华南西部火山岛地区滨海浅层地下水的水质现状研究

引用本文

甘华阳, 林进清, 夏真, 何海军, 路剑飞, 黄向青, 张顺枝. 华南西部火山岛地区滨海浅层地下水的水质现状研究[J].中国地质调查, 2017,4(4): 80-87.
GAN Huayang, LIN Jinqing, XIA Zhen, HE Haijun, LU Jianfei, HUANG Xiangqing, ZHANG Shunzhi. Study on current state of shallow underground water quality along shoreline of volcanic islands in western South China[J].Geological Survey of China, 2017,4(4): 80-87. 复制到剪切板

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华南西部火山岛地区滨海浅层地下水的水质现状研究

甘华阳, 林进清, 夏真, 何海军, 路剑飞, 黄向青, 张顺枝

广州海洋地质调查局,广州 510760

第一作者简介: 甘华阳(1979—),男,博士,高级工程师,主要从事海洋环境地质方面的研究。Email: ghuayang@126.com。

收稿日期: 2016-11-14

基金资助: 中国地质调查局“华南西部滨海湿地地质调查与生态环境评价(编号: 1212010914020)”项目资助

摘要

雷州半岛与海南岛一峡相隔,气候和地质环境相似。近年来,随着经济社会的快速发展,沿海地下水抽用频繁,发展和环境的矛盾日益突出。为了解滨海地区地下水的分布、变化及其与环境的关系,在雷州半岛和海南岛滨海地区进行了浅层地下水井钻凿和地下水潮周期化学连续取样及实验测试。对数据的分析与评价结果表明: 全部监测井为Na-Cl型,除个别监测井外,大多数监测井浅层地下水的溶解性固体总量(total amount of dissolved solids,TDS)和氯离子、硫酸盐、钠离子等含量较高,其中TDS和氯离子含量最高,分别接近39.00 g/L和20.00 g/L,取样时段内波动较大,类型以偏酸性重碳酸盐为主转为以偏碱性钠离子和氯化物为主; 受制于地质环境条件,地下水自我调节能力以“一般”和“弱”居多,水质为IV—V级,且不随测次而变化,表明至少在短期内不会改变。滨海地区浅层地下水水质既与地质环境条件关系密切,也与人类活动有关,还可能受到深层承压古海水释放的影响。影响地下水水质的因素较为复杂,需要进一步加强综合研究和监测。

关键词: 滨海地区; 地下水; 海水入侵; 水质

中图分类号:P641.3 文献标志码:A 文章编号:2095-8706(2017)04-0080-08 doi: 10.19388/j.zgdzdc.2017.04.11

Study on current state of shallow underground water quality along shoreline of volcanic islands in western South China

GAN Huayang, LIN Jinqing, XIA Zhen, HE Haijun, LU Jianfei, HUANG Xiangqing, ZHANG Shunzhi

Guangzhou Marines Geological Survey, Guangzhou 510760, China

Abstract

Separated by Qiongzhou Strait, Leizhou Peninsula and Hainan Island have similar climate and geological environment. Recently,with the quick development of economy and society, the extract and usage of underground water is becoming frequent and the problems of development against environment protection have become prominent. In order to understand the distribution, variation of underground water and the link between distribution, variation and environment, the authors drilled shallow underground monitoring wells, and then sampled and analyzed the samples in laboratory along Leizhou Peninsula and Hainan Island shorelines. The analysis results show that beside few wells, the concentration of total amount of dissolved solids (TDS) and the main ions (Cl^-, SO42- and Na⁺) in underground water are at high level. TDS and Cl^- have maximum concentration nearly to 39.00 g/L and 20.00 g/L respectively, and also are featured with relatively frequent vibration, revealing that the type of underground water changed from weak acidic and bicarbonate to Cl^- types and are related with tidal cycles. Constrained by geological environment, the resilience of shallow underground in most wells falls into average or weak grade and the water quality is IV-V types, which will not change at least in shortterm. Therefore, the underground water quality has close relationship with geological environment and human activities, and it is probably affected by the release of deep ancient seawater. The influence factors of the underground water quality are complicated, so more attention should be paid to the further monitoring and research.

Keyword: shoreline zone; underground water; seawater intrusion; water quality

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0 引言

地下水是环境地质领域中的一项重要研究内容。前人在我国陆区和沿海地区做了大量调查分析工作, 探讨了不同地质环境下地下水的流动、交换和污染等特征, 论述了近年来工作的主要进展^{[1, 2, 3, 4]}。华南雷州半岛与海南岛隔海相望, 为第四纪火山喷发而形成, 属热带— 亚热带海洋性季风气候, 全年暖热、雨量不均、风力较大、蒸发强烈。雷州半岛处于水资源相对缺乏的历史性干旱地区; 海南岛北部和东部地区为气候湿润区, 南部和西北部地区为半湿润和半干旱区, 两者地下水的贮存受地质条件影响很大, 陆区以基岩裂隙水为主, 滨海平原以孔隙潜水为主, 潜水和孔隙承压水基本上呈现环岛分布^{[5, 6, 7]}。由于地下水抽取强度较大, 在雷州半岛东北部的湛江市形成了降落漏斗。海南岛北部因经济发达、人口密集、地下水超采, 致使降落漏斗加大; 南部火山岩台地区地下水埋深浅, 水井在枯季会出现干化; 西北部地下水采取量逐年加大、水位下降。总体来说, 水资源短缺问题均比较突出。调查研究结果表明, 形成于第四纪冲积和海冲积的华南西部滨海平原地势低缓、水力交换较弱、地层岩性松散、岸坡较陡、海水渗透性较强。由于近年来滨海地带养殖业快速发展, 缺乏科学规划和引导, 大量抽取地下水导致水位下降, 出现了海水侵入的问题^{[8, 9, 10]}。鉴于此, 中国地质调查局实施“ 华南西部滨海湿地地质调查与生态环境评价我国重点海岸带滨海环境地质调查与评价” 项目, 在吸收、借鉴前人的一些成功经验基础上, 在雷州半岛东部和海南岛沿岸布设了地下水监测井, 并进行了钻凿、取样及监测, 旨在为华南西部滨海湿地生态地质环境评价提供基本依据, 也为今后的进一步研究打下基础^{[11, 12, 13, 14]}。

