海南島南部海岸帶第四系含水巖組類型劃分及其空間結(jié)構(gòu)特征

張航飛，余紹文，王曉林，吳多譽(yù)，王 斌

海南島南部海岸帶第四系含水巖組類型劃分及其空間結(jié)構(gòu)特征

張航飛1，2，3，余紹文4，王曉林3，5，吳多譽(yù)6，王 斌6

（1. 四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局二零七地質(zhì)隊，四川 樂山 614000；2. 張金元勞模創(chuàng)新工作室，四川 樂山 614000；3. 海南省地質(zhì)調(diào)查院，?？?570206；4. 中國地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心，武漢 430205； 5. 海南省海洋地質(zhì)資源與環(huán)境重點實驗室，海口 570206；6. 海南省地質(zhì)綜合勘察院，?？?570206）

研究區(qū)第四系松散巖類孔隙潛水含水巖組，劃分為濱海堆積層含水巖組、沖洪積層含水巖組和海灣、潟湖沉積層含水巖組3個亞類。濱海堆積層含水巖組和沖洪積層含水巖組多出露地表，海灣、潟湖沉積層含水巖組見于鉆孔無露頭。濱海堆積層含水巖組富水性中等；三亞河、田獨河局部沿岸沖洪積層含水巖組富水性中等，其余地區(qū)為貧水；海灣、潟湖沉積層含水巖組含水層不穩(wěn)定、富水性變化大。第四系松散巖類孔隙潛水可采資源量約為8.30×104m3/d，開采潛力大。研究成果可以為三亞地區(qū)地下水資源開發(fā)與保護(hù)提供基礎(chǔ)資料及應(yīng)對季節(jié)性干旱提供技術(shù)支撐。

海南島南部；海岸帶；第四系；含水巖組空間結(jié)構(gòu)特征；富水性

本次研究涉及海南島南部海岸帶的“瓊東南經(jīng)濟(jì)規(guī)劃建設(shè)區(qū)1∶5萬環(huán)境地質(zhì)調(diào)查-高峰幅、馬嶺市幅1∶5萬環(huán)境地質(zhì)調(diào)查”和“瓊東南經(jīng)濟(jì)規(guī)劃建設(shè)區(qū)1∶5萬環(huán)境地質(zhì)調(diào)查-藤橋幅、黎安幅、新村港幅1∶5萬環(huán)境地質(zhì)調(diào)查”項目。建立研究區(qū)第四系含水巖組劃分標(biāo)準(zhǔn)，對含水巖組空間結(jié)構(gòu)特征及富水性進(jìn)行分析和論述，對后續(xù)調(diào)查工作有借鑒意義。

1 第四系調(diào)查研究概況

研究區(qū)第四系調(diào)查研究始于上世紀(jì)50年代，不同單位、不同時期認(rèn)識不同，劃分標(biāo)準(zhǔn)上存在一定差異（張仲英，劉瑞華，韓中遠(yuǎn)，1987；申立新，1989；彭格林，1990；陳哲培，1998；顏安家，2006；石小蒙，2014）。研究區(qū)是華南地區(qū)第四系發(fā)育較典型地區(qū)之一，包括更新世-全新世各期沉積（圖1），沉積物類型多樣，。

區(qū)內(nèi)第四系主要分布于沿海、沿河及山前地帶，地貌為海成階地、河成階地和沖洪積平原。下更新統(tǒng)海灣、潟湖沉積層（Q1mcl）無露頭，鉆孔揭露地層厚0.8～50.4m，下伏新近系望樓港組。中更新統(tǒng)沖洪積層（Q2alp）分布于三亞河流、藤橋河流等兩側(cè)，為河流沖洪積，標(biāo)高10～30m；上更新統(tǒng)濱海堆積層（Q3mr）分布于三亞沿海一帶，范圍較廣，為海成二級階地，標(biāo)高8～22 m；全新統(tǒng)濱海堆積層（Q4mr）和沖洪積層（Q4alp）分布于沿海地帶及現(xiàn)代河流兩側(cè)，為海成一級階地，可分成一級階地沙堤沉積（出露標(biāo)高3～13m）、海漫灘沉積（出露標(biāo)高1～3m）以及沖洪積沉積三種成因類型。

