衡水地區(qū)深層地下水水化學(xué)特征及其演化過程

張振國，何江濤，王 磊，彭 聰

(1.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 水資源與環(huán)境學(xué)院，北京 100083；2.江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，江蘇 南京 210018)

0 引 言

衡水地區(qū)地處河北平原中部，水資源匱乏，人均水資源量只有148 m3，是河北省最缺水的地區(qū)之一[1]。由于地表水資源短缺，地下水是居民生活用水和工農(nóng)業(yè)用水的主要來源。20世紀(jì)70年代以來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大量超采深層淡水導(dǎo)致區(qū)域深層地下水位逐年下降，形成了以衡水市區(qū)為中心的區(qū)域降落漏斗，改變了初始的水動(dòng)力場(chǎng)和水化學(xué)場(chǎng)，并導(dǎo)致了地面沉降、咸水下移、深層地下水質(zhì)惡化等一系列環(huán)境地質(zhì)問題，嚴(yán)重阻礙了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，給居民生活帶來了諸多不便。

近年來已有學(xué)者對(duì)超采情況下衡水地區(qū)的地下水問題進(jìn)行了研究[2-5]。程雙虎[3]基于地下水均衡理論建立了地下水均衡模型，明確了深層地下水開采量主要來源于側(cè)向徑流補(bǔ)給、越流補(bǔ)給和黏性土壓密釋水。高業(yè)新[4]通過抽水試驗(yàn)結(jié)合水化學(xué)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)淺層咸水對(duì)深層淡水的越流補(bǔ)給主要發(fā)生在第一含水層組和第二含水層組之間，第三、第四、第五含水層組開采量主要來源于儲(chǔ)存量和側(cè)向徑流補(bǔ)給。宋海波[5]通過空間分析、水質(zhì)分析和數(shù)理統(tǒng)計(jì)等方法研究了地下水動(dòng)力場(chǎng)及咸淡水界面的演化，發(fā)現(xiàn)衡水市咸淡水界面以年均0.4 m的速度下移。這些研究的關(guān)注點(diǎn)主要集中在水質(zhì)和水量上，對(duì)開采條件下水化學(xué)場(chǎng)的演變關(guān)注較少。咸水下移主要導(dǎo)致與其相鄰的第二含水層組中地下水TDS及Cl-、Na+濃度升高，對(duì)第三、第四、第五含水層組影響較小。作為主開采層的第三含水層水化學(xué)特征較大規(guī)模開采前出現(xiàn)了明顯的變化，其演變機(jī)制尚不明了。本文通過分析區(qū)域水文地球化學(xué)特征，分析了研究區(qū)以第三含水層組為代表的深層地下水在過量開采條件下的水化學(xué)演化特征，探討了水化學(xué)組分的來源及形成機(jī)制。

1 研究區(qū)概況

1.1 自然地理環(huán)境

研究區(qū)位于華北平原中部衡水市及其周邊地區(qū)，屬于溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，多年平均降水量約522 mm，主要集中在汛期的6—9月份[5]。研究區(qū)內(nèi)地勢(shì)平坦，東部屬于山前沖洪積傾斜平原末端，中部和西部屬于沖積湖積平原。滏陽河是流經(jīng)該地區(qū)的最大河流，自西南向東北流經(jīng)研究區(qū)南部及東部，滹沱河自西向東流經(jīng)研究區(qū)北部。

1.2 水文地質(zhì)條件

本區(qū)屬河北平原水文地質(zhì)區(qū)，第四系堆積厚度一般為400～600 m，巖層沉積顆粒由西向東逐漸變細(xì)[6]。第四系松散巖層構(gòu)成的孔隙含水巖組為主要含水巖組，由上而下可劃分為4個(gè)以一定厚度黏土層相隔的含水層組[7]，通常稱第一含水層組賦存的地下水為淺層地下水，第二、第三、第四含水層組賦存的地下水為深層地下水。由于大陸鹽化和海侵作用，華北平原中東部地區(qū)淺部普遍分布一層咸水體，研究區(qū)在安平—寧晉一線以西為全淡水區(qū)，以東為有咸水區(qū)。