1 调查研究方法

1.1 监测井位置分布和钻凿基本方法

1.1.1 监测井地理位置分布

调查监测井基本上环雷州半岛东部和环海南岛滨海地区分布(图1)。

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	图1 调查区监测井地理位置分布Fig.1 Geographic location distribution of monitoring wells in the study area

监测井点地理位置分布既要考虑经济发达地区, 同时也要兼顾主要海洋功能规划岸段。监测井点位置处于潮汐高潮线以上, 钻孔设计孔深平均为20~41 m, 针对不同地质环境条件具有一定代表性。

1.1.2 钻凿基本方法

钻凿施工采用回次、全孔取芯钻进, 成井流程包括钻进、扩孔、清孔、下管、投砾和止水, 以及其后的洗井和保护装置安装。为防止地表水下渗, 在距离井口3~5 m的范围内向井管和孔壁之间投入黏土球, 形成黏土止水层。

1.2 浅层地下水监测井取样方法

自北向南、自东向西, 逐年、逐区完成浅层地下水钻井采样工作, 取样时段为每年的6— 8月(表1)。样品通过潜水泵泵取到地面后, 装入清洁塑料容器, 并经0.45 μ m滤膜过滤送至实验室。取样在大潮期和小潮期各选择1 d进行, 持续时间26 h, 每隔1 h取样一次, 单次取样量不低于5 L^{[11, 12, 13, 14]}。

表1 调查区浅层地下水监测井位置及取样情况 Tab.1 Location and sampling information of monitoring wells for shallow underground water in the study area

1.3 样品测试及质量控制

所有测试项目均要求在1 d内完成样品测试分析。质量控制依据《地质矿产实验室测试质量管理规范》DZ/T 0130.6— 2006执行。在准确度控制方面, 插入的国家标准物质分析结果合格率为100%, 主要阴离子和阳离子、总碱度、总硬度标准值在3.00~188.00 mg/L之间, 不确定值控制在± 0.08~± 5.00 mg/L之间, 加标回收测定的合格率为100%; 在精密度方面, 测试结果相对误差绝大部分控制在0~5%, 极少数在6%~8%之间, 满足≤ 10%的技术要求(图2)。精密度控制抽取的样品重复分析结果均符合要求, 相对偏差的合格率为 100%^[12]。分析质量达到规范要求, 实验测试数据准确可靠。

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	图2 海南岛东北部监测井样品实验分析相对偏差控制范围Fig.2 Relative deviation control range for laboratory analysis of the samples of northeastern monitoring wells in Hainan Island

2 地下水要素分布和水质状况

2.1 地下水化学类型和TDS

由于区域地下水水质问题广受关注, 本文依据以上实验测试数据, 集中分析了溶解性固体总量(total amount of dissolved solids, TDS)和主要离子含量分布和变化特征。

由于地势平缓, 水力梯度小, 沉积物透水性一般较好。分析结果显示, 监测井化学类型均为Na-Cl型, 表明受到不同程度的海水侵染^{[11, 12, 13, 14]}。雷州半岛J₁监测井的TDS最高, J₃监测井次之, J₂监测井因临近南渡江出海口, 受到河水渗透和阻挡, TDS最低。J₁监测井TDS为6.33~7.53 g/L, 平均为6.97 g/L; J₂监测井为2.88~5.11 g/L, 平均为1.86 g/L; J₃监测井为2.13~8.12 g/L, 平均为5.70 g/L。

海南岛东北部QZ₁监测井TDS为0.87~2.10 g/L, 平均为1.71g/L; QZ₃为2.21~6.84 g/L, 平均为4.03 g/L; QZ₄为4.35~4.95 g/L, 平均为4.60 g/L。南部QZ₂监测井为34.00~38.60 g/L, 平均为35.70 g/L; QZ₃为0.38~0.53 g/L, 平均为0.42 g/L; QZ₅为31.30~35.60 g/L, 平均为33.26 g/L。西北部QZ₁监测井为25.50~27.40 g/L, 平均为26.54 g/L; QZ₂为20.40~26.90 g/L, 平均为21.88 g/L; QZ₃为1.27~1.84 g/L, 平均为1.56 g/L; QZ₄为22.70~25.90 g/L, 平均为24.40 g/L。可以看出, 除少数外, 大部分监测井地下水TDS偏高, 特别是海南岛南部和西北部; 而海南岛东北部则与雷州半岛东部的TDS大致相近。

