滨海城市是我国经济发展的重要区域,其生态环境问题也逐渐成为关注的热点。滨海区域地下水盐度普遍偏高,致使城区水系盐度受到影响,进而限制了水生植物生长和河湖水系健康状况。尤其是北方平原区的滨海城市,由于淡水资源总体短缺,加之城市水系流动性差,地表水体盐度过高的问题更为突出,逐渐成为制约当地生态环境改善的重要因素。为了缓解城区水系盐度问题,需要从地下水、地表水交换过程入手,厘清滨海城市水系盐度的变化规律,提出水系盐度的控制目标和调控方法。本文以东营市中心城区作为典型案例,在识别水体盐度变化规律及影响因子的基础上,通过盐度控制目标的合理确定、控制方法的选择、控制方案的制定开展滨海城市水系盐度控制研究。开展的主要工作和结论包括:(1)滨海城市水系盐度变化规律解析重点针对典型滨海城市东营市中心城区,结合地表水、地下水监测资料,明确滨海城区水系盐度时空变化规律。通过对比不同时段降水、河道水位、地下水位和地表水水体盐度的变化关系,识别水体盐度影响因子。城区水系盐度变化和分布与地下水盐度浓度、地表水和地下水水位差有关。地下水水位高出地表水越多,地表水盐度升高的速度越快,水系最高盐度也越接近地下水盐度,反之则升高速度越慢,且最高盐度越低。(2)典型水生植物耐盐性研究开展典型水生植物的耐盐性实验,探索水生植物耐盐性阈值,以此确定地表水体盐度控制的合理目标。分别选取不同类型的水生植物,监测其在不同盐度浓度下相关生化指标的变化情况,研究不同盐度对植物的胁迫状况。结果显示:代表性挺水植物—香蒲、代表性沉水植物—狐尾藻在盐度2000mg/L的水体中无法生长,在盐度1000mg/L时生长良好;代表性浮叶植物—睡莲在盐度1000mg/L的水体中无法生长,在盐度500mg/L时生长良好。考虑到东营市现状,建议近期盐度控制目标为1000mg/L,远期根据情况进一步提高要求。(3)地表-地下水盐耦合模型构建以MIKE SHE和MIKE 11模型为基础,构建东营市中心城区地表-地下水盐耦合模型。模型结合MIKE SHE分布式水文模型的模拟区域地下水水位、盐度变化,分析地下水-地表水水盐交换过程,以此作为输入条件、结合MIKE 11模型开展地表水水动力水质联合模拟。并结合水文站和城区水系主要控制断面长系列监测数据进行模型参数率定与验证。(4)水体盐度控制方案制定结合地表-地下水盐耦合模型,通过对不同补水方案下水动力条件和盐度的联合模拟,确定生态补水优化方案。分别模拟低流速持续补水、高流速持续补水,以及不同换水周期的定期换水方案下地表水体盐度的变化情况。持续补水方案下,低流速方案盐度可控制在800mg/L以下,高流速方案可控制在500mg/L,两种方案的盐度均在控制目标以内,其中低流速方案年生态补水量3.6亿m3,高流速方案年生态补水量7.9亿m3。由于研究区引水指标有限,建议选取低流速方案。定期换水方案下,将水体盐度控制在1000mg/L以下所需的换水周期为15天,即每1个月换水两次可以保障水生植物良好生长,需水量约3.8亿m3,并根据研究区降水规律和对水体盐度的影响,建议采用动态换水周期,在3-5月采取15天为换水周期,6-8月以90天为换水周期,9-11月采取30天为换水周期,采用变动换水周期可将研究区水体盐度控制在1000mg/L以下,年补水量约2.0亿m3。