【摘要】本文以華北中部平原的滄州市作為研究區(qū),在系統(tǒng)分析地下水動(dòng)力場(chǎng)演化的基礎(chǔ)上,通過(guò)分析研究地下水化學(xué)與測(cè)井物探資料,來(lái)揭示地下水動(dòng)力場(chǎng)演化及咸水分布規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】第四系咸水;分布規(guī)律;滄州市
1、地質(zhì)環(huán)境概況
滄州市位于河北省東部,東臨渤海,屬半干旱暖溫帶大陸性季風(fēng)型氣候。區(qū)內(nèi)降水分布不均,多年平均降水量573.5mm,平均蒸發(fā)量1692.1mm,約為降水量的3倍。中西部徑流條件相對(duì)較好,東部較差,沿海一帶近于滯流。天然狀態(tài)下地下水的流向與地形傾斜相一致,亦即由西南流向東北,但由于強(qiáng)烈開(kāi)采地下水,致使出現(xiàn)了區(qū)域地下水水位降落漏斗,使地下水向漏斗中心匯流,造成地面沉降。
2、咸水水文地質(zhì)特征
2.1咸水分布及埋藏特征
區(qū)內(nèi)咸水體由沿海到內(nèi)地逐漸變薄,呈一楔形體置于淺層淡水與深層淡水之間,并在青縣東北部和狼坨子附近出現(xiàn)全咸區(qū)。淺層咸水主要賦存于第Ⅰ和第Ⅱ含水組,西部地區(qū)咸水底界埋深一般為45-65m,中部、東部地區(qū)一般為60-65m。深層咸水主要賦存于第Ⅱ含水組,東部可跨至第Ⅲ含水組。任丘東南部和河間東北部存有深層咸水,底界埋深一般為90-110m,其余大部沒(méi)有深層咸水;滄州中部、東部廣泛存有深層咸水,中部深層咸水埋藏底界一般為80-100m,東部大都為140-200m。
2.2咸水的賦存條件與分布規(guī)律
滄州西北部為沖積相,以微咸水為主局部為半咸水,含水層厚度5-15m,水位埋深4-14m;滄州中部受到海浸影響,咸水體增厚,水位埋深一般為4-10m;分布于青縣—滄州—鹽山一線以東地區(qū)以濱海相洼淀沉積為主,水位埋深較淺,一般為1-4m,水化學(xué)類(lèi)型多為Cl-Na型。
子牙河以西地區(qū)以淡水為主,水質(zhì)好,含水層厚度50-100m,咸水主要為微咸水,礦化度為2-3g/L,局部存有半咸水;滄州中部深層咸水廣泛分布,咸水體自西向東逐漸增厚,底界埋深由60m變?yōu)?10m左右,咸水礦化度一般為5-10g/L,水化學(xué)類(lèi)型為Cl·SO4-Na·Mg型;青縣、滄縣東部、黃驊、海興、孟村、鹽山、南皮東部、東光、吳橋等地含水層厚度大都為10-22m,富水性相對(duì)較好,化學(xué)類(lèi)型主要為Cl-Na型,Cl-Na·Mg型次之。
2.3咸水的水化學(xué)特征
該區(qū)咸水水化學(xué)的形成受地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、古地理環(huán)境、海進(jìn)海退、地形地貌及水文地質(zhì)條件等諸多因素的綜合影響。經(jīng)歷了不同地質(zhì)歷史時(shí)期的地下水水化學(xué)作用演化過(guò)程,形成了特定的水化學(xué)特征,不僅具有明顯的水平分帶性,而且也有垂直分帶規(guī)律。
2.3.1水平分布特征
淺層咸水的水化學(xué)類(lèi)型主要為:SO4·Cl型、Cl·SO4型和Cl型,其它水化學(xué)類(lèi)型則出現(xiàn)在咸水與淡水接觸部位。自西向東咸水體中Cl-、SO42-、Na+、Mg+含量逐漸增高,HCO3-、Ca2+含量逐漸降低,礦化度增高,水化學(xué)類(lèi)型亦隨之發(fā)生變化,從而反映出淺層咸水的流動(dòng)系統(tǒng),西部徑流交替條件要好于中部,更好于東部,而東部咸水徑流基本處于停滯狀態(tài)。
