山东海岸带海水入侵-土壤盐渍化灾害链发生与治理机制研究

Due to global climate change and human factors such as groundwater overexploitation, seawater intrusion - soil salinization has become a major geological hazard in the coastal zone. The multiple overlapping effects of seawater intrusion - soil salinization disaster chain in Shandong province has seriously affected the economic sustainable development and ecological environment safety of coastal zone. Two area under the most serious seawater intrusion and soil salinization conditions,the muddy coast of Layzhou bay and sandy coast of Longkou are chosen to be the key research area in the project. Based on the general thought of "chain disasters - trigger mechanism - governance mechanism", the technical means and analysis methods such as isotope tracer, geophysical exploration, avelet analysis and the comprehensive environmental analysis methods etc. will be combination adopted to reveal the process of seawater intrusion - soil salinization, disaster chain. The project will focus on the research of quantitative analysis the influence of natural and human factors on the disaster chain, the coupling mechanism and then propose the synergy governance measures ultimately. This project will enrich the theory of geological disaster in coastal zone, advance the development of Shandong Marine economy and the construction of Marine ecological civilization, which have important theoretical and practical significance.

受全球气候变化和人为因素（地下水超采等）影响，海水入侵-土壤盐渍化已成为全球海岸带地区面临的主要地质灾害。山东海岸带地区海水入侵-土壤盐渍化灾害链具有多重叠聚效应，已严重影响社会经济可持续发展和生态环境安全。本项目拟选择海水入侵与土壤盐渍化最为严重的莱州湾淤泥砂质海岸和龙口砂质海岸为重点研究区域，基于“链式灾害-发生机理-治理机制”总体思路，采用同位素示踪和地球物理探测联用并结合室内模拟与小波分析等技术方法，揭示不同类型海岸带海水入侵-土壤盐渍化灾害链发生过程，重点研究海水入侵-土壤盐渍化灾害链对自然和人为因素响应机制的定量辨识及灾害链的耦合机制和协同治理措施。本项目将丰富海岸带地质灾害理论，推进山东海洋经济发展和海洋生态文明建设，具有重要的理论和现实意义。

山东省海水入侵-土壤盐渍化链式灾害的叠聚效应，严重的制约了区域水土资源的可持续开发利用和生态环境安全。结合山东地区的监测网络、钻孔资料和定期取样分析，项目组开展了灾害链的发生背景、现状评价、演化趋势的研究，通过构建于激发极化方法的复杂地层双电层电学模型和镭同位素质量平衡模型，初步探讨了灾害链的发生机制。同时，利用监测井位的长期原位监测数据，定量辨识了人类活动和自然因素对灾害链的影响，预测了地下水位的长期变化趋势，最后基于水盐阻隔疏导、耐盐微生物植物协同治理的原理，开展了灾害链的综合防治研究，取得了一系列研究成果，具体包括：（1）重新厘定了莱州湾南岸三次海侵事件发生的时代，指出三次海侵层初始时代分别为1万年，12-5万年和26-15万年；（2）评估了山东省地下咸水的分布面积约为23,000km2，主要包括古咸水入侵（侵染）、现代海水入侵及咸水-海水混合入侵。滨海盐渍土分布与海水入侵的趋势相同，离海越近，程度越高，总体含盐量平行于海岸线呈条带状分布，滨海盐渍化面积约为4800km2，最大盐渍化距离38km；（3）莱州湾南岸海水入侵入侵通量约16cm/d，水体停留时间约为14.2d；咸淡水过度地区的地下水负值区，是导致海水入侵的主要动力驱动要素，地下水位的高低控制整个灾害链发生区的影响范围；（4）在地下卤水高强度持续开采的情境下，人为因素对浅层地下水位的影响占到近7成，而深层井则超过8成；（5）利用小波分析和WA-NARX神经网络模型，建立了海水入侵-土壤盐渍化灾害链对长期气候变化的响应模式，模型预测精度超过80%；（6）最后基于对海水入侵-土壤盐渍化链式灾害的认识，构建了盐敏性选择渗透墙、微咸水利用、土壤改良及分区管理等灾害链综合防治技术。项目的成果丰富了海岸带地质灾害理论，推进山东海洋经济发展和海洋生态文明建设，具有重要的理论和现实意义。