江蘇洋口港地區地下水化學特征及動態分析

許乃政 劉紅櫻

摘要 江蘇洋口港地區是江蘇沿海開發作為重要節點進行重點建設的深水港區。通過水文地質調查、鉆探與抽水試驗、水文測試監測等工作手段，基本查清了區內水文地質狀況。就地下水賦存地質條件、地下水化學類型與水質、地下水動態進行評價與分析，為當前洋港口地區地下水開發利用和工業布局提供科學依據。

關鍵詞 地下水;水質評價;動態分析;洋口港地區

中圖分類號 S181.3;X141 ?文獻標識碼

A ?文章編號 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

基金項目 中國地質調查項目 （水【2013】02-006-003 ）;江蘇省自然科學基金項目（BK2011096）。

作者簡介 許乃政（1971- ），男，安徽安慶人，副研究員，博士，從事環境科學研究。

收稿日期 20141209

江蘇省沿海發展規劃躍升為國家戰略，使江蘇沿海發展站在了新的歷史起點上，其中洋口港區是沿海開發作為重要節點進行重點建設的深水港區。洋口地區是江蘇省水資源量最欠缺的地區，供水矛盾十分突出，加上地下水一度出現咸化趨勢，對區域水資源及環境產生了極大的影響，已成為制約區域生態環境建設和經濟社會發展的重要因素^[1-3]。隨著江蘇沿海地區發展規劃的實施，洋口地區經濟建設將持續高速發展，對水資源需求愈加旺盛，而嚴重短缺的水資源已成為該區發展的最大瓶頸，因此，作為該區可持續發展的地下淡水資源的保障研究已迫在眉睫。但是洋口地區水文地質工作程度低，地下水系統研究不足，未系統性評價全區地下水資源，已有的地下水動態系列監測資料不能真實地反映全區的地下水流場特征，急需開展較大比例尺的水文地質調查研究，為洋口地區的開發建設提供地下水資源安全保障支撐。中國地質調查局從2012年開展洋口地區地質環境調查評價研究。該次工作通過水文地質測繪、工程物探、鉆探與抽水試驗、水樣采集與測試分析等工作手段，全面系統地調查研究了研究區的地質水文地質條件、地下水分布賦存規律、地下水開發利用現狀、地下水質量和污染狀況。

1 研究區概況

江蘇省洋口港區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，地勢平坦，地面標高一般1～5 m，地面微向東傾。研究區氣候溫和濕潤，屬濕潤的亞熱帶季風氣候區，四季分明，雨熱同季，無霜期長，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 研究區交通位置示意圖

研究區位于揚子陸塊下揚子地塊北東部，未見前第四紀地層出露。據鉆孔揭露，研究區見有上古生界中志留統-上泥盆統（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。研究區第四系地層分區上屬南通地層小區，由于第四紀以來區域古（支）河道在研究區范圍的南北擺動，數次較大規模的海侵^[4-5]，以及北側古黃河、淮河水系泛濫的影響，導致測區內第四系沉積物、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 水文地質條件

2.1 地下水賦存條件

研究區是長江三角洲平原的一部分，地表為第四紀松散沉積物覆蓋，第四紀地層埋深一般300 m左右，第四紀地層嚴格控制著孔隙水含水層水文地質條件。第四紀沉積物成因為以淺海三角洲相、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，結構松散，導水性好，厚度大，是形成地下水的介質條件。工作區氣候溫潤多雨，再加之地面坡降極小，地面巖性多為亞砂土，有利于降水滲入轉為地下水。區內地表水系發育，河渠密度大;每年引河水灌溉農田，有利于地表水補給地下水。該區地處沿海，在第四紀時期經歷數次海侵，海水滲入是形成咸水層的主要因素。

