內(nèi)陸微咸水區(qū)水文地球化學作用試驗研究.pdf

1、魯北地區(qū)原生水文地質(zhì)環(huán)境惡劣，淡水資源匱乏，淺部廣泛分布TDS＞2g·L-1的微咸水/咸水，其下部深層地下淡水已成為主要的供水來源。然而，隨著工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水及生活用水對淡水資源需求量的增加，深層淡水資源已嚴重超采。淡水資源的過度開采，引起了地下水咸化，已成為重大水文地質(zhì)環(huán)境問題，進一步加劇了水資源供需矛盾。如何改良、科學合理的利用潛在的資源—咸水，已成為當務之急。
　　本文以內(nèi)陸地區(qū)濟陽縣典型咸水區(qū)為研究對象，對該區(qū)水文地質(zhì)條件

2、、含水介質(zhì)物理化學性質(zhì)、地下水離子組分特征進行系統(tǒng)分析的基礎上，采用淺層地下含水介質(zhì)-粉土、淺層地下水-咸水、當?shù)亟邓?雨水為試驗材料，通過室內(nèi)易溶鹽試驗、咸水-雨水混合試驗，水-巖混合作用試驗，雨水-咸水驅(qū)替試驗，探討內(nèi)陸淺層地下咸水水文地球化學作用。主要研究咸雨水驅(qū)替過程中，地下水離子組分的變化特征，地下水與含水介質(zhì)間的離子交換吸附作用規(guī)律、礦物溶解/沉淀作用規(guī)律及水文地球化學作用與含水介質(zhì)參數(shù)變異的內(nèi)在聯(lián)系。為內(nèi)陸微咸水區(qū)水資源開

3、發(fā)利用、管理評價、污染防治工作提供科學的理論依據(jù)。
　　本文通過室內(nèi)試驗得出了以下新的結(jié)論和見解:
　　(1)易溶鹽試驗研究表明:內(nèi)陸咸水區(qū)易溶鹽主成分離子主要表現(xiàn)為陽離子以Na+、Mg2+為主，陰離子Cl-、SO42-占優(yōu)勢;含水介質(zhì)中交換性鈉離子含量高，且富含大量的NaCl、Na2SO4等可溶性鹽類;地下水電導率及含水介質(zhì)的含鹽量則表現(xiàn)為隨著深度的增加呈升高趨勢;粘土具有濾鹽作用。
　　(2)咸水-雨水混合試驗表明

4、:封閉條件下，咸水與雨水混合并非是簡單的機械混合過程。絡合作用改變著地下水中離子組分含量。
　　(3)水巖作用試驗表明:封閉條件下，不同咸水-雨水混合比的水巖作用混合液中，礦物的溶解/沉淀及離子交換吸附規(guī)律存在差異，表現(xiàn)為水與巖鹽、石膏處于溶解狀態(tài)，而水與方解石、白云石處于沉淀狀態(tài)。當咸水混入量為20％以上，陽離子交換以Mg-Na交換反應為主，Ca-Na次之，此外，含水介質(zhì)對SO42-吸附量最大，對Cl-影響作用較小。
　　

5、(4)雨水-咸水驅(qū)替試驗表明:雨水驅(qū)替咸水過程，電導率呈現(xiàn)“反S型”變化趨勢，介質(zhì)對驅(qū)替液離子組分的“膜效應”顯著。當滲出液電導率小于6.22ms/cm時，水與石膏處于溶解狀態(tài)，當滲出液電導率大于或等于6.22ms/cm時，水與石膏處于平衡狀態(tài);當滲出液電導率大于1ms/cm，水與方解石處于沉淀狀態(tài)。當滲出液離子強度介于0.20～0.25mol/L時，陽離子交換作用以Mg/Ca-Na交換為主，介質(zhì)對陰離子吸附作用顯著。當滲出液電導率大于

6、12ms/cm時，中Ca2+、Mg2+與地層中Na+發(fā)生了陽離子交換作用，當滲出液電導率大于14.1ms/cm時，Mg2+/Ca2+離子交換吸附作用增強，當滲出液電導率大于9.34ms/cm時，粘土礦物對SO42-吸附作用最為顯著。
　　(5)雨水驅(qū)替咸水飽和柱過程，含水介質(zhì)滲透性整體呈現(xiàn)下降趨勢。滲透系數(shù)由初始的6.49×10-4cm/s，下降至2.28×10-4cm/s，并維持相對穩(wěn)定。咸水再次驅(qū)替飽和雨水土柱后，含水介質(zhì)孔隙