中图分类号: P641    文献标识码:A

  引言

潍坊市北部滨海地区大量开采地下淡水，使得淡水水位逐步下降，并超过了天然补给恢复能力，导致大面积的咸水入侵，严重影响粮食生产安全和农村饮水安全。本文依托潍坊市水文中心在弥河流域北部建设的地下水分层监测剖面，研究不同深度的地下水化学特征，构建指标评价体系进行咸水入侵评价，以期为潍坊滨海地区咸水入侵防治及水资源可持续开发利用提供依据。

1  研究区概况

研究区位于寿光市田柳镇，地理位置为东经118°46′00″～118°52′30″，北纬36°58′30″～37°2′10″，地处中纬度带，北濒渤海，属暖温带季风区大陆性气候；地层以第四系松散沉积物为主，厚度50～150m，为弥河冲洪积而成，含水层岩性为粘质砂土、砂质粘土、粉砂、中粗砂等；含水层一般2～3层，第一层为潜水，埋深10～15m，第二层为微承压水，顶板埋深35～38m，第三层为承压水，顶板埋深大于60m。

2  样品采集与分析

本次研究依托弥河流域北部地下水分层监测剖面进行地下水样品采集工作，于2021年8月采集不同深度地下水样品12件，按照《地下水水质样品采集技术指南》（地下水[2018]91号）的要求进行。水化学分析指标由山东省第四地质矿产勘查院实验测试中心测定，其中，K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-和SO₄^2-用离子色谱仪测定；HCO₃^-用滴定法测定；TDS用称量法测定。样品水化学测试结果见表1。

表1 采样点水化学测试结果

3  地下水水化学特征分析

本次研究工作利用Piper三线图来分析地下水水化学组成特点。Piper三线图由两个三角形和一个菱形组成，左下角三角形的三条边分别代表阳离子中Na⁺+K⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的毫克当量百分数；右下角三角形的三条边分别代表阴离子中的Cl^-、SO₄^2-和HCO₃^-+CO₃^2-的毫克当量百分数；落在菱形中不同区域的水样可以反映不同的水化学特征^[1-4]。研究区地下水中阳离子以Ca²⁺为主，其毫克当量百分数在27.29%～48.38%之间，平均37.78%；Mg²⁺次之，其毫克当量百分数在27.10%～40.48%之间，平均为32.30%。地下水阴离子主要为HCO₃^-+CO₃^2-，其毫克当量百分数在22.33%～76.46%之间，平均为54.91%；Cl^-次之，其毫克当量百分数在18.01%～76.20%之间，平均为38.50%。

剖面水化学场从平面上看具有明显分带性，从后古河到李家庄分别呈现出淡水、微咸水的变化规律，且在菱形区中后古河和苇园子监测点位于左下处，Cl^-含量在79.5～128 mg/L，说明这两处地下水未被咸水侵染；中埠头监测点位处于中间位置，Cl^-含量在197～241mg/L，说明该处位于咸淡水过渡地带；李家庄监测点位于右上侧，Cl^-含量在485～680mg/L，说明该处地下水已被咸水侵染。另外，李家庄不同深度监测点位分布较离散，说明监测剖面垂向上咸水入侵程度不同。

4  咸水入侵评价

4.1  评价指标的选取与标准的确定

地下水水化学特征是判断咸水入侵的直接依据，因此，选取何种化学指标或特征来评价咸水入侵及入侵程度至关重要。本次评价选取的评价指标为Cl^-、TDS、SO₄^2-和γ(Cl^-)/γ(HCO₃^-)。其中，Cl^-是咸水中的常量组分，且其和TDS在咸淡水中的质量浓度差异明显，因此成为最为常用的两项指标；SO₄^2-是咸水中相对稳定的离子，其质量浓度相对于内陆地下淡水较高，一定程度上也可反映咸水入侵程度；HCO₃^-主要存在于内陆淡水，咸水富含Cl^-而HCO₃^-质量浓度很低，因此，γ(Cl^-)/ γ(HCO₃^-)可以敏感的反映咸水入侵的程度^[5]。

本项目参照中华人民共和国地下水水质标准，在综合分析研究区周边相关文献资料的基础上，结合研究区水文地质条件，为突出反映咸水入侵前缘的变化，在过渡区加以细化，将咸水入侵程度划为4 级。

4.2  咸水入侵综合评价

按照确定的评价指标及等级划分标准，对研究区地下水样品进行咸水入侵评价，评价结果见表2。

表2  研究区咸水入侵综合评价结果汇总表

根据表2中研究区监测剖面咸水入侵综合评价结果，绘制咸水入侵程度现状图（图1）。如图所示，李家庄2号监测井咸水入侵程度为中度入侵，李家庄1号和3号监测井入侵程度为轻度入侵，咸水呈“楔形”向南入侵，临近中埠头1号监测井。

图1  研究区咸水入侵程度现状图

5  结语

（1）研究区监测剖面水化学场从平面上看具有明显分带性，从后古河到李家庄分别呈现出淡水、微咸水的变化规律，其中，后古河和苇园子监测点地下水未被咸水侵染；中埠头监测点位于咸淡水过渡地带；李家庄监测点位于咸水入侵区。

（2）李家庄监测点咸水入侵程度在垂向上有所不同，其中，李家庄2号监测井咸水入侵程度为中度入侵，李家庄1号和3号监测井入侵程度为轻度入侵，咸水呈“楔形”向南入侵，临近中埠头1号监测井。

参考文献：

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[4]令军帅.德江县露青坝地区岩溶地下水水化学特征及其形成机制研究[D].成都理工大学,2018.

[5]刘宏伟,陈社明,郭旭等.潍北平原海(咸)水入侵现状评价[J].地质科技情报,2017,36(01):213-218.

作者简介：王晶凯（1985-），男，山东诸城人，潍坊市水文中心工程师,主要从事水文水资源工作。