黄淮海平原地下水化学演化特征、形成机制及其开发利用建议

作     者：刘春燕 黄冠星 荆继红 刘景涛 张英 郭维轩 LIU Chunyan;HUANG Guanxing;JING Jihong;LIU Jingtao;ZHANG Ying;GUO Weixuan

作者机构：中国地质科学院水文地质环境地质研究所河北石家庄050061 河北省地下水污染机理与修复重点实验室河北石家庄050061 中国南水北调集团中线有限公司河北分公司河北石家庄050000 

出 版 物：《中国地质》 (Geology in China)

年 卷 期：2023年第50卷第6期

页      面：1705-1719页

核心收录：

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：中国地质调查局项目(DD20230422 DD20221752-3 12120115065701 1212011121170)资助 

主　　题：地下水 水化学特征 形成机制 水文地质调查工程 黄淮海平原 

摘      要：【研究目的】地下水是保障黄淮海平原生产、生活所需的主要水资源之一。在人类活动的影响下,地下水环境恶化已成为制约社会经济发展和生态平衡的重要因素。深入探究地下水化学演化特征及其形成机制,可为地下水资源的合理开发利用提供重要参考依据。【研究方法】本文将黄淮海平原分为山前平原、中部平原、滨海平原三个水文地质单元,综合运用Piper三线图、Gibbs图、主成分分析等方法,研究了中国黄淮海平原的地下水化学特征及其形成机制。【研究结果】结果显示,从山前平原到中部平原再到滨海平原地下水中TDS含量逐渐升高,由淡水逐渐演化为微咸水、咸水、盐水、卤水;研究区地下水化学类型从山前平原的44种增至中部平原的74种,而后下降至滨海平原的22种;其中,山前平原地下水化学类型以HCO_(3)-Ca·Mg、HCO_(3)-Ca为主,主要受控于一个4因素模式,相比之下,中部平原和滨海平原地下水化学则分别受控于3因素模式。【结论】黄淮海平原地下水化学特征呈明显分带性,从山前平原到中部平原到滨海平原地下水化学类型由HCO_(3)型逐渐演化为HCO_(3)·SO_(4)型、HCO_(3)·Cl型、SO_(4)型、SO_(4)·Cl型,最终演化为Cl型水。研究区地下水化学在空间尺度上主要受控于多种自然因素(岩石风化、蒸发浓缩和阳离子交替吸附、海水入侵),其在时间尺度上明显受多种人类活动(地下水超采、土地利用变化、生活污水、化肥、动物粪便)的影响。针对山前平原至滨海平原各区不同的地下水化学特征及其人类活动影响,有针对性地提出了黄淮海平原地下水资源开发利用方面的管控建议。