2.2 主要离子含量特征

雷州半岛东部滨海地区监测井地下水部分主要阳离子Na⁺平均含量为0.44~1.63 g/L, 阴离子Cl^-平均含量为0.95~3.81 g/L, S $\begin{matrix} O_{4}^{2 -} \end{matrix}$ 平均含量为0.14~0.63 g/L。阳离子之间相关性较好, 均随海水进退而波动^[15]。从统计结果看, 中值与平均值接近, 说明数据具有连续性和代表性。偏态以负偏略居多, 几乎均为负峰值, 显示数据多偏向高值区(表2)。

表2 雷州半岛东部滨海地区地下水主要阳离子和阴离子含量统计 Tab.2 Concentration of main cations and anions of underground water along eastern Leizhou Peninsula shorelines

监测井	Na⁺含量/(g· L^-1)			Na⁺ 偏态	Na⁺ 峰态	Cl^-含量/(g· L^-1)			Cl^- 偏态	Cl^- 峰态	S $\begin{matrix} O_{4}^{2 -} \end{matrix}$ 含量/(g· L^-1)			S $\begin{matrix} O_{4}^{2 -} \end{matrix}$ 偏态	S $\begin{matrix} O_{4}^{2 -} \end{matrix}$ 峰态
监测井	最低			最高	Na⁺ 峰态		平均		Cl^- 偏态	最低	最高	平均	最低	最高	平均
J₁	1.37	1.61	1.52	-0.48	0.08	3.58	4.07	3.81	0.33	0.24	0.35	0.91	0.63	0.22	-1.54
J₂	0.09	0.73	0.44	-0.10	-0.70	0.18	1.48	0.95	-0.31	-0.46	0.04	0.29	0.14	0.33	-0.88
J₃	0.60	2.34	1.63	-0.65	-0.78	1.15	4.56	3.20	-0.70	-0.78	0.14	0.61	0.41	-0.33	-0.82

表2 雷州半岛东部滨海地区地下水主要阳离子和阴离子含量统计 Tab.2 Concentration of main cations and anions of underground water along eastern Leizhou Peninsula shorelines

海南岛东北部滨海地区监测井地下水Na⁺平均含量为0.46~1.24 g/L, Cl^-平均含量为0.73~2.38 g/L, S $\begin{matrix} O_{4}^{2 -} \end{matrix}$ 平均含量为0.22~0.35 g/L。正、负偏态均有, 少数接近于零偏, 正、负峰态几乎各半(表3)。总体显示, 阳离子和阴离子含量明显受到海水侵染, 具有变化大、相关性随潮期而变化的特征^{[16, 17]}。

表3 海南岛东北部滨海地区地下水主要阳离子和阴离子含量统计 Tab.3 Concentration of main cations and anions of underground water along northeastern Hainan Island shorelines

监测井	Na⁺含量/(g· L^-1)			Na⁺ 偏态	Na⁺ 峰态	Cl^-含量/(g· L^-1)			Cl^- 偏态	Cl^- 峰态	S $\begin{matrix} O_{4}^{2 -} \end{matrix}$ 含量/(g· L^-1)			S $\begin{matrix} O_{4}^{2 -} \end{matrix}$ 偏态	S $\begin{matrix} O_{4}^{2 -} \end{matrix}$ 峰态
监测井	最低			最高	Na⁺ 峰态		平均		Cl^- 偏态	最低	最高	平均	最低	最高	平均
QZ₁	0.20	0.59	0.46	-1.55	2.42	0.25	0.94	0.73	-1.68	2.65	0.16	0.27	0.22	-0.29	-1.11
QZ₃	0.60	1.95	1.14	0.25	0.18	2.20	2.56	2.38	0.06	-0.10	0.32	0.38	0.35	-0.78	-0.30
QZ₄	1.15	1.34	1.24	0.07	-0.92	1.11	3.77	2.15	0.29	0.53	0.17	0.53	0.32	0.14	0.27

表3 海南岛东北部滨海地区地下水主要阳离子和阴离子含量统计 Tab.3 Concentration of main cations and anions of underground water along northeastern Hainan Island shorelines

海南岛南部滨海地区除了QZ₃监测井, Na⁺平均含量为10.66~11.25 g/L, Cl^-和S $\begin{matrix} O_{4}^{2 -} \end{matrix}$ 平均含量分别为17.71~18.84 g/L和2.44~2.59 g/L。由于水力梯度较大, 测井岩层板结, 透水性较差, QZ₃监测井受到海水影响很小, 介于淡水— 微咸水类, 离子含量低下, Na⁺、Cl^-和S $\begin{matrix} O_{4}^{2 -} \end{matrix}$ 平均含量依次为0.08 g/L、0.10 g/L和0.04 g/L。监测井以正偏和正峰值占优势, 总体来看数据分布不均(表4)。

表4 海南岛南部滨海地区地下水主要阳离子和阴离子含量统计 Tab.4 Concentration of main cations and anions of underground water along southern Hainan shorelines

