汕頭市金平區(qū)水文地質(zhì)特征概述

羅來(lái)鈁

(廣東省有色金屬地質(zhì)局 九三一隊(duì)，廣東 汕頭 515041)

1 地下水類型和富水性劃分

根據(jù)區(qū)內(nèi)地下水的賦存條件、分布規(guī)律及水化學(xué)特征，將區(qū)內(nèi)地下水劃分為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水2種類型(圖1-圖2)，其中松散巖類孔隙水依水力特征分為孔隙潛水和承壓水2個(gè)亞類；基巖裂隙水據(jù)含水巖組特征、水理性質(zhì)差異、分布特征分為丘陵基巖裂隙水和平原基底基巖裂隙水2個(gè)亞類。地下水富水性等級(jí)劃分按原中國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)部《綜合水文地質(zhì)編圖方法與圖例》規(guī)定，將區(qū)內(nèi)地下水富水性劃分為水量豐富、中等和貧乏3個(gè)等級(jí)。

1.1 松散巖類孔隙水

區(qū)內(nèi)平原區(qū)第四系沉積層厚度較大，賦存較豐富的孔隙潛水和承壓水，含水層結(jié)構(gòu)類型較復(fù)雜，具潛水或承壓水的單一結(jié)構(gòu)、潛水與承壓水的雙層結(jié)構(gòu)。一般承壓水有2～3個(gè)含水層，含水層水質(zhì)存在一個(gè)咸淡水交替區(qū)，有上層為咸水、下層為淡水，上、下層為咸水、中層為淡水等多種水質(zhì)結(jié)構(gòu)類型，現(xiàn)按地下水的埋藏條件分述如下。

1.1.1潛水

松散巖類孔隙潛水大面積分布于平原區(qū)，局部分布于北西部桑浦山和潯洄山山麓地帶。

1.1.2承壓水

廣泛分布于平原區(qū)，隔水層為淤泥或粘土，層位穩(wěn)定，根據(jù)含水層時(shí)代及埋藏深度，可分為上、下兩個(gè)含水層，富水性自北往南減弱，在垂直方向自上而下增強(qiáng)，承壓水的礦化度自北往南逐漸增高，現(xiàn)將區(qū)內(nèi)承壓水水文地質(zhì)條件分述如下：

1.2 基巖裂隙水

1.2.1丘陵區(qū)塊狀巖類裂隙水

分布于區(qū)內(nèi)北西和南西部丘陵地帶，地下水賦存于晚侏羅世(γβJ3)鷓鴣山、龍坑山、莊龍山侵入巖體[2]，早白堊世(ξγK1)蓮塘、鑄錢洞、潯洄侵入巖體，以及玄武巖和脈巖，主要出露的巖性為粗—細(xì)粒黑云母花崗巖、中細(xì)?；◢弾r等。區(qū)內(nèi)發(fā)育有北西向和北東向斷裂，斷裂帶經(jīng)過(guò)處巖石風(fēng)化強(qiáng)烈及破碎，因此不同程度地存在風(fēng)化裂隙和構(gòu)造裂隙，為地下水的貯存和排泄提供了空間及通道。風(fēng)化裂隙水賦存于巖體風(fēng)化帶裂隙內(nèi)，呈網(wǎng)狀分布，富水性受地形及氣候的控制。根據(jù)汕頭市中心城區(qū)城市地質(zhì)調(diào)查，區(qū)內(nèi)丘陵塊狀巖類裂隙水枯季地下徑流模數(shù)1.12～10.69 L/(s·km2)，泉流量0.014～0.794 L/s，區(qū)內(nèi)丘陵塊狀巖類裂隙水富水性以貧乏為主。

