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咸淡水界面下移机理分析的实践探索

时间:2023-10-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:深层地下水的径流方向与浅层地下水基本一致。通过深浅层地下水埋深过程线可以看出,从20世纪80年代开始,深层地下水埋深持续下降,形成的深浅层水位差逐渐增大,最终导致咸水界面下移,对地下水生态环境和储水环境造成危害。

咸淡水界面下移机理分析的实践探索

地下水资源包括地下水的储存量和补给量两部分。不参与现代水循环、不可再生和恢复的储存量称为储存资源;参与现代水循环、可再生和恢复的补给量称为补给资源。前者也称为深层地下水,后者称为浅层地下水。深层地下水是地质历史时期积累形成的地下水资源量,是含水系统中在短时期内不可再生和恢复、因而不能持续利用的水量。取用含水系统的储存资源,将导致这部分资源的永久耗失。有些地区具有大厚度的含水层,地下水位变动带以下的地下水静储量非常巨大,认为深层地下水资源非常丰富。深层地下水储量虽然是一种宝贵的地下水资源,但它和矿产资源一样,一旦消耗,难以恢复。

2.1 补给条件

深层承压地下水不能直接接受当地的大气降水垂向入渗补给,主要接受侧向补给和越流补给,与浅层地下水之间除在冲洪积扇顶部以弱透水层相隔外,其余大部分地区以较厚的黏土相隔,而且愈向东部相隔厚度愈大,与浅层地下水之间水力联系愈差。深层地下水的径流方向与浅层地下水基本一致。愈是远离补给区,径流速度愈缓慢。

深层地下水无论是在水平方向还是垂直方向上的补给条件,均远比浅层地下水差。在山前平原主要冲洪积扇顶部,深层含水层厚达数十米,以含砾砂与含卵石为主,上覆地层亦以砂、砾石为主,具有较好的降水入渗补给条件。在黑龙港平原或有咸水分布区,深层含水层岩性以中砂、细砂为主,厚度一般为30~50m。其中在较大部分地区,深层含水层上覆黏土、亚黏土为主的堆积物,其他地区则为亚黏土、亚砂土夹粉砂层所覆盖。并且,在第二、第三、第四含水层之间,均以黏土、亚黏土为主相隔。因此,该区的垂直条件一般较差。同时,由于含水层粒度变细,地下水水力坡度只有0.2‰~0.1‰,侧向补给量单宽流量仅为500~1000m3/(d·km),故深层地下水的侧向补给条件亦较差。

2.2 径流条件(www.xing528.com)

在天然状态下,平原深层地下水,无论在水平或垂直方向上的运动均非常缓慢,而且,随着远离补给区和深度的加大,其径流速度更为缓慢。目前对研究地下水的起源、形成过程与循环条件,采用同位素分析技术进行测定[1],河北省通过对平原深层地下水中14C同位素成分和含量测试,14C测年结果表明:第四系深层淡水约为1万~2万年;第三系地下水约为2万~2.5万年。地下水运动几乎处于停滞状态,属于半封闭型承压水。根据分层观测资料,在平原区,承压水的压力水头,随着含水层埋深的增加而增加。

2.3 深浅层地下水位距离

由于大量超采深层地下水,造成地下水位持续下降,使浅层水位与深层水位差增大,形成浅层地下水越流补给深层地下水的条件,在咸水区,造成咸水界面下移的现象。如图1为南宫市琉璃庙地下水埋深过程线。通过深浅层地下水埋深过程线可以看出,从20世纪80年代开始,深层地下水埋深持续下降,形成的深浅层水位差逐渐增大,最终导致咸水界面下移,对地下水生态环境和储水环境造成危害。

图1 南宫市王道寨地下水埋深过程线

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