研究區(qū)地下水的天然流向整體為自西南流向東北，北部則由西向東[5]。淺層地下水接受大氣降水和地表水入滲補(bǔ)給，通過蒸發(fā)、側(cè)向徑流等方式排泄。深層地下水接受緩慢側(cè)向徑流補(bǔ)給，通過徑流和托頂越流排泄[4]。20世紀(jì)70年代以來，大量超采深層地下水形成了區(qū)域地下水降落漏斗，改變了初始的地下水流場(chǎng)。深層地下水除西北部流向自西向東外，其他大部分區(qū)域流向漏斗中心區(qū)(圖1)[5]。同時(shí)，在抽采活動(dòng)強(qiáng)烈的地區(qū)，深層含水層產(chǎn)生了明顯的水平徑流，造成其水動(dòng)力條件好于淺層含水層[1]。補(bǔ)給來源與含水層組的埋深有關(guān)，第二含水層組主要來自凈儲(chǔ)量以及越流補(bǔ)給，其他含水層組主要來源于側(cè)向徑流補(bǔ)給[4]。排泄方式主要為人工開采排泄。

圖1 研究區(qū)水文地質(zhì)簡(jiǎn)圖及采樣點(diǎn)分布(等水頭線據(jù)張兆吉等[30]修改)Fig.1 Hydrogeological sketch map of the study area and distribution of groundwater sampling sites

2 材料與方法

2.1 樣品采集與處理

為充分反映研究區(qū)深層地下水水化學(xué)特征及其隨時(shí)間和空間的演化規(guī)律，本文使用了2個(gè)時(shí)期的地下水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)：歷史時(shí)期(1974—1978年)和現(xiàn)階段(2007—2008年)數(shù)據(jù)。現(xiàn)階段數(shù)據(jù)來源于全國地下水污染調(diào)查評(píng)價(jià)綜合研究項(xiàng)目，共124組，采樣井主要為民用井，井深在170～350 m之間。采樣時(shí)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定水溫、氧化還原電位(Eh)、酸堿度(pH)、電導(dǎo)率和溶解氧等現(xiàn)場(chǎng)指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)室測(cè)定總硬度、Ca2+、Mg2+、Na+、K+、Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-等指標(biāo)，溶解性總固體(TDS)為計(jì)算得出。歷史時(shí)期數(shù)據(jù)來源于衡水地區(qū)地下水質(zhì)年鑒[8]，采樣井主要為勘探孔，井深在150～350 m之間，共48組。根據(jù)采樣井深度和水文地質(zhì)條件可知，兩個(gè)時(shí)期的地下水樣品均采自第三含水層組，采樣點(diǎn)位置如圖1所示。

2.2 研究方法

本文通過對(duì)水質(zhì)分析結(jié)果進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)并繪制Piper三線圖，分析研究區(qū)深層地下水的水化學(xué)特征。利用SPSS19統(tǒng)計(jì)分析軟件Q型聚類分析模塊對(duì)研究區(qū)進(jìn)行水化學(xué)特征分區(qū)，結(jié)合Gibbs圖、氯堿指數(shù)、離子相關(guān)關(guān)系方法分析各水化學(xué)分區(qū)的地下水水化學(xué)特征及其形成機(jī)制；對(duì)比不同時(shí)期水動(dòng)力場(chǎng)和水化學(xué)場(chǎng)的響應(yīng)關(guān)系，探討研究區(qū)地下水水化學(xué)演化規(guī)律，分析人類活動(dòng)對(duì)地下水水化學(xué)場(chǎng)的影響。

3 結(jié)果分析與討論

3.1 水化學(xué)分區(qū)及特征

3.1.1 水化學(xué)分區(qū)

圖2 研究區(qū)水化學(xué)分區(qū)圖(等水頭線據(jù)張兆吉和費(fèi)宇紅[30]，2009)Fig.2 Hydrochemical fields of the study area

圖3 現(xiàn)階段各區(qū)深層地下水主要指標(biāo)含量特征Fig.3 Characteristics of the major indicative contents of deep groundwater at present

不同區(qū)域水文地質(zhì)條件等因素不同導(dǎo)致地下水水化學(xué)特征具有一定的叢集性[9-10]。本文利用SPSS19統(tǒng)計(jì)分析軟件[11]，根據(jù)pH、Ca2+、Mg2+、Na++K+、Cl-、SO42-和HCO3-共7項(xiàng)指標(biāo)對(duì)現(xiàn)階段124組數(shù)據(jù)進(jìn)行了Q型聚類分析。樣品分為3類，各類樣品數(shù)分別為23個(gè)、51個(gè)和50個(gè)。按分類情況將研究區(qū)劃分為3個(gè)水化學(xué)分區(qū)(圖2)。其中，Ⅰ區(qū)位于研究區(qū)東部，靠近太行山前沖積傾斜平原末端，為補(bǔ)給區(qū)；Ⅲ區(qū)位于冀棗衡降落漏斗中心區(qū)，為排泄區(qū)；Ⅱ區(qū)位于Ⅰ區(qū)和Ⅲ區(qū)之間的饒陽—深州—寧晉一帶，在Ⅲ區(qū)以東武強(qiáng)—武邑—冀州一帶也有分布，為徑流區(qū)。

