江蘇洋口港地區(qū)地下水化學(xué)特征及動(dòng)態(tài)分析

許乃政 劉紅櫻

摘要 江蘇洋口港地區(qū)是江蘇沿海開(kāi)發(fā)作為重要節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)建設(shè)的深水港區(qū)。通過(guò)水文地質(zhì)調(diào)查、鉆探與抽水試驗(yàn)、水文測(cè)試監(jiān)測(cè)等工作手段，基本查清了區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)狀況。就地下水賦存地質(zhì)條件、地下水化學(xué)類(lèi)型與水質(zhì)、地下水動(dòng)態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)與分析，為當(dāng)前洋港口地區(qū)地下水開(kāi)發(fā)利用和工業(yè)布局提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞 地下水;水質(zhì)評(píng)價(jià);動(dòng)態(tài)分析;洋口港地區(qū)

中圖分類(lèi)號(hào) S181.3;X141 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼

A ?文章編號(hào) 0517-6611（2015）03-285-04

Groundwater Chemistry Characteristics and Dynamic in Yoco Port of Jiangsu Province

XU Naizheng， LIU Hongying

（Nanjing Institute of Geology and Mineral Resources， Ministry of Land and Resources， Nanjing， Jiangsu 210016）

Abstract ?Yoco， as an important deep port， is an important construction of key project in coastal area of Jiangsu Province. The hydrogeology condition in Yoco Port are identified by hydrogeology survey， hydrogeological drilling， test and monitoring. This sudy is focused on geological conditions， chemical types and assessment， dynamic monitoring， which may be useful for the exploitation of ground water resources and industrial allocation in Yoco Port.

Key words ?Groundwater; Water quality assessment; Dynamic analysis; Yoco Port

基金項(xiàng)目 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目 （水【2013】02-006-003 ）;江蘇省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（BK2011096）。

作者簡(jiǎn)介 許乃政（1971- ），男，安徽安慶人，副研究員，博士，從事環(huán)境科學(xué)研究。

收稿日期 20141209

江蘇省沿海發(fā)展規(guī)劃躍升為國(guó)家戰(zhàn)略，使江蘇沿海發(fā)展站在了新的歷史起點(diǎn)上，其中洋口港區(qū)是沿海開(kāi)發(fā)作為重要節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)建設(shè)的深水港區(qū)。洋口地區(qū)是江蘇省水資源量最欠缺的地區(qū)，供水矛盾十分突出，加上地下水一度出現(xiàn)咸化趨勢(shì)，對(duì)區(qū)域水資源及環(huán)境產(chǎn)生了極大的影響，已成為制約區(qū)域生態(tài)環(huán)境建設(shè)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要因素^[1-3]。隨著江蘇沿海地區(qū)發(fā)展規(guī)劃的實(shí)施，洋口地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)將持續(xù)高速發(fā)展，對(duì)水資源需求愈加旺盛，而嚴(yán)重短缺的水資源已成為該區(qū)發(fā)展的最大瓶頸，因此，作為該區(qū)可持續(xù)發(fā)展的地下淡水資源的保障研究已迫在眉睫。但是洋口地區(qū)水文地質(zhì)工作程度低，地下水系統(tǒng)研究不足，未系統(tǒng)性評(píng)價(jià)全區(qū)地下水資源，已有的地下水動(dòng)態(tài)系列監(jiān)測(cè)資料不能真實(shí)地反映全區(qū)的地下水流場(chǎng)特征，急需開(kāi)展較大比例尺的水文地質(zhì)調(diào)查研究，為洋口地區(qū)的開(kāi)發(fā)建設(shè)提供地下水資源安全保障支撐。中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局從2012年開(kāi)展洋口地區(qū)地質(zhì)環(huán)境調(diào)查評(píng)價(jià)研究。該次工作通過(guò)水文地質(zhì)測(cè)繪、工程物探、鉆探與抽水試驗(yàn)、水樣采集與測(cè)試分析等工作手段，全面系統(tǒng)地調(diào)查研究了研究區(qū)的地質(zhì)水文地質(zhì)條件、地下水分布賦存規(guī)律、地下水開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀、地下水質(zhì)量和污染狀況。

1 研究區(qū)概況

江蘇省洋口港區(qū)位于江蘇省的東部沿海，隸屬江蘇省南通市如東縣（圖1），東瀕黃海，地勢(shì)平坦，地面標(biāo)高一般1～5 m，地面微向東傾。研究區(qū)氣候溫和濕潤(rùn)，屬濕潤(rùn)的亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，雨熱同季，無(wú)霜期長(zhǎng)，具典型的海洋性氣候。年均氣溫14.8 ℃，1月平均氣溫2.1 ℃，最低氣溫-10.6 ℃;7月平均氣溫27.3 ℃，最高氣溫38.6 ℃。年平均降雨量1 025 mm。

