环孤山地区地下水C r6+异常初步分析

卢莉莉

(山西省运城水文水资源勘测分局，山西 运城 044000)

环孤山地区地下水C r6+异常初步分析

卢莉莉

(山西省运城水文水资源勘测分局，山西 运城 044000)

本文通过对环孤山地区地下水C r6+分布规律及成因探讨,确认地下水C r6+异常是自然的水文地质条件所致,并详细揭示了环孤山地区地下水C r6+异常的形成机理,为地下水资源保护提供技术依据。

地下水;C r6+;异常

孤山，又称孤嶂山，海拔1411m，位于山西省万荣县中南部，近年来运城市水环境监测中心先后对环孤山地区地下水做了8个批次采样分析，其中地下水样60多个，发现整个环孤山地区C r6+含量在不同程度上超标，本文根据专项水文地质调查成果，对环孤山地区的地下水C r6+异常情况进行分析评价。

1 环孤山地区区域水文地质条件

1.1 环孤山地区的地层成因及其特征

在整个环孤山地区，大部分松散沉积物为风成黄土。在大的区域范围内，风化沉积的现代地形地貌对古地形地貌有着一定的继承性，现代地形高的地方多为古山岭，现代地势低的地方多为古沟谷(冲刷沟除外)，黄土层依然包含有花岗岩粉化、风化的碎屑物质。在巨厚黄土层的覆盖下是燕山期火成岩—花岗岩侵入体，孤山为未被覆盖而裸露的中深成花岗岩侵入体。

1.2 地下水赋存条件

(1)松散沉积层的成分特征。孤山岩石系燕山期花岗岩侵入体，石英含量在50% ～80%左右。根据对孤山花岗岩进行的成分分析，新鲜岩石的C r6+含量在0.015%～0.016%，半风化的花岗岩的C r6+含量在0.013%～0.014%。因此，整个环孤山地区的黄土中必然含有大量的C r6+。巨厚黄土层下的花岗岩比黄土覆盖层更是富含C r6+，黄土层及覆盖下的古基岩风化带赋存着更容易被溶解的C r6+元素。

(2)含水层的成因特征。在环孤山地区，除孤山外其余地区几乎全部风成黄土堆积层，其间夹杂有厚度不等、层数不一的沙层。黄土为外来的风成沉积，沙层为与孤山上相似的花岗岩风化残留的石英、长石沙层，构成该区域含水层的主体。

(3)含水层水平分布的一般特征。含水层的厚度在靠近山前地带为颗粒粗而厚，现代和远古时期的山顶地区为最薄，比如黄土区最高的冯村钻探深度530m，钻探至花岗岩基岩，只有厚度为1.5m的细粉沙，沿古河道的流向方向厚度变薄，构成含水层的沙子粒度也逐渐变细，在现代的地形地貌上表现为地势相对低的洼地，在这些地区经常出现被当地称之为“流海缝”的湿陷性地裂缝，比如高村乡薛店一带，里望乡的里望—西平原一带。

(4)隔水层的基本特征及人工开采条件下的含水层之间的联系。由于巨厚的黄土层系风成沉积，在各含水层这间没有稳定的隔水层，各含水层之间存在普遍的越流补给，在自然状态下，垂直方向上各含水层的水位高度一致，在人工开采过程中，抽水层地下水位发生下降，形成降落漏斗，而非抽水层由于自然水位高于抽水层，必然发生对抽水含水层的越流补给。在降落漏斗的范围内，上下所有的含水层都会不同程度的发生水力联系，开采任何一层或多层地下水，上、下含水层的地下水都会以越流补给的方式，进入到抽水的含水层而被抽出，抽水量越大，降深越大，降落漏斗的影响范围越大，其他含水层的地下水，尤其是深层的高C r6+地下水参加人工循环而被抽出的比例就越大。

1.3 地下水补给、径流及排泄条件

(1)地下水的补给。地下水直接或间接地来自大气降水。在松散沉积的黄土覆盖区，地下水的补给一般有2个方向，一个是地下水位高的地方向地下水位的侧向渗透补给，一个是大气降水入渗的垂直补给;在分水领地区，一般以垂直入渗补给为主;在山前地带，以侧向补给为主;在地势低洼的地带也存在着地表洪水的下渗透补给;在山前地带，除接受大气降水的垂直补给之外，还接受山上基岩裂隙水的侧向补给。

(2)地下水的径流。一般而言，在山前地带含水层的渗透性为最好，以地势高而被黄土覆盖的古山岭地带，地下水的渗透性为最差，在地势相对低的地区含水层的渗透性居于中间，一般当地人称之为“流海缝”的湿陷性地裂缝多发生于这些地带。这些地带的地下水侧向补给条件相对较好;由于现代地形、地貌对古地形地貌的继承性，在环孤山地区、近山前地带，地下水的流向以顺势下流，平面上成辐射状。以冯村—高村—万泉、乌苏为分水岭，以南地区的地下水向南侧向渗透补给，最终排向涑水河方向;以北地区向北侧向渗透补给，最终排向汾河方向。