3.1.2 各區(qū)水化學(xué)特征

圖4 歷史時(shí)期各區(qū)深層地下水主要指標(biāo)箱型圖Fig.4 Box plot of the major indicative contents of deep groundwater in the past

圖5 深層地下水歷史時(shí)期(a)和現(xiàn)階段(b)Piper三線圖Fig.5 Piper diagrams of historic (a) and present (b) deep groundwater

現(xiàn)階段各區(qū)TDS值表現(xiàn)為Ⅲ區(qū)>Ⅱ區(qū)>Ⅰ區(qū)，這符合地下水徑流路徑越長，溶濾作用越充分，TDS越高的特征。陽離子濃度由Ⅰ區(qū)到Ⅲ區(qū)均呈上升趨勢(shì)，具體表現(xiàn)為Na+升高速率高于Ca2+、Mg2+升高速率。陰離子濃度由Ⅰ區(qū)到Ⅲ區(qū)Cl-呈上升趨勢(shì)，HCO3-呈下降趨勢(shì)，SO42-濃度由Ⅰ區(qū)到Ⅱ區(qū)上升，Ⅱ到Ⅲ區(qū)無明顯變化(圖3)。歷史時(shí)期TDS表現(xiàn)為Ⅲ區(qū)略高于Ⅱ區(qū)。陽離子濃度由Ⅱ區(qū)到Ⅲ區(qū)Na+呈上升趨勢(shì)，兩個(gè)區(qū)Ca2+、Mg2+濃度均較低，以Na+為主。陰離子濃度由Ⅱ區(qū)到Ⅲ區(qū)HCO3-和Cl-呈微弱的上升趨勢(shì)，SO42-略有下降趨勢(shì)(圖4)。結(jié)合Piper圖可知，現(xiàn)階段各區(qū)地下水水化學(xué)類型具有明顯的叢集性，其中Ⅰ區(qū)水化學(xué)類型主要是HCO3-Na、HCO3·SO4-Na和HCO3-Ca，Ⅱ區(qū)水化學(xué)類型主要是SO4·Cl-Na和Cl·SO4-Na，Ⅲ區(qū)水化學(xué)類型主要是Cl-Na。由Ⅰ區(qū)到Ⅲ區(qū)地下水水化學(xué)類型基本符合由補(bǔ)給區(qū)到排泄區(qū)的水化學(xué)演化規(guī)律。歷史時(shí)期Ⅱ區(qū)和Ⅲ區(qū)地下水水化學(xué)特征沒有明顯的分帶性，主要是因?yàn)樵诮德渎┒樊a(chǎn)生前Ⅱ區(qū)和Ⅲ區(qū)深層地下水由西、西南向東、東北緩慢側(cè)向徑流，水交替較弱，沒有明顯的補(bǔ)排關(guān)系。其中Ⅱ區(qū)水化學(xué)類型主要是Cl·HCO3-Na和SO4·Cl-Na，Ⅲ區(qū)水化學(xué)類型主要是Cl·HCO3-Na和Cl-Na(圖5)。