1.2.2平原區(qū)基底塊狀巖類裂隙水

2 地下水補(bǔ)、徑、排條件及動(dòng)態(tài)變化規(guī)律

2.1 地下水的補(bǔ)給條件

區(qū)內(nèi)雨量充沛，江、河、湖、塘、庫(kù)、渠等地表水體發(fā)育，地下水的補(bǔ)給有較充足的來(lái)源。

基巖山區(qū)斷裂較密集，地表淺部巖石破碎、裂隙發(fā)育，有利于大氣降水的滲入補(bǔ)給。第四紀(jì)松散巖類分布區(qū)，地下水除接受降水滲入補(bǔ)給外，局部地段還獲得地表水補(bǔ)給，其中以河水及農(nóng)灌水對(duì)地下水補(bǔ)給較為明顯。區(qū)內(nèi)平原地下水的補(bǔ)給主要來(lái)自以下四個(gè)方面：①降雨滲入補(bǔ)給，全區(qū)表層砂性土廣泛發(fā)育，巖性為砂、粘土質(zhì)砂等，滲透性強(qiáng)，因此，降雨對(duì)潛水的補(bǔ)給極為明顯。②地表水滲入補(bǔ)給：局限于各河流中下游河道兩側(cè)岸邊地帶，洪水期，河水位高于地下水位而補(bǔ)給地下水，此外，渠道放水及回歸水的滲入，也是平原區(qū)地下水的補(bǔ)給來(lái)源之一。③河谷兩側(cè)及平原區(qū)基底基巖裂隙水的側(cè)向潛流補(bǔ)給本區(qū)承壓水。④沿海岸帶砂堤、砂地、砂咀除降雨滲入補(bǔ)給外，尚有凝結(jié)水的補(bǔ)給。

2.2 地下水的徑流條件

基巖山區(qū)一般地勢(shì)較高、水力坡度大，加上溝谷切割較深和巖石裂隙發(fā)育，地下水獲得補(bǔ)給后經(jīng)過(guò)短暫的徑流，多以泉或滲流形式向附近溝谷排泄[4]，形成補(bǔ)給區(qū)與排泄區(qū)接近一致的特點(diǎn)。因此，地下水礦化度很低，多在0.023 g/L，水化學(xué)類型較單一，多為HCO3-Na(Na·Ca)或HCO3·Cl-Na(Na·Ca)型水，地下水以垂直循環(huán)為主，主要為淺循環(huán)風(fēng)化帶網(wǎng)狀裂隙水，次為中循環(huán)構(gòu)造脈狀水。當(dāng)基巖裂隙水由丘陵山區(qū)流入平原后，則轉(zhuǎn)化為潛流，一部分側(cè)向補(bǔ)給第四系孔隙水，而另一部分則成為平原區(qū)基底基巖裂隙水，地下水由垂直循環(huán)進(jìn)入水平循環(huán)，其水力坡度變緩，約為2‰。根據(jù)區(qū)內(nèi)地形條件，各河口平原三角洲地下水流向大體為北西—南東向，與河流流向及構(gòu)造線方向接近一致，地下水礦化度逐步增高到0.7 g/L，出現(xiàn)Cl·HCO3-Na(Ca)型水，區(qū)內(nèi)各河口平原三角洲承壓水位一般高出地面0.5～1.85 m，至河口平原前緣地帶，地下水水力坡度很平緩，地下徑流變得十分緩慢，出現(xiàn)Cl-Na型水，礦化度高達(dá)4.0～7.0 g/L。

2.3 地下水的排泄條件

區(qū)內(nèi)地下水以三種方式排泄，為滲入河流、潛流排泄、潛水蒸發(fā)和植物蒸騰。基巖裂隙水以滲流和泉形式溢漏補(bǔ)給河流，泉多沿北東向及北西向兩組區(qū)域性斷裂構(gòu)造出露，形成地下水泄露帶；沿山區(qū)與平原交接地帶部分基巖裂隙水以潛流形式排泄，補(bǔ)給第四系孔隙承壓水，其中第一項(xiàng)就是區(qū)內(nèi)地下水對(duì)河流的補(bǔ)給量，第二項(xiàng)為第四系孔隙水的側(cè)向補(bǔ)給量，鑒于區(qū)內(nèi)各大小溪溝都分別匯入梅溪河、大港河、西港河等，因此，可把本區(qū)各排泄口河流每年枯季最小流量作為該流域范圍內(nèi)的地下水排泄量。

3 地下水動(dòng)態(tài)

區(qū)內(nèi)地下水動(dòng)態(tài)變化具有明顯的季節(jié)性周期，與氣候因素關(guān)系密切，不同類型的地下水動(dòng)態(tài)變化特征則因時(shí)、因地而異。

3.1 基巖裂隙水動(dòng)態(tài)

