江苏省南通市深层含水系统地下水水质咸化特征及成因分析

深层含水系统地下水水质咸化是南通市主要环境地质问题之一,文章从第四纪含水系统自身特有的水文地球化学环境以及地下水开采两方面,对南通市深层含水系统地下水水质咸化特征及形成原因进行分析研究.区内除长江沿岸局部地带出露泥盆系外,大部地区为第四系松散层覆盖,厚度一般200～360m,垂向上多层含水砂层相互叠置,赋存有丰富的地下水.自上而下可划分为浅层、中层以及深层含水系统,其中浅层、中层含水系统埋藏于180m以浅,多为咸水,开发利用程度较低;深层含水系统埋藏于180m以深,地下水具有水质优、水量丰富的特点,因而被广泛开发利用.深层地下水的大量开发利用,改变了地下水的天然动态,水位连年持续下降,并形成了规模较大的区域水位降落漏斗.1997年,南通市最低水位埋深45.0m,下降速率高达1.5m/a,水位埋深大于20.0m的范围达5100km2.此后,区域水位降落漏斗仍在继续扩大、加深,2000年水位埋深已降至56m.随着区域水位降落漏斗的形成和发展,该市深层地下水水质发生了相应的变化,水质动态总体呈咸化趋势,咸化速率由小于4mg/l*a到大于20mg/l\5a不等.在水位漏斗中心区、上部隔水层发育较差地段以及东部沿海地带咸化最为严重,并呈现自西向东咸化程度加重的变化规律.研究结果表明,引起本区深层地下水水质咸化的原因主要有四个方面(1)中层含水系统内咸水越流补给,导致深层含水系统水质咸化.在天然条件下,由于地下水运动缓慢,交替周期长,区内各含水系统地下水水质动态相对稳定.但是,人为强烈开采深层地下水,使其水位大幅度下降,造成中层含水系统与深层含水系统之间出现较大的渗透压,大大激化了中层含水系统的越流补给,致使高矿化水入侵深层含水系统,导致地下水水质咸化;(2)深层含水系统相对隔水顶板粘性土压缩释水补给导致深层含水系统水质咸化.地下水水头降低,打破了地下水原始平衡状态,深层含水系统上部相对隔水顶板粘性土层中的水,在水头差驱使下流向含水层,结果也降低了粘性土中孔隙水对上覆地层的支撑力,导致粘性土层压缩并向含水层排水,即粘性土压缩水;(3)深层含水系统中微咸水、半咸水的迳流补给导致深层含水系统水质咸化.地下水位大幅度下降,地下水水力坡度变陡,迳流速度加快,周边同一含水层高矿化度地下水迅速向漏斗中心流动,导致水质咸化;(4)成井工艺不合格造成深层含水系统水质咸化.因打井市场的开放,一些没有资质打井队伍也进入市场承担工程,由于设备、技术手段不足,采用通天回填现象较普遍,止水质量较差,如果上覆有咸水或微咸水,往往使井边附近地带的地下淡水明显咸化而很快不能使用.     

沧州市浅层地下水的咸化和淡化

文章通过分析沧州市浅层地下水的长序列水位和水质历史资料,研究了河北平原地下咸水(非海相盐分起因)的形成原因。结果表明:区内地下水的咸化和淡化过程主要取决于当地的地质环境,咸化过程是研究基础,淡化则是已咸化地下水的稀释或混合过程。     

莱州湾南岸地下咸水污染物示踪运移规律研究

晚更新世以来莱州湾南岸发生了三次海侵,长期的蒸发浓缩作用形成了大范围的地下卤水。受地下淡水过量开采、卤水资源利用及围填海工程等综合因素影响,地下咸水区的地下水流场、水质及周边地质环境产生了改变。选择地下咸水区进行地下水流示踪试验,对地下咸水渗透流速及影响范围等进行探索性试验研究。以粉砂、粘土质粉砂为主的咸水入侵区具有相对统一的地下水流场,示踪剂浓度变化基本符合正态曲线分布。在地下咸水区,示踪剂在随着地下水流运动时,示踪试验相对抽水试验具有速度放大效应。本次试验中,地下水流速0.25~0.38m/d,示踪剂流速0.36~1.09m/d,示踪剂流速是达西流速的2.1倍。     

直流电阻率法在黄河下游地区地下咸水分布研究中的应用

为研究黄河下游惠民地区地下咸水分布特征,在该区域开展了直流电阻率法测量工作。通过电阻率测井确定区内咸水层视电阻率数值分布范围和咸—淡水界面变化特征,以此约束电阻率测深数据的分析,提高对咸水层分布解释的准确率。结果表明：研究区地下咸水层顶界面埋深主要位于20～50 m区间,局部发育至浅地表;咸水层底界面推断埋深主要分布在160～300 m区间,近似NW走向逐渐变浅。经后期水样调查和钻探验证,推测的地下咸水分布特征与实际情况基本一致,表明直流电阻率法在地下咸水分布特征研究中具有较好的应用效果。     

