濕，混少量粘土，該層為含水層。

2．2地下水特征地下水觀測剖面(S1－S3站位)走向總體上平行于六股河，S1孔距海岸較近距岸線2．16km，S3孔遠離海岸。S1－S2和S2－S3之間的距離分別為2．21km和3．66km。地下水水位變化的因素很多，亦很復雜，除了與含水地層的水文地、地貌因素有關之外，主要受控于季節、氣象條件，降水、蒸發及與河流補給、排泄，以及人為開采強度、水位降深等。因此，S1、S2、S3地下水位監測包括平水期(4、5月)、豐水期(8月)、及枯水期(12月)等3個水文期。按平水期、豐水期、枯水期3個水文期分別對比、分析。將S1、S2、S3孔礦化度、Cl－濃度及地下水水位列于表1。S1孔地下水礦化度及Cl-濃度最高，分別為3176．5mg/L及1554．5mg/L，水為Ⅲ類［3］，屬于咸水，海水嚴重入侵，水化學類型為Na+－Cl－型，與海水同。入侵范圍，距S1孔之西0．23km;S2孔地下水礦化度及Cl－濃度降低，分別為1472．0mg/L及336．0mg/L，水為Ⅱ類，屬于微咸水，海水輕度入侵。水化學類型為Na+、Ca2+-Cl－、HCO－3型，即是海水混入淡水之表征。該類微咸水分布范圍較大，約3．61km;S3孔地下水礦化度及Cl－濃度最低，分別為622．0mg/L及54．8mg/L，水為Ⅰ類，淡水，無海水入侵，水化學類型為Ca2+、Mg2+-HCO－3、SO2－4型，淡水分布于S3孔以東1．63km。海水入侵范圍主要受地下水位的影響，在平水期和枯水期，地下水位下降，造成海水入侵加重，海水入侵范圍擴大，分別自岸線向陸方向6．39km和6．77km;在豐水期由于河水補充地下水，地下水位升高，海水入侵范圍縮少自岸線向陸方向6．15km。

2．3土壤鹽漬化特征為了解海水入侵與土壤鹽漬化的關系，對本區的鹽漬化以氯化物和硫酸鹽的比值［4］，劃分為4種類型，分別為硫酸鹽型(＜0．5)、氯化物－硫酸鹽型(0．5～1)、硫酸鹽－氯化物型(1．0～4．0)和氯化物型(＞4．0);土壤鹽漬化程度參照中國地質調查局工作標準［6］。從調查結果可以看出，土壤鹽漬化嚴重地區主要分布在距岸較近的SL1站位(圖3)，并且受季節性影響較大［7］，平水期主要是硫酸鹽－氯化物型的輕鹽漬化土，主要集中在1．5m層位，豐水期受降水的影響，土壤鹽漬化較輕，僅在1．5m處有氯化物型輕鹽漬化土分布;枯水期主要是硫酸鹽－氯化物型和氯化物型中鹽漬化土，分布層位主要在2．0m以下層位(表2);SL2站位平水期和枯水期主要以氯化物型、硫酸鹽-氯化物型非鹽漬化土，土壤含鹽量在0．1%～0．2%之間。在枯水期1．5m處發生硫酸鹽－氯化物型輕鹽漬化土。豐水期主要以硫酸鹽型、氯化物－硫酸鹽型、硫酸鹽－氯化物型非鹽漬化土，SL2站位在海水入侵過度區受地下水和海水的共同作用，平水期和枯水期氯化物含量增加，豐水期地下水位增高，硫酸鹽含量增加;SL3站位主要淡水區，土壤類型主要以硫酸鹽型非鹽漬化土為主，含鹽量在平水期豐水期在0．1%以下，枯水期土壤含鹽量較高，在0．15%～0．2%之間。總的來說，土壤鹽漬化主要受海水入侵的影響，在平水期和枯水期，地下水開采量增大或河流補充地下水減少，引起的地下水位下降，造成海水入侵加重，土壤鹽漬化加重;在豐水期由于河水補充地下水，地下水位升高，海水入侵范圍縮少，土壤鹽漬化減輕。