圖1 研究區(qū)交通位置示意圖

研究區(qū)位于揚(yáng)子陸塊下?lián)P子地塊北東部，未見(jiàn)前第四紀(jì)地層出露。據(jù)鉆孔揭露，研究區(qū)見(jiàn)有上古生界中志留統(tǒng)-上泥盆統(tǒng)（S₂-D₃）、石炭系-二疊系（C-P）、中生界白堊系浦口組（K₂p）、新生界古近系泰州組（E₁t）、阜寧組（E₁f）、三垛組（E₂-3s）和新近系鹽城組（N₁-2yc）地層。研究區(qū)第四系地層分區(qū)上屬南通地層小區(qū)，由于第四紀(jì)以來(lái)區(qū)域古（支）河道在研究區(qū)范圍的南北擺動(dòng)，數(shù)次較大規(guī)模的海侵^[4-5]，以及北側(cè)古黃河、淮河水系泛濫的影響，導(dǎo)致測(cè)區(qū)內(nèi)第四系沉積物、沉積相變化較大，河流相、海相以及湖相地層相互穿插、疊置。

2 水文地質(zhì)條件

2.1 地下水賦存條件

研究區(qū)是長(zhǎng)江三角洲平原的一部分，地表為第四紀(jì)松散沉積物覆蓋，第四紀(jì)地層埋深一般300 m左右，第四紀(jì)地層嚴(yán)格控制著孔隙水含水層水文地質(zhì)條件。第四紀(jì)沉積物成因?yàn)橐詼\海三角洲相、河湖相為主，并夾有淺海相沉積物^[6];巖性以多孔隙的砂性土為主，結(jié)構(gòu)松散，導(dǎo)水性好，厚度大，是形成地下水的介質(zhì)條件。工作區(qū)氣候溫潤(rùn)多雨，再加之地面坡降極小，地面巖性多為亞砂土，有利于降水滲入轉(zhuǎn)為地下水。區(qū)內(nèi)地表水系發(fā)育，河渠密度大;每年引河水灌溉農(nóng)田，有利于地表水補(bǔ)給地下水。該區(qū)地處沿海，在第四紀(jì)時(shí)期經(jīng)歷數(shù)次海侵，海水滲入是形成咸水層的主要因素。

2.2 地下水類(lèi)別與含水巖組劃分

研究區(qū)含水巖組厚度大，層次多，水質(zhì)變化復(fù)雜。根據(jù)地下水賦存介質(zhì)，松散巖類(lèi)孔隙含水巖組為研究區(qū)主要含水巖組^[3]。該次研究根據(jù)含水砂層的成因時(shí)代、埋藏分布、水力聯(lián)系及水化學(xué)特征等，將該區(qū)松散巖類(lèi)孔隙地下水劃分為孔隙潛水含水層組和孔隙承壓含水層組兩類(lèi);第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ承壓含水層分別對(duì)應(yīng)上、中、下更新統(tǒng)。由于新近系（N）存在兩個(gè)下粗上細(xì)的沉積旋回，故以此將其一分為二，成為兩個(gè)松散巖類(lèi)孔隙含水巖層組。根據(jù)地層的時(shí)代將孔隙承壓含水層組進(jìn)一步細(xì)分，由上到下分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ5個(gè)承壓含水層組。各含水層的形成時(shí)代分別對(duì)應(yīng)Qh（潛水）、Qp（Ⅰ）、Qp（Ⅱ）、Qp（Ⅲ）及N₂（Ⅳ、Ⅴ）。因潛水及第Ⅰ承壓水水質(zhì)較差，多為咸水或半咸水，利用價(jià)值不大，目前開(kāi)采利用較少。第Ⅴ承壓水開(kāi)發(fā)利用較晚，且勘察研究程度較低（表1）。

考慮到工作區(qū)的潛水含水層和Ⅰ承壓含水層易于受到補(bǔ)給，地下水徑流速度較深部的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ承壓含水層快，更新能力較強(qiáng)，因此從地下水系統(tǒng)分析的角度來(lái)看，將潛水含水層和Ⅰ承壓含水層歸入淺層孔隙水含水系統(tǒng)，而將Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ承壓含水層歸入深層孔隙水含水系統(tǒng)。

上部含水巖組主要由潛水及第Ⅰ承壓含水層構(gòu)成，深度在40～100 m之間，時(shí)代一般為全新世晚更新世;下部承壓含水巖組由第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ承壓含水層組成，時(shí)代為中、早更新世或新近紀(jì)。

