图5-6-4表示最枯方案情景下2015年和2030年海水入侵风险灾害评价图。研究区中部淄河水库由于不断地补给地下水，位于其附近的低风险区面积随着时间增长而增大，到2030年增加2.5km2。中部地区淄河水库周围低风险区的范围也随着时间推移不断扩大，到2030年增加18km2，起到了河道型水库防止海水入侵的作用。......
2023-06-25
海水入侵的未来情景
【摘要】：中部地区海侵线基本不变，主要原因是淄河水库渗漏常年补给地下水，从而有效地防止海水入侵。可知未来20年除了34号井和淄河水库北部点外，其余4点均表现出相同的规律，即水位下降同时Cl-浓度上升，这是由于地下水位下降造成咸淡水水头差，从而加剧海水入侵，造成Cl-浓度上升。
1.未来情景下研究区海水入侵趋势
图5-5-5～图5-5-7为研究区现状年（2009年）未来近期（2015年）和远期（2030年）地下水流场变化。由图可以看出，研究区中部淄河水库周围（虚线椭圆处）由于水库渗漏补给地下水，地下水水位逐年上升，5m等值线不断扩大。研究区西部花官乡和东部大王镇由于常年地下水超采很早就形成了两个大漏斗，2009年西部花官乡地下水漏斗中心水位高程大约在-15m左右而大王镇地下水漏斗中心水位高程大约在-13m左右；到2015年和2030年花官乡中心漏斗区地下水-15m等值线不断扩大，并且有-20m地区出现；研究区东部大王镇地下水开采集中，地下水开采量大，到2015年漏斗中心地下水高程在-20m左右，有少部分地区到-25m左右，到2030年-20m线和-25m线区域都会进一步扩大。
图5-5-6 研究区2015年地下水位流场图
图5-5-7 研究区2030年地下水位流场图
图5-5-8 研究区2009年、2015年和2030年地下水位流场3D效果图
地下水位流场3D效果图可以更明确看出地下水的变化过程，见图5-5-8。2009年4月淄河水库附近地下水由于水库渗漏形成一个上突型的水球体，由于水库投入使用不久，水库渗漏水量不多，故仅仅形成一个陡峭的水球体，而未来20年随着水库渗漏量的不断增加，上突型的水球体也从2009年的陡峭形逐渐变平缓，周边地下水水位不断抬升。研究区西部花官乡和东部大王镇则由于工业地下水超采各形成了一个地下水漏斗，在未来20年漏斗范围逐渐增大，高程也会逐渐降低。
图5-5-9 研究区2009年与2030年研究区海水入侵线图（Cl-250mg/L）
图5-5-9为研究区2009年和2030年海水入侵线图（Cl-250mg/L）。由图可知，由于气候变化与人类开采地下水等因素影响，相比2009年海侵线，研究区2030年西北地区和东部地区海侵线南移，其中西部花官乡入侵5.55km2，东部大王镇入侵3.13km2。累计入侵8.68km2。中部地区海侵线基本不变，主要原因是淄河水库渗漏常年补给地下水，从而有效地防止海水入侵。
2.未来情景下研究区单点地下水位与溶质浓度过程线
图5-5-10给出了单点位置，主要包括58A、110和34三个观测井以及淄河水库北部、花官乡漏斗中心和大王镇漏斗中心这六个位置（图中黑线圈出）。由图5-5-10和图5-5-11给出了方案4和方案11两种方案上述6个单点的地下水水位和Cl-浓度过程线图。可知未来20年除了34号井和淄河水库北部点外，其余4点均表现出相同的规律，即水位下降同时Cl-浓度上升，这是由于地下水位下降造成咸淡水水头差，从而加剧海水入侵，造成Cl-浓度上升。淄河水库北部点则由于淄河水库下渗补给地下水导致周边地下水水头上升，淡水水头高于咸水水头，从而抑制海水入侵，Cl-浓度下降，淄河水库北部点Cl-浓度下降幅度大约20mg/L。而34号观测井较为特殊，未来20年该点地下水水位下降大约1.5m，Cl-浓度下降了大约40mg/L。出现这种情况主要是由于34号井离淄河水库较近，淄河水库渗入地下的水可以快速补给该点，同时大王镇工业用水开采使该点地下水流向漏斗中心，在20年中相对达到一个补排平衡，所以地下水高程仅仅下降1.5m。在20年中水头基本保持不变使得咸淡水头差保持稳定，有效抑制了海水入侵，cl-浓度下降。两个方案对比来看，方案4和方案11地下水开采都是按照广饶县规划目标开采，降水方案4按照气候模式情景A1B，方案11按照75%降水保证率情景。由图可知，未来20年，两种方案各点地下水水位下降（上升）差别约为1-2m，Cl-浓度上升（下降）差别约为10mg/L。造成这种差别的原因主要是两种方案的降水补给不同，气候模式A1B条件下的多年平均降水量（730mm）和38%降水保证率的情景相同（722.4mm），属于丰水年的情景，故该方案的地下水水位高程要高于方案11，Cl-浓度也低于方案11。
