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Causations, Damages and Solutions for Saltwater Intrusion in Macao

澳门咸潮产生的原因、危害及防治对策


咸潮又称咸潮上溯、盐水入侵,是发生在沿海河口水域的一种水文现象。近年来,澳门咸潮频繁发生,严重影响了人们的正常生活和工作,也为工农业生产带来了巨大的损失。随着咸潮危害的加剧,人们对咸潮的防御对策问题也越来越重视。该论文分析了澳门咸潮产生的原因,认为干旱少雨和海平面上升等自然因素是导致咸潮发生的主要原因,而由人类活动导致的过度用水和生态失衡则加速了咸潮的发生。接着论述了咸潮给澳门带来的危害和测定咸潮的指标方法,最后对预防澳门咸潮的发生提出了一些建议。在澳门的地理背景条件下,除充分利用澳门的水库湖泊资源以增加澳门淡水储备外,更加需要全流域公众珍惜水资源,注意节约用水。

Saltwater intrusion is a natural phenomenon in littoral.In recent years,the disaster of saline water intrusion has arisen continually at stream outlet area of the Pearl River Delta(especially in Macao),which has brought on lack of water supply to millions of people.Due to the potentially social and economic impact of the disaster,more and more people are paying attention to saline water intrusion.In this paper,the authors had analyzed the causations and the damages of saline water intrusion in Macao,and proposed that the environmental factors(e.g.,drought and sea level rise) were the major inducement and that human activities have accelerated these processes.At the same time the authors had put forward some solutions to prevent saline water intrusion.


全 文 :第27卷第2期 生 态 科 学 27(2):124.128
2008年4月 EcologlcalSclence Apr. 2008
澳门成潮产生的原因、危害及防治对策
何伟添1,一,段舜山 l·
1.暨南大学水生生物研究所, 广州,510632
2.澳门生态学会,澳门,999078
【摘要】 咸潮又称咸潮上溯、盐水入侵,是发生在沿海河口水域的一种水文现象。近年来,澳门咸潮频繁发生,严重影响了
人们的正常生活和工作,也为工农业生产带来了巨大的损失。随着咸潮危害的加剧,人们对咸潮的防御对策问题也越来越重视。
该论文分析了澳门咸潮产生的原因,认为干旱少雨和海平面上升等自然因素是导致咸潮发生的主要原因,而由人类活动导致的
过度用水和生态失衡则加速了咸潮的发生。接着论述了咸潮给澳门带来的危害和测定咸潮的指标方法,最后对预防澳门咸潮的
发生提出了一些建议。在澳门的地理背景条件下,除充分利用澳门的水库湖泊资源以增加澳门淡水储备外,更加需要全流域公
众珍惜水资源,注意节约用水。
关键词:咸潮;原因;危害;对策
中图分类号:TV213.4 文献标识码:A 文章编号:1008—8873(2008)02一124-05
Causations,DamagesandSolutionsf;DrSaltwaterInt usioninMaca0
HOW撕—tim,DUANShun.sh粕
1.ReSe则hCenter彭Hydrobiolo戥JtnQnUnivers咄国硼簪hou510632.chi船
2.MncaoEc logic口tsocie劬M口c∞999078.Chl,豫
Abstract:Saltwaterin仃吣ionisanam甩lphen鲫∞oninli执旧1.Inr∞髓tyea璐,thedi鞠sterof观linewat盯intmsionh勰aris印
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inmlsion.
Keywords:Sal铆衍in仃Ⅷi伽,causati∞,daIrmgc,∞luti∞
收稿日期:2008.03.15收稿,2008m4-20接受
基金项目: 国家自然科学基金项目(30770336):珠海市科技计划重点项目(PC20061045)
作者简介:何伟添(1969一)。男,博士,澳门生态学会理事长,主要从事海岸湿地保护研究.
