中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所在海水入侵方面取得進(jìn)展
更新時(shí)間：2016-07-28 點(diǎn)擊次數(shù)：1960次海水入侵已經(jīng)導(dǎo)致了世界上很多濱海地區(qū)的淡水地下水咸化，加劇了淡水資源的需求壓力。中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所副研究員韓冬梅、研究員宋獻(xiàn)方與合作者針對(duì)遼東半島大連大魏家重要的濱海巖溶含水層，基于歷史和現(xiàn)階段的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析了大魏家地區(qū)海水入侵變化的反復(fù)性。
大魏家水源地自2001年起停止開(kāi)采向大連市供水。農(nóng)業(yè)灌溉是當(dāng)?shù)胤浅Ｖ匾难a(bǔ)給來(lái)源。歷史海水入侵殘留在巖溶結(jié)構(gòu)滯留區(qū)的海水很可能在水位恢復(fù)過(guò)程中再次發(fā)生海水和淡水的混合，而造成水位恢復(fù)但鹽分恢復(fù)并不明顯的觀測(cè)結(jié)果。離子交換、碳酸鹽巖的溶解和農(nóng)業(yè)施肥等是進(jìn)一步改變地下水化學(xué)組成的重要過(guò)程。利用研究區(qū)地下水和海水的δ13CDIC和δ34SSO4同位素組成可以識(shí)別人為和自然的影響過(guò)程，根據(jù)硫同位素質(zhì)量平衡模型，計(jì)算出化肥對(duì)地下水中硫酸鹽增加的貢獻(xiàn)在第四系含水層中可以達(dá)到平均62.1%，而深層巖溶地下水是48.7%。這可能是農(nóng)業(yè)依賴(lài)于地下水發(fā)展模式的集中反映，也是中國(guó)在這方面廣泛存在的警示問(wèn)題。
大連大魏家水源地硝酸根離子濃度變化范圍大（33-521mg/L）。半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，除了海水入侵，人為活動(dòng)也發(fā)揮很大的作用，使得該地區(qū)含水層匯硝酸鹽不斷增加，成為水資源管理不得不重視的問(wèn)題。通過(guò)分析豐水期和枯水期地下水的水化學(xué)和氘氧穩(wěn)定同位素組成，可以識(shí)別巖溶裂隙的優(yōu)先流通道；相對(duì)枯水期，豐水期巖溶地下水中高的氚含量說(shuō)明地下水循環(huán)對(duì)降雨的快速響應(yīng)。大魏家水源地周邊生活污水的排放導(dǎo)致地下水中硝酸根離子濃度的增加且伴隨著高的氚含量。
研究人員運(yùn)用指數(shù)和活塞流混合模型（binary exponential and piston-flow mixing model (BEP)）來(lái)模擬地下水年齡的分布。結(jié)果表明淺層第四系含水層中地下水平均滯留時(shí)間（92-467 a）與硝酸根離子濃度有著明顯的反相關(guān)關(guān)系。而由于復(fù)雜的水文地質(zhì)條件，深層巖溶含水層系統(tǒng)地下水平均滯留時(shí)間（8-411 a）與硝酸根離子濃度沒(méi)有明顯的相關(guān)關(guān)系。硝酸鹽在沒(méi)有反硝化作用下可以通過(guò)復(fù)雜的巖溶含水層介質(zhì)和不同來(lái)源的氮污染輸入而累積并運(yùn)移幾十年。
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