沿海地區(qū)主采層地下水咸化的探討

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摘要：本文首先介紹了南通沿海地區(qū)地下水開采的現(xiàn)狀，然后點出由此引發(fā)的地下水咸化問題，最后分析了地下水咸化形成的原因。 

關(guān)鍵詞：南通沿海地區(qū)；地下水咸化；原因  中圖分類號：tu991文獻(xiàn)標(biāo)識碼： a 文章編號：  作為人們?nèi)粘Ｉ钣盟凶钪饕慕M成部分，地下水成為我們最為關(guān)心的一部分水資源，而近年來在南通沿海地區(qū)地下水卻發(fā)生了咸化的現(xiàn)象，下面我就來具體分析下它的具體成因。  1地下水開采現(xiàn)狀以及水位動態(tài)分析  1.1淺層含水系統(tǒng)  根據(jù)資料統(tǒng)計分析,淺層含水系統(tǒng)地下水水質(zhì)較差,基本未開發(fā)利用,尚保持天然狀態(tài)。  1.2中層含水系統(tǒng)  第ⅰ承壓水主要在南通市區(qū)以及海門市三廠鎮(zhèn)有開采,開采時間30 a有余,基本以1066萬m³/a量進(jìn)行開采,開采時間多集中在5~10月份,其它月份開采甚微。根據(jù)1985~1995年ⅰ承壓水觀測資料,第ⅰ承壓水水位埋深基本維持在3.4m—4.1m之間,未形成區(qū)域性水位降落漏斗,但2010年之后卻達(dá)到了恐怖的30—40m以上。第ⅱ承壓水開采區(qū)僅局限于海安縣西部的一些鄉(xiāng)鎮(zhèn),開采井僅19眼,開采時間10余a。目前,最大承壓水位埋深5.15m,其它井的承壓水位埋深介于4.30~4.96m之間,與1965年承壓水位埋深相比,已下降了3.0m左右,未造成影響較大的水位降落,承壓水位動態(tài)也已基本趨向新的穩(wěn)定狀態(tài)。  1.3深層含水系統(tǒng)  深層含水系統(tǒng)地下水開采始于1971年,在20世紀(jì)70年代,開采井和開采量雖逐年增加,但增加速度非常緩慢。1980年以后,隨著經(jīng)濟(jì)改革開放形式的不斷深入發(fā)展,開采井?dāng)?shù)和開采量大幅度增長,1982年開采井?dāng)?shù)僅306眼, 2010年已增至2108眼,15a間增長達(dá)近7倍,開采井遍布全區(qū),是南通市的主要開采層位。深層含水系統(tǒng)地下水的大量開發(fā)利用,改變了其天然動態(tài),尤其在南通市區(qū)及以東的沿海平原地區(qū),承壓水位連年持續(xù)下降,已形成規(guī)模較大的區(qū)域水位降落漏斗, 2010年,南通最低承壓水位埋深已達(dá)34.42m以上,與原始承壓水位2m (1969年)相比,下降速率高達(dá)近2m/a,如東縣城-岔河鎮(zhèn)一帶以及南通市區(qū)、通洲市、海門市、啟東市的大部地區(qū)承壓水位埋深均在30 m以下,承壓水位埋深大于40m的范圍已達(dá)1800平方千米，詳細(xì)情況見下表。    2深層含水系統(tǒng)地下水水質(zhì)咸化特征  隨著區(qū)域水位降落漏斗的形成,深層含水系統(tǒng)地下水礦化度發(fā)生了相應(yīng)的變化。下面根據(jù)1965年與2010年檢測的礦化度資料進(jìn)行討論。1965年,區(qū)內(nèi)丁所一帶為半咸水,礦化度高達(dá)3130 mg/l,三陽一帶為微咸水,礦化度1650mg/l外,其它廣大地區(qū)均為礦化度小于1000 mg/l的淡水。在通洲平潮-如東景安一線西北地區(qū)礦化度較低,介于300~400mg/l間;由此向東礦化度逐漸增高,至通洲騎岸一帶,礦化度升至810mg/l;自通洲騎岸向東至海門一帶,礦化度有所降低,介于500~800mg/l間;海門東部的啟東地區(qū)礦化度較高,介于800~1650mg/l間。該時期深層含水系統(tǒng)地下水基本未開采,尚處于天然狀態(tài),因此,可作為該含水系統(tǒng)地下水礦化度的背景值。  