根據(jù)鉆孔資料分析，局部山前帶風(fēng)化土厚度大于5.0m，最大厚度超過20.0m，本次把厚度大于5.0 m殘積層區(qū)域劃分為殘坡積層覆蓋區(qū)，厚度小于5.0m區(qū)域劃為基巖區(qū)。第四紀(jì)殘坡積層覆蓋區(qū)按“年代+成因+母巖巖性”劃分，年代分層較困難，統(tǒng)一為“Q”。

2 第四系含水巖組劃分

2.1 含水巖組劃分

從以下四方面進(jìn)行：一是劃分含水巖組；二是劃分地下水類型；三是根據(jù)實際出水量大小進(jìn)行歸并；四是對具有重大供水意義含水巖組單獨劃分。

圖1 三亞地區(qū)第四系地質(zhì)略圖

2.2 特殊層位處理

野外調(diào)查和鉆探發(fā)現(xiàn)研究區(qū)局部山前帶呈不連續(xù)狀分布“基巖殘坡積層孔隙水”，含水層多為砂質(zhì)粘性土、礫質(zhì)粘性土、粘土質(zhì)砂和碎石土等，厚度一般小于10m，水位埋深較深，水量貧乏，不能滿足居民分散供水需求。將殘坡積層孔隙水直接歸并至下部基巖風(fēng)化裂隙水。

2.3 含水巖組劃分標(biāo)準(zhǔn)

結(jié)合鉆孔野外抽水試驗及實驗室對含水巖組的顆粒組成、粉粒含量等分析結(jié)果，對研究區(qū)第四系含水巖組的劃分統(tǒng)一了標(biāo)準(zhǔn)（表1）。

通過野外抽水試驗及實驗室分析結(jié)果，當(dāng)粉粒含量大于20％時，鉆孔出水量很小，易造成井孔堆填，作為相對隔水層。粉粒含量5%～20％細(xì)砂稱為“粉細(xì)砂”，劃為含水巖組。

表1 研究區(qū)第四系含水巖組劃分標(biāo)準(zhǔn)

3 含水巖組空間結(jié)構(gòu)特征

除海灣、潟湖沉積層含水巖組外，其它含水巖組多直接出露地表，部分與下伏含水巖組接觸，部分與隔水巖組接觸。主要接受降雨入滲補(bǔ)給，隨地形側(cè)向徑流排泄于溝谷和陡坎處；垂直入滲補(bǔ)給下部含水巖組（圖2）。

圖2 第四系含水巖組平面分布圖

3.1 濱海堆積層含水巖組

除局部缺失，一般平行海岸線呈條狀分布（圖2）。含水巖組由全新統(tǒng)海相堆積層（Q4mr）和上更新統(tǒng)海相堆積層（Q3mr）組成，巖性主要為細(xì)砂、中粗砂、礫砂等。含水層多出露地表，頂板標(biāo)高-12.88～25.17 m，含水層厚1.50～28.65 m，水位埋深0.15～15.10 m。前緣在紅塘灣、三亞灣、大東海等地帶向南傾斜與海水相接，亞龍灣、海棠灣鎮(zhèn)等地帶向東傾斜與海水相接。三亞河入?？?、榆林港等沿海一帶孔隙潛水出現(xiàn)咸化（圖3 A-A’剖面），礦化度為2.23～6.67 g/L，為微咸-咸水（古艷艷，王沙沙，2020）；出現(xiàn)過量開采地下水、海水入侵跡象。含水層后緣與沖洪積層含水層、花崗巖風(fēng)化裂隙水和碎屑巖風(fēng)化裂隙水相連（圖2）。鉆孔揭露，含水層下伏多為下更新統(tǒng)或新近系望樓港組（N2）。

濱海堆積層含水巖組的富水性為中等，水量豐富區(qū)分布于鐵爐港后海村一帶，水量貧乏區(qū)分布于紅塘灣、榆林港一帶。全新統(tǒng)砂堤含水層富水性較好，地形由高到低含水層厚度增加，富水性變好，同時代海積砂堤富水性要好于海積階地。