监测井	Na⁺含量/(g· L^-1)			Na⁺ 偏态	Na⁺ 峰态	Cl^-含量/(g· L^-1)			Cl^- 偏态	Cl^- 峰态	S $\begin{matrix} O_{4}^{2 -} \end{matrix}$ 含量/(g· L^-1)			S $\begin{matrix} O_{4}^{2 -} \end{matrix}$ 偏态	S $\begin{matrix} O_{4}^{2 -} \end{matrix}$ 峰态
监测井	最低			最高	Na⁺ 峰态		平均		Cl^- 偏态	最低	最高	平均	最低	最高	平均
QZ₂	10.90	11.90	11.25	0.64	0.36	18.40	19.80	18.84	1.01	0.86	2.40	2.78	2.59	0.15	0.05
QZ₃	0.07	0.12	0.08	2.55	7.48	0.08	0.14	0.10	2.12	6.02	0.04	0.05	0.04	2.13	7.05
QZ₅	10.20	11.60	10.66	0.95	1.00	18.00	19.10	17.71	-6.77	4.79	2.32	2.58	2.44	0.32	-0.47

表4 海南岛南部滨海地区地下水主要阳离子和阴离子含量统计 Tab.4 Concentration of main cations and anions of underground water along southern Hainan shorelines

海南岛西北部滨海地区QZ₃监测井为淡水— 微咸水类, 离子含量低, Na⁺平均含量为0.19 g/L, Cl^-平均含量为 0.84 g/L, S $\begin{matrix} O_{4}^{2 -} \end{matrix}$ 平均含量为0.08 g/L。其他监测井离子含量居高不下, Na⁺平均含量为6.82~8.10 g/L, Cl^-平均含量为11.87~14.53 g/L, S $\begin{matrix} O_{4}^{2 -} \end{matrix}$ 平均含量为1.68~2.19 g/L, 详细数据见表5。偏态以负偏居多, 峰态则正、负均有。

表5 海南岛西北部滨海地区地下水主要离子的含量统计 Tab.5 Concentration of main cations and anions of underground water along northwestern Hainan Island shorelines

监测井	Na⁺含量/(g· L^-1)			Na⁺ 偏态	Na⁺ 峰态	Cl^-含量/(g· L^-1)			Cl^- 偏态	Cl^- 峰态	S $\begin{matrix} O_{4}^{2 -} \end{matrix}$ 含量/(g· L^-1)			S $\begin{matrix} O_{4}^{2 -} \end{matrix}$ 偏态	S $\begin{matrix} O_{4}^{2 -} \end{matrix}$ 峰态
监测井	最低			最高	Na⁺ 峰态		平均		Cl^- 偏态	最低	最高	平均	最低	最高	平均
QZ₁	7.58	8.55	8.10	-0.21	-0.91	14.20	15.20	14.53	0.60	1.29	1.98	2.37	2.19	-0.01	-1.65
QZ₂	6.21	8.30	6.82	1.28	3.73	11.10	14.20	11.87	1.01	2.20	1.57	2.12	1.68	4.01	24.05
QZ₃	0.14	0.24	0.19	0.11	0.16	0.65	1.05	0.84	-0.10	-0.65	0.07	0.10	0.08	0.33	0.27
QZ₄	7.02	8.18	7.49	0.28	-0.60	12.50	14.00	13.40	-0.16	-0.57	1.75	2.07	1.87	0.45	-0.48

表5 海南岛西北部滨海地区地下水主要离子的含量统计 Tab.5 Concentration of main cations and anions of underground water along northwestern Hainan Island shorelines

综上所述, 地下水各要素含量差异较大, 与本区环境关系密切, 主要离子以海南岛南部和西北部含量更高, 以偏态和峰态表征的统计分布形态变化多样。通过综合对比还可以看出, TDS高的监测井其离子含量同样偏高, 两者之间关系密切。

2.3 盐碱化指标

海水进退使得盐碱化指标(salinization rate, SAR)在潮周期内有所波动, 但表征总体强度的平均值仍然保持在较高水平。雷州半岛东部监测井平均SAR为8~20, 海南岛监测井平均SAR为3~62。根据滨海地区盐碱化划分标准, SAR< 2为轻微, 2< SAR< 4为一般, 4< SAR< 10为较强, SAR> 10为强。统计结果表明, 监测井含水层盐碱化程度风险为“ 一般” — “ 强” (表6), 但以“ 强” 居多(占比达69%)。SAR数据正偏、负偏均有, 负峰态居多。

表 6 雷州半岛和海南岛滨海地区地下水盐碱化指标统计 Tab.6 SAR indicators of underground water along Leizhou Peninsula and Hainan Island shorelines

2.4 地下水水质

依据我国地下水质量标准(GB/T 14848— 93), 参与地下水质量评价的因子有氯化物、硫酸盐、总溶解固体和pH值。地下水质量等级划分结果显示, IV级占30.8%, V级占69.2%, 可见大部分水质为差(表7)。IV级为适用于农业和部分工业的用水, 经适当处理后可作为生活饮用水; V级为不宜饮用, 需要根据使用目的来选用。根据该标准的F_i水质综合评分法, 取样时段水质综合系数随时波动, 但基本上维持水质类型, 说明短期内水质状况难以改变。

表7 调查区监测井地下水水质等级 Tab.7 Underground water quality grades of monitoring wells in the study area

