海南島南部海岸帶第四系含水巖組類型劃分及其空間結構特征

張航飛，余紹文，王曉林，吳多譽，王 斌

海南島南部海岸帶第四系含水巖組類型劃分及其空間結構特征

張航飛1，2，3，余紹文4，王曉林3，5，吳多譽6，王 斌6

（1. 四川省地質礦產勘查開發局二零七地質隊，四川 樂山 614000；2. 張金元勞模創新工作室，四川 樂山 614000；3. 海南省地質調查院，海口 570206；4. 中國地質調查局武漢地質調查中心，武漢 430205； 5. 海南省海洋地質資源與環境重點實驗室，海口 570206；6. 海南省地質綜合勘察院，海口 570206）

研究區第四系松散巖類孔隙潛水含水巖組，劃分為濱海堆積層含水巖組、沖洪積層含水巖組和海灣、潟湖沉積層含水巖組3個亞類。濱海堆積層含水巖組和沖洪積層含水巖組多出露地表，海灣、潟湖沉積層含水巖組見于鉆孔無露頭。濱海堆積層含水巖組富水性中等；三亞河、田獨河局部沿岸沖洪積層含水巖組富水性中等，其余地區為貧水；海灣、潟湖沉積層含水巖組含水層不穩定、富水性變化大。第四系松散巖類孔隙潛水可采資源量約為8.30×104m3/d，開采潛力大。研究成果可以為三亞地區地下水資源開發與保護提供基礎資料及應對季節性干旱提供技術支撐。

海南島南部；海岸帶；第四系；含水巖組空間結構特征；富水性

本次研究涉及海南島南部海岸帶的“瓊東南經濟規劃建設區1∶5萬環境地質調查-高峰幅、馬嶺市幅1∶5萬環境地質調查”和“瓊東南經濟規劃建設區1∶5萬環境地質調查-藤橋幅、黎安幅、新村港幅1∶5萬環境地質調查”項目。建立研究區第四系含水巖組劃分標準，對含水巖組空間結構特征及富水性進行分析和論述，對后續調查工作有借鑒意義。

1 第四系調查研究概況

研究區第四系調查研究始于上世紀50年代，不同單位、不同時期認識不同，劃分標準上存在一定差異（張仲英，劉瑞華，韓中遠，1987；申立新，1989；彭格林，1990；陳哲培，1998；顏安家，2006；石小蒙，2014）。研究區是華南地區第四系發育較典型地區之一，包括更新世-全新世各期沉積（圖1），沉積物類型多樣，。

區內第四系主要分布于沿海、沿河及山前地帶，地貌為海成階地、河成階地和沖洪積平原。下更新統海灣、潟湖沉積層（Q1mcl）無露頭，鉆孔揭露地層厚0.8～50.4m，下伏新近系望樓港組。中更新統沖洪積層（Q2alp）分布于三亞河流、藤橋河流等兩側，為河流沖洪積，標高10～30m；上更新統濱海堆積層（Q3mr）分布于三亞沿海一帶，范圍較廣，為海成二級階地，標高8～22 m；全新統濱海堆積層（Q4mr）和沖洪積層（Q4alp）分布于沿海地帶及現代河流兩側，為海成一級階地，可分成一級階地沙堤沉積（出露標高3～13m）、海漫灘沉積（出露標高1～3m）以及沖洪積沉積三種成因類型。

根據鉆孔資料分析，局部山前帶風化土厚度大于5.0m，最大厚度超過20.0m，本次把厚度大于5.0 m殘積層區域劃分為殘坡積層覆蓋區，厚度小于5.0m區域劃為基巖區。第四紀殘坡積層覆蓋區按“年代+成因+母巖巖性”劃分，年代分層較困難，統一為“Q”。

2 第四系含水巖組劃分

2.1 含水巖組劃分

從以下四方面進行：一是劃分含水巖組；二是劃分地下水類型；三是根據實際出水量大小進行歸并；四是對具有重大供水意義含水巖組單獨劃分。

圖1 三亞地區第四系地質略圖

2.2 特殊層位處理

野外調查和鉆探發現研究區局部山前帶呈不連續狀分布“基巖殘坡積層孔隙水”，含水層多為砂質粘性土、礫質粘性土、粘土質砂和碎石土等，厚度一般小于10m，水位埋深較深，水量貧乏，不能滿足居民分散供水需求。將殘坡積層孔隙水直接歸并至下部基巖風化裂隙水。

