萊州灣南岸咸水入侵演化特征研究.pdf

1、咸水入侵是頻發(fā)于海岸帶地區(qū),是在天然和人工雙重作用下的緩變型地質(zhì)災(zāi)害,會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)與居民的生活健康造成嚴(yán)重的負(fù)面影響。自晚更新世以來(lái),隨著冰期、間冰期氣候變化以及海平面多次升降,渤海發(fā)生了滄州海侵、獻(xiàn)縣海侵和黃驊海侵以及它們之間的海退事件,萊州灣南岸濱海河流沉積和海相沉積平原區(qū)便相應(yīng)地沉積了海、陸相間的地層。本次研究主要以萊州灣南岸為例,通過(guò)資料整編與分析、實(shí)地踏勘、樣品分析、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析、建立地下水模型等方法探討咸水入侵現(xiàn)象的演化特

2、征,包括歷史演化特征與發(fā)展特征。
　　晚更新世以來(lái)在萊州灣南岸形成的地下鹵水分布范圍大,儲(chǔ)量多,但地下鹵水成因復(fù)雜,其也為咸水入侵提供物源基礎(chǔ)。分析認(rèn)為,地下鹵水成礦條件受多種因素控制,萊州灣南岸的多源河流三角洲沉積演化模式為地下鹵水資源的生成創(chuàng)造了良好的補(bǔ)給、運(yùn)移、過(guò)濾、儲(chǔ)存、封蓋條件。在海退初期,瀉湖水體由風(fēng)暴潮作用下越過(guò)沙壩不斷注入正常海水和位于其下部河流沉積物地下淡水共同組成,瀉湖中產(chǎn)生的高礦化度鹽水在回流滲濾作用下進(jìn)入潮

3、坪和三角洲前緣地帶,瀉湖水體將長(zhǎng)時(shí)間保持較高濃度穩(wěn)定狀態(tài),在返流過(guò)程中鹵水鹽度會(huì)發(fā)生水平帶狀分異;在海退成陸時(shí)期,長(zhǎng)期蒸發(fā)作用和季節(jié)性河流物質(zhì)運(yùn)輸形成鹵水存儲(chǔ),陸相沉積物掩埋了前期鹵水層即成為地下鹵水層;如此大規(guī)模的三次海陸變遷,形成三個(gè)鹵水層相間的分布特征。以瀉湖—沙壩為鹵水生成反應(yīng)器,被溶解的組分在蒸發(fā)泵作用下產(chǎn)生分餾,在沉積物內(nèi)發(fā)生離子交換作用,產(chǎn)生礦物蝕變,在回流滲濾作用下沿潮坪和三角洲前緣生成地下鹵水。在綜合分析地下鹵水分布范

4、圍、頂?shù)装迓裆?、含水層厚度、鹵水濃度及鹵水化學(xué)類(lèi)型基礎(chǔ)上,通過(guò)沉積背景和地下鹵水分布對(duì)比研究,重新厘定自晚更新世以來(lái)萊州灣南岸地下鹵水層與三次海侵之間關(guān)系,分析地下鹵水分布特征及開(kāi)采現(xiàn)狀,為進(jìn)一步研究地下鹵水成因奠定沉積學(xué)基礎(chǔ),為合理有效利用海岸帶地下鹵水資源提供科學(xué)依據(jù)。同時(shí),鹵水的形成也為咸水入侵提供咸水物源基礎(chǔ)。
　　通過(guò)對(duì)萊州灣南岸的咸水入侵發(fā)展分析,影響咸水入侵的因素主要為地下水開(kāi)采與研究區(qū)內(nèi)的河流特征。其中咸淡水界面在

5、監(jiān)測(cè)時(shí)間范圍運(yùn)動(dòng)分為三個(gè)階段,整體上咸淡水界面向北移動(dòng)1136.43 m,平均年移動(dòng)速度為1.2 km/a,咸水入侵范圍呈現(xiàn)減小的趨勢(shì),主要由于當(dāng)?shù)亟涤昱c地下水開(kāi)采共同作用導(dǎo)致。晚更新世地下水與降水補(bǔ)給、河流補(bǔ)給幾乎沒(méi)有關(guān)系,與地下水開(kāi)采相關(guān)性較大,其咸水入侵與該地層鹵水分布、咸水分布特征相關(guān);全新世地下水在豐水期與降水、地下水開(kāi)采相關(guān),在平水期、枯水期與地下水開(kāi)采相關(guān),其補(bǔ)給源為周邊地下水,咸水入侵現(xiàn)象與其周邊地下水類(lèi)型相關(guān)。潮汐作用

6、對(duì)地下水的影響主要表現(xiàn)為濱海晚更新世地下水水位與礦化度動(dòng)態(tài)變化呈現(xiàn)與潮汐波動(dòng)相似的不規(guī)則正弦式曲線,全新世地下水波動(dòng)規(guī)律并不明顯,在距離海岸線150 m處的晚更新世地下水水位與礦化度峰值較潮汐水位峰值滯后10 min左右。
　　通過(guò)地下水模型模擬,在不同開(kāi)采強(qiáng)度的情況下,鹵水區(qū)只受本區(qū)域的地下水開(kāi)采影響,開(kāi)采強(qiáng)度越大,地下水礦化度降低的趨勢(shì)越為明顯,并不受其他區(qū)域地下水開(kāi)采影響;在非鹵水區(qū)開(kāi)采,鹵水區(qū)對(duì)其影響較小,礦化度較高區(qū)域受