由于風(fēng)化裂隙是基巖區(qū)地下水的儲(chǔ)存空間，故裂隙水容易獲得補(bǔ)給的同時(shí)排泄也快，大氣降水對(duì)其動(dòng)態(tài)變化影響最大，具有雨多水大、旱天泉少、動(dòng)態(tài)變化大的山區(qū)潛水特點(diǎn)。據(jù)調(diào)查觀測(cè)，降水對(duì)地下水位變化反應(yīng)靈敏，水位上升幅度與降水量大小一致，年變幅一般0.5～3.0 m。豐水期泉水流量比枯水期大幾倍，枯水期流量小，部分下降泉斷流。豐、枯水期地下水化學(xué)特征一般變化不大。推測(cè)本區(qū)基巖裂隙水枯季溶濾作用減弱，以蒸發(fā)濃縮為主。

3.2 松散巖類孔隙水

區(qū)內(nèi)松散巖類孔隙潛水水位埋深為0.16～3.5 m，該層水位升降與大氣降水的豐、枯水期基本吻合，具有明顯的季節(jié)性。據(jù)民井觀測(cè)資料，水位一般在降雨當(dāng)天或次日開(kāi)始上升，2—3 d達(dá)到高峰，雨后水位隨之下降，潛水位年變幅一般為1.0～3.0 m。位于梅溪河、大港河、西港河近岸井孔與河水有較密切的水力聯(lián)系，河水高漲時(shí)期井水迅速上升，局部自流，水井出水量大；旱季江水流量小，井水位下降，出水量也小。松散巖類孔隙承壓水水位頂板埋深為18.02～75.53 m，頂部隔水層為淤泥、粘土，由于承壓水位埋藏深且頂板為淤泥和粘土，與地表及大氣降水聯(lián)系不緊密，故該層地下水位較為穩(wěn)定，受季節(jié)影響較小，承壓水位年變幅<1.0 m。

圖1 金平區(qū)水文地質(zhì)圖
Fig.1 Hydrogeological map of Jinping district

4 地下水化學(xué)特征

4.1 基巖裂隙水

水化學(xué)類型為HC03-Na(Ca)、HCO3·SO4-Ca·Na及Cl·HC03-Na·Ca型，其徑流條件由北西的低山丘陵向東南的丘陵臺(tái)地逐漸減弱，因此，水化學(xué)類型也由HC03-Na型向HC03·Cl-Na(Ca·Na)、Cl·HC03-Na型漸變，礦化度由0.072 g/L升至0.763 g/L，為淡水。

4.2 第四系松散巖類孔隙水

4.2.1潛水

根據(jù)收集及水質(zhì)分析結(jié)果[5]，區(qū)內(nèi)北西部桑浦山和南西部潯洄一帶第四系松散巖類孔隙潛水以淡水為主，平原區(qū)多為微咸水—半咸水，局部為淡水，由山前至韓江三角洲前緣(砂堤)，水化學(xué)類型基本遵循HCO3-Ca(Na)→Cl·HCO3-Mg·Ca→Cl-Mg·Ca型變化的規(guī)律，礦化度由0.1 g/L增至0.93 g/L，局部鐵離子及硝酸根含量超標(biāo)。

4.2.2承壓水

含水層的水質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有上層淡下層咸、上層咸下層淡、上下層皆咸中層淡等咸淡水結(jié)構(gòu)類型，金平區(qū)位于韓江三角洲后緣，自北至南，水質(zhì)結(jié)構(gòu)有單層—雙層—多層的變化規(guī)律，上部含水層為咸(微咸)水，水化學(xué)類型為Cl-Na型，礦化度1.11～3.49 g/L，下部含水層為淡水，水化學(xué)類型為Cl·HCO3-Na型，礦化度0.581～0.949 g/L。

5 地下水中四種超標(biāo)離子的分布規(guī)律

區(qū)內(nèi)超標(biāo)離子主要有鐵離子(Fe2++Fe3+)、氨離子(NH4+)、氟離子(F-)和硝酸根(NO3-)，其分布與沉積環(huán)境、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)因素和環(huán)境污染有密切關(guān)系。

5.1 鐵離子(Fe2++Fe3+)