2.2 地下水類別與含水巖組劃分

研究區含水巖組厚度大，層次多，水質變化復雜。根據地下水賦存介質，松散巖類孔隙含水巖組為研究區主要含水巖組^[3]。該次研究根據含水砂層的成因時代、埋藏分布、水力聯系及水化學特征等，將該區松散巖類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;第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ承壓含水層分別對應上、中、下更新統。由于新近系（N）存在兩個下粗上細的沉積旋回，故以此將其一分為二，成為兩個松散巖類孔隙含水巖層組。根據地層的時代將孔隙承壓含水層組進一步細分，由上到下分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ5個承壓含水層組。各含水層的形成時代分別對應Qh（潛水）、Qp（Ⅰ）、Qp（Ⅱ）、Qp（Ⅲ）及N₂（Ⅳ、Ⅴ）。因潛水及第Ⅰ承壓水水質較差，多為咸水或半咸水，利用價值不大，目前開采利用較少。第Ⅴ承壓水開發利用較晚，且勘察研究程度較低（表1）。

考慮到工作區的潛水含水層和Ⅰ承壓含水層易于受到補給，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，因此從地下水系統分析的角度來看，將潛水含水層和Ⅰ承壓含水層歸入淺層孔隙水含水系統，而將Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ承壓含水層歸入深層孔隙水含水系統。

上部含水巖組主要由潛水及第Ⅰ承壓含水層構成，深度在40～100 m之間，時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，時代為中、早更新世或新近紀。

松散巖類地下水水位埋深受自然條件及人為開采活動的控制，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，局部地區自流。目前由于多年持續超采，區域水位埋深普遍低于10 m，城市及縣城開采中心靜水位埋深在40～50 m之間。平原區由于松散巖類孔隙水發育，人類開發利用強度較高，衍生出的環境地質問題復雜而嚴重。較為明顯的是因過量開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、地裂縫災害日趨嚴重，水質也日趨惡化^[6-7]。

表1 如東沿海地區地下水類型和含水巖（層）組劃分

地下水類型含水巖（層）組

含水巖層組 ? 主要巖性 ? 時代代號分布范圍

淺層孔隙水潛水淺層孔隙水

含水系統潛水孔隙含水層組亞粘土、亞砂土、粉砂、粉細砂等Qh除基巖裸露區外均有

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

深層孔隙水第Ⅱ承壓水深層孔隙水含

水系統第Ⅱ承壓孔隙含水層組粉砂、粉細砂、中細砂、中粗砂、礫石粗砂Qp（Ⅱ）平原區

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

第Ⅳ承壓水第Ⅳ承壓孔隙含水層組細砂、中粗砂、礫石粗砂及半固結砂等N平原區

第Ⅴ承壓水第Ⅴ承壓水細砂、中粗砂、礫石粗砂N平原區

根據2013年鉆孔所揭示的地層巖性，洋口港長沙鎮地表下310 m以內共發育承壓含水層 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，累計厚度90.4 m。含水層均以中細砂、中粗砂為主，粒度細小，含水性良好。利用非穩定流常流量抽水試驗資料求得測區第Ⅲ承壓含水層滲透系數K=6.54 m/d。測區靜水位埋深17.95 m，動水位埋深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 江蘇洋口港地區地下水化學特征及動態分析

3 水化學性質及水質評價

3.1 地下水化學類型及水化學組分分布

地下水評價是了解地下水質量狀況和污染程度，識別地下水資源質量變化過程，分析地下水質量和地下水污染的變化趨勢，為地下水防治方案制定提供必要的地下水環境質量信息。工作區2012、2013年對地下水進行125次采樣化驗，現場檢測指標為氣溫、水溫、pH、電導率、氧化還原電位、溶解氧、濁度7項;無機檢測指標為總硬度、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。研究區豐、枯水期潛水水位埋深空間變化比較大，大部分地區的潛水位埋深在1～2 m，部分地區水位埋深3～4 m。潛水水位埋深總體上西深東淺，在研究區西部潛水水位埋深較大;在研究區東部，靠近海邊，潛水水位埋深較小，潛水礦化度較大。