松散巖類(lèi)地下水水位埋深受自然條件及人為開(kāi)采活動(dòng)的控制，上部含水巖組中的潛水位明顯受降水和地形影響，在平原區(qū)一般埋深1～3 m。下部承壓水含水巖組原始水位埋深1～3 m，局部地區(qū)自流。目前由于多年持續(xù)超采，區(qū)域水位埋深普遍低于10 m，城市及縣城開(kāi)采中心靜水位埋深在40～50 m之間。平原區(qū)由于松散巖類(lèi)孔隙水發(fā)育，人類(lèi)開(kāi)發(fā)利用強(qiáng)度較高，衍生出的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題復(fù)雜而嚴(yán)重。較為明顯的是因過(guò)量開(kāi)采下部承壓含水巖組地下水，造成地下水資源衰減、地面沉降、地裂縫災(zāi)害日趨嚴(yán)重，水質(zhì)也日趨惡化^[6-7]。

表1 如東沿海地區(qū)地下水類(lèi)型和含水巖（層）組劃分

地下水類(lèi)型含水巖（層）組

含水巖層組 ? 主要巖性 ? 時(shí)代代號(hào)分布范圍

淺層孔隙水潛水淺層孔隙水

含水系統(tǒng)潛水孔隙含水層組亞粘土、亞砂土、粉砂、粉細(xì)砂等Qh除基巖裸露區(qū)外均有

第Ⅰ承壓水第Ⅰ承壓孔隙含水層組亞砂土、粉砂、細(xì)砂、粉細(xì)砂、中細(xì)砂、中粗砂、礫石粗砂等Qp（Ⅲ）平原區(qū)

深層孔隙水第Ⅱ承壓水深層孔隙水含

水系統(tǒng)第Ⅱ承壓孔隙含水層組粉砂、粉細(xì)砂、中細(xì)砂、中粗砂、礫石粗砂Qp（Ⅱ）平原區(qū)

第Ⅲ承壓水第Ⅲ承壓孔隙含水層組粉細(xì)砂、中細(xì)砂、中粗砂、礫石粗砂等Qp（Ⅰ）平原區(qū)

第Ⅳ承壓水第Ⅳ承壓孔隙含水層組細(xì)砂、中粗砂、礫石粗砂及半固結(jié)砂等N平原區(qū)

第Ⅴ承壓水第Ⅴ承壓水細(xì)砂、中粗砂、礫石粗砂N平原區(qū)

根據(jù)2013年鉆孔所揭示的地層巖性，洋口港長(zhǎng)沙鎮(zhèn)地表下310 m以?xún)?nèi)共發(fā)育承壓含水層 3層，埋藏深度分別為 123.0～156.0、183.0～224.6、286.6～302.4 m，厚度分別約為33.0、41.6、15.8，累計(jì)厚度90.4 m。含水層均以中細(xì)砂、中粗砂為主，粒度細(xì)小，含水性良好。利用非穩(wěn)定流常流量抽水試驗(yàn)資料求得測(cè)區(qū)第Ⅲ承壓含水層滲透系數(shù)K=6.54 m/d。測(cè)區(qū)靜水位埋深17.95 m，動(dòng)水位埋深51.26 m，平均出水量45.5 m³/h，日出水量1 092 m³。

43卷3期 ? ? ? ? ? ? ? ? 許乃政等 江蘇洋口港地區(qū)地下水化學(xué)特征及動(dòng)態(tài)分析

3 水化學(xué)性質(zhì)及水質(zhì)評(píng)價(jià)

3.1 地下水化學(xué)類(lèi)型及水化學(xué)組分分布

地下水評(píng)價(jià)是了解地下水質(zhì)量狀況和污染程度，識(shí)別地下水資源質(zhì)量變化過(guò)程，分析地下水質(zhì)量和地下水污染的變化趨勢(shì)，為地下水防治方案制定提供必要的地下水環(huán)境質(zhì)量信息。工作區(qū)2012、2013年對(duì)地下水進(jìn)行125次采樣化驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)指標(biāo)為氣溫、水溫、pH、電導(dǎo)率、氧化還原電位、溶解氧、濁度7項(xiàng);無(wú)機(jī)檢測(cè)指標(biāo)為總硬度、TDS、CODMn、H₂SiO₃、NO-₃、NO-₂、NH+₄、SO²-₄、CO²-₃、HCO-₃、Cl-、F-、I-、Na+、K+、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe、Mn、Pb、Zn、Cd、Cr⁶⁺、Hg、As、Se、Al、Cu 28項(xiàng)。研究區(qū)豐、枯水期潛水水位埋深空間變化比較大，大部分地區(qū)的潛水位埋深在1～2 m，部分地區(qū)水位埋深3～4 m。潛水水位埋深總體上西深東淺，在研究區(qū)西部潛水水位埋深較大;在研究區(qū)東部，靠近海邊，潛水水位埋深較小，潛水礦化度較大。