2.3 含水巖組劃分標準

結合鉆孔野外抽水試驗及實驗室對含水巖組的顆粒組成、粉粒含量等分析結果，對研究區第四系含水巖組的劃分統一了標準（表1）。

通過野外抽水試驗及實驗室分析結果，當粉粒含量大于20％時，鉆孔出水量很小，易造成井孔堆填，作為相對隔水層。粉粒含量5%～20％細砂稱為“粉細砂”，劃為含水巖組。

表1 研究區第四系含水巖組劃分標準

3 含水巖組空間結構特征

除海灣、潟湖沉積層含水巖組外，其它含水巖組多直接出露地表，部分與下伏含水巖組接觸，部分與隔水巖組接觸。主要接受降雨入滲補給，隨地形側向徑流排泄于溝谷和陡坎處；垂直入滲補給下部含水巖組（圖2）。

圖2 第四系含水巖組平面分布圖

3.1 濱海堆積層含水巖組

除局部缺失，一般平行海岸線呈條狀分布（圖2）。含水巖組由全新統海相堆積層（Q4mr）和上更新統海相堆積層（Q3mr）組成，巖性主要為細砂、中粗砂、礫砂等。含水層多出露地表，頂板標高-12.88～25.17 m，含水層厚1.50～28.65 m，水位埋深0.15～15.10 m。前緣在紅塘灣、三亞灣、大東海等地帶向南傾斜與海水相接，亞龍灣、海棠灣鎮等地帶向東傾斜與海水相接。三亞河入海口、榆林港等沿海一帶孔隙潛水出現咸化（圖3 A-A’剖面），礦化度為2.23～6.67 g/L，為微咸-咸水（古艷艷，王沙沙，2020）；出現過量開采地下水、海水入侵跡象。含水層后緣與沖洪積層含水層、花崗巖風化裂隙水和碎屑巖風化裂隙水相連（圖2）。鉆孔揭露，含水層下伏多為下更新統或新近系望樓港組（N2）。

濱海堆積層含水巖組的富水性為中等，水量豐富區分布于鐵爐港后海村一帶，水量貧乏區分布于紅塘灣、榆林港一帶。全新統砂堤含水層富水性較好，地形由高到低含水層厚度增加，富水性變好，同時代海積砂堤富水性要好于海積階地。

3.2 沖洪積層含水巖組

分布于三亞河、田獨河、藤橋河等沿岸兩側以及濱海堆積平原的后緣地區（圖2），由全新統沖洪積層（Q4alp）和中更新統沖洪積層（Q2alp）組成，巖性為細砂、粘土質砂等，局部為砂礫層。含水層出露地表，頂板標高-1.21～22.00 m，含水層厚度1.75～10.51 m，水位埋深0.56～8.18 m。含水層前緣與全新統、上更新統濱海堆積層孔隙潛水相連，后緣主要與花崗巖風化裂隙水相連；鉆孔揭露，含水層下伏多為下更新統或新近系望樓港組地層（圖3B-B’剖面）。

圖3 研究區水文地質剖面圖（剖面位置見圖2）

全新統沖洪積層含水巖組富水性除三亞河、田獨河和藤橋河等局部沿岸富水性較好外，其它地區均貧水（圖2），由于與河流水力聯系較為密切，離河岸較近地段富水性較好，距離河岸越遠，富水性逐漸變差，燒旗溝一帶沖會河沿岸地區為咸水（圖3 A-A’剖面）；研究區中更新統沖洪積層含水巖組除荔枝溝一帶富水性中等外，大部分貧水。

3.3 海灣、潟湖沉積層含水巖組

該含水巖組只見于鉆孔，隱伏于中、上更新統和全新統之下，三亞紅塘灣、天涯鎮、鳳凰鎮、海棠灣鎮一帶。含水巖組由下更新統海灣、潟湖沉積層（Q1mcl）組成，巖性為中粗砂、砂礫石、粘土質砂等。上部為粘土、粉質粘土，構成隔水頂板。在檳榔河和紅塘盆地等地帶由于剝蝕作用缺失該含水層。含水層頂板標高-8.1～16.53 m，厚度3.0～17.97 m，水位埋深0.03～2.85 m。由于含水層不穩定，顆粒、厚度及富水性變化大。多具有微承壓性質。富水性較好含水層為中粗砂和粘土質砂（圖3 C-C’剖面）。

4 討論

4.1 地下水資源開發利用與開采潛力

2000年前，當地居民開采地下水為生活供水水源；人工挖掘大口徑磚砌圓井分散開采。2000年后，城鎮使用自來水作為生活供水源，自來水來自研究區的中小型水庫及河流。當前研究區工業基礎較薄弱，工業用水量低。地下水主要供農村居民生活生產用水以及種植業等生產用水。

按富水性分級計算得到研究區第四系松散巖類孔隙潛水可采資源量8.30×104m3/d。據現有地下水開采資料統計，松散巖類孔隙潛水開采量2.01×104m3/d，計算地下水潛力系數為4.13，開采盈余6.29×104m3/d，地下水有一定開采潛力。