3.2 人類活動(dòng)影響下水化學(xué)場(chǎng)時(shí)空演化特征

3.2.1 水化學(xué)演化特征

對(duì)比不同時(shí)期研究區(qū)地下水水化學(xué)特征及演化規(guī)律可知，兩個(gè)時(shí)期Ⅱ、Ⅲ區(qū)陽離子均以Na+為主。現(xiàn)階段陰離子Ⅱ區(qū)以SO42-占優(yōu)勢(shì)，Ⅲ區(qū)以Cl-占優(yōu)勢(shì)，歷史時(shí)期均為Cl-、SO42-占優(yōu)勢(shì)?，F(xiàn)階段陽離子濃度由Ⅱ區(qū)到Ⅲ區(qū)均呈上升趨勢(shì)，歷史時(shí)期Na+呈上升趨勢(shì)，Ca2+、Mg2+呈下降趨勢(shì)?，F(xiàn)階段陰離子濃度由Ⅱ區(qū)到Ⅲ區(qū)Cl-呈上升趨勢(shì)，HCO3-呈下降趨勢(shì)，SO42-由Ⅰ區(qū)到Ⅱ區(qū)上升，Ⅱ到Ⅲ區(qū)無明顯變化。歷史時(shí)期Ⅱ區(qū)到Ⅲ區(qū)HCO3-和Cl-呈微弱上升趨勢(shì)，SO42-略有下降。TDS在兩個(gè)時(shí)期由Ⅱ區(qū)到Ⅲ區(qū)均呈上升趨勢(shì)，現(xiàn)階段升高速率高于歷史時(shí)期。TDS、Na++K+和Cl-濃度由Ⅰ區(qū)到Ⅲ區(qū)呈上升趨勢(shì)，且現(xiàn)階段上升速率高于歷史時(shí)期，表明地下水降落漏斗的產(chǎn)生和發(fā)展加強(qiáng)了地下水對(duì)圍巖的溶濾作用。歷史時(shí)期HCO3-濃度由Ⅱ區(qū)到Ⅲ區(qū)略有上升，而現(xiàn)階段呈下降趨勢(shì)，可能是漏斗區(qū)水頭下降、壓力降低、脫碳酸作用發(fā)生所導(dǎo)致。兩個(gè)時(shí)期地下水水化學(xué)類型的時(shí)空演變特征為(圖5)：歷史時(shí)期Ⅱ區(qū)到Ⅲ區(qū)地下水化學(xué)類型沒有明顯分帶性，主要為Cl·HCO3-Na、SO4·Cl-Na和Cl-Na。現(xiàn)階段則出現(xiàn)了明顯分帶性，Ⅱ區(qū)轉(zhuǎn)化為SO4·Cl-Na和Cl·SO4-Na，Ⅲ區(qū)轉(zhuǎn)化為Cl-Na。

3.2.2 人類活動(dòng)影響

冀棗衡漏斗形成于1968年[12-13]，隨采水量持續(xù)增加，漏斗發(fā)展很快，在1980—2003年的24年間，衡水市區(qū)及南部的巨鹿、南宮等地深層地下水位下降了約45 m，到2005年衡水市區(qū)地下水位埋深達(dá)到87.5 m(圖6)。在降落漏斗產(chǎn)生前研究區(qū)深層地下水由西、西南向東、東北緩慢徑流，地下水化學(xué)類型主要為HCO3·Cl-Na和Cl·HCO3-Na。隨降落漏斗形成和發(fā)展，水力坡度變大，水交替變強(qiáng)，加劇了地下水對(duì)圍巖的溶濾作用。地下水對(duì)圍巖的溶濾可分為兩個(gè)階段，沿徑流路徑初期圍巖中鹽巖的易溶組分快速進(jìn)入地下水中導(dǎo)致地下水TDS升高，隨溶濾作用的進(jìn)行，易溶組分溶濾完全，難溶的碳酸鹽巖等開始溶解，這時(shí)地下水TDS開始降低。研究區(qū)深層地下水14C測(cè)年(圖7)顯示，由Ⅰ區(qū)到Ⅲ區(qū)地下水年齡逐漸增大，且地下水TDS由Ⅰ區(qū)到Ⅲ區(qū)逐漸升高，表明其處于溶濾作用的第一階段。同時(shí)，漏斗區(qū)水頭下降，壓力降低，導(dǎo)致了脫碳酸作用的發(fā)生，使Ⅰ區(qū)到Ⅲ區(qū)HCO3-濃度逐漸降低。地下水降落漏斗的產(chǎn)生導(dǎo)致地下水環(huán)境發(fā)生了變化，新的補(bǔ)徑排關(guān)系及其強(qiáng)度使研究區(qū)原有的水化學(xué)場(chǎng)發(fā)生了改變，Ⅱ區(qū)地下水水化學(xué)類型由Cl·HCO3-Na、HCO3·Cl-Na和SO4·Cl-Na轉(zhuǎn)化為SO4·Cl-Na和Cl·SO4-Na，Ⅲ區(qū)地下水水化學(xué)類型由Cl·HCO3-Na和Cl-Na轉(zhuǎn)化為Cl-Na(圖6)。

圖6 研究區(qū)深層地下水埋深及1980—2003年水位變差圖(據(jù)張兆吉等修改[30])Fig.6 Potentiometric surface and depth variation of the Hengshui deep groundwater (1980—2003)

