南沙區(qū)地下水賦存條件及動態(tài)變化特征研究

吳麗霞

(廣東省水文地質(zhì)大隊(duì)，廣東 廣州 510510)

南沙區(qū)地處北回歸線以南，屬亞熱帶海洋性氣候，雨量充沛，河網(wǎng)發(fā)育，地表水流自北西向南東經(jīng)多個(gè)口門匯流入海。區(qū)內(nèi)有橫門水道、蕉門水道、洪奇瀝水道、橫瀝水道、雞鴉水道等，還有大量分叉河涌，地表水系發(fā)育，是典型濱海地區(qū)，沉積了厚度較大的第四紀(jì)松散軟弱土層，其中淤泥類飽和軟弱土層特別發(fā)育，分布廣泛且厚度大。第四系厚度大，含水層較多，這對南沙的重大工程建設(shè)帶來了不利的影響，因此進(jìn)一步查明南沙區(qū)的水文地質(zhì)特征，可以更好地服務(wù)南沙區(qū)的城市建設(shè)。

1 研究區(qū)概況

1.1 地貌

地處珠江三角洲沖積平原區(qū)。整體地勢低洼，平坦開闊，河網(wǎng)如織。隨著河道上游筑壩，河道徑流作用減弱，造成三角洲河道出現(xiàn)淤積和咸潮上溯。除三角洲平原以外，僅在局部有丘陵或殘丘分布。地貌類型分為侵蝕剝蝕丘陵(殘丘)、侵蝕剝蝕臺地、三角洲平原和人工地貌。

1.2 地質(zhì)構(gòu)造

區(qū)內(nèi)大面積分布第四系海陸交互相松散沉積層，基底則主要為花崗巖類巖石、碎屑巖類地層，少量為紅層。基巖主要出露于工作區(qū)中北部黃山魯、西南部五桂山，其余多以殘丘或臺地的形式零星出露于工作區(qū)東部及西部地區(qū)。受沙灣斷裂等的影響，區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。

本區(qū)以河口三角洲沉積為主，巖相巖性及沉積物厚度多變。本區(qū)第四系厚度變化較大，物質(zhì)組成復(fù)雜，橫、縱向變化快，厚度差異較大，局部為0 m，一般約為20～30 m，最厚達(dá)69.1 m。第四系厚度較大的地方主要分布于南沙區(qū)大崗-新墾-龍穴島等地，厚度一般大于30 m。區(qū)內(nèi)第四紀(jì)沉積受北東和北西向斷裂控制明顯。

2 地下水類型及富水性

南沙區(qū)的地下水類型主要為松散巖類孔隙水、層狀巖類裂隙水、塊狀巖類裂隙水。平原區(qū)松散巖類孔隙水自上而下從淡水-微咸水-咸水過度，水質(zhì)較差。僅在丘陵周邊出露的泉水(基巖裂隙水)及部分人工挖掘民井(井水為基巖裂隙水及殘坡積土層孔隙水)井水為淡水，水質(zhì)較好。泉水、井水仍作為當(dāng)?shù)夭糠值木用裆铒嬘盟^(qū)內(nèi)地下水多以潛流的形式排泄，受潮汐的影響，與地表水體存在互補(bǔ)關(guān)系。丘陵山區(qū)通過基巖裂隙以泉水等集中方式排泄。地下水動態(tài)變化與氣候及潮汐存在相關(guān)關(guān)系。

2.1 松散巖類孔隙水

第四系含水砂層主要為更新世石排段(Qpsp)、全新世杏壇段(Qhxt)和萬頃沙段(Qhw)粉細(xì)砂：厚度1.70～18.12 m，中粗砂：厚度1.31～14.59 m，礫砂：厚度1.37～18.70 m，卵石層，局部分布，主要分布于洪奇瀝水道、蕉門水道及瀝沙水道附近，厚度2.33～8.60 m(表1)。