山东省广饶县环境地质问题与地质环境区划浅析

本文简要论述了广饶县城区地质环境的主要特征,对咸水入侵、环境污染、地下水降落漏斗、地面沉降、地裂缝等主要环境地质问题的现状、产生和危害进行了阐述。选取地下水污染、地下水降落漏斗、海咸水入侵、地面沉降4种因子进行了质量评价,进一步将研究区分为良好区、中等区和较差区。并根据区内存的主要环境地质问题及其发展趋势,提出相应的保护对策及建议。     

宁夏清水河上游浅层地下水咸化作用研究

认识干旱区地下咸水的形成机制对水资源管理和规划具有重要意义。在宁夏清水河平原上游采集52组浅层地下水化学样品和8组易溶盐样品,分析了地下水咸化的水文地球化学作用,利用元素质量平衡法计算了各作用对地下水盐分的贡献比率。结果表明：沿径流方向,地下水咸化程度呈增加趋势。咸化作用主要为岩石风化,并具空间分异,在补给区以碳酸盐风化为主,在强径流区硫酸盐风化占优,在弱径流区硫酸盐和岩盐风化共同提供了68%～93%的盐量。随着地下水TDS增加,蒸发岩贡献比率上升,碳酸盐和硅酸盐贡献比率下降。蒸发岩风化是导致浅层地下水咸化的首要因素。     

束鹿地区地下水咸化机理分析

地下水咸化是束鹿地区地下水环境的主要问题，本文从物质来源和水动力条件的变化分析了地下水咸化形成条件，指出淡水咸化主要是由于开采导致上部咸水下移的结果；并利用质量平衡模拟理论进一步分析了咸淡水混合过程中的水岩作用过程。     

秦皇岛地区地下水监测网络优化设计探讨

根据秦皇岛地区地质水文地质条件和浅层地下水开发利用现状,分析了该地区浅层地下水监测现状及存在的不足。利用克里金插值法对平原区浅层地下孔隙水进行地下水监测网络优化设计,优化前克里金方差介于200～6 500之间,优化后介于0. 1～0. 5之间,满足规范要求,优化后的地下水监测网络有效控制了地下水时空动态特征。     

衡水地区咸水层沉积物粒度及氘氧同位素的古气候指示

衡水地区的咸水层特征一直备受关注.为了探讨咸水层分布区的沉积环境与咸水形成期的古气候特征,利用钻孔(深度130 m)采集了衡水地区咸水层沉积物,进行了沉积物粒度和粘性土孔隙水氘氧同位素测试.沉积物粒度标准偏差显示,剖面上由深至浅,沉积时期水动力呈由弱到强再到弱的变化趋势,其中水动力强段为90~65 m,为厚层砂砾层.孔隙水TDS和δ18O特征显示在6 m以上受到大气降水和人类活动的影响,并且主要是以淡水灌溉影响为主.剖面上粘性土孔隙水的δ18O在130~90 m平均值为-11.5‰,65~29 m平均值为-12.1‰,23~0 m为-10.6‰,而下部淡水含水层地下水δ18O为-9.8‰,上部咸水含水层地下水δ18O为-8.2‰,粘性土孔隙水δ18O明显偏负于含水层的地下水,反映保存记录了古气候信息.130~90 m,δ18O先增大后减小反映温度先升高后降低;65~29 m,δ18O反映温度偏低的气候特征;23~0 m,δ18O相对比较稳定,总体偏正,反映了全新世为一个相对较为稳定但较高的温度.      

德州市浅层地下水水质演化

德州市属于典型的黄河下游冲积平原孔隙水水文地质区.该地区具有咸、淡两种水体共存的独特水环境特征,淡水天然的水环境条件非常敏感和脆弱.由于持续开采地下水,使该区域地下水的水动力场和水化学场发生了较大变化.根据德州市1996-2007年的地下水水质监测数据,论述了浅层地下水的水质特征,分析研究了浅层地下水的水质演化.结果表明:在开采条件和自然条件的共同作用下,浅层地下水水质不断演化,其中变化比较明显的水质指标是总硬度、矿化度和Cl-等.在区内齐河县、夏津县的苏留庄等一带,水动力场的变化导致地下水的矿化作用减弱,浅层地下水的矿化度、总硬度有所降低,水质趋向淡化.在宁津县、禹城市的张庄乡等一带,水动力场的变化导致地下水的矿化作用增强,浅层地下水的矿化度、总硬度明显升高,水质持续咸化.针对研究区地下水水质的演化趋势,提出了使微咸水逐渐向淡水方向演化的水质调控措施.     