圖7 石家莊—衡水2005年地下水14C年齡剖面圖(據(jù)張兆吉等[30]修改)Fig.7 Shijiazhuang-Hengshui 14C age profile (modified from Zhang et al.[30])

圖8 研究區(qū)深層地下水Gibbs圖Fig.8 Gibbs diagrams of the Hengshui deep groundwater

3.3 水化學(xué)組分來源及形成作用

地下水水化學(xué)組分的形成受氣候條件、水文地質(zhì)條件、地下水補(bǔ)給來源等多種因素共同影響，其主要形成作用有溶濾作用、陽離子交替吸附作用、氧化還原作用、混合作用、濃縮作用和脫碳酸作用[14-18]。根據(jù)地下水中各離子之間的關(guān)系，可以解釋水化學(xué)組分的來源[19-25]。將兩個(gè)時(shí)期的水化學(xué)數(shù)據(jù)投繪在Gibbs圖[26](圖8)上，可以看出各時(shí)期地下水TDS主要集中在400～1 000 mg/L，屬中等含量，表明該含水層組不同時(shí)期地下水水化學(xué)組分受蒸發(fā)濃縮和大氣降水影響均較小。各區(qū)地下水ρ(Cl-)/ρ(Cl-+HCO3-)比值具有較好的集群性，ρ(Na+)/ρ(Na++Ca2+)比值則沒有明顯的規(guī)律性，這與陽離子交替吸附作用的影響有關(guān)?，F(xiàn)階段Ⅰ區(qū)地下水ρ(Cl-)/ρ(Cl-+HCO3-)比值均小于0.2，Ⅱ區(qū)主要分布在0.2～0.8之間，Ⅲ區(qū)均大于0.6，表明由Ⅰ區(qū)到Ⅲ區(qū)受溶濾作用影響Cl-占比逐漸升高。歷史時(shí)期Ⅱ區(qū)和Ⅲ區(qū)地下水ρ(Cl-)/ρ(Cl-+HCO3-)比值規(guī)律性不明顯。

3.3.1 溶濾作用

研究區(qū)深層地下水Gibbs圖顯示巖石風(fēng)化是控制該含水層組地下水水化學(xué)組分形成的主要因素之一。通過地下水中HCO3-/Na+和Ca2+/Na+摩爾比值可以進(jìn)一步判斷其受不同礦物風(fēng)化影響的程度。當(dāng)HCO3-/Na+、Ca2+/Na+的摩爾比值較高時(shí)，說明地下水水化學(xué)成分受碳酸鹽礦物溶解的影響較大；反之，受巖鹽溶解影響較大[27]。從研究區(qū)深層地下水HCO3-/Na+-Ca2+/Na+關(guān)系圖(圖9)中可以看出，整體上現(xiàn)階段地下水中HCO3-/Na+、Ca2+/Na+的摩爾比值由Ⅰ區(qū)到Ⅲ區(qū)逐漸降低，歷史時(shí)期則沒有明顯變化，表明現(xiàn)階段深層地下水在降落漏斗影響下由Ⅰ區(qū)到Ⅲ區(qū)對(duì)碳酸鹽礦物的溶濾逐漸減弱，對(duì)巖鹽礦物的溶濾逐漸增強(qiáng)，反映在地下水組分濃度關(guān)系上由Ⅰ區(qū)到Ⅲ區(qū)Na+、Cl-升高速率遠(yuǎn)高于Ca2+、Mg2+。

圖9 研究區(qū)深層地下水HCO3-/Na+、Ca2+/Na+關(guān)系圖Fig.9 Hydrochemical relationships of HCO3- vs.Na+ and Ca2+ vs.Na+ of the Hengshui deep groundwater

圖10 研究區(qū)深層地下水氯堿指數(shù)與TDS關(guān)系圖Fig.10 Chlor-alkali index of the Hengshui deep groundwater