4.2 地下水資源開發利用與保護建議

（1）在三亞大東海、榆林港等沿海一帶，當大量開采地下水，水位大幅度下降時，海水侵入含水層，使地下水咸化（圖3 A-A’剖面）。調查發現，三亞灣一帶地下水多為酒店開采，出現局部地段潛水咸化和咸化范圍擴散等問題。建議加強地下水動態監測與研究，建立分層監測體系，完善監測井網（邱琳，2012）。

（2）本次調查，紅塘灣斜地、荔枝溝-田獨鎮和海棠灣鎮等地區新近系松散-半固結巖類孔隙承壓水的富水性一般為中等（圖3），可進一步開展地下水應急供水水源地論證。

5 結論

（1）研究區第四系含水巖組主要為松散巖類孔隙潛水含水巖組，根據含水巖組成因劃分為濱海堆積層含水巖組、沖洪積層含水巖組和海灣、潟湖沉積層含水巖組3個亞類。濱海堆積層含水巖組的富水性主要為中等，沖洪積層含水巖組除三亞河、田獨河局部沿岸地區富水性中等，其余地區均為貧水，海灣、潟湖沉積層含水巖組由于含水層不穩定，其富水性變化大。紅塘灣、榆林港兩側等地區第四系含水巖組富水性為貧乏，鐵爐港后海村一帶富水性為豐富，其他地區富水性為中等。

（2）基于“三亞河入海口、榆林港等沿海一帶孔隙潛水出現咸化，礦化度為2.23～6.67 g/L，為微咸-咸水”；“燒旗溝一帶沖會河沿岸地區為咸水”；出現過量開采地下水、海水入侵跡象”。需在控制含水層水質不變壞，避免海水入侵的環境條件下，適度作分散零量供水水源開發利用。

張仲英，劉瑞華，韓中元．1987．海南島沿海的第四紀地層[J]．熱帶地理，7(1)：54-64．

申立新．1989．瓊北第四紀地質演化特征[J]．石家莊經濟學院學報，12(2)：183-190．

彭格林．1990．海南島沉積建造特征及大地構造問題[J]．大地構造與成礦學，14(4)：293-303．

陳哲培．1998．海南島上新世地層特征及巖石地層單位[J]．中國區域地質，17(4)：423-429．

顏家安．2006．海南島第四紀古生物及生態環境演變[J]．古地理學報，8(1)：103-115．

石小蒙．2014．瓊北盆地地熱田特征及流量-溫度耦合模型研究[D]．江蘇：中國礦業大學．

古艷艷，王沙沙．2020．淺析河南省區域地下水化學特征及成因[J]．四川地質學報，40(03)：463-466．

邱琳．2012．江蘇南通部分地區深層地下水咸化成因及對策[J]．人民長江，43(1)：52-54．

Type and Characteristics of Spatial Structure of the Quaternary Aquifers in the Coastal Zone of the Southern Hainan Island

ZHANG Hang-fei1,2,3YU Shao-wen4WANG Xiao-lin3,5WU Duo-yu6WANG Bin6

(1-The 207th Geological Team, BGEEMRSP, Leshan, Sichuan 614000; 2-Zhang Jinyuan Labor Model Innovation Studio, Leshan, Sichuan 614000; 3-Hainan Institute of Geological Survey, Haikou 570206; 4- Wuhan Center, CGS, Wuhan 430205; 5-Hainan Key Laboratory of Marine Geological Resources and Environment, Haikou 570206; 6-Hainan Institute of Comprehensive Geological Survey, Haikou 570206)

The Quaternary aquifers in the coastal zone of the southern Hainan Island are littoral sediment, alluvium andsediments of bays and lagoons. The littoral sediment andalluvium are exposed, while the sediments of bays and lagoons are buried. The littoral sediment is moderately water-rich. The fluvial alluvium of the Sanya River and the Tiandu River is also moderately water-rich. The rest of the alluvial deposits are water-poor. Water content of the sediments of bays and lagoons is unstable. The amount of recoverable water resources in the Quaternary aquifers in the coastal zone of the Southern Hainan Island is 8.30×104m3/d.

coastal zone; Quaternary; spatial structure; water-rich property; southern Hainan Island

P534.63

A

1006-0995（2021）04-0531-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2021.04.001

2021-02-24

中國地質調查局武漢地質調查中心資助項目“瓊東南經濟規劃建設區1∶5萬環境地質調查”（編號：DD20160259）

張航飛（1990— ），男，湖北潛江人，碩士，工程師，主要從事海岸帶綜合地質調查領域的工作

吳多譽（1991— ），男，海南臨高人，工程師，主要從事水工環地質調查領域的工作