’通讯作者:E.眦il:tssd啪@jnu.edu.crI
万方数据
2期 何伟添,等:澳门咸潮产生的原因、危害及防治对策 125
l弓l言(Introduction)
咸潮又称咸潮上溯、盐水入侵,是一种自然现
象【1.2J。当淡水河流量不足,令海水倒灌,咸淡水混
合造成上游河道水体变成,即形成咸潮。咸潮一般发
生于冬季或干旱的季节,即每年10月至翌年3月之
间出现在河海交汇处。咸潮同我国北方的“沙尘暴”
一样,是一种自然灾害。近年来,人们对咸潮非常关
注。澳门受中国气候“南旱北涝”的变化周期影响,
2003年起咸潮已成为澳门年度性自然灾害现象。澳
门位于珠江三角洲西南部,主要受珠江径流影响,前
山河流经澳门内港入海,西南部有部分西江径流出磨
刀门,经银坑、澳门十字门出海,东面邻近伶仃洋,
澳门东西侧海岸受不同径流和潮汐的影响,形成较独
特的河口海岸生态系统。西江是珠江的主干,年平均
径流量2.4×1012m3,占珠江径流总量的77.1%;年
内径流量相当集中,汛期(¨月)的径流量占全年径
流总量的77.7%。近些年来,由于环境恶化,导致澳
门咸潮每年发生,而且咸潮爆发的规模和影响也越来
越严重。咸潮的发生严重影响了澳门人们的正常的生
活和工作,也给各类产业的生产活动带来了巨大的损
失。为了更好地了解咸潮,认识咸潮,能够充分应对
咸潮,本文分析了澳门咸潮产生的原因、咸潮给澳门
带来的危害,介绍了咸潮测定的方法,提出了澳门咸
潮防治的建议和对策。
2咸潮产生的原因(CausesfortheoCCur陀n∞of
saltvvaterintrusion)、
近年来,澳门的咸潮频繁发生,而且规模也越来
越大,持续的时间也越来越长。咸潮产生的原因包括
自然因素和人为因素两类,主要表现在‘3’4】:
2.1自然因素
2.1.1连年干旱,降雨少是引起咸潮主要原因
近年来,连年干旱,降雨量少是澳门的咸潮也是
珠三角地区咸潮发生的主要原因。中国南部沿海地区
降雨量极不均匀而且降雨量在减少,2003年全珠江
流域降雨比多年平均减少2成以上。2004年汛期
(4~9月),珠江流域降雨偏少,大部分地区降雨量在
700~1000舢之间,与常年同期水平相比,偏少l~
3成。2005年降雨主要集中在5~10月,此阶段降雨
量占了全年降雨量的88.8%,其余时间基本上没有降
雨或降雨量很少。冬春降雨偏少直接导致江河流量严
重减少,加重冬春干旱,使得各地江、湖、库水位急
剧下降,同时也使得珠江流域上游源水水量减少,下
游则受海水潮汐影响,形成咸潮。
1.1.2径流和潮流是影响咸潮的直接因素,海平面上
升加速了咸潮的蔓延
澳门的咸潮一般出现于每年的十月至翌年三月
之间,为期6个月。根据过往记录最差的情况下咸潮
曾经持续至四月份下旬才结束。咸潮活动主要受径流
和潮流控制,同时还受河口形状、河道水深、风力风
向、海平面变化等因子的影响。澳门的咸潮也不例外。
天文潮汐受到太阳及月球引力的影响,具有周期性,
而且周期较为稳定。全球气候变化导致海平面上升是
一个非常缓慢的过程,但长期的累积效应也在逐渐显
现。最近,由中国科学院等13家单位历时8年合作
完成的一项研究表明,珠江三角洲地区的海平面到
2030年可能会上升0.3m。海平面上升与咸潮之间的
关系引人注目,海平面的上升加速了咸潮的蔓延。风
对咸潮活动的影响较大,不同的风力和风向直接影响
咸潮的推进速度,若风向与海潮的方向一致可以加快
其推进速度,加大其影响范围。
1.2人为因素
1.2.1生产和生活用水增加,加剧咸潮的发生
近十多年来,随着珠江三角洲地区经济高速发
展、人口快速增长、城市化进程的加快,区域内用水
量急剧上升,凸显了对咸潮的影响。与历史相比,珠
江三角洲总人口规模由1980年1.26×106人增加到将
近5.O×lO7人(含暂住人口和香港、澳门人口),城镇
化率达70%,1980年到2000年城镇供水量增长了
lO倍以上,达到1.2×1011m3·a-1。由于经济快速发展、
人口规模不断扩大、城市化率提高、城镇与工业供水
不断扩大,导致江河水流量减少,而当地水资源的调
节能力相对不足;同时部分城市河段水污染严重,取
水点分散,布局不合理,加剧了水资源供需矛盾;而