2010年,深層含水系統(tǒng)地下水礦化度含量發(fā)生了較大的變化,微咸水、半咸水分布范圍明顯增大,海安丁所一帶、通州境內(nèi)的騎岸-慶豐-五甲片、海門啟東境內(nèi)的三陽-通興-啟東城-寅陽片地下水礦化度均超過1870 mg/l,最高值達(dá)5640mg/l。淡水分布區(qū)地下水礦化度介于540—980mg/l之間,其中通洲平潮-如東一線西北地區(qū)礦化度在560—1090 mg/l之間,通洲騎岸向東至海門一帶則變化于550--1000mg/l之間。  資料分析結(jié)果表明,南通市深層含水系統(tǒng)地下水水質(zhì)動態(tài)總體呈咸化趨勢,這一變化在區(qū)域水位漏斗中心區(qū)、上部隔水層發(fā)育較差地段、海安城區(qū)以及東部沿海地帶最為明顯,這些地區(qū)地下水礦化度平均以4mg/la以上的速率增長,最大上升速率超過20mg/la;海安西北部、如皋西部以及西南部沿江地帶地下水礦化度上升速率小于2 mg/la,局部地區(qū)地下水水質(zhì)尚處于天然狀態(tài),未發(fā)生咸化;其余地區(qū)地下水礦化度上升速率介于2~4mg/la?？傊?該區(qū)深層含水系統(tǒng)地下水水質(zhì)咸化趨勢明顯,分布極具規(guī)律。  3深層含水系統(tǒng)地下水水質(zhì)咸化成因分析  深層含水系統(tǒng)地下水水質(zhì)咸化的根本原因是其自身特定的水文地球化學(xué)環(huán)境,大量開采地下水是誘發(fā)因素。經(jīng)初步分析認(rèn)為,引起本區(qū)深層含水系統(tǒng)地下水水質(zhì)咸化的原因主要有以下4方面:  3.1中層含水系統(tǒng)中咸水越流補(bǔ)給  該論點的依據(jù)主要有3個方面:①碳-14年齡測定表明,受咸化的淡水年齡(7000多a)介于中層含水系統(tǒng)咸水(6000多a)與深層含水系統(tǒng)未咸化的淡水(14000多a)之間;②深層含水系統(tǒng)水質(zhì)咸化速率分布與中層含水系統(tǒng)地下水礦化度分布相似,均呈自西向東逐漸增大的變化規(guī)律;③區(qū)域承壓水位漏斗中心區(qū)水質(zhì)咸化速率明顯高于補(bǔ)給區(qū),而且東邊漏斗中心水質(zhì)咸化速率又高于西邊承壓水位漏斗中心。這些均有力的證明了中層含水系統(tǒng)中咸水含水層的越流補(bǔ)給是導(dǎo)致深層含水系統(tǒng)水質(zhì)咸化的主要原因之一。  3.2深層含水系統(tǒng)相對隔水頂板粘性土壓縮釋水補(bǔ)給  據(jù)《江蘇省1/50萬環(huán)境地質(zhì)調(diào)查》(系國土資源大調(diào)查項目)結(jié)果,南通市于20世紀(jì)70年代就已出現(xiàn)地面沉降跡象,并呈繼續(xù)發(fā)展變化趨勢,目前,區(qū)內(nèi)普遍已發(fā)生地面沉降,最大累計沉降量已達(dá)數(shù)100mm。本區(qū)自早更新世以來有多次海侵海退,規(guī)模由小逐漸擴(kuò)大,深層含水系統(tǒng)相對隔水頂板不免受到海侵海退的影響,其中所賦存的地下水礦化度顯然高于砂層中的淡水,因此,相對隔水頂板粘性土壓縮釋水補(bǔ)給是深層含水系統(tǒng)水質(zhì)咸化原因之一。  3.3深層含水系統(tǒng)中微咸水、半咸水逕流補(bǔ)給  南通市區(qū)長江沿岸地帶地下水承壓水位埋深普遍低于30 m,但是,該帶地下水水質(zhì)基本未發(fā)生咸化,局部地區(qū)甚至出現(xiàn)淡化現(xiàn)象,其原因是這一帶主要接受低礦化度的長江水補(bǔ)給所致。與此相反,在海安縣城一帶地下水承壓水位僅10多m,但其水質(zhì)咸化速度驚人,咸化速率在4~10 mg/la之間,是本區(qū)水質(zhì)咸化發(fā)生程度較嚴(yán)重地區(qū)之一。