平原區(qū)地下水中鐵離子含量普遍較高，其分布具有如下特征：

(1) 潛水中的鐵離子。多分布于韓江三角洲前緣的西隴一帶，含量一般為0.9～3.2 mg/L，最高為6.0 mg/L。

(2) 承壓水中的鐵離子。多分布于榕江附近的牛田洋一帶，含量一般為0.6～7.2 mg/L，前緣含量較低，一般為0.4～1.0 mg/L，咸水區(qū)含量最高，一般為6.6～36 mg/L。

5.2 氨離子

區(qū)內(nèi)地下水中氨離子甚為普遍，尤以上層承壓咸水層含量最高，富集成肥水。

(1) 潛水中的氨離子。主要分布于汕頭月浦一帶，含量一般為5.5～13.0 mg/L，部分地區(qū)達(dá)到肥水標(biāo)準(zhǔn)(30 mg/L)，肥水層由全新統(tǒng)中期含貝殼碎屑砂組成，厚度18.15 m，水質(zhì)為Cl-Na型，礦化度1.55 g/L，氨離子含量為68.0 mg/L。

(2) 承壓水中的氨離子。主要集中在汕頭月浦一帶，一般含量為0.7～5.0 mg/L，中下部含水層的含量略有減少。

5.3 氟離子(F-)

區(qū)內(nèi)地下水中氟離子超標(biāo)主要分布在巖體(脈)裂隙水和第四系底部承壓水，在汕頭蓮塘地區(qū)氟含量1.1～1.3 mg/L。

5.4 硝酸根

主要分布于城鎮(zhèn)居民區(qū)的孔隙潛水中，是顯示地下水受污染的標(biāo)志之一，區(qū)內(nèi)含量一般30～240 mg/L，以韓江三角洲前緣較高。

5.5 地下水水質(zhì)污染成因分析及防治建議

區(qū)內(nèi)地下水水質(zhì)污染主要是由于區(qū)內(nèi)河水受到不同程度的污染，造成與河水有補(bǔ)給關(guān)系的地下水也受到污染，這些污染地段多發(fā)生在人口集中的鎮(zhèn)及街道內(nèi)，多為生物方面污染，局部為化學(xué)方面的污染。生物方面的污染有氨、硝酸鹽、亞硝酸鹽，污染源來(lái)自生活污水，這些污水中的蛋白質(zhì)、尿素等有機(jī)含氮化合物，經(jīng)微生物及酵素等生化反應(yīng)變成氨基酸，進(jìn)一步水解產(chǎn)生游離氨，游離氨或銨鹽在氧化環(huán)境中，經(jīng)細(xì)菌作用逐步形成亞硝酸鹽；化學(xué)方面污染項(xiàng)目有鐵、錳，污染源來(lái)自工業(yè)廢水。做好生活污水及工業(yè)廢水的處理和排放，是地下水不受污染的重要保障措施。

6 咸淡水分界

根據(jù)1∶5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)資料并結(jié)合本次調(diào)查[6]，依據(jù)承壓水的礦化度及其結(jié)構(gòu)類型，可初步把區(qū)內(nèi)劃分為咸淡水交替區(qū)、咸水區(qū)和淡水區(qū)，各區(qū)分布情況見(jiàn)圖1、圖2。

(1) 咸淡水交替區(qū)。主要分布于區(qū)內(nèi)平原地帶南東部大部分地區(qū)，該區(qū)大部分地段由兩個(gè)含水層組成，僅在金山塭一帶只有上部一個(gè)含水層，可分為上部含水層咸和下部含水層淡、上下含水層皆咸2種咸淡結(jié)構(gòu)類型，含水層巖性為含粘土砂礫、粗中砂、砂礫等，厚度8.86～32.97 m，地下水礦化度多在0.337～0.949 g/L，單井涌水量9.2～655.3 t/d，富水性中等—富，水質(zhì)為Cl·HCO3-Na或Cl-Na，鐵離子含量為0.32～0.5 mg/L，水溫24～26 ℃。

(2) 咸水區(qū)。分布于區(qū)內(nèi)平原地帶西部大部分地區(qū)，多為微咸水，富水性中等，水質(zhì)為Cl-Na型，礦化度1.01～2.64 g/L，珠池一帶為半咸—咸水，礦化度3.42～17.5 g/L，鐵離子含量5.4～27 mg/L，水溫24～26 ℃。