表1 第四系主要含水砂層厚度統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)水樣分析結(jié)果，三角洲平原區(qū)上層滯水一般為淡水。地表水系與海水連接，受潮汐影響，其附近上層滯水一般為微咸水，如南沙區(qū)萬頃沙一帶，橫門水道、蕉門水道、洪奇瀝水道、雞鴉水道等兩岸地帶。研究區(qū)鉆孔揭露松散巖類孔隙水為礦化度1.85～13.25 g/L的微咸水-咸水。

侵蝕剝蝕丘陵、殘丘周邊坡殘積土層較厚，巖性一般為砂、礫質(zhì)粘性土，賦存一定的坡殘積層孔隙水，以HCO3-Ca型淡水為主，礦化度0.02～0.43 g/L，水質(zhì)較好，可作為飲用，貧乏-中等。

2.2 層狀巖類裂隙水

層狀巖類多為侵蝕剝蝕丘陵和殘孤丘，零星分布，出露面積有限，匯水面積小，植被稀少，本次調(diào)查未發(fā)現(xiàn)泉點(diǎn)出露。根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料，地下徑流模數(shù)多<3 L/s·km2，地下水類型屬HCO3·Cl-Ca·Na型水，單井涌水量多小于100 m3/d，根據(jù)水文地質(zhì)孔(TZ6)抽水試驗(yàn)結(jié)果，含水巖段為K1b含礫砂巖，單井實(shí)際涌水量71.97 m3/d，降深為37.24 m，地下水富水性貧乏。礦化度為0.81 g/L。

2.3 塊狀巖類裂隙水

出露塊狀巖類包括加里東、印支和燕山各期的侵入巖和元古界深變質(zhì)巖，區(qū)內(nèi)巖漿活動具有多旋回的特點(diǎn)，加里東及燕山期均有強(qiáng)烈活動。分布面積約53.5 km2。主要分布于欖邊幅西南角，太平鎮(zhèn)幅西北部、北東部，容奇鎮(zhèn)幅也有零星分布。以侵入巖為主，產(chǎn)狀以巖株、巖墻為主。含水巖組主要有云開巖群雜巖體、片麻雜巖以及奧陶、三疊、白堊等時(shí)代的花崗巖類巖石。

3 地下水賦存特征

富水區(qū)域主要為沉積多層的海陸交互相砂層：粉細(xì)砂、中粗砂、礫砂和卵石。含水砂層間夾多層淤泥質(zhì)土和粘性土，沉積韻律從下往上由粗變細(xì)，賦存第四系松散巖類孔隙水，以潛水和微承壓水為主，富水性中等-豐富。以水平循環(huán)為主，水流緩慢。地下水位一般<1 m。地下水流向與地表水一致，自北西流向南東，最后匯入珠江口。地下水從上往下由淡水-微咸水-咸水過度，水質(zhì)較差。

南沙區(qū)北部、欖邊幅西南角出露侵蝕剝蝕地貌，太平鎮(zhèn)幅北東部，容奇鎮(zhèn)幅中部及北西角零星分布侵蝕剝蝕孤(殘)丘。丘陵區(qū)裂隙發(fā)育，匯水面積較大，植被繁茂，含裂隙水較豐富，見較多泉點(diǎn)出露，雨季山間谷地見短暫地表徑流。丘陵區(qū)淺部基巖裂隙水由于地表起伏大，地下水以垂直徑流為主，賦存淺循環(huán)風(fēng)化帶網(wǎng)狀裂隙水，它具有埋藏淺，徑流途徑短，補(bǔ)給區(qū)與排泄區(qū)接近一致的特點(diǎn)。

基巖區(qū)裂隙水由丘陵區(qū)流入平原區(qū)后，水力坡度變緩，其徑流形式由垂直轉(zhuǎn)入水平。地下水位埋深一般1.50～3.50 m。基巖裂隙水主要為HCO3-Ca 和HCO3·Cl-Ca·Na型淡水，水質(zhì)較好。太平鎮(zhèn)幅北西部丘陵區(qū)泉水流量0.56～1.11 L/s，五桂山一帶小泉流量一般<0.01 L/s。孤(殘)丘風(fēng)化強(qiáng)烈，植被稀少，裂隙水貧乏，未見泉點(diǎn)出露，地下水位埋深較大，一般為5.50～6.50 m。

