粉砂注井水文地質(zhì)條件分析

王巖生

(淮安市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，江蘇 淮安 223001)

淮安市地處江蘇省蘇北中部，江淮和黃淮兩平原交界處，東鄰阜寧、建湖兩縣?；窗彩械叵戮哂胸S富鹽礦資源,經(jīng)過(guò)多年來(lái)開(kāi)采后，目前形成溶腔，且每年都有增加。為了有效降低巖鹽開(kāi)采帶來(lái)的潛在地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)妥善解決鹽泥、堿渣處置問(wèn)題，擬將鹽泥、堿渣注入地下溶腔進(jìn)行深埋處理，防止地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生(稱(chēng)粉砂注井法)。而在此之前需要對(duì)工作區(qū)的水文地質(zhì)條件進(jìn)行調(diào)查及研究，包括研究區(qū)內(nèi)含水層水文地質(zhì)特征及地下水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

1.1 地層

根據(jù)區(qū)域地層資料，研究區(qū)屬揚(yáng)子地層區(qū)蘇北地層分區(qū)，區(qū)內(nèi)白堊系、新近系地層最為發(fā)育，為一套中、新生代盆地沉積建造，淮安鹽盆含礦地層主要賦存于上白堊統(tǒng)浦口組中。研究區(qū)內(nèi)白堊系下統(tǒng)地層未被揭露，白堊系上統(tǒng)地層則十分發(fā)育，主要分布在淮安(中)斷陷，漣(水)阜(寧)凹陷和金湖—東臺(tái)凹陷帶內(nèi)。下第三系地層分布在洪澤湖斷陷、漣阜凹陷和金湖—東臺(tái)凹陷帶內(nèi)。上第三系和第四系地層遍布全區(qū)。

1.2 構(gòu)造

淮安凹陷位于洪澤湖—漣阜凹陷帶中部，呈北東東向展布。其范圍北以淮陰一響水?dāng)嗔雅c魯蘇隆起為界，南由幾條近東西向的斷裂(倪湖莊—平橋、秦墩—老西莊、余莊—老西莊等斷裂)組成斷階帶與建湖隆起相接，西隔淮陰—秦墩凸起與洪澤湖斷陷相望，東部界線(xiàn)不明，可能通過(guò)漣水、蘇家嘴一帶水下隆起(低凸起)與漣、阜凹陷相連，面積約850 km2。在晚白堊世沉積了巨厚的浦口組和赤山組，燕山運(yùn)動(dòng)末期上升遭剝蝕，至喜山運(yùn)動(dòng)晚期接受上第三系和第四系的沉積。

研究區(qū)位于淮安凹陷東南部，根據(jù)鉆孔及物探資料揭示的地層變化表明地層為單斜構(gòu)造，地層傾角3°～10°，傾向近北。

2 研究區(qū)水文地質(zhì)特征

根據(jù)含水層賦存條件及巖性組合，研究區(qū)地下水有兩種類(lèi)型：第四系與上第三系松散層孔隙水。孔隙水含水介質(zhì)為松散層(砂性土)，據(jù)層組組合關(guān)系、埋藏條件、富水程度分為五大含水層(表1)?，F(xiàn)分述如下：(1)潛水含水層：含水層為上更新統(tǒng)、全新統(tǒng)孔隙潛水，主要靠大氣降水入滲補(bǔ)給，排泄以蒸發(fā)為主，少量人工開(kāi)采；水位動(dòng)態(tài)變化與降雨、灌溉以及鹽河水位關(guān)系密切，全年水位變化幅度0.6～1.7 m；研究區(qū)內(nèi)整體徑流方向?yàn)闁|偏南。(2)第Ⅰ承壓含水層：主要靠側(cè)向徑流補(bǔ)給，排泄以人工開(kāi)采為主，與地下水開(kāi)采量的季節(jié)性變化有較密切的關(guān)系；一般6～9月為地下水開(kāi)采的最高峰，地下水水位較明顯低于其他月份；研究區(qū)內(nèi)整體徑流方向?yàn)闁|偏南。(3)第Ⅱ承壓含水層：主要靠側(cè)向徑流補(bǔ)給，排泄以人工開(kāi)采為主，研究區(qū)內(nèi)整體徑流方向?yàn)槟掀珫|。(4)第Ⅲ承壓含水層：主要靠側(cè)向徑流補(bǔ)給，排泄以人工開(kāi)采為主，研究區(qū)內(nèi)整體徑流方向?yàn)闁|偏北后轉(zhuǎn)向東偏南。(5)第Ⅳ承壓含水層：主要靠側(cè)向徑流補(bǔ)給，排泄以側(cè)向徑流為主，其次為人工開(kāi)采，研究區(qū)內(nèi)整體徑流方向?yàn)槟掀鳌?/p>

