粉砂注井水文地质条件分析

王岩生

(淮安市地质矿产勘查院，江苏 淮安 223001)

淮安市地处江苏省苏北中部，江淮和黄淮两平原交界处，东邻阜宁、建湖两县。淮安市地下具有丰富盐矿资源,经过多年来开采后，目前形成溶腔，且每年都有增加。为了有效降低岩盐开采带来的潜在地质灾害风险，同时妥善解决盐泥、碱渣处置问题，拟将盐泥、碱渣注入地下溶腔进行深埋处理，防止地质灾害发生(称粉砂注井法)。而在此之前需要对工作区的水文地质条件进行调查及研究，包括研究区内含水层水文地质特征及地下水环境质量现状。

1 研究区地质概况

1.1 地层

根据区域地层资料，研究区属扬子地层区苏北地层分区，区内白垩系、新近系地层最为发育，为一套中、新生代盆地沉积建造，淮安盐盆含矿地层主要赋存于上白垩统浦口组中。研究区内白垩系下统地层未被揭露，白垩系上统地层则十分发育，主要分布在淮安(中)断陷，涟(水)阜(宁)凹陷和金湖—东台凹陷带内。下第三系地层分布在洪泽湖断陷、涟阜凹陷和金湖—东台凹陷带内。上第三系和第四系地层遍布全区。

1.2 构造

淮安凹陷位于洪泽湖—涟阜凹陷带中部，呈北东东向展布。其范围北以淮阴一响水断裂与鲁苏隆起为界，南由几条近东西向的断裂(倪湖庄—平桥、秦墩—老西庄、余庄—老西庄等断裂)组成断阶带与建湖隆起相接，西隔淮阴—秦墩凸起与洪泽湖断陷相望，东部界线不明，可能通过涟水、苏家嘴一带水下隆起(低凸起)与涟、阜凹陷相连，面积约850 km2。在晚白垩世沉积了巨厚的浦口组和赤山组，燕山运动末期上升遭剥蚀，至喜山运动晚期接受上第三系和第四系的沉积。

研究区位于淮安凹陷东南部，根据钻孔及物探资料揭示的地层变化表明地层为单斜构造，地层倾角3°～10°，倾向近北。

2 研究区水文地质特征

根据含水层赋存条件及岩性组合，研究区地下水有两种类型：第四系与上第三系松散层孔隙水。孔隙水含水介质为松散层(砂性土)，据层组组合关系、埋藏条件、富水程度分为五大含水层(表1)。现分述如下：(1)潜水含水层：含水层为上更新统、全新统孔隙潜水，主要靠大气降水入渗补给，排泄以蒸发为主，少量人工开采；水位动态变化与降雨、灌溉以及盐河水位关系密切，全年水位变化幅度0.6～1.7 m；研究区内整体径流方向为东偏南。(2)第Ⅰ承压含水层：主要靠侧向径流补给，排泄以人工开采为主，与地下水开采量的季节性变化有较密切的关系；一般6～9月为地下水开采的最高峰，地下水水位较明显低于其他月份；研究区内整体径流方向为东偏南。(3)第Ⅱ承压含水层：主要靠侧向径流补给，排泄以人工开采为主，研究区内整体径流方向为南偏东。(4)第Ⅲ承压含水层：主要靠侧向径流补给，排泄以人工开采为主，研究区内整体径流方向为东偏北后转向东偏南。(5)第Ⅳ承压含水层：主要靠侧向径流补给，排泄以侧向径流为主，其次为人工开采，研究区内整体径流方向为南偏西。

3 地下水水质现状及评价

本次监测结果评价采用的标准为《地下水质量标准》(GB/T 14848—93)。采用该标准并结合单因子标准指数法对监测点水样进行评价，评价结果见表2。

由表2结果可知：

(1)研究区内地下水中超标因子分别为：氯化物、铁、锰、高锰酸盐指数、亚硝酸盐及氨氮；其中锰的污染范围最广，在潜水及Ⅲ、Ⅳ承压水中均有分布；而在Ⅰ承压水中亚硝酸盐及氨氮的污染程度最严重，分别超出标准值的278.50倍、127.55倍。

表1 研究区含水层水文地质特征

表2 研究区地下水水质现状评价结果

注：QS1、YC2、SC4、SIC2等为该含水层对应的取水样钻孔编号；表中数字有下划线的表明该数值超出了标准值。

(2)根据对比，潜水、各承压含水层间水质污染程度也存在明显不同：①锰、氯化物在潜水中的污染程度要高于承压水；②Ⅲ、Ⅳ承压水中除了锰稍有超标外，其余监测因子都符合标准，而潜水及Ⅰ承压水中所有监测因子都存在超标现象。

4 地下水污染监测措施

根据《地下水环境监测技术规范》(HJ/T164—2004)的要求及地下水布设原则，结合现有的地下水井布置，在注井群周边设置长期监测井，监测主要因子为氯化物、铁、锰、高锰酸盐指数、亚硝酸盐及氨氮等。监测层位包括潜水和Ⅰ～Ⅳ承压水，监测结果因根据地下水流向进行上、下游同步对比。

5 结论

通过对研究区的调查，查清了淮安市淮安区粉砂注井区段水文地质条件，总结如下：

(1)研究区含水层可分为：上更新统潜水含水层，中、下更新统第Ⅰ、第Ⅱ孔隙承压含水层及第三系第Ⅲ、第Ⅳ承压含水层，各含水层渗透系数值为2.01～2.89 m/d，较为均匀；潜水含水层、第Ⅰ孔隙承压含水层地下水流向为东偏南，第Ⅱ承压含水层径流方向为南偏东，第Ⅲ承压含水层径流方向为东偏北后转向东偏南，第Ⅳ承压含水层径流方向为南偏西。

(2)研究区内地下水中超标因子分别为：氯化物、铁、锰、高锰酸盐指数、亚硝酸盐及氨氮；其中锰的污染范围最广，在潜水及Ⅲ、Ⅳ承压水中均有分布；而在Ⅰ承压水中亚硝酸盐及氨氮的污染程度最严重，分别超出标准值的278.50倍、127.55倍。

(3)根据对比，潜水、各承压含水层间水质污染程度也存在明显不同：①锰、氯化物在潜水中的污染程度要高于承压水；②Ⅲ、Ⅳ承压水中除了锰稍有超标外，其余监测因子都符合标准，而潜水及Ⅰ承压水中所有监测因子都存在超标现象。