4 南沙區(qū)地下水動態(tài)變化

區(qū)內(nèi)地下水動態(tài)變化與大氣降雨、潮汐以及洪汛期有密切關(guān)系。地下水位的變化特征因其埋藏條件不同而不同。總體而言，區(qū)內(nèi)地下水每年6-9月份為豐水期，10-11月份為枯水期。

為掌握區(qū)內(nèi)地下水的動態(tài)變化規(guī)律，設(shè)置了7處長期觀測點(diǎn)，主要觀測對象為丘陵邊緣松散巖類孔隙水。自2014年7月至2015年8月，進(jìn)行了為期14個(gè)月的連續(xù)觀測，觀測頻率為每月2次，觀測內(nèi)容包括水溫、水位埋深(流量)、色、味、渾濁度、肉眼可見物、pH、電導(dǎo)率等內(nèi)容。圖1～圖3為動態(tài)變化曲線。

圖1 各長觀點(diǎn)地下水水溫動態(tài)變化曲線圖

圖2 各長觀點(diǎn)地下水位埋深動態(tài)變化曲線圖

圖3 各長觀點(diǎn)地下水電導(dǎo)率動態(tài)變化曲線圖

觀測結(jié)果表明工作區(qū)地下水動態(tài)變化具有季節(jié)性周期，各長觀點(diǎn)變化特征各有差異，整體變化趨勢與區(qū)域地下水動態(tài)特征相符。整體變化規(guī)律是：豐水期較枯水期水位埋深淺、電導(dǎo)率較低、水溫較高、流量較大。

4.1 松散巖類孔隙

松散巖類孔隙潛水水位因埋藏淺，受降雨與地表水的影響迅速、變化幅度大；微承壓水因承受的壓力不同而變化不一。

據(jù)付叢生等人2008年對位于工作區(qū)南約12 km的珠海市唐家鎮(zhèn)附近的中山大學(xué)濱海水循環(huán)綜合試驗(yàn)基地的研究，結(jié)果表明：微承壓的松散巖類孔隙水水位波動的原因是含水層承受的質(zhì)量負(fù)荷隨潮汐的變化而變化，水位波動相對海潮潮汐的位相延遲時(shí)間約為7.0 h。

4.2 基巖裂隙水

基巖裂隙水地下水水位在雨季有不同程度的升高，但與松散巖類孔隙水相比，變化幅度較小、響應(yīng)較為緩慢。

據(jù)付叢生等人2008年對位于工作區(qū)南約12 km的珠海市唐家鎮(zhèn)附近的中山大學(xué)濱海水循環(huán)綜合試驗(yàn)基地的研究，結(jié)果表明：基巖裂隙水水位波動的原因是含水層承受的質(zhì)量負(fù)荷隨潮汐的變化而變化，水位波動相對潮汐的位相延遲時(shí)間約為1.5 h。

因工作區(qū)緊鄰珠江入海口，受潮汐作用的影響，地下水位波動幅度較大，且和觀測點(diǎn)與海岸的距離直接相關(guān)。每日存在兩次高潮和兩次低潮，且每日高低潮時(shí)間和潮位均有差異。工作區(qū)為海洋性氣候，多陣雨，且地下水位受潮汐影響，受含水層結(jié)構(gòu)差異以及觀測點(diǎn)與海岸線的距離等因素的影響，地下水位變動與潮汐變化存在滯后效應(yīng)，因本次工作未進(jìn)行地下水位與潮汐的對應(yīng)觀測，本次長期觀測工作主要反映區(qū)域地下水的長期變化規(guī)律。

5 結(jié)語

通過分析形成如下結(jié)論：南沙區(qū)的地下水類型主要為松散巖類孔隙水、層狀巖類裂隙水、塊狀巖類裂隙水，含水層為沉積多層的海陸交互相砂層：粉細(xì)砂、中粗砂、礫砂和卵石，地下水的動態(tài)變化規(guī)律為豐水期較枯水期水位埋深淺、電導(dǎo)率較低、水溫較高、流量較大。