图5-5-10 预测地下水流场和Cl-浓度单点位置图
图5-5-11 方案4情境下研究区地下水流场和Cl-浓度单点过程线图
图5-5-12 方案11情境下研究区地下水流场和cl-浓度单点过程线图
3.不同保证率方案对比
本节着重讨论不同方案情景下不同的地下水流场对于海水入侵的最终影响。挑选地下水高程0m线作为研究对象，其原因是0m高程线为海水基准面高程，同时0m高程线在研究区与判断是否发生海水入侵的250mg/L Cl-浓度线位置相近，能够更直观的讨论地下水水位对海水入侵的影响。
图5-5-13为方案8和方案11情况下研究区2009年（现状年）、2015年（近期）和2030年（远期）的地下水0m高程线，图5-5-63为两种方案的Cl-浓度为250mg/L的海水入侵线。图中虚线椭圆处标明了两种方案的差别，对比仍然按照2009年现状开采地下水的方案8，采用节水规划的方案11（降水都为75%的降水保证率）。0m等水位线在研究区西北部。中部和东部都有明显的差别。未来20年，方案11的地下水0m线更加靠南，这表明研究区内大于0m的范围增大（图5-5-13），节水规划起到明显的作用。同时，由于水位差别造成咸淡水高程差的不同使得海水入侵线位置也不同。
图5-5-13 方案8和方案11情景下地下水水位0m高程线
4.最丰最枯方案的确定以及相对应的海水入侵情况
本节内容主要是在设定的12种预测方案中选择最丰与最枯方案，并探讨两者对应的海水入侵情况，预测出两种方案海水入侵实际的入侵面积差距。
图5-5-15中显示的是方案7～方案12六种方案研究区2030年地下水水位0m线。在50%、75%和90%不同降水保证率情况下0m线有较明显的区别（图5-5-15左），特别是研究区西北部和东部。相同保证率情况下，结合节水规划与现状年开采的地下水0m线也不同（图5-5-15右），节水规划情景下，0m水头向南移动，研究区东部地区尤为明显。在地下水过度开采较严重的花官乡和大王镇，节水规划方案下的0m线（方案10～方案12）相比现状开采方案地下水0m线最大南移分别为0.88km和4.04km。
图5-5-14 方案8和方案11情景下海水入侵线（250mg/L Cl-浓度线）
图5-5-15 方案7～方案12情景下2030年地下水水位0m线
图5-5-16 方案8和方案12 2030年地下水0m线对比图
同时对方案1和方案10，方案7和方案11，方案8和方案12研究区2030年地下水0m线进行对比研究（图5-5-16～图5-5-18）。研究结果表明几种方案的0m线完全重合，这说明对于方案1和方案10来讲，气候模式方案与50%降水保证率的情况下结合广饶县节水规划方案的效果相同；对于方案7和方案11来讲，50%降水保证率且无节水规划方案与75%降水保证率同时采用节水规划方案的效果相同；对于方案8和方案12来讲，75%降水保证率且无节水规划方案与90%降水保证率同时采用节水规划方案的效果相同。这就为确定不同情景海水入侵范围提供了基础。即海水入侵最严重的情况是方案9，即采用90%降水保证率且不采取广饶县节水规划措施；海水入侵最轻的情况应该是方案4，即气候模式A1B情景下的降水同时采用广饶县节水规划。
图5-5-17 方案7和方案11 2030年地下水0m线对比图
图5-5-18 方案1和方案10 2030年地下水0m线对比图
图5-5-19和图5-5-20给出了方案4和方案9情况下研究区2030年地下水水位0m等值线和海水入侵线（250mg/L Cl-浓度线）。他们分别代表了最优情况和最差情况下的地下水水位和海水入侵的情况。从图5-5-20可以清楚地看到两种情况海水入侵的差别，经过测量，方案4比方案9海水入侵减少19.14km2。
图5-5-19 方案4和方案9 2030年地下水0m线对比图
图5-5-20 方案4和方案9 2030年海水入侵线范围图
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