天津市地下咸水資源特征及保護(hù)措施

陳曉虎，李 華，侍建國

（天津市水文水資源勘測管理中心，300061，天津）

一、天津市地下咸水資源的分布特征

天津市地下咸水分布廣、厚度大，主要分布在以武清縣大王古莊、河西務(wù)、河北屯、寶坻區(qū)新開口、口東、八門城為一線以南的廣大平原地區(qū)，面積約9238.76 km2。其中淺層淡水、微咸水、咸水和苦咸水面積分別為 1073.97 km2、1944.04 km2、2802.97 km2和 3417.78 km2，占咸水總面積的11.7%、21%、30.3%和 37.0%。 咸水水體從內(nèi)地到沿海逐漸增厚，呈一楔形體，位于淺層淡水與深層淡水之間。

天津市咸水水體底界埋深靠近北部邊界一般都小于40 m，向南逐漸加深；以王慶坨經(jīng)楊柳青、萬新莊、東堤頭、葛沽、塘沽一線以南地區(qū)埋深均大于100 m；位于黃驊拗陷地區(qū)的大港咸水水體埋深最大，局部地區(qū)可達(dá)210m。

二、天津市地下咸水資源分區(qū)及其特點

1.地下咸水資源分區(qū)

為了區(qū)分地下咸水的含水層巖性、水化學(xué)類型及含水介質(zhì)場的結(jié)構(gòu)，合理規(guī)劃地下咸水資源的開發(fā)利用，需對天津市地下咸水進(jìn)行分區(qū)。以華北平原第四系水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)為依據(jù)，天津市地下咸水資源分區(qū)可劃分為三級，即咸水區(qū)、子區(qū)和小區(qū)。

（1）潮白河、薊運河地下咸水區(qū)

①潮白河、薊運河古河道帶地下咸水子區(qū)

潮白河古河道帶地下咸水小區(qū)主要分布于寶坻區(qū)西北部和武清區(qū)東北部地區(qū)。該地區(qū)北部咸水底界埋深一般為40m左右，向東南部逐漸變深，一般為60～70m。含水層巖性主要以細(xì)砂、粉砂為主，東北部層厚一般為10～20 m，東南部則為 5～10 m，層數(shù)較多，單層薄。該小區(qū)主要為微咸水和咸水。

薊運河古河道帶地下咸水小區(qū)主要分布于寶坻區(qū)東部與寧河縣交界處以及寧河縣北部地區(qū)。咸水底界埋深一般為40m左右，含水層巖性主要為粉砂層，寧河縣東北部則以細(xì)砂層為主；含水層大都為沖積相，厚度較薄，一般為 5～10 m，層數(shù) 2～3層。該小區(qū)咸水體主要為微咸水和咸水。

②潮白河、薊運河沖積海積地下咸水子區(qū)

該地區(qū)主要包括武清區(qū)的大堿廠、大黃堡，寶坻區(qū)的周良莊、黃莊、里自沽、大唐莊，寧河縣南部以及漢沽區(qū)等地。咸水底界埋深一般為50～70m，含水層除漢沽區(qū)以海積相為主外，其他均以沖積相為主；含水層巖性以粉砂、細(xì)砂為主，厚度一般為15～25 m，至漢沽區(qū)地區(qū)一般為20～30 m，層數(shù)較多，單層厚度也比較薄。該子區(qū)主要為咸水。

（2）永定河地下咸水區(qū)

該區(qū)永定河古河道帶地下咸水區(qū)，主要位于武清區(qū)的王慶坨、下朱莊、徐官屯一線以西地區(qū)，還包括北辰區(qū)的南平王、雙街、上河頭一線以西北地區(qū)。咸水底界埋深一般為 80～100 m，局部地區(qū)大于100 m。含水層以沖積相為主，巖性主要以粉砂、細(xì)粉砂、細(xì)砂為主，厚度一般為 20～30 m，層數(shù) 3～4層。 該區(qū)主要為微咸水和咸水。

（3）海河沖積海積地下咸水區(qū)