2.5 地下水阳离子置换效应

从钙元素地球化学分布背景来看, 调查区及其陆区属于华南低钙地区, 华南西部陆区地下水钙离子含量一般不到50 mg/L^{[18, 19]}。但滨海地区地下水由于受到海水侵染, 钙离子含量均比较高。受到不同性质的淡水与海水相互作用, 监测井的钙离子含量变化较大, 一些监测井相对变化幅度最大可达20.0%^{[11, 12, 13, 14]}。值得关注的是, 一些监测井钙离子高度富集, 例如雷州半岛J₁监测井、海南岛南部QZ₂监测井, 其钙离子平均含量接近或者超过海水平均值, 或某时段的钙离子含量超过海水平均值, 最高分别达到748 mg/L或623 mg/L, 说明含水介质存在明显的钙离子交换(表8)。在海水侵入路径上发生明显的水-岩作用, 大量含钙矿物和黏土矿物颗粒表面的钙离子被置换出来进入地下水, 增加了地下水的硬度, 成为水质恶化的原因之一。

表8 调查区部分监测井地下水钙离子含量 Tab.8 Ca²⁺ concentration of underground water in some monitoring wells of the study area

3 地下水的自我调节力

地下水质量评价各要素的潮周期变化呈波动态势, 因各要素的性质不同, 含量差异大, 故以无量纲的标准差/平均值来表示相对波动程度。雷州半岛监测井主要阴离子Cl^-、S $\begin{matrix} O_{4}^{2 -} \end{matrix}$ 和HC $\begin{matrix} O_{3}^{-} \end{matrix}$ 的相对振幅为2.5%~124.8%, 海南岛为1.4%~55.2%。Cl^-作为典型的保守型阴离子, 其相对振幅可表示在背景水平上的地下水总体自我调节能力, 即依靠波动或震荡来实现要素含量阶段性降低或淡化的能力。通过分析可以看出, 雷州半岛东部监测井的Cl^-相对振幅为2.5%~31.3%, 海南岛的Cl^-相对振幅为1.4%~24.6%。若以≤ 10%、10%~20%和≥ 2 0%分别划分为“ 弱” 、“ 一般” 、“ 较强” 等级, 调查区“ 弱” — “ 较强” 等级均有出现, 偏北的雷州半岛和海南岛东北部监测井以“ 较强” 居多, 而海南岛南部和西北部监测井则以“ 一般” 和“ 弱” 居多(表9)。这与风化程度、水位、坡度及孔隙比等地质条件有关^[20]。

表9 调查区监测井地下水主要阴离子波动的相对振幅 Tab.9 Relative oscillation amplitude of main anions of underground water in monitoring wells of the study area

调查区	监测井	相对振幅/%			自我调节力
调查区	监测井	Cl^-		S $\begin{matrix} O_{4}^{2 -} \end{matrix}$	HC $\begin{matrix} O_{3}^{-} \end{matrix}$
	J₁	2.5	29.4	8.0	弱
雷州半岛东部	J₂	33.2	51.5	8.6	较强
	J₃	31.3	31.7	124.8	较强
	QZ₁	22.7	14.2	18.0	较强
海南岛东北部	QZ₃	24.6	23.4	5.2	弱
	QZ₄	3.6	3.9	2.1	较强
	QZ₂	2.0	3.4	2.0	弱
海南岛南部	QZ₃	13.3	4.7	3.2	一般
	QZ₅	13.0	2.5	3.3	一般
	QZ₁	1.4	5.7	3.7	弱
海南岛西北部	QZ₂	5.2	4.5	1.7	弱
	QZ₃	11.7	8.6	34.0	一般
	QZ₄	2.6	4.2	55.2	弱

表9 调查区监测井地下水主要阴离子波动的相对振幅 Tab.9 Relative oscillation amplitude of main anions of underground water in monitoring wells of the study area

4 结论

(1)位于雷州半岛、海南岛滨海地带的监测井显示, 地下水不同程度地受到海水侵入。盐碱化风险程度多为较强— 强, 地下水水质为IV— V级, 水质较差— 差, 主要因氯化物、硫酸盐等含量高所致。水质类型没有随测次而变化, 说明至少在短期内不会有所改变。

(2)在自然环境下的监测井具有一定的自我调节力, 但“ 弱” 等级的监测井相间分布, 与周边水力梯度较小、交换较弱有关。尤其是海南岛南部和西北部监测井以“ 一般” 和“ 弱” 等级居多, 这与降水不均、水位偏低、坡度低缓等环境条件有很大关系。部分监测井显示, 随着海水的进退, 阳离子交换效应显著, 钙离子被置换进入地下水中, 从而加剧了地下水的硬化。

(3)人类活动加剧了海水侵入。人为抽取地下水影响了地下水水位及其水力梯度, 会促进海水的倒灌和侵入。

地下水质量评价要素的含量及时空变化较大, 要素之间关系复杂, 有待进一步加强综合研究和监测。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

