平潭濱海區域地下水主要離子腐蝕性分析

洪曉珍

(福建省建筑科學研究院 福建省綠色建筑技術重點實驗室 福建福州 350025)

0 引言

平潭綜合實驗區位于臺灣海峽以西，海岸線長399.82km。濱海區域多為堆砂填海場地，地貌單元多為海灘沖淤積地貌單元。工程建設濱海場地多為鹽田，受海水補給入侵作用影響，地下水含鹽量高，地下水對建筑材料腐蝕性較復雜，對工程建設影響較大[2]。

考慮到目前濱海城市工程日益增多，地下水對混凝土和鋼筋腐蝕性影響較大[3]，本文收集平潭綜合實驗區濱海區域大量水質分析報告，經過數據統計分析，探討濱海環境下工程建設中地下水腐蝕性評價，為濱海城市工程建設積累經驗。

2 地層分布及地下水賦存情況

2.1 地層分布

平潭地區濱海路段地層分布，地層結構及巖性特征自上而下描述如下:

⑦殘積砂質粘性土(Qel)：為粗?；◢弾r風化殘積而成，厚度1.70m～8.70m。

⑧全風化花崗巖：主要為石英、長石風化次生粘土礦物、高嶺土等。厚度1.90m～3.60m。

⑨砂土狀強風化花崗：主要為石英、長石及少量暗色礦物，厚度0.90m～9.70m之間。

2.2 地下水賦存特征

平潭地區濱海路段地下水類型主要為賦存于素填土的孔隙潛水，礫砂、殘積砂質粘性土以及下部花崗巖帶中的孔隙-裂隙弱承壓水。

①孔隙潛水：主要賦存于素填土中，與四周海水呈互補關系，漲潮時海水補給地下水，落潮時地下水補給海水，從目前勘察揭露的場地內地下水水位分析，場地內地下水通過側向滲透方式補給臨近海水，此外還接受大氣降水補給，并通過蒸發方式排泄。素填土層主要以中砂為主，故透水性強，且富水性大。

②孔隙-裂隙承壓水：主要賦存于礫砂、殘積砂質粘性土及風化花崗巖風化帶中的網狀孔隙裂隙承壓水。各含水層透水性中等，由于各含水層厚度相對較大，故富水量較大。主要受各含水層的側向逕流補給，并存在水力聯系。

3 地下潛水與承壓水腐蝕性對比分析

3.1 腐蝕性評價分析

在平潭綜合實驗區濱海區域選取有代表性的場地，分別取周邊海水樣、潛水樣和承壓水樣進行水質簡分析，分析評價和腐蝕性評價如表1所示。

表1 平潭濱海區域各層地下水主要離子含量及腐蝕性評價表

3.2 離子含量對比分析

圖1 周邊海水、潛水及承壓水PH值對比圖

結合圖1及試驗統計結果，海水PH值為7.30～8.47，潛水PH值為7.06～8.23，承壓水PH值為6.67～7.12，表明濱海區域PH值從上往下，海水>潛水>承壓水。

圖2 周邊海水、潛水及承壓水CL-含量對比圖

結合圖2及試驗統計結果表明，海水及潛水的CL-含量遠高于承壓水中的CL-含量，海水中CL-受海水鹽堿化影響，含量普遍大于20 000mg/L，CL-含量為19 320.2～30 345.2mg/L；潛水因為長期與海水有補給排泄關系，水力聯系密切，CL-含量略低于海水，試驗結果為10 989.5～26 065.6mg/L；承壓水與海水、潛水的水力聯系較弱，CL-含量遠遠低于海水及潛水，試驗結果為4076.7～9394.3mg/L。從以上數據表明，濱海區域CL-含量垂向規律顯示為向下減弱：海水>潛水>承壓水。

圖3 周邊海水、潛水及承壓水含量對比圖

圖4 周邊海水、潛水及承壓水總礦化度含量對比圖

從圖4及試驗統計結果可以得出，受海水鹽堿化影響，海水中總礦化度高達47 086.1～70 904.6mg/L，潛水中總礦化度為28 945～54 581mg/L，承壓水中總礦化度為8074.4～21 391.1mg/L。從垂向上看呈現遞減規律。

圖5 周邊海水、潛水及承壓水Mg2+含量對比圖

結合圖5及試驗統計結果，Mg2+離子含量在垂向上也基本體現了向下遞減的規律，海水Mg2+離子含量平均值為1060.6mg/L，潛水平均值為902.8mg/L，承壓水平均值為622.5mg/L，表明濱海區域潛水層Mg2+離子含量：海水>潛水>承壓水，比值差異較小。

3.3 地下水主要離子垂向特征及其成因分析

濱海地區地下水腐蝕性評價中主要離子具備垂向向下遞減規律的形成主要與所處的地質環境有關，同時與地下水的補給、排泄及徑流有密切的關系[1]。

(2)潛水地帶主要受海水多次入侵的影響，海退海進過程中形成海陸交互沉積地貌單元，使地下潛水類型以Na-Cl為主，總礦化度普遍偏高；另一方面淺層潛水主要受降水、地表水入滲補給和含水層側向徑流流入，排泄以蒸發及向海水泄流為主，由于受到上述兩方面的主要影響，淺層潛水離子溶度略低于海水[4]。

(3)承壓水部分，由于上覆不透水層，賦存于承壓水中的地下水以擴散運動為主，離子交換緩慢，承壓水受海水的影響程度緩慢，因此各主要離子濃度在垂向上存在向下遞減的規律[5]。

4 結論

通過對平潭濱海區域典型區域地下水主要離子腐蝕性分析，可以得出以下主要結論：

濱海區域海水與淺層潛水含鹽量高，對建筑材料為強腐蝕性，下部承壓水腐蝕等級小于海水及淺層潛水，對地基基礎選型有重要意義。

研究區地下水各離子含量在垂向上遞減主要受沉積環境及地下水的排泄、補給及徑流條件等影響。

參考文獻

[1] 應耀明，申月芳，曹陽，等.濱海新區淺層地下水主要腐蝕因子垂向分布特征及其對工程建設的影響[J].中國地質災害與防治學報，2015，26(3).

[2] 曹權，劉健煒.深圳地鐵11號線地下水侵蝕性統計分析[J].上海應用技術學院學報(自然科學版)，2016，16(2).

[3] 田文彪.海水入侵環境下地鐵線路地下水腐蝕性統計分析[J].山西建筑，2015，41(26).

[4] 蘇志文.曹妃甸某場地地下水腐蝕性變化規律分析[J].勘察科學技術，2017，5.

[5] 李鳳憲，王華，王永建.天津地區地下水和土腐蝕性評價關鍵問題探討[J].土工基礎，2015，29(2).