淺層孔隙地下水化學環境演化分析

摘 要:針對近年來科學著重關注的地下水化學環境退化問題，本文著重分析淺層孔隙地下水的化學環境演化，以科學認識淺層孔隙地下水的流動途徑、賦存方式及地球化學演化格局，不但具有深刻的理論意義，也具有重要的實際價值。

關鍵詞:淺層地下水孔隙水水資源化學環境演化

中圖分類號:V2文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2011)07(b)-0144-01

1 引言

據了解，地下水中的化學組成成分的含量已經超過現行飲用水的水質標準，對人類的正常生活產生很大程度的影響。為了更深入的認識了解水資源的實際狀況，本文通過對水源地下水水質、水量的調查，客觀角度對淺層孔隙地下水的化學環境演化過程及其影響因素進行分析，期望可以為保護淺層地下水資源提供一定的依據。

2 自然地質水文環境條件

2.1 地下水的概念及現狀

近些年，隨著社會經濟發展和人民生活水平的提高，各國的大力發展重型工業，開發利用與不斷加劇的其他人類活動，如采礦、土地利用、水利工程的興建、城市化進程等過量的開采和不合理利用地下水的情況普遍發生，水資源供需矛盾更為突出，常常造成地下水水位下降，形成大面積的地下水下降漏斗，地面發生沉降的情況也在一些用水量比較集中的地區時有發生。隨著工業發展，工業廢水與生活污水都大量的入滲到地下水中，地下水受到嚴重的污染，引發各種疾病等災害。

2.2 淺層孔隙地下水特征及其變化

2.2.1 水動態特征

淺層地下水是地質結構中位于第一隔水層之上、第一透水層中的地下水。而我們稱存在松散沉積物顆粒間孔隙中的為孔隙水?？紫兜叵滤堑刭|歷史時期內區域演化過程中最活躍的因子之一，是多種地質要素的綜合作用的產物。綜合而言，在堆積的平原或者山間的盆地內的地層中淺層孔隙地下水分布會比較廣泛。天然狀態下，千層地下水所受的制約主要是來自水文、氣象因素。地下水的水位變化都是受人類生活活動影響而變化的，例如人們的開采地下水的開采強度、開采密集量、開采方式規律等。

2.2.2 水流場特征及其變化

通過研究前人資料結果顯示:在淺層孔隙地下水比較集中的地區，其水位下降幅度比較大，且下降速率快;其補給、徑流區的地下水排泄區比較小;淺層孔隙水中的化學元素類型相比深層孔隙水也比較復雜多樣，TDS相應較高。而淺層水由于主要受大氣降水、地表徑流透水形成，具有更新快、水質差的特點，其水質、水量更加偏于受到降水和徑流的影響。

以地下水流場圖作為參考進一步進行分析，在1980年左右，地下水當時的開采量還比較小，分析地下水形成開采漏斗地區的分布可知，其漏斗水位深度、水位線閉合面積等還比較符合標準。

在1994年以來，由當年地下水等水位線圖可以了解到，水力坡度明顯的提高，一些開采集中的地區內地下水水位平均下降高達2.0m，漏斗中心水位埋深更是增高0.5m左右，其他邊沿河海地區也有很大的變化，有的地區變化幅度不是十分大。

到1999年的地下水流場圖顯示，有的地區已經形成了有規模形狀的降落漏洞，在黃河鄭州段漏洞中心水位已經達到深埋6.0～8.0m，水位標高79～81m，水位閉合面積也擴大許多。隨著人類生活、生產開采水源量的增多，地下水水流場發生了巨大的變化，降落的漏斗面積、漏斗中心水位埋深度以及地下水水位的下降局勢都值得引起廣泛的重視。

3 淺層孔隙地下水化學組分特征及其演化

3.1 水化學組分的空間變化特征

根據多年來大量水源地水質監測報告資料顯示:在1980年左右，受地下水水力坡度大的影響，在一些沿河地帶，河水與地下水交替循環較快，所以其水化學類型為水化學特征例如礦化度、總硬度等都與其河水成分相類似;也存在一些徑流條件惡劣，其礦化度、硬度都有一定的提高;在一些工業區附近，由于引污水灌溉的入滲，各種指標都嚴重超標，導致淺層地下水遭受不同程度的污染，嚴重超過了生活飲用水標準。從1994年開始，許多地區地下水水質受污染比較嚴重，硬化度逐年升高，局部地區地下水礦化度超過標準量，出現許多含過多化學成分型水，受到局部污染源及污染程度的影響，這些水化學類型和過高的礦化度才出現這些明顯的惡化現象。

分析1980年左右至今，隨著工業發展，開采量的不斷加大，淺層孔隙地下水化學類型以重碳酸型為主。沿近海岸地區的污灌區淺層誰遭到很大程度的污染，化學類型也因此變得更加復雜，在水中檢測到多種危害身體的含毒元素的超標，硬化度也有一定程度的偏高，這些都表明所研究地帶的污染程度及面積都明顯的增大。

3.2 水化學組分隨時間的變化

根據水文地球化學模擬顯示，孔隙地下水徑流過程中發生許多巖石、石膏和二氧化碳的溶解，以及Ca離子和Na離子的解析，使得淺層孔隙地下水的TDS、總硬度、礦化度都有一定程度的增加。

在20世紀80年代前，地下水水化學特征主要受到地下水系統水文地質結構、納污河流、農業活動等的控制和影響，以及地質條件、水文條件、地球化學條件及氣候條件等的控制。但是在其后隨著年代的發展，人類對自然的需求量逐年增多，重型工業的發展等都使很多地區的河渠受到嚴重的污染。也許目前的數據還不能看出太大的危害，但是如若以這樣的逐年加重的開采量增大及受污染的嚴重程度來看，許多微量元素和硝酸鹽等含量以及總硬度、礦化度都有逐年繼續增高的趨勢，淺層孔隙地下水都會受到更加嚴重的污染，已經失去其原有的價值。

綜上分析，人類的活動嚴重的影響了地下水化學組分變化，其化學環境退化是沒欠世界性的環境問題，應該得到社會、科學各界的高度重視。

4 結語

研究淺層孔隙地下水的化學成分形成其主要影響因素包括:首先人類生活對地下水的過量開采，使水位降低，地下水運動的流場受到影響從而發生改變，使地下水TDS和總硬度都發生變化。其次工農業的發展，農田灌溉量的增加，人類生活的污染水、廢氣廢物的任意排放的增多，都很大程度的影響了地下水的水化學環境，許多化學離子因素都大量進入地下水中，造成諸多方面的影響。

由于對地下水開采量過大，在沿河(海)地區的開采更是加劇了水域對地下水的補給，對地下水的水質影響頗大。經過分析調查報告了解，許多地段的水位下降幅度都過大，破壞了地下水天然流場的平衡，一些淺層地下水流場，也由天然狀態演化為人工狀態。水質惡化情況嚴重，淡水面積逐年減少，礦化度、硬度都有一定的提高，在水中檢測到多種危害身體的元素的超標，如氯化物、硝酸鹽、硫酸型等，含有這些化學成分的地下水面積都逐步擴大。綜本文分析淺層孔隙地下水的化學環境演化認知到:人類的活動嚴重的影響了地下水的化學水特征，應該得到社會、科學各界的高度重視。

參考文獻

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