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[5]	揭江. 引发雷州半岛地区干旱的典型生态环境[J]. 地下水, 2014, 36(5): 114-116. [本文引用:1]
[6]	车秀芬, 张京红, 黄海静, 等. 海南岛气候区划研究[J]. 热带农业科学, 2014, 34(6): 60-65, 70. [本文引用:1]
[7]	张文杰, 谭红兵, 陈喜, 等. 广东硇洲岛地下水化学演化及成因机理[J]. 水文, 2012, 32(3): 51-59. [本文引用:1]
[8]	周祖光. 海南岛地下水资源特征与开发利用[J]. 水资源保护, 2005, 21(3): 48-51. [本文引用:1]
[9]	夏真, 林进清, 郑志昌, 等. 北部湾广西海岸带地质环境综合监测进展及成果[J]. 中国地质调查, 2016, 3(1): 52-57. [本文引用:1]
[10]	广州海洋地质调查局. 北部湾广西近岸海洋地质环境与地质灾害调查报告[R]. 广州: 广州海洋地质调查局, 2013. [本文引用:1]
[11]	广州海洋地质调查局. 雷州半岛东部滨海湿地地质调查与生态环境评价报告[R]. 广州: 广州海洋地质调查局, 2013. [本文引用:4]
[12]	广州海洋地质调查局. 海南岛东北部滨海湿地地质调查与生态环境评价报告[R]. 广州: 广州海洋地质调查局, 2014. [本文引用:5]
[13]	广州海洋地质调查局. 海南岛南部滨海湿地地质调查与生态环境评价报告[R]. 广州: 广州海洋地质调查局, 2015. [本文引用:4]
[14]	广州海洋地质调查局. 海南岛西北部滨海湿地地质调查与生态环境评价报告[R]. 广州: 广州海洋地质调查局, 2016. [本文引用:4]
[15]	黄向青, 林进清, 甘华阳, 等. 雷州半岛东岸地下水化学要素变化以及海水入侵特征[J]. 地下水, 2013, 35(3): 38-42, 48. [本文引用:1]
[16]	何海军, 石要红, 甘华阳, 等. 海南岛东北部地下水化学及海水入侵特征分析[J]. 广东化工, 2014, 41(19): 50-51, 53. [本文引用:1]
[17]	路剑飞, 甘华阳, 张顺枝, 等. 琼东北滨海浅层地下水水质变化特征分析[J]. 中山大学学报: 自然科学版, 2016, 55(1): 137-148. [本文引用:1]
[18]	李家熙, 吴功建. 中国生态环境地球化学图集[M]. 北京: 地质出版社, 1999. [本文引用:1]
[19]	姚锦梅, 周训, 李娟, 等. 广东雷州半岛玄武岩地下水水文地球化学特征及演化模拟[J]. 地质通报, 2007, 26(3): 327-334. [本文引用:1]
[20]	张胜华, 朗喜白, 任雅娴, 等. 2014年雷州半岛地下水水位年内动态变化分析[J]. 人民珠江, 2016, 37(4): 32-35. [本文引用:1]

2015

0.0

杨丽芝, 杨雪柯, 刘春华. 山东平原地区浅层地下水有机污染特征分析[J]. 中国地质调查, 2015, 2(8): 25-30.

... 前人在我国陆区和沿海地区做了大量调查分析工作,探讨了不同地质环境下地下水的流动、交换和污染等特征,论述了近年来工作的主要进展^[1,2,3,4] ...

2016

0.0

景佳俊, 陶文杰, 管祯. 对江苏沛县新庄铁矿区富水性规律的初步认识[J]. 中国地质调查, 2016, 3(6): 68-74.

摘　要：江苏沛县新庄铁矿属于典型的矽卡岩类接触交代型铁矿,矿区主要富水含水层为奥陶系灰岩.分析了该矿区地下水补径排条件、矿区含水层特征及断层富水性特征,初步总结了该矿区富水性规律.认为矿坑涌水主要受上覆灰岩控制,其次受构造断层控制;断层的涌水量受裂隙充填影响变化较大,增加了突水、透水的风险性,将直接威胁矿山的生产安全.总结该矿区富水性规律,可为国内相同类型矿山的前期勘查及后期矿床开采提供参考.

2015

0.0

苏春田, 潘晓东, 李兆林, 等. 云南广南岩溶区水文地质环境地质调查进展[J]. 中国地质调查, 2015, 2(8): 9-16.

2015

0.0

2014

0.0

揭江. 引发雷州半岛地区干旱的典型生态环境[J]. 地下水, 2014, 36(5): 114-116.

以气象、地质、水文、地貌及植被等调查和观测数据为基础,提出引发雷州半岛地区干旱的五个方面的生态环境因素,分析各种因素对引发干旱的作用,针对引发雷州半岛地区干旱的综合因素提出相应的对策,可为解决区内干旱问题提供科学依据和有效途径。

... 海南岛北部和东部地区为气候湿润区,南部和西北部地区为半湿润和半干旱区,两者地下水的贮存受地质条件影响很大,陆区以基岩裂隙水为主,滨海平原以孔隙潜水为主,潜水和孔隙承压水基本上呈现环岛分布^[5,6,7] ...

2014

0.0

车秀芬, 张京红, 黄海静, 等. 海南岛气候区划研究[J]. 热带农业科学, 2014, 34(6): 60-65, 70.

Referring to the new climate regionalization scheme of Editorial Board of Chinese Academy of Sciences on Physical Geography in China and based on the multi-year mean data of 1981~2010，climate regionalization in Hainan consists of two temperature zones，three moisture regions and eight climatic sub-regions.