山东荆泉断块区覆盖型岩溶塌陷控制因素和影响因素分析

截至2018年底,山东荆泉断块研究区内先后发生岩溶塌陷58起,给当地的生产生活带来了极大的安全隐患。本文结合研究区基础地质条件、地下水动态监测、地球物理勘探及水文地质钻探等资料,对荆泉断块区内覆盖型岩溶塌陷的主要控制因素和影响因素进行了分析。研究发现:区内岩溶塌陷主要分布在多层土层结构区,土层厚度基本介于0～15 m且含有砂层;岩溶塌陷多沿构造或构造影响带分布,断层两侧1 000 m内为岩溶塌陷高发区;降雨对地下水动力条件的改变是诱发岩溶塌陷的重要环境影响因素之一;人类活动对岩溶塌陷的影响则主要表现在岩溶水的大量开采及地表大型工程的修建等。亟需采取措施降低区内岩溶塌陷再次发生的概率。     

吉林省龙井市石井金银矿矿区水文地质条件评价

吉林省龙井市石井金银矿位于长白山系老爷岭南麓的丘陵地貌中,区内地下水的形成、分布、埋藏条件严格受地质构造、岩性、地貌等条件控制,地下水的补给来源为大气降水。矿区含水层主要类型为：第四系砂砾石孔隙潜水含水层、基岩风化构造裂隙水含水层、构造裂隙脉状水含水层（带）;三种地下类型水富水性都较小,对矿床影响不大,该矿区水文地质条件属简单类型。     

新疆哈密盆地区域地下水质量评价

在对哈密盆地气象、水文、地形以及地貌等条件分析的基础上,对研究区的区域主要含水层和区域地下水质量进行了评价和分析。研究结果表明:哈密盆地为典型的内陆干旱盆地,地下水类型包括松散岩类孔隙水、碎屑岩类裂隙孔隙水、基岩裂隙水和冻结层水;研究区内地下水水质分布具有明显的分带规律;在无机常规指标超标(大于Ⅲ类)样品共16组,超标率为32%。进而为后期该地区地下地下水资源的开发利用提供理论基础和科学依据。     

内蒙古河套平原地下咸水与高砷水分布特征

通过实地调查、资料分析和试验测试等方法手段,详细研究了内蒙古河套平原地下咸水与高砷水的分布特征。结果表明:河套平原分布有大量的咸水和高砷地下水,在调查研究区12510.83 km2的范围内,深度在10~40 m的浅层地下水中,分布有淡水1145.75 km2、微咸水9025.51 km2、咸水盐水2339.57 km2,分别占研究区总面积的9.16%、72.14%和18.70%;在淡水区、微咸水区和咸水盐水区,分别存在有233.85 km2、2965.74 km2和997.16 km2的高砷(As≥0.05 mg/L)地下水,占各类水面积的20.41%、32.86%和42.62%;咸水体分别呈南北两个条带状分布,北部的咸水体自西向东,宽度约5~10 km,在东部地区表现为上淡下咸的水质结构,南部咸水体分布在总引水干渠北侧呈东西条带状分布,西部较窄,东部变宽;高砷水的分布有明显的东西分区特征,东部区的高砷水多呈不规则的片状分布,范围较广,水中砷含量差异较小,西部区的高砷水沿山前低洼地带呈北东向的条带状分布,水中砷含量高,分布面积较为集中。研究表明:地下水中的盐分含量与砷含量不存在正相关关系,但是,西北部地区高砷地下水的分布与咸水区有一定关系,认为均受控于构造,而东部地区高砷水的分布则与咸水无关。     

唐山曹妃甸浅层地下水水化学特征及咸化成因

为了查明曹妃甸浅层地下水水化学及咸化成因,采集研究区河水、地下淡水、微咸水、咸水、卤水、雨水和海水等不同类型水样,对其水化学组成、离子比、Piper三线图、吉布斯图、氢氧同位素组成及14C测年结果进行了分析。结果表明：(1)曹妃甸浅层地下水包括全新世沉积层潜水和晚更新世沉积层微承压水,且非原始封存在地层中而是形成于全新世中晚期。(2)地下潜水向海方向分布有淡水、微咸水、咸水水质类型,微承压水以咸水和卤水为主要水质类型;近冲洪积扇前缘水化学特征主要受岩石风化作用控制,围填海区及河口处水化学特征受海水混合作用控制,滨海平原区水化学特征主要受蒸发/结晶作用控制。(3)曹妃甸浅层地下水咸化过程主要是晚更新世以来海侵海退时期形成海洋蒸发盐经大气降水和河水多期溶滤所致,其盐分来源于海水蒸发盐,河口及围填海区地下潜水盐分主要来源于现代海水入侵。     