3.2 沖洪積層含水巖組

分布于三亞河、田獨河、藤橋河等沿岸兩側(cè)以及濱海堆積平原的后緣地區(qū)（圖2），由全新統(tǒng)沖洪積層（Q4alp）和中更新統(tǒng)沖洪積層（Q2alp）組成，巖性為細(xì)砂、粘土質(zhì)砂等，局部為砂礫層。含水層出露地表，頂板標(biāo)高-1.21～22.00 m，含水層厚度1.75～10.51 m，水位埋深0.56～8.18 m。含水層前緣與全新統(tǒng)、上更新統(tǒng)濱海堆積層孔隙潛水相連，后緣主要與花崗巖風(fēng)化裂隙水相連；鉆孔揭露，含水層下伏多為下更新統(tǒng)或新近系望樓港組地層（圖3B-B’剖面）。

圖3 研究區(qū)水文地質(zhì)剖面圖（剖面位置見圖2）

全新統(tǒng)沖洪積層含水巖組富水性除三亞河、田獨河和藤橋河等局部沿岸富水性較好外，其它地區(qū)均貧水（圖2），由于與河流水力聯(lián)系較為密切，離河岸較近地段富水性較好，距離河岸越遠(yuǎn)，富水性逐漸變差，燒旗溝一帶沖會河沿岸地區(qū)為咸水（圖3 A-A’剖面）；研究區(qū)中更新統(tǒng)沖洪積層含水巖組除荔枝溝一帶富水性中等外，大部分貧水。

3.3 海灣、潟湖沉積層含水巖組

該含水巖組只見于鉆孔，隱伏于中、上更新統(tǒng)和全新統(tǒng)之下，三亞紅塘灣、天涯鎮(zhèn)、鳳凰鎮(zhèn)、海棠灣鎮(zhèn)一帶。含水巖組由下更新統(tǒng)海灣、潟湖沉積層（Q1mcl）組成，巖性為中粗砂、砂礫石、粘土質(zhì)砂等。上部為粘土、粉質(zhì)粘土，構(gòu)成隔水頂板。在檳榔河和紅塘盆地等地帶由于剝蝕作用缺失該含水層。含水層頂板標(biāo)高-8.1～16.53 m，厚度3.0～17.97 m，水位埋深0.03～2.85 m。由于含水層不穩(wěn)定，顆粒、厚度及富水性變化大。多具有微承壓性質(zhì)。富水性較好含水層為中粗砂和粘土質(zhì)砂（圖3 C-C’剖面）。

4 討論

4.1 地下水資源開發(fā)利用與開采潛力

2000年前，當(dāng)?shù)鼐用耖_采地下水為生活供水水源；人工挖掘大口徑磚砌圓井分散開采。2000年后，城鎮(zhèn)使用自來水作為生活供水源，自來水來自研究區(qū)的中小型水庫及河流。當(dāng)前研究區(qū)工業(yè)基礎(chǔ)較薄弱，工業(yè)用水量低。地下水主要供農(nóng)村居民生活生產(chǎn)用水以及種植業(yè)等生產(chǎn)用水。

按富水性分級計算得到研究區(qū)第四系松散巖類孔隙潛水可采資源量8.30×104m3/d。據(jù)現(xiàn)有地下水開采資料統(tǒng)計，松散巖類孔隙潛水開采量2.01×104m3/d，計算地下水潛力系數(shù)為4.13，開采盈余6.29×104m3/d，地下水有一定開采潛力。

4.2 地下水資源開發(fā)利用與保護(hù)建議

（1）在三亞大東海、榆林港等沿海一帶，當(dāng)大量開采地下水，水位大幅度下降時，海水侵入含水層，使地下水咸化（圖3 A-A’剖面）。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，三亞灣一帶地下水多為酒店開采，出現(xiàn)局部地段潛水咸化和咸化范圍擴(kuò)散等問題。建議加強(qiáng)地下水動態(tài)監(jiān)測與研究，建立分層監(jiān)測體系，完善監(jiān)測井網(wǎng)（邱琳，2012）。

（2）本次調(diào)查，紅塘灣斜地、荔枝溝-田獨鎮(zhèn)和海棠灣鎮(zhèn)等地區(qū)新近系松散-半固結(jié)巖類孔隙承壓水的富水性一般為中等（圖3），可進(jìn)一步開展地下水應(yīng)急供水水源地論證。

