粉砂注井水文地質條件分析

王巖生

(淮安市地質礦產勘查院，江蘇 淮安 223001)

淮安市地處江蘇省蘇北中部，江淮和黃淮兩平原交界處，東鄰阜寧、建湖兩縣。淮安市地下具有豐富鹽礦資源,經過多年來開采后，目前形成溶腔，且每年都有增加。為了有效降低巖鹽開采帶來的潛在地質災害風險，同時妥善解決鹽泥、堿渣處置問題，擬將鹽泥、堿渣注入地下溶腔進行深埋處理，防止地質災害發生(稱粉砂注井法)。而在此之前需要對工作區的水文地質條件進行調查及研究，包括研究區內含水層水文地質特征及地下水環境質量現狀。

1 研究區地質概況

1.1 地層

根據區域地層資料，研究區屬揚子地層區蘇北地層分區，區內白堊系、新近系地層最為發育，為一套中、新生代盆地沉積建造，淮安鹽盆含礦地層主要賦存于上白堊統浦口組中。研究區內白堊系下統地層未被揭露，白堊系上統地層則十分發育，主要分布在淮安(中)斷陷，漣(水)阜(寧)凹陷和金湖—東臺凹陷帶內。下第三系地層分布在洪澤湖斷陷、漣阜凹陷和金湖—東臺凹陷帶內。上第三系和第四系地層遍布全區。

1.2 構造

淮安凹陷位于洪澤湖—漣阜凹陷帶中部，呈北東東向展布。其范圍北以淮陰一響水斷裂與魯蘇隆起為界，南由幾條近東西向的斷裂(倪湖莊—平橋、秦墩—老西莊、余莊—老西莊等斷裂)組成斷階帶與建湖隆起相接，西隔淮陰—秦墩凸起與洪澤湖斷陷相望，東部界線不明，可能通過漣水、蘇家嘴一帶水下隆起(低凸起)與漣、阜凹陷相連，面積約850 km2。在晚白堊世沉積了巨厚的浦口組和赤山組，燕山運動末期上升遭剝蝕，至喜山運動晚期接受上第三系和第四系的沉積。

研究區位于淮安凹陷東南部，根據鉆孔及物探資料揭示的地層變化表明地層為單斜構造，地層傾角3°～10°，傾向近北。

2 研究區水文地質特征

根據含水層賦存條件及巖性組合，研究區地下水有兩種類型：第四系與上第三系松散層孔隙水。孔隙水含水介質為松散層(砂性土)，據層組組合關系、埋藏條件、富水程度分為五大含水層(表1)。現分述如下：(1)潛水含水層：含水層為上更新統、全新統孔隙潛水，主要靠大氣降水入滲補給，排泄以蒸發為主，少量人工開采；水位動態變化與降雨、灌溉以及鹽河水位關系密切，全年水位變化幅度0.6～1.7 m；研究區內整體徑流方向為東偏南。(2)第Ⅰ承壓含水層：主要靠側向徑流補給，排泄以人工開采為主，與地下水開采量的季節性變化有較密切的關系；一般6～9月為地下水開采的最高峰，地下水水位較明顯低于其他月份；研究區內整體徑流方向為東偏南。(3)第Ⅱ承壓含水層：主要靠側向徑流補給，排泄以人工開采為主，研究區內整體徑流方向為南偏東。(4)第Ⅲ承壓含水層：主要靠側向徑流補給，排泄以人工開采為主，研究區內整體徑流方向為東偏北后轉向東偏南。(5)第Ⅳ承壓含水層：主要靠側向徑流補給，排泄以側向徑流為主，其次為人工開采，研究區內整體徑流方向為南偏西。

3 地下水水質現狀及評價

本次監測結果評價采用的標準為《地下水質量標準》(GB/T 14848—93)。采用該標準并結合單因子標準指數法對監測點水樣進行評價，評價結果見表2。

由表2結果可知：

(1)研究區內地下水中超標因子分別為：氯化物、鐵、錳、高錳酸鹽指數、亞硝酸鹽及氨氮；其中錳的污染范圍最廣，在潛水及Ⅲ、Ⅳ承壓水中均有分布；而在Ⅰ承壓水中亞硝酸鹽及氨氮的污染程度最嚴重，分別超出標準值的278.50倍、127.55倍。

表1 研究區含水層水文地質特征

表2 研究區地下水水質現狀評價結果

注：QS1、YC2、SC4、SIC2等為該含水層對應的取水樣鉆孔編號；表中數字有下劃線的表明該數值超出了標準值。

(2)根據對比，潛水、各承壓含水層間水質污染程度也存在明顯不同：①錳、氯化物在潛水中的污染程度要高于承壓水；②Ⅲ、Ⅳ承壓水中除了錳稍有超標外，其余監測因子都符合標準，而潛水及Ⅰ承壓水中所有監測因子都存在超標現象。

4 地下水污染監測措施

根據《地下水環境監測技術規范》(HJ/T164—2004)的要求及地下水布設原則，結合現有的地下水井布置，在注井群周邊設置長期監測井，監測主要因子為氯化物、鐵、錳、高錳酸鹽指數、亞硝酸鹽及氨氮等。監測層位包括潛水和Ⅰ～Ⅳ承壓水，監測結果因根據地下水流向進行上、下游同步對比。

5 結論

通過對研究區的調查，查清了淮安市淮安區粉砂注井區段水文地質條件，總結如下：

(1)研究區含水層可分為：上更新統潛水含水層，中、下更新統第Ⅰ、第Ⅱ孔隙承壓含水層及第三系第Ⅲ、第Ⅳ承壓含水層，各含水層滲透系數值為2.01～2.89 m/d，較為均勻；潛水含水層、第Ⅰ孔隙承壓含水層地下水流向為東偏南，第Ⅱ承壓含水層徑流方向為南偏東，第Ⅲ承壓含水層徑流方向為東偏北后轉向東偏南，第Ⅳ承壓含水層徑流方向為南偏西。

(2)研究區內地下水中超標因子分別為：氯化物、鐵、錳、高錳酸鹽指數、亞硝酸鹽及氨氮；其中錳的污染范圍最廣，在潛水及Ⅲ、Ⅳ承壓水中均有分布；而在Ⅰ承壓水中亞硝酸鹽及氨氮的污染程度最嚴重，分別超出標準值的278.50倍、127.55倍。

(3)根據對比，潛水、各承壓含水層間水質污染程度也存在明顯不同：①錳、氯化物在潛水中的污染程度要高于承壓水；②Ⅲ、Ⅳ承壓水中除了錳稍有超標外，其余監測因子都符合標準，而潛水及Ⅰ承壓水中所有監測因子都存在超標現象。