某极低放废物填埋场稳定性初步评价研究

通过在研究区开展工作,查明该备选场址地质情况,分析核素迁移介质的渗透性等参数,初步评价某极低放废物填埋场备选场址的稳定性。该备选场址岩性主要有分为三层：①表层为粘土夹碎块;②中部为卵砾石漂砾层;③下部为志留系板岩。该区域内山区为地下水补给区,山前台地为径流区,河流为排泄区;第四系分布厚度大,可达31．5m,是含水层,地下水埋深为4．26m～9．38m,主要为第四系松散堆积物孔隙水,渗透系数总体较小,为0．487m／d～2．05m／d;地下水的化学类型为重碳酸钙型。因此,该地区作为备选场址,属于稳定性地区。     

南阳盆地地下水水质评价

南阳盆地处于秦岭地层区,区内断层活跃,第四纪地层分布广泛。通过水质资料分析,浅层地下水（小于30m）绝大部分受到轻度污染,少部分为中度污染或重度污染。浅层地下水30m以下一般都有粘性土层相隔,水质基本未受污染。为此应在全区建立地质环境监测网,对地下水位、水质、取水量及环境地质现象进行长期监测,以便及时准确地了解地下水环境动态资料。对区内高污染企业应进行适度的治理,争取对环境排放的污染物能最大程度的达标。     

珠江三角洲地区酸性地下水分布特征及其影响因素研究

珠江三角洲地区酸性地下水(pH6.5)分布范围占全区面积的3/4,区域地下水酸化较普遍,已成为最大的区域地下水环境和生态问题之一。本研究通过珠江三角洲地区地下水pH值及地下水常规无机成分,对地下水酸化的空间分布规律与影响因素进行分析,结果发现:pH6.5的偏酸性地下水主要分布于东、北、西的低山、丘陵地区,主要土地利用类型为果林用地及农田用地,主要含水介质类型为基岩裂隙水,同时分布有松散岩类孔隙水、还有碳酸盐岩类裂隙溶洞水;pH≥6.5的地下水主要集中在三角洲中心平原区,主要土地利用类型为城市用地,地下水类型为松散岩孔隙水。     

河套平原临河区高砷地下水分布及水化学特征

文章通过地质环境、地下水野外调查以及水质分析测试等方法手段,较系统地研究和分析了河套平原临河区高砷地下水的分布及水化学特征。结果表明,该区高砷地下水主要分布在调查区的西北部,在区域上属于河套平原的沉积中心地带,局部呈小片状分布,短距离内地下水中的砷含量变化较大;该区砷含量≥0.05mg/L的地下水绝大部分为微咸水(TDS为1～3g/L),个别为淡水(TDS<1g/L)和咸水(TDS为3～10g/L),其氧化还原电位(ORP)均显示负值的还原环境。通过与非高砷区的对比研究,高砷区地下水中的铁含量超标率明显高于非高砷区(58%),达到91.3%。研究认为该区域高砷地下水的形成与沉积环境和沉积物的特征有很大的关系。     

山东省地下水氟富集规律及其驱动机制

本文以生命必需元素氟为研究对象,选择地方性氟病分布典型、地下水类型分布全面的山东省全境为研究区,依托2006～2016年间采集的4321件地下水无机分析数据,综合运用数理统计分析、离子比值分析、水化学平衡体系分析,详细研究了山东省高氟地下水的分布特征和富集机制.结果表明:山东省浅层高氟地下水集中连片分布于胶莱盆地和鲁西南平原地区地势低洼地带,地下水氟含量超过1 mg/L的分布面积13227 km2,最大值22 mg/L;深层承压孔隙水高氟区集中分布于平原盆地中心的德州、滨州、菏泽等地深层承压孔隙水水位降落漏斗区,氟含量超过2 mg/L的分布面积15086 km2,最大值7.5 mg/L,地下水开采是驱动深层承压孔隙水氟富集的主要因素;不同类型地下水氟平均含量从大到小依次是深层承压孔隙水、浅层松散岩类孔隙水、侵入岩变质岩基岩裂隙水、碳酸盐岩类裂隙岩溶水、碎屑岩类孔隙裂隙水;深层承压孔隙水F-含量与Ca2+含量呈明显的负相关,其他类型地下水F-含量与Ca2+含量相关关系不明显.综合得出:山东省高氟地下水形成受地貌与地质构造部位、含水介质地球化学特性、人类地下水开采等三方面因素共同驱动,含氟矿物的溶解是地下水中氟的物质来源,淋滤、蒸发浓缩、水岩相互作用使得地下水氟含量进一步升高,氟-钙拮抗作用机制最终决定地下水中氟含量.此研究揭示了控制不同类型地下水氟富集的关键因素,深化了氟在地下水中化学行为的认识.