3.3.2 陽離子交替吸附作用

陽離子交替吸附作用的強(qiáng)度和交換方向受巖石粒度、離子性質(zhì)和離子濃度等因素影響[18]。本文引入氯堿指數(shù)(CAI1和CAI2)[28-29]進(jìn)一步分析研究區(qū)地下水陽離子交替吸附作用發(fā)生的方向和強(qiáng)度(圖10)，除Ⅲ區(qū)少數(shù)樣品外，三個(gè)區(qū)CAI1和CAI2均小于0，且表現(xiàn)為Ⅲ區(qū)>Ⅱ區(qū)>Ⅰ區(qū)，表明研究區(qū)地下水中Ca2+、Mg2+與圍巖中Na+、K+發(fā)生了交換，由Ⅰ區(qū)到Ⅲ區(qū)交換強(qiáng)度逐漸減弱，Ⅲ區(qū)少數(shù)樣品CAI1和CAI2大于0，表明Ⅲ區(qū)部分地區(qū)地下水中Na+、K+與圍巖中Ca2+、Mg2+發(fā)生了反向陽離子交換，反映在地下水組分關(guān)系上表現(xiàn)為Ⅱ區(qū)到Ⅲ區(qū)Na+質(zhì)量濃度的升高速率低于Ⅰ區(qū)到Ⅱ區(qū)，同時(shí)Na+摩爾濃度大于Cl-摩爾濃度，表明除巖鹽溶解外Na+還有其他來源，如鈉長石(NaAlSi3O8)。

(1)

(2)

3.3.3 脫碳酸作用

研究區(qū)由Ⅰ區(qū)到Ⅲ區(qū)隨地下水降落漏斗加深，地下水中壓力逐漸降低，且pH逐漸升高，由碳酸平衡可知地下水中CO2含量也應(yīng)逐漸降低。碳酸鹽類在水中的溶解度取決于水中所溶解CO2的量，當(dāng)溫度升高或壓力減小時(shí)，水中溶解的CO2減少，HCO3-與Ca2+、Mg2+等結(jié)合產(chǎn)生碳酸鹽沉淀[18]。離子含量變化表現(xiàn)為：歷史時(shí)期Ⅱ區(qū)到Ⅲ區(qū)HCO3-質(zhì)量濃度升高，而現(xiàn)階段Ⅰ區(qū)到Ⅲ區(qū)HCO3-質(zhì)量濃度逐漸降低，Ca2+、Mg2+質(zhì)量濃度略有升高，同時(shí)SO42-質(zhì)量濃度升高(圖4)，說明現(xiàn)階段深層地下水在降落漏斗影響下Ⅱ區(qū)和Ⅲ區(qū)發(fā)生了脫碳酸作用，消耗了HCO3-、Ca2+和Mg2+。Ca2+、Mg2+質(zhì)量濃度的升高表明地下水混入了其他來源，結(jié)合SO42-質(zhì)量濃度的升高，推測(cè)地下水中發(fā)生了石膏的溶解。

4 結(jié) 論

(1)地下水降落漏斗的產(chǎn)生及發(fā)展導(dǎo)致研究區(qū)水動(dòng)力場(chǎng)發(fā)生了改變，形成了新的補(bǔ)徑排關(guān)系，水化學(xué)場(chǎng)也隨之改變，出現(xiàn)了分帶性。由補(bǔ)給區(qū)到排泄區(qū)，TDS逐漸變大，水化學(xué)類型由HCO3-Na、HCO3·SO4-Na型逐步演變?yōu)镾O4·Cl-Na和Cl·SO4-Na型，排泄區(qū)為Cl-Na型。

(2)超采深層地下水對(duì)研究區(qū)深層地下水水化學(xué)演化影響較大，隨地下水降落漏斗形成和發(fā)展，水力坡度變大，地下水滲透速度升高，地下水對(duì)圍巖的溶濾加劇，導(dǎo)致溶解組分含量整體升高。漏斗區(qū)水頭下降，壓力降低，地下水發(fā)生脫碳酸作用。在漏斗形成后，Ⅱ區(qū)地下水水化學(xué)類型由Cl·HCO3-Na、HCO3·Cl-Na和SO4·Cl-Na型轉(zhuǎn)化為SO4·Cl-Na和Cl·SO4-Na型，Ⅲ區(qū)地下水水化學(xué)類型由Cl·HCO3-Na和Cl-Na型轉(zhuǎn)化為Cl-Na型。

(3)研究區(qū)深層地下水水化學(xué)組分主要受巖石風(fēng)化、陽離子交替吸附和脫碳酸作用控制。由補(bǔ)給區(qū)到排泄區(qū)表現(xiàn)為：地下水對(duì)碳酸鹽礦物的溶濾逐漸減弱，對(duì)巖鹽礦物的溶濾逐漸增強(qiáng)；陽離子交換強(qiáng)度逐漸減弱，在排泄區(qū)部分地區(qū)地下水中Na+、K+與圍巖中Ca2+、Mg2+發(fā)生了反向陽離子交換；在徑流區(qū)發(fā)生了脫碳酸作用和石膏的溶解。

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