根据海南岛18个市县气象站1981～2010年共30年的气象资料，参照中国科学院《中国自然地理》编辑委员会制定的气候区划三级指标体系，对海南岛进行新的气候区划，以阐释全球气候变化背景下海南岛的气候概况。区划结果显示：海南岛划分为2个温度带、3个干湿区、8个气候区。区划结果中对8个气候区进行了分区简述，概括了其气候及自然地理条件，这对于适应国际旅游岛建设以及绿色崛起发展战略的要求，合理开发利用气候资源具有重要的参考价值。

2012

0.0

张文杰, 谭红兵, 陈喜, 等. 广东硇洲岛地下水化学演化及成因机理[J]. 水文, 2012, 32(3): 51-59.

2005

0.0

周祖光. 海南岛地下水资源特征与开发利用[J]. 水资源保护, 2005, 21(3): 48-51.

海南岛地下水资源丰富,水质优良,尤其是琼北地区.海南岛地下水资源主要由降雨补给,基岩裂隙类、松散岩类地下水资源占全岛地下水资源总量的79%,地下水资源实际开采量只占全岛可采量的8.14%.统一规划、合理调配和综合开发利用海南岛地下水资源具有重要现实意义.

... 由于近年来滨海地带养殖业快速发展,缺乏科学规划和引导,大量抽取地下水导致水位下降,出现了海水侵入的问题^[8,9,10] ...

2016

0.0

夏真, 林进清, 郑志昌, 等. 北部湾广西海岸带地质环境综合监测进展及成果[J]. 中国地质调查, 2016, 3(1): 52-57.

... 由于近年来滨海地带养殖业快速发展,缺乏科学规划和引导,大量抽取地下水导致水位下降,出现了海水侵入的问题^[8,9,10] ...

2013

0.0

... 由于近年来滨海地带养殖业快速发展,缺乏科学规划和引导,大量抽取地下水导致水位下降,出现了海水侵入的问题^[8,9,10] ...

2013

0.0

... 项目,在吸收、借鉴前人的一些成功经验基础上,在雷州半岛东部和海南岛沿岸布设了地下水监测井,并进行了钻凿、取样及监测,旨在为华南西部滨海湿地生态地质环境评价提供基本依据,也为今后的进一步研究打下基础^{[11,12,13,14]} ...

... 取样在大潮期和小潮期各选择1 d进行,持续时间26 h,每隔1 h取样一次,单次取样量不低于5 L^{[11,12,13,14]} ...

... 分析结果显示,监测井化学类型均为Na-Cl型,表明受到不同程度的海水侵染^{[11,12,13,14]} ...

... 0%^{[11,12,13,14]} ...

2014

0.0

... 取样在大潮期和小潮期各选择1 d进行,持续时间26 h,每隔1 h取样一次,单次取样量不低于5 L^{[11,12,13,14]} ...

... 精密度控制抽取的样品重复分析结果均符合要求,相对偏差的合格率为 100%^[12] ...

... 分析结果显示,监测井化学类型均为Na-Cl型,表明受到不同程度的海水侵染^{[11,12,13,14]} ...

... 0%^{[11,12,13,14]} ...

2015

0.0

... 取样在大潮期和小潮期各选择1 d进行,持续时间26 h,每隔1 h取样一次,单次取样量不低于5 L^{[11,12,13,14]} ...

... 分析结果显示,监测井化学类型均为Na-Cl型,表明受到不同程度的海水侵染^{[11,12,13,14]} ...

... 0%^{[11,12,13,14]} ...

2016

0.0

... 取样在大潮期和小潮期各选择1 d进行,持续时间26 h,每隔1 h取样一次,单次取样量不低于5 L^{[11,12,13,14]} ...

... 分析结果显示,监测井化学类型均为Na-Cl型,表明受到不同程度的海水侵染^{[11,12,13,14]} ...

... 0%^{[11,12,13,14]} ...

2013

0.0

黄向青, 林进清, 甘华阳, 等. 雷州半岛东岸地下水化学要素变化以及海水入侵特征[J]. 地下水, 2013, 35(3): 38-42, 48.

对位于雷州半岛东岸的测井进行小潮、大潮期取样测试,对数据进行整理分析.结果显示,化学要素含量及变化特征随潮期、测井位置而变化,J1测井具有离子含量高,变化幅度小,J2测井则具有含量相对要低,但变化剧烈的特征,与测井所处地质环境有关;Na+、Cl-为主导成分,要素平均含量序列遵循良好的指数率,J2测井HCO3-含量比J1测井要高,要素之间的相关性也明显要好;J1测井潮周期氯化物水质均为Ⅴ类,J2测井为Ⅲ～Ⅴ类,Cl-、Br-、溶解性固体总量海水入侵等级均为Ⅳ等级,J2测井为Ⅰ～Ⅳ等级,结合其它指标均表明地下水海水入侵明显.

... 阳离子之间相关性较好,均随海水进退而波动^[15] ...

2014

0.0

何海军, 石要红, 甘华阳, 等. 海南岛东北部地下水化学及海水入侵特征分析[J]. 广东化工, 2014, 41(19): 50-51, 53.

... 总体显示,阳离子和阴离子含量明显受到海水侵染,具有变化大、相关性随潮期而变化的特征^[16,17] ...

2016

0.0

路剑飞, 甘华阳, 张顺枝, 等. 琼东北滨海浅层地下水水质变化特征分析[J]. 中山大学学报: 自然科学版, 2016, 55(1): 137-148.