5 結(jié)論

（1）研究區(qū)第四系含水巖組主要為松散巖類孔隙潛水含水巖組，根據(jù)含水巖組成因劃分為濱海堆積層含水巖組、沖洪積層含水巖組和海灣、潟湖沉積層含水巖組3個亞類。濱海堆積層含水巖組的富水性主要為中等，沖洪積層含水巖組除三亞河、田獨河局部沿岸地區(qū)富水性中等，其余地區(qū)均為貧水，海灣、潟湖沉積層含水巖組由于含水層不穩(wěn)定，其富水性變化大。紅塘灣、榆林港兩側(cè)等地區(qū)第四系含水巖組富水性為貧乏，鐵爐港后海村一帶富水性為豐富，其他地區(qū)富水性為中等。

（2）基于“三亞河入?？凇⒂芰指鄣妊睾Ｒ粠Э紫稘撍霈F(xiàn)咸化，礦化度為2.23～6.67 g/L，為微咸-咸水”；“燒旗溝一帶沖會河沿岸地區(qū)為咸水”；出現(xiàn)過量開采地下水、海水入侵跡象”。需在控制含水層水質(zhì)不變壞，避免海水入侵的環(huán)境條件下，適度作分散零量供水水源開發(fā)利用。

張仲英，劉瑞華，韓中元．1987．海南島沿海的第四紀(jì)地層[J]．熱帶地理，7(1)：54-64．

申立新．1989．瓊北第四紀(jì)地質(zhì)演化特征[J]．石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院學(xué)報，12(2)：183-190．

彭格林．1990．海南島沉積建造特征及大地構(gòu)造問題[J]．大地構(gòu)造與成礦學(xué)，14(4)：293-303．

陳哲培．1998．海南島上新世地層特征及巖石地層單位[J]．中國區(qū)域地質(zhì)，17(4)：423-429．

顏家安．2006．海南島第四紀(jì)古生物及生態(tài)環(huán)境演變[J]．古地理學(xué)報，8(1)：103-115．

石小蒙．2014．瓊北盆地地?zé)崽锾卣骷傲髁?溫度耦合模型研究[D]．江蘇：中國礦業(yè)大學(xué)．

古艷艷，王沙沙．2020．淺析河南省區(qū)域地下水化學(xué)特征及成因[J]．四川地質(zhì)學(xué)報，40(03)：463-466．

邱琳．2012．江蘇南通部分地區(qū)深層地下水咸化成因及對策[J]．人民長江，43(1)：52-54．

Type and Characteristics of Spatial Structure of the Quaternary Aquifers in the Coastal Zone of the Southern Hainan Island

ZHANG Hang-fei1,2,3YU Shao-wen4WANG Xiao-lin3,5WU Duo-yu6WANG Bin6

(1-The 207th Geological Team, BGEEMRSP, Leshan, Sichuan 614000; 2-Zhang Jinyuan Labor Model Innovation Studio, Leshan, Sichuan 614000; 3-Hainan Institute of Geological Survey, Haikou 570206; 4- Wuhan Center, CGS, Wuhan 430205; 5-Hainan Key Laboratory of Marine Geological Resources and Environment, Haikou 570206; 6-Hainan Institute of Comprehensive Geological Survey, Haikou 570206)

The Quaternary aquifers in the coastal zone of the southern Hainan Island are littoral sediment, alluvium andsediments of bays and lagoons. The littoral sediment andalluvium are exposed, while the sediments of bays and lagoons are buried. The littoral sediment is moderately water-rich. The fluvial alluvium of the Sanya River and the Tiandu River is also moderately water-rich. The rest of the alluvial deposits are water-poor. Water content of the sediments of bays and lagoons is unstable. The amount of recoverable water resources in the Quaternary aquifers in the coastal zone of the Southern Hainan Island is 8.30×104m3/d.

coastal zone; Quaternary; spatial structure; water-rich property; southern Hainan Island

P534.63

A

1006-0995（2021）04-0531-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2021.04.001

2021-02-24

中國地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心資助項目“瓊東南經(jīng)濟(jì)規(guī)劃建設(shè)區(qū)1∶5萬環(huán)境地質(zhì)調(diào)查”（編號：DD20160259）

張航飛（1990— ），男，湖北潛江人，碩士，工程師，主要從事海岸帶綜合地質(zhì)調(diào)查領(lǐng)域的工作

吳多譽(yù)（1991— ），男，海南臨高人，工程師，主要從事水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查領(lǐng)域的工作