莱州湾典型剖面海（咸）水入侵过程中水文地球化学作用研究

【摘要】莱州湾地区是我国海水入侵研究的典型区域。该地区的海水入侵始于上世纪七十年代末，海水入侵不仅破坏了当地的地下水资源，也引发了一系列生态环境地质问题，严重影响了当地的经济发展。本次研究在建立莱州湾昌邑-柳疃典型监测剖面的基础上，通过对海（咸）水入侵过程中的水文地球化学作用研究，结合同位素分析，识别了研究区不同水体的水化学特征，揭示了海（咸）水与地下水的相互作用规律，为莱州湾地区海水入侵趋势预测、灾害控制等提供了科学依据。本论文的主要成果包括以下几点：（1）据搜集整理已有研究成果，并结合本次调查资料研究表明，研究区地下水与海(咸)水之间水力联系非常密切；北部滨海地区晚更新世以来的三期海相沉积，是该区地下卤水盐分的主要来源；潍河浅埋古河道带是区内的主要含水层，然而，浅埋古河道带沟通了北部滨海咸卤水体，成为了该区海（咸）水人侵的主要通道。（2）据野外现场测试及水化学室内测试结果表明，研究区由南至北，地下水化学类型由HCO3·Cl-Ca→Cl·HCO3-Ca→Cl·HCO3-Na→Cl·SO4-Na→Cl-Na，呈有规律的变化；根据水化学组分结果，给出了利用Cl-、TDS、Na++K+、rCl-/rHCO-3、SO2-4划分海（咸）水入侵程度的标准。（3）结合矿化度值将本区地下水体分为淡水、微咸水、咸水和卤水；根据不同地下水体的水化学特征分析，判断出研究区在海水入侵过程中首先发生了混合作用，在此基础上，发生了阳离子交换吸附作用和不同程度的溶解沉淀作用；根据rCl-/rNa+、rMg2+/rCa2+等特征离子比值，识别了研究区咸水、微咸水是由地下淡水与卤水混合形成，部分深层地下淡水也受到了卤水下移侵入影响。（4）通过氢氧同位素的测试和综合分析认为，研究区地下淡水明显来源于大气降水，而第四纪古海水成因的卤水受到了蒸发及浓缩作用，氧飘逸现象比较严重；Cl-与δ18O的关系表明，研究区咸水、微咸水主要是由地下淡水和卤水的混合作用形成。（5）通过计算主要矿物饱和度发现，研究区所有水体中盐岩均处于未饱和状态；石膏与白云岩在地下淡水和微咸水中未达到饱和，在卤水与咸水体中处于饱和状态；方解石则在所有水体中都基本呈饱和状态。根据反向地球化学反应路径模拟结果，各反应路径均发生了阳离子交换作用，白云石、方解石主要以沉淀作用为主，CO2气体发生散逸，而石膏则表现为即有沉淀，也有溶解作用发生。
【作者】胡云壮；
【导师】万力；
【作者基本信息】中国地质大学（北京），地下水科学与工程，2014，硕士
【关键词】莱州湾；海（咸）水入侵；水文地球化学作用；同位素；反向地球化学模拟；

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