海水入侵已經(jīng)導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。中國科學院地理科學與資源研究所副研究員韓冬梅、研究員宋獻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?shù)胤浅Ｖ匾难a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過程中再次發(fā)生海水和淡水的混合，而造成水位恢復但鹽分恢復并不明顯的觀測結(jié)果。離子交換、碳酸鹽巖的溶解和農(nóng)業(yè)施肥等是進一步改變地下水化學組成的重要過程。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在第四系含水層中可以達到平均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。大魏家水源地周邊生活污水的排放導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關系。而由于復雜的水文地質(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關系。硝酸鹽在沒有反硝化作用下可以通過復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移幾十年。