(3)地下水的排泄。一般来说，在水位小于30m的地区，一般毛细蒸发作用强烈，具有蒸发排泄的特点。盐碱地就是典型的蒸发排泄区，高矿化度、高氟地区也是蒸发排泄区之一。

1.4 地下水动态特征

在广袤的第四系黄土覆盖地区，地下水的主要补给来源为大气降水，根据已知的调查资料，临猗、万荣、翟店、汉薛地下水位处于持续下降的趋势。在人口密度比较大的地区，普遍存在地下水位持续下降、开采量大的地方降速快的规律。

2 环孤山地区区域C r6+分布特征分析

2.1 区域分布特征

在整个的环孤山地区，除山前地带的强补给径流区之外，都在不同程度上含有C r6+。从地下水的补给特征上来看，在自然状态下，上层水，是大气降水经过包气带垂直下降，因此其矿化度低，C r6+也低。而下层水，补给途径远，水与赋存环境里的黄土、岩石风化物作用时间长，矿化度比较高，C r6+含量也比较高。越向下的含水层径流条件越差，地下水与赋存环境的物质作用越充分，C r6+离子就越高。

根据分析资料，环孤山地区有3个相对孤立的C r6+高异常区。分别是:临猗(0.075m g/L)、汉薛(0.13m g/L)、万荣(0.09～0.15m g/L)、翟店(0.18、0.15、0.13m g/L)。从更大的范围—运城盆地来看，整个运城盆地都是高铬地下水分布区。

2.2 农业间歇性浇灌与地下水的C r6+含量变化特征

在环孤山地区，抽出地下水的C r6+含量与区域性的农业浇灌关系密切。对翟西村水井连续取样3次，第1次分析结果C r6+为0.18m g/L，5h后在原取样位置进行第2次取样立即分析，C r6+含量降低为0.15m g/L。为再次确认数据，2h后又立即再次取样，分析结果为0.13m g/L，采样是在同一位置，但C r6+的确在如此短的时间序列上发生了比较大的变化。

在第1次取样之前，整个区域未有降水过程，连续干旱，整个公路旁、田间的抽水井都在连续性大面积地抽水浇地。第1次取样之前在环孤山地区有2次降水量比较大的降水过程，取样时发现大多田间的浇地井停止而无法进行采样工作。从以上数据中可以得出如下的分析结论:水井停止开采地下水之后，区域水位恢复，由于同一含水层之间的水力联系大于其他高C r6+的含水层，导致抽出的地下水C r6+含量逐渐降低。

3 环孤山地区地下水C r6+异常影响因素分析

3.1 地下水赋存条件的影响

孤山的花岗岩中含有0.015%～0.016%的C r6+，风化、半风化、未风化的岩石中的C r6+是地下水含C r6+的基础因素。从赋存条件而言，循环、径流不畅的地区，地下水与各种风化、半风化、未风化的矿物作用充分，必然形成高C r6+地下水分布区。在垂直方向上:越向下含水层中的地下水储留时间就越长，C r6+含量就越高;越向上含水层以大气降水垂直入渗补给，C r6+含量低，甚至难以检到C r6+离子。

3.2 地下水开采量的影响

根据前面的叙述可知，在自然条件下，深层水径流极其缓慢甚至是滞留的地下水，也是C r6+含量非常高的地下水。因为松散沉积层没有稳定的隔水层而是处于同一个地下水位面，当开采量过大时，深层高C r6+地下水通过越流补给参与人工条件下动态的地下水循环而显现出来。深层地下水参与循环的量越大，其抽出的地下水中的C r6+含量就越高。地下水的C r6+含量的分布，与人工抽水所形成的降落漏斗是一致的。

汉薛镇、南景水井深450～500m左右，2村地下水开采强度相对比较大，地下水C r6+明显高出周边的其他地区。受水文地质条件影响，在如此高的C r6+背景条件下，在任何一个位置，只要是抽量大、持续时间长的地区，必然显现出地下水高C r6+的结果。在区域的范围内，C r6+含量低的地方不代表地下水的C r6+含量低，只是地下水循环的开采强度低而未显现出来，在高强度的普遍性抽水时段，抽出的地下水C r6+含量就高。

4 结论

整个环孤山地区都为高C r6+地下水分布区，其成因是自然的水文地质条件所致;孤山花岗岩的C r6+含量是0.013%～0.016%，是地下水中C r6+离子的唯一来源;地下水的C r6+含量与地下水开采关系密切，凡是地下水开采量大的地区，深层富含C r6+的地下水参与循环，随着开采量的增加，C r6+的含量上升。

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P 641.76

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1008-1305(2016)05-0037-03

10.3969/j.issn.1008-1305.2016.05.015

2016-03-23

卢莉莉(1977年—)，女，工程师。