鲁北平原浅层地下水水化学特征

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1、灌溉排水学报２０１５年６月第３４卷第６期ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｒｒｉｇａｔｉｏｎａｎｄＤｒａｉｎａｇｅ文章编号：１６７２－３３１７（２０１５）０６－００９０－０５鲁北平原浅层地下水水化学特征邢立亭１，张凤娟１，李常锁２，杨丽芝３，王立艳１（１．济南大学资源与环境学院，济南２５００２２；２．山东省地矿工程勘察院，济南２５００１３；３．山东省地质调查院，济南２５００１３）摘要：运用Ｐｉｐｅｒ三线图、离子比例系数和数理统计等方法，系统地分析了鲁北浅层地下水的空间分布及水化学特征。结果表明，浅层地下水的水化学类型复杂多变，从内陆至滨海地下水由淡水逐步演化为微咸水、咸水

2、、盐水；常规离子组分中Ｃｌ－的变异系数最大，其次是Ｎａ＋，ＨＣＯ－的变异系数最小；滨海地区浅层地下水γＮａ／γＣｌ多介３于０．８～０．９之间，而内陆地区γＮａ／γＣｌ一般大于１．０；局部地段内陆咸水γＮａ／γＣｌ小于０．５，属Ｃｌ·ＳＯ４－Ｎａ型或Ｃｌ·ＳＯ４－Ｎａ·Ｍｇ型咸水／微咸水，多呈点状分布；研究区沿海地区浅层咸水多以海成盐化咸水为主，内陆咸水多以大陆盐化咸水为主。关键词：浅层咸水；成因；水化学特征；鲁北平原中图分类号：Ｐ６４１文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．１３５２２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｇｇｐｓ．２０１５．０６．０１９邢立亭，张凤娟，李常锁，等．鲁北平原浅

3、层地下水水化学特征［Ｊ］．灌溉排水学报，２０１５，３４（６）：９０－９４．浅层咸水系指埋藏于０～６０ｍ土层且矿化度大于２ｇ／Ｌ的地下水。浅层咸水有原生、次生和海侵等多种成因类型。沿海地区浅层咸水多以海成盐化咸水为主，内陆咸水多以大陆盐化咸水为主，且内陆咸水受水［１，３－４，７－９，１１］［１２］岩作用、蒸发浓缩作用及人类活动等作用影响，但其咸化过程缓慢。与大陆盐化咸水相比，对滨［２，６，１３］海咸水的研究相对成熟。黄河以北华北平原面积约１３９２３８ｋｍ２，深层淡水开采程度达１４２．５５％，过量开采诱发地面沉降；３／ａ，开采量约１２１．３亿ｍ３／ａ［１０］。但

4、华北平原ＴＤＳ＞２ｇ／ＬＴＤＳ＜１ｇ／Ｌ的浅层地下水补给量１３４．９２亿ｍ［５，１４］的咸水、咸水未充分利用。因此，通过浅层地下水常规离子组分测试，分析内陆浅层咸水的水文地球化学特征、形成和演化机制，为浅层地下水的开发利用提供参考。１材料与方法鲁北平原浅部地层主要由黏土、粉质黏土、粉土夹薄层粉砂组成，咸、淡水相间分布，淡水资源匮乏。区域地下水水样采集。在黄河以北的鲁北平原（３２００１ｋｍ２），选择深度小于６０ｍ的机民井，野外采集浅层地下水水样１１５１个，２００ｍ土层深度以下的深层地下水水样１０１个，取样点分布详见图１。采用双指示剂及中和滴定法测定ＨＣＯ－；以

5、铬酸钾３为指示剂，硝酸银法滴定Ｃｌ－；ＥＤＴＡ－Ｍｇ滴定法测定ＳＯ２－；用ＥＤＴＡ滴定Ｃａ２＋／Ｍｇ２＋。ＤＤＳＪ－３０８Ａ４型电导率仪测定电导率；ｐＨＢ－５型便携式ｐＨ计（分图１地下水取样点分布示意图辨率０．０１）测定ｐＨ值；ＰＸＳＪ－２１６Ｆ型离子计（分辨率０．０００１，误差０．３％）测定Ｎａ＋。收稿日期：２０１３－１１－１２基金项目：国家自然科学基金项目（４１１７２２２２）；济南市科技发展计划项目（２０１３０３０８２）作者简介：邢立亭（１９６６－），男，山东即墨人。教授，主要从事水文地质教学研究，Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｌｔｉｎｇ５９６＠１６３．ｃｏｍ９０典型

6、咸水区水样采集。内陆西盐咸水区１０ｍ×１３ｍ范围内布置９个不同深度的观测孔，孔深３～３３ｍ不等，钻探采集原状土。钻探成井后，在钻探孔外围２．５ｋｍ２范围内布置４９个水质监测点（见图１），对不同深度的电导率、ｐＨ、水温等常规水质指标进行现场长期实时监测（周期２ａ），并同步观测水位。２结果与分析２．１浅层地下水的化学特征浅层地下水常规水化学组分特征值如表１所示。从表１可看出，浅层地下水的常规水化学组分中，＋、Ｃｌ－变幅较大，ＨＣＯ－的变幅较小。Ｎａ３表１浅层地下水常规水化学组分特征值（ｎ＝１１５１）测试项目Ｎａ＋Ｃｌ－ＨＣＯ３－ＳＯ２４－Ｃａ２＋Ｍｇ２＋ＴＤＳ最

7、大值／（ｍｇ·Ｌ－１）４６０００．０８２１９４．２２０５１．２９５７０．２１６２２．２５９６５．７１４６２３１．８最小值／（ｍｇ·Ｌ－１）１４．２８．２８６．６２．５２５．０１６．２４２９．５平均值／（ｍｇ·Ｌ－１）７６８．７１２５４．４６８６．７５０１．７１６２．１１９１．５３６１７．６标准差／（ｍｇ·Ｌ－１）２５５５．７７４７５１．１５２１４．０５６９６．０４１６２．４５３６７．７６８３４４．０６变异系数／％３３２．４７３７８．７６３１．１７１３８．７３１００．２１１９２．０２２３０．６５１）从内陆至沿海，随地下水径流途径的加长，浅层地下水的ＴＤＳ增高（

8、图１），水化学类型变化为：ＨＣＯ３·ＳＯ４－Ｎａ·Ｍ