究其原因是,在海安縣城東部的丁所一帶以及西部泰興姜堰一帶分布有1000~4000 mg/l微咸水和半咸水,這些地區(qū)水位埋深5 m左右,成為海安縣城的逕流補(bǔ)給區(qū),由于逕流補(bǔ)給速度遠(yuǎn)大于越流速度,因此,盡管海安縣城一帶深層含水系統(tǒng)地下水承壓水位僅10多m,而且中層含水系統(tǒng)地下水礦化度比東部沿海地區(qū)小的多,但其咸化程度卻較其它地區(qū)嚴(yán)重,表明深層含水系統(tǒng)中微咸水、半咸水的逕流補(bǔ)給也是造成深層含水系統(tǒng)水質(zhì)咸化的原因之一。  3.4成井工藝不合格  這種現(xiàn)象在啟東市比較突出。據(jù)調(diào)查,啟東市不少第ⅲ承壓含水層組承壓井,在啟泵開采前1~2h內(nèi)水質(zhì)尚好,但連續(xù)開采時間稍長以后,地下水中礦化度明顯增高,品嘗咸感增加,這種不正常的現(xiàn)象,正反映了止水工藝不合格、濾料回填不到位等質(zhì)量問題。止水質(zhì)量不合格的開采井,恰如開鑿的“天窗”,人為串通咸淡含水層,造成深層含水系統(tǒng)水質(zhì)咸化。  結(jié)語  長期大量或過量開采,南通沿海地區(qū)主采層ⅲ承壓地下水水質(zhì)與20世紀(jì)60年代相對原始狀態(tài)相比,已發(fā)生了一定程度的變化,礦化度、cl等含量普遍增高,呈現(xiàn)咸化的發(fā)展變化態(tài)勢。因此,南通沿海地區(qū)要進(jìn)一步科學(xué)規(guī)劃開采井布局,嚴(yán)格控制地下水開采量和開采強(qiáng)度,合理調(diào)整開采層次,按需分質(zhì)取水,提高鑿井質(zhì)量,及早調(diào)查和關(guān)停有問題的深層井,并進(jìn)行嚴(yán)格填埋,遏制主采層水質(zhì)咸化蔓延擴(kuò)大發(fā)展的態(tài)勢。進(jìn)一步加大和加快通如、啟海區(qū)域引水工程的規(guī)模和進(jìn)度,擴(kuò)大惠及面,有效保護(hù)寶貴的地下深層淡水資源。建議加強(qiáng)主采層地下水海水入侵方面的監(jiān)測和綜合研究工作,為保護(hù)地質(zhì)環(huán)境,保障地方社會經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展,提供科學(xué)的決策依據(jù)。  參考文獻(xiàn):  [ 1 ]江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院.江蘇省1: 50萬環(huán)境地質(zhì)調(diào)查報告[r]. 2001.  [ 2 ]江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院.江蘇省南通市地下水資源調(diào)查評價報告[r]. 1998.  [ 3 ]哈承祐,等.南通市地下水系統(tǒng)的咸淡水形成演化規(guī)律及地下水資源合理開發(fā)利用研究[m],北京:地質(zhì)出版社,1991.  [ 4 ]光磊,邢秋菊;淺談災(zāi)害管理系統(tǒng)構(gòu)建中的幾個問題[j];安慶師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2003年04期  [ 5 ] 郭建強(qiáng),朱慶俊;地質(zhì)災(zāi)害勘查的地球物理方法及其發(fā)展趨勢[j];地球?qū)W報;2003年05期  [ 6 ]李蓮花,蘭自亭;河南省寶泉抽水蓄能電站龜山滑坡體穩(wěn)定性分析及危險性評估[j];地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù);2005年01期  [ 7 ] 張志庭,汪新慶,李偉忠;地質(zhì)災(zāi)害勘察數(shù)據(jù)在三維gis中的表達(dá)方法研究[j];工程地球物理學(xué)報;2004年06期  注：文章內(nèi)所有公式及圖表請用pdf形式查看。