該區(qū)為海河干流沖積海積地下咸水區(qū),主要包括北辰區(qū)東北部、東麗區(qū)、塘沽區(qū)、津南區(qū)、西青區(qū)東南部以及靜?？h東部等地。咸水底界埋深一般為80～120 m，含水層主要為沖積相，大港區(qū)東部則以海積相為主；巖性主要為細(xì)砂、細(xì)粉砂以及粉砂；含水層厚度一般為15～25 m，東麗區(qū)東北部砂層較厚，可達(dá)25～35 m，含水層層數(shù)較多，單層厚度較薄。該區(qū)主要為咸水。

（4）子牙河地下咸水區(qū)

該區(qū)為子牙河古河道帶地下咸水區(qū)，主要包括靜海縣西部、西青區(qū)西北部、北辰區(qū)西南部以及市區(qū)等地。咸水底界埋深一般為70～100 m，靜海縣中部底界埋深較小，約為60 m。含水層主要為沖積相，海積相次之；巖性主要為細(xì)砂、粉砂，局部地區(qū)為中砂和中細(xì)砂；含水層厚度一般為10～20 m，層數(shù)較多，單層厚度薄。該區(qū)主要為微咸水和咸水。

（5）漳衛(wèi)河地下咸水區(qū)

該區(qū)為漳衛(wèi)河沖積海積地下咸水區(qū),主要包括大港區(qū)和塘沽區(qū)南部等地區(qū)。咸水底界埋深大都為大于120 m，局部地區(qū)達(dá)到210 m。含水層主要為沖積相，海積相次之，在東部沿海地區(qū)為海積相。含水層巖性以細(xì)砂、粉砂為主，厚度一般為30～40 m，層數(shù)較多，單層厚度較薄。該區(qū)主要為咸水和鹽水。

2.地下咸水資源特征

天津市地下咸水主要賦存在第四系松散沉積物中，它的形成和演變是地理沉積環(huán)境、古氣候條件、水文地質(zhì)條件以及海侵活動等多種因素綜合作用的結(jié)果。以下從氯離子和土層易溶鹽含量分布，咸化系數(shù)及rNa+/rCl-系數(shù)幾個方面對天津市地下咸水特征進(jìn)行初步描述和分析。

（1）氯離子含量分布

淺層咸水在有上層淡水層地區(qū)，由于受到上層淡水的影響，與無淺層淡水分布區(qū)相比，氯離子含量要低。氯離子含量小于1 g/L的咸水主要分布于雙樓、東雙塘、良王莊、楊柳青、劉馬莊、大黃堡、大口屯、黑狼口、黃莊至大辛一線以西地區(qū)。

深層咸水氯離子含量受淡水層影響較少，其分布規(guī)律為在古河道分布地區(qū)氯離子含量相對其他地區(qū)較低，主要表現(xiàn)在北部地區(qū)的永定河古河道、潮白河古河道和薊運河古河道等地。

（2）土層易溶鹽分布

所謂易溶鹽主要指水化學(xué)成分的8大離子即陽離子Na+、K+、Ca2+、Mg2+和陰離子 Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-組成的無機(jī)鹽。天津市地下咸水區(qū)土層易溶鹽含量水平分布由西向東、由西北向東南逐步增大，尤其在寧河?xùn)|部、漢沽、東麗、津南、大港、塘沽等地區(qū)，由于多次受到海侵影響，海水鹽化作用劇烈，土層易溶鹽含量相當(dāng)高，因而形成了大片的鹽堿地。土層易溶鹽的垂向分布一般隨著深度的增加而含量減小。

土層易溶鹽含量高，致使地下水礦化度較高。據(jù)分析，影響地下水礦化度最靈敏的水化學(xué)成分是氯離子，其次為鈉離子。這兩種離子毫克當(dāng)量、百分含量和礦化度自西向東、自西北向東南呈現(xiàn)出一致性同步增高規(guī)律。因此，天津市地下咸水區(qū)總體規(guī)律表現(xiàn)為：自西向東、自西北向東南，大陸鹽化作用逐漸減弱，陸相成因逐漸被海相成因所替代，至沿海地區(qū)基本上轉(zhuǎn)變?yōu)橐院Ｏ喑梢驗橹鞯南趟愋汀?/p>