且大部份城市生活污水及工业污水未经处理就直接
排放、农业生产中采用的化肥、人为疏忽导致高浓度
的有毒污染物污染河流,均造成珠江流域水质性缺水
的现象。目前广东省污水年排放量约为1.0×1012t,
其中近70%来自珠江三角洲,珠江三角洲水资源短
缺。生产和生活用水增加,促使了水资源短缺,加剧
了咸潮的发生。
万方数据
1.2.2对生态系统的破坏,加剧了咸潮的形成
人们为了获取更多的眼前利益,不顾生态系统的
平衡,对资源的开采,造成了环境的恶化,生态系统
破坏,咸潮也是大自然给人的“回报”。珠江河口地
区滥挖河沙,整个珠江三角洲河段约有100多艘非法
采沙船,连续15年开采已经超过了8.0×107t,而整
个珠江口的年平均沙量是8.0×107t,沉在河底的粗
沙只占年平均总沙量的5%~6%,这就意味着近15
年来已经把历史上积存的河沙挖尽。如西侧的洪湾水
道虽然年径流量只占珠江的小部份,但西江含沙量大
于伶仃洋,故输沙量不少。据珠江水利委员会测算,
每年平均输沙量达4.0×106t,因而造成澳门水域严
重淤浅。目前珠江流域河段已基本没有河沙,没有河
沙河段正沿着大江大河自下溯江而上;过量滥采河沙
造成河床严重下切,引发咸潮上溯。
近年来珠海与澳门均大量围海造地,湾仔水道上
游己缩窄了100~200m,下游己缩窄300~400m。
澳门半岛的南岸也向海填筑了约500m;十字门水道
已由原来平均宽2000m缩窄为300~500m。这些填
海造地,缺乏统一规划,因而造成水道过度狭窄,影
响水流通畅,既造成泥沙淤积,也因水体滞留而使水
质恶化。使咸潮入侵强度更大,咸潮发生的频率亦愈
来愈高。
3成潮给澳门带来的危害(Damages∞usedby
saItvvaterin rIJsiont0MaCao)
咸潮的发生严重影响了澳门人们的正常的生活
和工作,也为工农业生产带来了不必要的损失。具体
表现在以下几方面。
3.1成潮给澳门饮用水带来困难,危害澳门人们的身
体健康
海水的咸度(氯离子浓度)一般高于5000mg·L-1,
当咸潮发生时,河水中咸度从每升几毫克上升到超过
250mg。根据<生活饮用水水源水质标准》
(GB3838.2002),无论一级或二级,氯化物含量均应
小于250mg·L-1,饮用水的咸度不超过400mg.L.1。
饮用水中的咸度过高,就会对人体造成危害,人类饮
用含高氯化物水,~般情况下对健康者无明显反应,
但是对特殊人群生理上不能适应,不少人会产生腹泻
现象,尤其对老年人和患高血压、肾脏病、心脏病、
糖尿病的人危害更为严重。从流行病学观点来看,采
用高盐供水系统居民的循环系统发病率偏高,饮水中
含高浓度氯化钠是不利因子之一。据华东师范大学河
口所与上海自来水公司在20世纪90年代初的调查,
基本不受盐水入侵影响的上海闵行区,死亡率占第一
位的是癌症,循环系统疾病死亡率占第二位,而常受
盐水入侵影响较严重的吴淞区,第一位死因是循环系
统疾病,癌症占第二位。在咸潮期间,澳门卫生局疾
病预防控制中心向市民发出警告,明确表示,按目前
供应给澳门饮用水的咸度,一般正常人不需要特别关
注,但应特别留意患有心血管病或。肾病的人士,以及
肾功能未成熟的婴儿。环境是决定人类健康与否的重
要因素之一。水环境的变化,水质的恶化必然影响人
类生存环境的变化,必然影响人们的健康。
3.2成潮对澳门的轻工业及产品造成损坏
生产用水的咸度升高时,对企业生产造成严重的
威胁。一般金属的机器设备,在存储、加热、煮沸高盐
度水质时,金属表面很容易氧化,锅炉容易积垢,使生
产设备过快老化、使用年限下降、生产效率降低,个别
情况下还会带来安全事故。咸潮的发生,将给生产中用
水量较大产业(如化工原料及化学制造、冶金冶炼、纺
织印染等)带来冲击,其中一些企业不得不停产。如钢
铁工业生产要求总咸度不能超过200mg·L-1,电厂锅
炉用水要求咸度在300mg·L.1以下。
3.3威潮对植物生长造成严重影响
澳门地处珠江入海口西侧,由3个海岛组成,受
径流和潮流共同影响,易受咸潮威胁。咸潮上溯是澳
门严重的环境问题之一,它对居民生活用水、农业用
水以至城市工业生产及其发展都有相当大的影响。咸