3 地下水水質(zhì)現(xiàn)狀及評(píng)價(jià)

本次監(jiān)測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)采用的標(biāo)準(zhǔn)為《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848—93)。采用該標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合單因子標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)法對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)水樣進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2結(jié)果可知：

(1)研究區(qū)內(nèi)地下水中超標(biāo)因子分別為：氯化物、鐵、錳、高錳酸鹽指數(shù)、亞硝酸鹽及氨氮；其中錳的污染范圍最廣，在潛水及Ⅲ、Ⅳ承壓水中均有分布；而在Ⅰ承壓水中亞硝酸鹽及氨氮的污染程度最嚴(yán)重，分別超出標(biāo)準(zhǔn)值的278.50倍、127.55倍。

表1 研究區(qū)含水層水文地質(zhì)特征

表2 研究區(qū)地下水水質(zhì)現(xiàn)狀評(píng)價(jià)結(jié)果

注：QS1、YC2、SC4、SIC2等為該含水層對(duì)應(yīng)的取水樣鉆孔編號(hào)；表中數(shù)字有下劃線(xiàn)的表明該數(shù)值超出了標(biāo)準(zhǔn)值。

(2)根據(jù)對(duì)比，潛水、各承壓含水層間水質(zhì)污染程度也存在明顯不同：①錳、氯化物在潛水中的污染程度要高于承壓水；②Ⅲ、Ⅳ承壓水中除了錳稍有超標(biāo)外，其余監(jiān)測(cè)因子都符合標(biāo)準(zhǔn)，而潛水及Ⅰ承壓水中所有監(jiān)測(cè)因子都存在超標(biāo)現(xiàn)象。

4 地下水污染監(jiān)測(cè)措施

根據(jù)《地下水環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》(HJ/T164—2004)的要求及地下水布設(shè)原則，結(jié)合現(xiàn)有的地下水井布置，在注井群周邊設(shè)置長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)井，監(jiān)測(cè)主要因子為氯化物、鐵、錳、高錳酸鹽指數(shù)、亞硝酸鹽及氨氮等。監(jiān)測(cè)層位包括潛水和Ⅰ～Ⅳ承壓水，監(jiān)測(cè)結(jié)果因根據(jù)地下水流向進(jìn)行上、下游同步對(duì)比。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)研究區(qū)的調(diào)查，查清了淮安市淮安區(qū)粉砂注井區(qū)段水文地質(zhì)條件，總結(jié)如下：

(1)研究區(qū)含水層可分為：上更新統(tǒng)潛水含水層，中、下更新統(tǒng)第Ⅰ、第Ⅱ孔隙承壓含水層及第三系第Ⅲ、第Ⅳ承壓含水層，各含水層滲透系數(shù)值為2.01～2.89 m/d，較為均勻；潛水含水層、第Ⅰ孔隙承壓含水層地下水流向?yàn)闁|偏南，第Ⅱ承壓含水層徑流方向?yàn)槟掀珫|，第Ⅲ承壓含水層徑流方向?yàn)闁|偏北后轉(zhuǎn)向東偏南，第Ⅳ承壓含水層徑流方向?yàn)槟掀鳌?/p>

(2)研究區(qū)內(nèi)地下水中超標(biāo)因子分別為：氯化物、鐵、錳、高錳酸鹽指數(shù)、亞硝酸鹽及氨氮；其中錳的污染范圍最廣，在潛水及Ⅲ、Ⅳ承壓水中均有分布；而在Ⅰ承壓水中亞硝酸鹽及氨氮的污染程度最嚴(yán)重，分別超出標(biāo)準(zhǔn)值的278.50倍、127.55倍。

(3)根據(jù)對(duì)比，潛水、各承壓含水層間水質(zhì)污染程度也存在明顯不同：①錳、氯化物在潛水中的污染程度要高于承壓水；②Ⅲ、Ⅳ承壓水中除了錳稍有超標(biāo)外，其余監(jiān)測(cè)因子都符合標(biāo)準(zhǔn)，而潛水及Ⅰ承壓水中所有監(jiān)測(cè)因子都存在超標(biāo)現(xiàn)象。