（3）咸化系數(shù)分析

咸化系數(shù)是鑒別地下水是否受到海水入侵的標(biāo)志。淡水的咸化系數(shù)小于1，咸水的咸化系數(shù)大于2，微咸水的咸化系數(shù)一般為1～2。天津市地下咸水的咸化系數(shù)分布規(guī)律是：由沿海到內(nèi)陸逐步減小，大致以雙樓、大豐堆、良王莊、雙街、大黃堡至八門城一線為界，東部、東南部地區(qū)咸化系數(shù)大于3，而西部、西北部地區(qū)小于3。由此可以認(rèn)為，天津市地下咸水以雙樓、大豐堆、良王莊、雙街、大黃堡至八門城一線為界，東部、東南部地區(qū)主要以海相為主，西部、西北部地區(qū)則以大陸鹽化相為主。

（4）rNa+/rCl-系數(shù)分析

鈉氯系數(shù)是判斷海相成因或與海相成因有關(guān)的地下水的常用方法。一般來說，海相成因的地下水鈉氯系數(shù)小于1，淡水或微咸水的鈉氯系數(shù)大于1。天津市地下咸水的鈉氯系數(shù)分布基本上以雙樹、東雙塘、良王莊、雙街、大黃堡、牛家牌、黑狼口至八門城一線為界，該線東部地區(qū)小于1，西部地區(qū)大于1。由此確認(rèn)該線東部地區(qū)的地下咸水與海相成因有關(guān)。

三、保護(hù)措施及建議

1.做好地下咸水水文地質(zhì)詳查和環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害評估工作

天津市地下咸水資源豐富，而且其水質(zhì)、水量以及空間分布變化很大，在大規(guī)模開發(fā)利用地下咸水之前，應(yīng)根據(jù)地下咸水的水文地質(zhì)特征，在規(guī)劃的基礎(chǔ)上做好水文地質(zhì)詳查和環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害評估工作。

2.因地制宜，合理開發(fā)

在地下咸水資源的開發(fā)利用上要結(jié)合天津市的實際情況，采用科學(xué)合理的方法，因地制宜，合理開發(fā)。如在城鎮(zhèn)區(qū)、工業(yè)區(qū)、交通干線等地不宜開采，以保護(hù)地面建筑和設(shè)施；在靠近沿海一帶留防護(hù)帶，以防止海水入侵；在濕地附近不宜開采，以保護(hù)濕地資源等。這樣既能開發(fā)利用地下咸水資源，又可以達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。

3.推廣地下咸水產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程

利用咸水淡化的先進(jìn)技術(shù)，建立咸水淡化基地，以河北省滄州市的大豐莊工業(yè)咸水淡化和小型苦咸水淡化實例為借鑒，促進(jìn)咸水淡化的產(chǎn)業(yè)化。

4.做好地下咸水淡化后的環(huán)境保護(hù)工作

咸水淡化后形成的濃鹽水如果隨意排放，會對淺層水及土壤造成鹽污染。將濃鹽水蒸發(fā)制鹽，或?qū)⑽菜嫒胨刂袝窀?，可避免對環(huán)境的二次污染，提高鹽水淡化產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。也可利用渠道系統(tǒng)將廢鹽水排入大海，但要做好渠道的防滲工作。

5.加強(qiáng)政府引導(dǎo)管理工作

政府應(yīng)加強(qiáng)對地下咸水開采利用技術(shù)的引導(dǎo)，制定優(yōu)惠政策，鼓勵企事業(yè)單位直接利用地下咸水資源，建立咸水淡化企業(yè)和苦咸水淡化站，使咸水資源最大程度地為地區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展服務(wù)。

［1］李小峰，張良月.天津市淺層地下咸水資源利用及其環(huán)境影響評價［J］.地下水，2001，23（1）.

［2］ 楊樹青，史海濱，楊金忠，等.干旱區(qū)微咸水灌溉對地下水環(huán)境影響的研究［J］.水利學(xué)報，2007，38（5）.