潮的发生,使得含咸度高的海水通过小溪、河渠,渗
透到土壤中,造成地下水和土壤内的盐度升高,造成
土壤的酸碱值变化,当这种变化积累到一定程度,就
会不利于农作物、植物的生长,使土地板结,危害到
当地的植物生存,给植物生长造成严重影响。澳门地
处临海地区,雨量充沛,但是植物生长较差,其中主
要原因之一就是咸潮影响了植物的生长。
4水源咸度的测定。(Measu怆mentOf鞠IIn时in
water)
咸潮中咸度的测定非常重要,通过测定咸度的变
化,能够及时反映咸潮波及范围和咸潮危害的程度,
同时也是为咸潮预防提供决策的基础。咸度的测定主
万方数据
2期 何伟添,等:澳门咸潮产生的原因、危害及防治对策 127
要是通过测定水体中氯离子浓度,以每升水体中含有
氯离子的毫克数(mg·L-1)表示,生活中为了简便,
可将毫克/升简称为度。临海地区地下水中氯离子浓
度主要作为海水入侵污染程度的指标。
4.1澳门水域威度的检验标准和检验方法
目前澳门卫生局对水质的监测的标准和方法
是依据美国公共卫生协会公布的《水和废水检验标
准方法》和中国《海水水质标准》(GB3097.97)中
各检验参数的有关规定,对咸度的测定有仪器测定
和化学分析方法两类方法。仪器测定有氯离子测定
仪和咸度计等。仪器测定具有方便简洁,而且能够
大大提高工作效率,比较适合样品多,工作量大的
情况。化学分析方法主要是摩尔滴定法及通过硝酸
银溶液滴定水样,以铬酸钾溶液为指示剂,通过测
定消耗硝酸银溶液中银离子的浓度来推算出水中
氯离子浓度的高低。化学分析方法成本相对较低,
而且操作简单,比较适合地方和基层水环境监测站
水样少、工作量小的情况。
4.2澳门饮用水咸度的检验标准
世界卫生组织则设定饮用水的咸度标准为
250mg·L-1,大多数国家对饮用水的氯化物含量标准
设定于介于200~300Ing.L一。由于历史的原因,澳
门的饮用水由澳门自来水公司以专营方式经营,但长
期以来,在供水专营合同规定中并没有订定饮用水的
咸度标准。目前,澳门特区政府将考虑对供水合同中
关于饮用水咸度标准的条款加以修订,这也是进一步
保障澳门居民饮用水安全健康的重要措施之一。
5澳门成潮防治对策(PreventiVest陀tegjesforthe
SaltwaterintruSiOninMacaO)
咸潮是沿海地区的一种自然灾害。近年来,咸潮
的规模和影响越来越大,持续的时间也越来越长,咸
潮带来的危害也越来越被人们认识,咸潮这种自然现
象也越来越重视。抵御咸潮、保障供水将是我们今后
相当长一段时期内必须面对的艰巨任务,需要各方面
共同努力,加强协调,采取必要的应对措施,将咸潮
影响控制在可接受的范围之内。从长远来看,解决咸
潮对澳门供水的影响,必须根据澳门的实际,科学规
划,立足于珠江流域水资源的合理配置,加强流域水
资源的统一调度和统一管理【4156】。
’‘
5.1增加科研投入,加强咸潮监测与研究工作
由于澳门乃至华南地区水质性缺水问题日益突
出,咸潮对澳门城市供水的潜在影响更是不容忽视
的,澳门水务以及水环境保障部门和相关机构应当未
雨绸缪,加强咸潮监测与研究工作,为抵御咸潮、保
障供水提供技术支撑。澳门科技基金应加大支持澳门
的科研人员开展澳门咸潮活动规律研究,运用先进的
超声波流速剖面仪等设备和技术,对咸潮实施同步的
严密监测,准确把握上游径流、潮汐活动、风速风向
及海平面上升与咸潮活动的响应关系,建立预警机
制。同时要增加海水淡化的技术投入,针对澳门水域
位于河口区咸度相对较低的有利条件和周期性的特
点,开发研究适用于澳门特点的咸水淡化设备或化学
制剂。基于澳门可持续性发展考虑,特区政府应现今
财政储备充足的情况下规划建造海水淡化处理厂,或
与澳门供水公司研究采用BOT建造方式,从长远解
决澳门饮用水资源短缺问题。这样一方面能够对澳门
咸潮形成特点有充分的认识,在咸潮到来之前做好防
范:另一方面能够保障咸潮期间有应急措施,使咸潮
影响降到最低限度。
5.2充分利用澳门的水库湖泊资源,增加澳门淡水储
存量
目前,澳门的水资源相当短缺,其生活饮用水主
要靠珠海市的自来水公司供应。但是,在咸潮期间,
