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同位素組成可以識別人為和自然的影響過程，根據(jù)硫同位素質(zhì)量平衡模型，計算出化肥對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)依賴于地下水發(fā)展模式的集中反映，也是中國在這方面廣泛存在的警示問題。

　　大連大魏家水源地硝酸根離子濃度變化范圍大（33-521mg/L）。半個世紀(jì)以來，除了海水入侵，人為活動也發(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題。通過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，可以識別巖溶裂隙的優(yōu)先流通道；相對枯水期，豐水期巖溶地下水中高的氚含量說明地下水循環(huán)對降雨的快速響應(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)地下水平均滯留時間（8-411 a）與硝酸根離子濃度沒有明顯的相關(guān)關(guān)系。硝酸鹽在沒有反硝化作用下可以通過復(fù)雜的巖溶含水層介質(zhì)和不同來源的氮污染輸入而累積并運(yùn)移幾十年。