深層咸水基本處于封閉的停滯狀態(tài)。自西向東氯離子含量逐漸遞增,硫酸根離子相對(duì)減少。濱海地區(qū)鈉離子含量相當(dāng)高,形成了Cl-Na型水;礦化度大體上也呈遞增的趨勢(shì),由2-3g/L→3-5g/L→5-10g/L→>10g/L轉(zhuǎn)變。
2.3.2垂向分布特征
從淡水體向咸水體中心方向上看,礦化度值逐漸增高,Cl-、SO42-增大,而HCO3-相應(yīng)減少,水化學(xué)類(lèi)型也從HCO3型轉(zhuǎn)變?yōu)镃l型或SO4型。淺層咸水與深層咸水之間的水力聯(lián)系比較弱,水化學(xué)類(lèi)型基本上不變,礦化度在深、淺層咸水的接觸帶具有增高的趨勢(shì)。深層咸水主要受到淺層咸水和深層淡水的影響。在淺層咸水與深層咸水接觸帶,垂向上深層咸水水化學(xué)類(lèi)型基本上與淺層咸水相同,陰離子含量略有增加,陽(yáng)離子基本不變,礦化度有增高的趨勢(shì);在與深層淡水的接觸地區(qū),形成一過(guò)渡帶,水化學(xué)類(lèi)型自上而下一般由Cl·SO4型或SO4·Cl型轉(zhuǎn)變?yōu)镠CO3·Cl型或HCO3·SO4型,Cl-、SO42-減少,HCO3-相對(duì)增加,礦化度同時(shí)呈遞減趨勢(shì)。
2.4咸水成因分析
第四系咸水的形成,是河北平原第四紀(jì)時(shí)期的古氣候條件、古地理地質(zhì)環(huán)境及海侵活動(dòng)等各種因素綜合作用的結(jié)果。主要是海相成因。由于海侵與海潮的影響,海水的大量鹽分停留在松散沉積層之中,同時(shí)海退以后殘留的海水保存在含水層內(nèi),致使地層易溶鹽含量增高,直接影響到地下水的化學(xué)成分。
3、結(jié)論
3.1.滄州市咸水分布廣泛,除西部的肅寧、任丘、河間部分地帶有全淡區(qū)外,咸水幾乎覆蓋全區(qū)。淺層咸水底界一般為45-65m,主要賦存于第Ⅰ、Ⅱ含水組上部,由于受到上部淡水的影響,分布連續(xù)性比較差;而深層咸水底界由西到東逐漸變深(西部65m,中部100m左右,東部200m左右),其分布連續(xù)性比較好,并在青縣東北部和狼坨子附近出現(xiàn)全咸區(qū)。
3.2.淺層咸水分布面積廣泛,水化學(xué)類(lèi)型由西部的HCO3·Cl型、HCO3·SO4型轉(zhuǎn)變?yōu)樽友篮右詵|、黑龍港河以西地區(qū)的Cl·SO4型和SO4·Cl型,再轉(zhuǎn)變?yōu)橹胁康腍CO3·Cl型,至東部則變?yōu)镃l型,礦化度由西向東從<2g/L→2-3g/L→<2g/L→2-3g/L→3-5g/L→>5g/L轉(zhuǎn)變。深層咸水礦化度值也由西向東逐漸增高,并在狼坨子附近出現(xiàn)鹵水區(qū),水化學(xué)類(lèi)型由西部的SO4·Cl型向中部的Cl·SO4型轉(zhuǎn)變,至東部基本為Cl型,礦化度也由西向東逐漸增高,至沿海附近地帶礦化度最高。
3.3.根據(jù)古地理環(huán)境、古氣候條件、海侵、氯離子分布、土層易溶鹽、咸化系數(shù)、鈉氯系數(shù)等分析咸水形成條件和成因,并用同位素方法來(lái)測(cè)定咸水的年齡。東部濱海地區(qū)以海相成因?yàn)橹鳎鞑績(jī)?nèi)陸地區(qū)為大陸鹽化形成,而中部屬海陸交替過(guò)渡類(lèi)型。淺層咸水除沿海部分外均以大陸鹽化作用為主。
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作者簡(jiǎn)介:高維,女,1983年01月生,河北滄州人,工作單位 :河北省地礦局第四水文工程地質(zhì)大隊(duì),本科,水工環(huán)工程師,研究方向:水工環(huán)、地?zé)帷?/p>