平潭濱海區(qū)域地下水主要離子腐蝕性分析

洪曉珍

(福建省建筑科學(xué)研究院 福建省綠色建筑技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 福建福州 350025)

0 引言

平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)位于臺灣海峽以西，海岸線長399.82km。濱海區(qū)域多為堆砂填海場地，地貌單元多為海灘沖淤積地貌單元。工程建設(shè)濱海場地多為鹽田，受海水補(bǔ)給入侵作用影響，地下水含鹽量高，地下水對建筑材料腐蝕性較復(fù)雜，對工程建設(shè)影響較大[2]。

考慮到目前濱海城市工程日益增多，地下水對混凝土和鋼筋腐蝕性影響較大[3]，本文收集平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)濱海區(qū)域大量水質(zhì)分析報告，經(jīng)過數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，探討濱海環(huán)境下工程建設(shè)中地下水腐蝕性評價，為濱海城市工程建設(shè)積累經(jīng)驗(yàn)。

2 地層分布及地下水賦存情況

2.1 地層分布

平潭地區(qū)濱海路段地層分布，地層結(jié)構(gòu)及巖性特征自上而下描述如下:

⑦殘積砂質(zhì)粘性土(Qel)：為粗?；◢弾r風(fēng)化殘積而成，厚度1.70m～8.70m。

⑧全風(fēng)化花崗巖：主要為石英、長石風(fēng)化次生粘土礦物、高嶺土等。厚度1.90m～3.60m。

⑨砂土狀強(qiáng)風(fēng)化花崗：主要為石英、長石及少量暗色礦物，厚度0.90m～9.70m之間。

2.2 地下水賦存特征

平潭地區(qū)濱海路段地下水類型主要為賦存于素填土的孔隙潛水，礫砂、殘積砂質(zhì)粘性土以及下部花崗巖帶中的孔隙-裂隙弱承壓水。

①孔隙潛水：主要賦存于素填土中，與四周海水呈互補(bǔ)關(guān)系，漲潮時海水補(bǔ)給地下水，落潮時地下水補(bǔ)給海水，從目前勘察揭露的場地內(nèi)地下水水位分析，場地內(nèi)地下水通過側(cè)向滲透方式補(bǔ)給臨近海水，此外還接受大氣降水補(bǔ)給，并通過蒸發(fā)方式排泄。素填土層主要以中砂為主，故透水性強(qiáng)，且富水性大。

②孔隙-裂隙承壓水：主要賦存于礫砂、殘積砂質(zhì)粘性土及風(fēng)化花崗巖風(fēng)化帶中的網(wǎng)狀孔隙裂隙承壓水。各含水層透水性中等，由于各含水層厚度相對較大，故富水量較大。主要受各含水層的側(cè)向逕流補(bǔ)給，并存在水力聯(lián)系。

3 地下潛水與承壓水腐蝕性對比分析

3.1 腐蝕性評價分析

在平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)濱海區(qū)域選取有代表性的場地，分別取周邊海水樣、潛水樣和承壓水樣進(jìn)行水質(zhì)簡分析，分析評價和腐蝕性評價如表1所示。

表1 平潭濱海區(qū)域各層地下水主要離子含量及腐蝕性評價表

3.2 離子含量對比分析

圖1 周邊海水、潛水及承壓水PH值對比圖

結(jié)合圖1及試驗(yàn)統(tǒng)計結(jié)果，海水PH值為7.30～8.47，潛水PH值為7.06～8.23，承壓水PH值為6.67～7.12，表明濱海區(qū)域PH值從上往下，海水>潛水>承壓水。