Based on shortterm (52 h in consecutive spring and neap tidal cycles) hourly water quality data and longterm hourly electrical conductivity monitoring data of coastal shallow groundwater in northeastern part of Hainan, shortterm and longterm water quality fluctuations are analyzed. The results indicate that: ① Na + and Cl - are chief ions in shallow groundwater in the research area and vary with quasi-synchronization, which bring about major changes of TDS. Extremely low amount of CO 2- 3 can be found in shallow groundwater. Mutual relations of cation are all positive correlated with distinct intensity at different sites, and are apparently influenced by tidal cycles. Different types of tidal cycles also lead to interchange between positive and negative correlations among anion. ② Soil alkalization degree caused by shallow groundwater increases from the north to the east, from lowmedium level to mediumhigh level. Intensity of seawater intrusion keeps a medium-high level, especially at the spring tidal cycle. Results from water mineralization imply that water quality of the study area is classified between brackish water and salt water. ③ During study period, electrical conductivity vs. mineralization, and electrical conductivity vs.Na + +Cl - both obey individual linear correlation rules and can be hardly affected in different tidal cycles, which means that long-term monitoring of water mineralization, Na + and Cl - can be possible. Also, it means a lot to longterm monitoring of water quality and seawater intrusion. ④ Long-term fluctuations and probability distributions of electrical conductivity follow respective rules which depend more on locations. ⑤ More sharper changes can exist in the amount of Na + and Cl - than in water mineralization from a long-term view. A great quantity of fresh water discharged from estuary of the Nandu River and occasional seawater intrusions may be the immediate causes for changes in the contents of Na + and Cl - in shallow groundwater of northern study area.

利用海南东北部滨海地区浅层地下水的短期逐时（相邻大、小潮期共52 h）水质检测数据和长期逐时（1 a）电导率监测数据，分析研究了该区滨海浅层地下水的短期和长期水质变化特征，研究结果表明：① 研究区浅层地下水中阴、阳离子的变化主要表现为Na + 和Cl - 的变化，两者具有准同步的变化特征，是导致TDS变化的主要原因。CO 2- 3 在地下水中的含量极低或是根本不存在。地下水中阳离子之间均具有正相关性，但不同调查位置相关性强弱和受潮期的影响程度不同；阴离子之间的相关性随潮期的不同往往存在正、负相关性的转化。② 该区浅层地下水对土壤的碱化危害程度由北向东逐渐增大，由中等偏低危害逐步增大为中等偏高危害。海水入侵强度则表现为中等-重度海水入侵，且大潮期尤为严重。矿化度的分析结果表明，研究区浅层地下水介于微咸水和咸水之间。③ 研究时段内，研究区地下水的电导率与矿化度、电导率与Na + +Cl - 之间均存在唯一的线性对应关系，且不受潮期的影响，意味着通过监测地下水电导率的长期变化间接实现水体矿化度及Na + 和Cl - 的长期监测是可行的，对于长期实时水质监测及海水入侵地下水监测具有十分重要的意义。④ 研究区浅层地下水电导率的长周期变化规律和日周变化的概率分布特征随位置不同差异明显。⑤ 就长期变化而言，该区浅层地下水矿化度的变幅差异要远小于Na + +Cl - 的变幅差异，南渡江河口区的淡水大量外泄冲咸作用和偶尔的咸水入侵很可能是导致研究区北部浅层地下水中Na + +Cl - 剧烈变化的直接原因。

... 总体显示,阳离子和阴离子含量明显受到海水侵染,具有变化大、相关性随潮期而变化的特征^[16,17] ...

1999

0.0

... 5 地下水阳离子置换效应从钙元素地球化学分布背景来看,调查区及其陆区属于华南低钙地区,华南西部陆区地下水钙离子含量一般不到50 mg/L^[18,19] ...

2007

0.0

姚锦梅, 周训, 李娟, 等. 广东雷州半岛玄武岩地下水水文地球化学特征及演化模拟[J]. 地质通报, 2007, 26(3): 327-334.

应用水化学分析软件和水-岩作用模拟软件对雷州半岛的水文地球化学进行了分析和路径模拟.沿东、西2个地下水径流方向从一级台地补给区至二级台地、三级台地排泄区的模拟计算结果表明,地下水可能经历了一系列复杂的水-岩作用,包括石膏、高岭石、钙蒙脱石、伊利石、绿泥石、斜辉石(或透辉石)、针铁矿、赤铁矿的溶解或沉淀及CO2气体的溶解或逸出等地球化学反应.针铁矿、赤铁矿和透辉石的溶解或沉淀量在沿东面地下水径流方向上远小于沿西面方向;针铁矿和赤铁矿只在少量水点发生溶解进入地下水,在大多数水点处于饱和状态而从地下水中析出;CO2气体在大多数取样点发生溶解进入地下水中,其溶解量较大,且随着CO2在水中浓度的变大,其饱和指数也增大,达到饱和后从水中逸出.可见水-岩作用模拟结果有助于揭示研究区地下水化学环境的演化机制.

... 5 地下水阳离子置换效应从钙元素地球化学分布背景来看,调查区及其陆区属于华南低钙地区,华南西部陆区地下水钙离子含量一般不到50 mg/L^[18,19] ...

2016

0.0

张胜华, 朗喜白, 任雅娴, 等. 2014年雷州半岛地下水水位年内动态变化分析[J]. 人民珠江, 2016, 37(4): 32-35.

... 这与风化程度、水位、坡度及孔隙比等地质条件有关^[20] ...