2．4土層化學組成及分布本次調查按不同水文期、不同深度取樣，分析土樣主要化學組成，陽離子K+、Na+、Ca2+、Mg2+;陰離子Cl－、SO2－4、HCO－3。平水期:陽離子Na+含量最高，其值為(12．8～23．85)×10－5，K+含量(1．7～3．5)×10－5，Ca2+含量為(1．0～2．50)×10－5，Mg2+含量最低為(0．6～1．55)×10－5，分布特征是由表層向底層增高;陰離子HCO－3含量最高為(27．45～45．75)×10－5，Cl－含量為(4．35～17．55)×10－5，最高值分布于1．0m處，表、底層變為最低。SO2－4含量最低為(1．20～6．05)×10－5，分布特征是由表層向底層增高(圖4)。豐水期:陽離子Na+含量范圍為(1．5～24．1)×10－5，表層最低，向下部增高;其次為K+、Ca2+含量，分別為(2．30～4．75)×10－5及(1．50～4．05)×10－5，K+含量向下部增高，Ca2+含量為曲折變化;Mg2+含量最低為(0．31～1．55)×10－5;陰離子HCO－3含量高，為(18．6～41．2)×10－5，從1．0m以下含量變高;SO2－4含量為(1．20～15．75)×10－5，分布特征是表底高中間低，Cl－含量最低，為(1．70～6．90)×10－5，表底變化不大。可見，豐水期降水及地表水對土層可溶鹽的組成影響很大。枯水期:陽離子Na+含量為(4．55～36．35)×10－5，極差31．8×10－5，其分布從表層向下部增高;其次為K+含量，為(1．80～6．20)×10－5，2m處最高，1．5m處最低;Ca2+與Mg2+含量分別為(1．00～2．00)×10－5及(0．90～3．05)×10－5;陰離子HCO－3含量最高，為(15．65～87．5)×10－5，極差71．85×10－5，含量曲線從表層曲折向底部增高;其次為Cl－含量，為(4．45～12．45)×10－5，1．5m及3m處最高;SO2－4含量為(1．20～7．25)×10－5，2m處最高向上及向下變低。本區地下水位受季節性控制，并且受人類活動的影響，地下水位變化較大，尤其是在平水期和枯水期，地下水位明顯下降，如在S2站位，平水期和豐水期的地下水位相差4．19m。平水期處于春季，農田用水較多、地下水開采量大，海水入侵強度大于淡水補給，土層中鹽類逐漸積蓄就會造成土層鹽漬化，Cl－含量較高，主要集中在1．0m層位;豐水期各離子含量明顯降低，HCO－3含量高，Cl－含量最低，豐水期河水、降水補給地下水，地下水位升高，海水入侵減弱，SO2－4與K+，HCO－3與Na+顯著正相關表明淡水補給占主導地位，土層中的鹽被溶解，鹽漬化消失。枯水期各離子含量主要分布從表層向下部增高，陰離子HCO2－3含量最高，Na+與HCO－3曲線分布較一致。枯水期地下水位降低，豐水期土層溶解的鹽向土層下部遷移［8］。

3結論

本區下部含水層主要是由較粗的透水性較好砂礫石等粗顆粒物質組成，是發生海水入侵不利因素，海水入侵使土層鹽漬化。大漁場(SL1孔)距海岸和六股河較近，潛層地下水含水層水位低，豐水期的水位(-2．02m)也低于海平面，水力波動較大。海水侵入土層后，經過蒸發濃縮使地下水礦化度增高，最高達4861．0mg/L，高濃度的咸水中的可溶鹽類被土顆粒吸附，使其不斷地積蓄，最高達0．43%，使土壤鹽漬化。從土層陰、陽離子相關分析中可見，Na+與Cl－顯著相關，說明海水入侵的整個過程中，水化學類型(Na－-Cl－型)穩定性和一致性。海水入侵范圍與土層鹽漬化的分布相似。本區地下水位受季節性控制，并且受人類活動的影響，地下水位變化較大，尤其是在平水期和枯水期，地下水位明顯下降，如在S2站位，平水期和豐水期的地下水位相差4．19m。平水期處于春季，農田用水較多、地下水開采量大，海水入侵強度大于淡水補給，土層中鹽類逐漸積蓄就造成土層鹽漬化，Na+、Cl－含量較高;豐水期河水、降水補給地下水，海水入侵減弱，各離子含量明顯降低，土層中的鹽被溶解，鹽漬化消失。枯水期各離子含量主要分布從表層向下部增高。土壤在表層水及降水的淋濾作用和下部入侵的咸水和微咸水因毛細作用上升至某深度，二者綜合作用使鹽分積累造成土層鹽漬化，鹽漬化土層分布于1．5m、2．0m以下層位。土壤鹽漬化嚴重地區主要分布在距岸較近的SL1站位。受季節性影響，平水期主要是硫酸鹽-氯化物型輕鹽漬化土，分布在1．5m層位，豐水期受降水的影響，土壤鹽漬化較輕，僅在1．5m處有氯化物型輕鹽漬化土分布;枯水期主要是硫酸鹽-氯化物型和氯化物型中鹽漬化土，分布層位主要在2．0m以下層位。總之，海水入侵強度隨地下水開采水位降深的增大而增強，即地下水的水力坡度越大，而海水入侵強度越強，海水入侵的途徑往往是沿著地下水位線入侵，而入侵的方式是遵循地下水滲流規律。從上述表層土層非鹽漬化現象分析，如果能將地下水開采降落漏斗穩定在一定的水位降深時，就可以保持地表一定厚度的土層不遭受鹽漬化。

作者：王玉廣徐興永 王偉偉王傳珺許有良單位：國家海洋環境監測中心 國家海洋局第一海洋研究所