(3) 淡水區(qū)。分布于區(qū)內(nèi)北西部桑浦山及南西部潯洄等丘陵區(qū)，該區(qū)地下水以基巖裂隙水為主，第四系松散巖類孔隙潛水次之，多為淡水，富水性貧乏，水質(zhì)為HCO3-Na(Ca)、HCO3·Cl-Na(Ca·Na)及Cl·HCO3-Na·Ca型，礦化度為0.072～0.763 g/L。

7 地下水資源利用與保護(hù)建議

區(qū)內(nèi)雖然賦存有豐富的地下水資源，但區(qū)內(nèi)有多條河流，地表水資源豐富，農(nóng)田灌溉及城鎮(zhèn)供水多引用地表水，故目前地下水尚未得到合理的開(kāi)發(fā)利用，隨著城鄉(xiāng)工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，“三廢”排放增加，使得區(qū)內(nèi)河流受不同程度的污染。因此，今后在水文地質(zhì)條件有利地段進(jìn)行水改時(shí)，應(yīng)考慮開(kāi)發(fā)利用地下水，對(duì)于開(kāi)發(fā)利用與保護(hù)地下水，建議采取以下措施：

(1) 基巖裂隙水因資源分散，一般不宜布井集中開(kāi)采，而宜選擇有利地形興建山塘水庫(kù)，集散流水進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用。

(2) 平原區(qū)孔隙淡水，宜用打井的方式開(kāi)發(fā)。淺部的潛水，因含水層薄，水位埋藏淺，水量多為貧乏—中等，宜以挖土井解決分散居民點(diǎn)供水，但應(yīng)做好水源防護(hù)。對(duì)濱海砂堤砂地潛水，可考慮選用打井或埋管截流等方法開(kāi)發(fā)。

(3) 平原區(qū)孔隙承壓水，一般厚度大、埋藏較深、水質(zhì)不易受污染，且水量豐富，可打機(jī)井集中開(kāi)采。

(4) 在計(jì)劃開(kāi)發(fā)利用地下水時(shí)，應(yīng)對(duì)選定的富水塊段進(jìn)行供水水文地質(zhì)勘察。

(5) 為防止地下水受到進(jìn)一步污染，在已受污染的地表水應(yīng)采取措施對(duì)水質(zhì)進(jìn)行凈化處理；地表水未污染地段應(yīng)加強(qiáng)防護(hù)，定期采取水樣進(jìn)行監(jiān)測(cè)與保護(hù)。

8 結(jié)語(yǔ)

(1) 區(qū)內(nèi)地下水類型主要為第四系松散巖類孔隙水和基巖裂隙水，其中第四系松散巖類孔隙水富水性為貧乏—中等，承壓水富水性為中等—豐富，基巖裂隙水富水性為貧乏。

(2) 區(qū)內(nèi)地下水化學(xué)特征及水質(zhì)較為復(fù)雜，第四系松散巖類孔隙潛水水化學(xué)類型為HCO3-Ca(Na)、Cl·HCO3-Mg·Ca、Cl-Mg·Ca，承壓水水化學(xué)類型為Cl-Na、Cl·HCO3-Na型，基巖裂隙水水化學(xué)類型為HCO3-Na(Ca)、HCO3·SO4-Ca·Na及Cl·HCO3-Na·Ca型。

(3) 區(qū)內(nèi)存在鐵離子、氨離子、氟離子和硝酸根四種超標(biāo)離子，超標(biāo)離子與區(qū)內(nèi)環(huán)境污染有密切關(guān)系。

(4) 區(qū)內(nèi)北西部桑浦山及南西部潯洄等地下水為淡水，平原地帶南東部局部地區(qū)地下水為咸淡水交替區(qū)，西部大部分為咸水區(qū)。

(5) 金平區(qū)的水文地質(zhì)既復(fù)雜又有一定規(guī)律，熟悉掌握其區(qū)域水文地質(zhì)特征規(guī)律，對(duì)該區(qū)的水資源規(guī)劃利用與保護(hù)、地質(zhì)災(zāi)害治理具有指導(dǎo)意義。為當(dāng)?shù)氐拈_(kāi)發(fā)建設(shè)提供水文地質(zhì)依據(jù)。