圖2 周邊海水、潛水及承壓水CL-含量對比圖

結(jié)合圖2及試驗(yàn)統(tǒng)計結(jié)果表明，海水及潛水的CL-含量遠(yuǎn)高于承壓水中的CL-含量，海水中CL-受海水鹽堿化影響，含量普遍大于20 000mg/L，CL-含量為19 320.2～30 345.2mg/L；潛水因?yàn)殚L期與海水有補(bǔ)給排泄關(guān)系，水力聯(lián)系密切，CL-含量略低于海水，試驗(yàn)結(jié)果為10 989.5～26 065.6mg/L；承壓水與海水、潛水的水力聯(lián)系較弱，CL-含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于海水及潛水，試驗(yàn)結(jié)果為4076.7～9394.3mg/L。從以上數(shù)據(jù)表明，濱海區(qū)域CL-含量垂向規(guī)律顯示為向下減弱：海水>潛水>承壓水。

圖3 周邊海水、潛水及承壓水含量對比圖

圖4 周邊海水、潛水及承壓水總礦化度含量對比圖

從圖4及試驗(yàn)統(tǒng)計結(jié)果可以得出，受海水鹽堿化影響，海水中總礦化度高達(dá)47 086.1～70 904.6mg/L，潛水中總礦化度為28 945～54 581mg/L，承壓水中總礦化度為8074.4～21 391.1mg/L。從垂向上看呈現(xiàn)遞減規(guī)律。

圖5 周邊海水、潛水及承壓水Mg2+含量對比圖

結(jié)合圖5及試驗(yàn)統(tǒng)計結(jié)果，Mg2+離子含量在垂向上也基本體現(xiàn)了向下遞減的規(guī)律，海水Mg2+離子含量平均值為1060.6mg/L，潛水平均值為902.8mg/L，承壓水平均值為622.5mg/L，表明濱海區(qū)域潛水層Mg2+離子含量：海水>潛水>承壓水，比值差異較小。

3.3 地下水主要離子垂向特征及其成因分析

濱海地區(qū)地下水腐蝕性評價中主要離子具備垂向向下遞減規(guī)律的形成主要與所處的地質(zhì)環(huán)境有關(guān)，同時與地下水的補(bǔ)給、排泄及徑流有密切的關(guān)系[1]。

(2)潛水地帶主要受海水多次入侵的影響，海退海進(jìn)過程中形成海陸交互沉積地貌單元，使地下潛水類型以Na-Cl為主，總礦化度普遍偏高；另一方面淺層潛水主要受降水、地表水入滲補(bǔ)給和含水層側(cè)向徑流流入，排泄以蒸發(fā)及向海水泄流為主，由于受到上述兩方面的主要影響，淺層潛水離子溶度略低于海水[4]。

(3)承壓水部分，由于上覆不透水層，賦存于承壓水中的地下水以擴(kuò)散運(yùn)動為主，離子交換緩慢，承壓水受海水的影響程度緩慢，因此各主要離子濃度在垂向上存在向下遞減的規(guī)律[5]。

4 結(jié)論

通過對平潭濱海區(qū)域典型區(qū)域地下水主要離子腐蝕性分析，可以得出以下主要結(jié)論：

濱海區(qū)域海水與淺層潛水含鹽量高，對建筑材料為強(qiáng)腐蝕性，下部承壓水腐蝕等級小于海水及淺層潛水，對地基基礎(chǔ)選型有重要意義。

研究區(qū)地下水各離子含量在垂向上遞減主要受沉積環(huán)境及地下水的排泄、補(bǔ)給及徑流條件等影響。

參考文獻(xiàn)

[1] 應(yīng)耀明，申月芳，曹陽，等.濱海新區(qū)淺層地下水主要腐蝕因子垂向分布特征及其對工程建設(shè)的影響[J].中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報，2015，26(3).

[2] 曹權(quán)，劉健煒.深圳地鐵11號線地下水侵蝕性統(tǒng)計分析[J].上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)，2016，16(2).

[3] 田文彪.海水入侵環(huán)境下地鐵線路地下水腐蝕性統(tǒng)計分析[J].山西建筑，2015，41(26).

[4] 蘇志文.曹妃甸某場地地下水腐蝕性變化規(guī)律分析[J].勘察科學(xué)技術(shù)，2017，5.

[5] 李鳳憲，王華，王永建.天津地區(qū)地下水和土腐蝕性評價關(guān)鍵問題探討[J].土工基礎(chǔ)，2015，29(2).