黄河三角洲地下水化学成分特征及其形成机制的研究.pdf

黄河三角洲地下水化学成分特征及其形成机制研究 摘要 黄河三角洲位于陆海交汇的过渡带，是河流动力和海洋动力相互作用下在河 口地区形成的沉积物堆积体，受陆海相互作用的影响，该区地下淡水和微咸水资 源匮乏，咸水、卤水广泛分布。自晚更新世以来该区经历了三次海侵与海退，地 “ 下水赋存条件复杂，不同含水层地下水的起源及水化学特征各不相同。海侵和海 退过程是一个复杂的多组分化学反应过程，主要包括咸淡水混合、蒸发浓缩、离 子交换和矿物溶解沉作用，也是该区地下水化学成分形成的主要作用。研究该区 地下水的化学成分特征及其形成机制，可以为确定地下水环境的承载能力和地下 水的合理利用提供科学依据。 本文在充分研究黄河三角洲地区地质、水文地质条件的基础上，将黄河三角 洲地区地下水划分为：南部冲洪积潜水．承压水、黄河三角洲潜水和浅层承压水 三个系统，分析了各系统地下水化学成分特征：通过研究各含水层地下水中6180 ．5D、81sO与CF含量的关系探讨黄河水、大气降水以及海水对地下水的补给；根 据14c测定结果及地下水中14C与Cr含量的关系判断地下水的年龄和地下水的起 源；通过实验分析并运用水文地球化学模拟软件PIW。EEQC揭示了该区地下水化 学成分的主要形成作用。 研究表明：南部冲洪积潜水．承压水为淡水资源，水化学类型主要为HC03． 水，同时也存在少量淡水透镜体，水化学类型为HC03·C1-Na·Ca水、C1·HC03． Na·Mg水和HC03C1-Na·Mg水。浅层承压水为咸水和卤水，水化学类型以高矿化 的CIS04-Na·Mg水和C1-Na水为主。 南部小清河两侧埋深大于100m的深层地下水形成年代比浅层地下水早得 多，浅层地下水来源于现代大气降水的补给，而深层地下水可能起源于古代大气 降水的入渗补给；黄河三角洲潜水形成年代较晚，地下水年龄小，起源于现代大 气降水和黄河水：含水层埋深20～30m的浅层承压水年龄介于4000--7500年间， 起源于古海水，并发生浓缩作用。 研究区地下水化学成分形成作用主要为蒸发浓缩作用、阳离子交替吸附作用 和矿物溶解沉淀作用。随着远离黄河沿水流方向由陆向海，潜水含水层中土壤颗 粒表面发生的N矿对Ca2+的交替吸附作用呈减弱趋势。地下水中各种组分除C1、 K和Na仅以离子形式存在外，Ca、Mg、S、C均存在多种络合形式。石膏和岩 盐的饱和指数都小于0，地下水对石膏和岩盐具有侵蚀性，且沿地下水流动方向 侵蚀强度减弱。而方解石、白云石和文石的饱和指数大于0，处于过饱和状态， 矿物发生沉淀。 关键词：黄河三角洲；地下水化学类型；环境同位素；形成机制 Ⅱ onthecharacteri sti csand i Study formatonmechani sm of ca chemi I i ti oni ntheYelIOWRi ver groundwater compos DeI ta Abstract TheYellowRiver inthetransitionalzoneoflandand delta,located a sea,is sediment whichformsfromtheinteractionofriver and sea deposit