珠海市同样受到严重影响,供水十分紧张,淡水资源
原本很难满足对本市居民的供应,对澳门的供水也受
到严重影响。由于澳门淡水资源相当有限,澳门政府
最为直接和有效的措施是通过采用增加集水面积和
生物技术改善全澳现有山地水库的水质和环境状况,
增加澳门的淡水库容。澳门现有九澳水库、黑沙水库
等几座小型水库。九澳水库一次蓄水能够满足澳门全
区人们一周的生活用水。对澳门的两大人工湖西湾湖
和南湾湖可采用铺设簿膜阻隔海水渗透及增加集水
面积保持湖水淡化、种植沉水植物保持湖水净化三重
措施增加淡水储存。如果澳门能够充分利用这些淡水
资源,适当扩大水库库容,增加淡水储量,一方面能
够降低咸潮带来的危害,另一方面能够有效缓解澳门
咸潮期间的燃眉之急。根据特区政府日前公布的新城
规划,若将规划中的凼仔岛北沿新城与该区现有海岸
线的隔离带改变为水库公园,采用与西环湖及南环湖
的相同工艺,此举将一方面增加了澳门大面积的淡水
万方数据
库容,另一方面亦优化了本澳的海岸景观及增加了居
民和游客的休憩区面积。
5.3合理规划,统一调度,采取调水以淡压成
咸潮主要受潮汐和上游来水控制。潮汐活动可调
节的余地有限,通过上游径流的调节能够有效的缓解
咸潮的蔓延,降低咸潮带来的危害。抵制咸潮、对咸
潮的防治需要澳门政府和大陆水利部门合理规划,宏
观审视整个流域供水布局和长远需求,发挥整个珠江
流域水利枢纽和大型水库的水资源配置等综合利用
功能,充分利用大型水库的库容资源,统一调度水资
源,促使水利枢纽和谐运作。通过从上游调水以淡压
咸是目前比较有效的应急办法之一。通过上游调水,
使得上游流量增加进而对珠江下游地区的咸潮得到
缓减。降低咸潮的规模和减少咸潮发生的持续时间均
能够有效缓减澳门的咸潮危害。
5.4统一协调,加强合作,加强管理
人类活动一旦对河口海岸生态系统造成破坏,势
必加速咸潮的发生,而且扩大咸潮发生的范围。目前
珠江三角洲河段过量滥采河砂造成河床严重下切,引
发咸潮上溯,有关部门应对珠江全流域加强采砂活动
的管理,用立法手段严厉打击违法采砂行为。现今只
能加强与流域地区的合作,在已有基础上,全面规划,
因势利导,合理规划澳门至凼仔水道与十字门水道的
治导线,调整水流交汇关系,畅通水流,改善水环境。
其次,澳门可以借鉴其他临海地区的先进经验来防治
咸潮的发生,降低咸潮的危害。如荷兰是咸潮经常发
生的国家,但是荷兰通过修建围城可移动前置坝,根
据咸潮发生的规律和特点来调节前置坝的位置和高
度,从而达到降低咸潮危害的目的。澳门可以借鉴荷
兰的经验,根据澳门的实际地理特点,选择适当的河
口位置建立可移动的前置坝降低咸潮的影响。
5.5节约用水.珍惜水资源
澳门水资源短缺,浪费水资源使得供水矛盾更加
突出。供水矛盾不只存在于澳门特区,在珠江三角洲
地区,水资源的浪费十分严重。据统计,广东省年总
用水量持续多年递增,年递增幅度约5%,居全国榜
首;全省用水无效消耗量(即浪费量)为1.67×10¨m3,
浪费率之大占总用水量的37.5%,此项指标同样高居
全国榜首,其中农业是首当其冲的淡水资源浪费大
户,占淡水总消耗量的7成以上。珠江流域其他省份
也与广东省~样,淡水资源浪费严重。用水的严重浪
费导致河流水位下降,加重咸潮的危害。因此,应提
倡人们节约用水,珍惜水资源,提高水的利用效率,
以减轻咸潮的危害。澳门电力公司为其发电机组热交
换的模式应由现抽取路环山地水库淡水改变为抽取
海水净化后使用,一方面将为本澳节省大量淡水资
源,另一方面收集在热交换中形成的蒸汽冷却后亦可
增加淡水量。
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万方数据
澳门咸潮产生的原因、危害及防治对策
作者: 何伟添, 段舜山
作者单位: 何伟添(暨南大学水生生物研究所,广州,510632;澳门生态学会,澳门,999078), 段舜山(暨
南大学水生生物研究所,广州,510632)
刊名: 生态科学
英文刊名: ECOLOGICAL SCIENCE
年,卷(期): 2008,27(2)

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