粉砂注井水文地质条件分析

资源信息与工程

Ｖｏｌ．３４№１Ｆｅｂｒｕａｒｙ２０１９

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）

摘　要：粉砂注井法是处理盐泥、碱渣的有效处理方法之一，其前期水文地质条件调查尤为关键。此次调查通过水文地质测绘、水文地质试验、室内水质分析，结合单因子指数评价等方法，对粉砂注井区段水文地质条件进行分析研究，并发现：（１）研究区各含水层渗透系数值为２．０１～２．８９ｍ／ｄ，较为均匀；地下水径流方向存在差异；（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、亚盐及氨氮；（３）锰、氯化物在潜水中的污染程度要高于承压水；（４）Ⅲ、Ⅳ承压水中锰稍有超标，潜水及Ⅰ承压水中所有监测因子都存在超标现象。关键词：粉砂注井法；水文地质；地下水；水质评价中图分类号：Ｐ６４１

文献标识码：Ａ

文章编号：２０９６－２３３９（２０１９）０１－００４８－０２

　　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。

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０．６～１．７ｍ；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。

１０°，倾向近北。

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８５０ｋｍ２。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°～层分布在洪泽湖断陷、涟阜凹陷和金湖—东台凹陷带内。

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／Ｔ１４８４８—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。

作者简介：王岩生（１９８４－），男（蒙古族），河北承德人，本科，地质矿产工程师，主要从事地质矿产勘查、水文地质调查等工作。

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第３４卷第１期２０１９年２月

资源信息与工程

表１　研究区含水层水文地质特征

Ｖｏｌ．３４№１Ｆｅｂｒｕａｒｙ２０１９

含水层编号潜水含水层Ⅰ孔隙承压含水层Ⅱ孔隙承压含水层Ⅲ孔隙承压含水层Ⅳ孔隙承压含水层

岩性组合粉土、粉砂粉砂、细砂、中砂、含砾中粗砂细砂、中砂、粗砂、含砾中粗砂泥质粉砂、中～细砂、

含砾中砂

粉砂、中砂、含砾中砂

地层Ｑ３Ｑ１－２Ｑ１－２ＮＮ

层顶埋深

／ｍ４４．２～５５．３８５～１０３．４１８０．６～１９０．２３１９．２～３３８．３

５

３７．４～４２．７１９．６～２４．９６９．２～８２．８５０．３～５３．８

２０２．５１１７４．２２８００～１０００

１０～１１．５

层厚／ｍ

１０ｍ降深单井涌水量

／（ｍ３·ｄ－１）

渗透系数ｋ／（ｍ·ｄ－１）２．２０２．１８２．８９２．４６２．０１

水化学类型ＨＣＯ３·Ｃｌ⁃Ｃａ·Ｎａ·ＭｇＨＣＯ３⁃Ｃａ·Ｎａ·ＭｇＨＣＯ３⁃Ｃａ·Ｎａ·ＭｇＨＣＯ３⁃Ｃａ·Ｎａ·ＭｇＨＣＯ３·Ｃｌ⁃Ｎａ·Ｃａ

表２　研究区地下水水质现状评价结果

项目评价因子氯化物铁锰高锰酸盐指数亚盐氨氮

ＱＳ１０．２５３．３３１．２０．４１＜０．０５＜０．１５

ＱＳ３０．１４＜０．０５２１．０５４．１＜０．１５

潜水ＱＳ４３．８２＜０．０５９．５０．５２０．４４．９ＱＳ５０．３６＜０．０５６．２０．９７＜０．０５＜０．１５

ＱＳ６３．７５＜０．０５１０．３０．４８０．８５．１Ⅰ承压水ＹＣ２１．８６１．１０４．６２７８．５１２７．５５Ⅲ承压水ＳＣ４０．１１０．６７１．１０．１６＜０．０５＜０．１５

ＳＣ５０．１２＜０．０５１．３０．２１＜０．０５＜０．１５

Ⅳ承压水ＳＩＣ２０．１０．６７１．１０．２７＜０．０５＜０．１５

Ⅲ类标准１１１１１１

　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。

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。

参考文献：

［１］　李小明，张　鹏，朱　培，等．地质块段法在淮安盐矿资源储

量估算中的应用［Ｊ］．盐科学与化工，２０１７（１０）：４３－４６．征及矿层对比分析［Ｊ］．中国井矿盐，２０１８（５）：１６－１９．含盐系韵律特征［Ｊ］．中国井矿盐，２０１０（２）：２１－２４．［Ｊ］．复杂油气藏，２０１２（３）：１４－１８．盐矿勘探报告［Ｒ］．２０１４．

［２］　李小明，姜芹芹，朱卫琴，等．洪泽凹陷赵集矿区盐矿分布特［３］　张　建，龚耀冲，高雨根．淮安盐盆张兴块段石盐矿床成因及［４］　郑开富，膨霞玲．赵集岩盐矿区地质特征与潜在的地质灾害［５］　淮安市地质矿产勘查院．江苏省淮安市朱桥矿区石塘块段石［６］　穆照猛．地质构造对矿区水文地质特征的影响要素分析［Ｊ］．

资源信息与工程，２０１６（５）：７２－７３．［Ｊ］．安徽地质，２００４（２）：８１－８５．

［７］　舒福明．洪泽凹陷赵集次凹阜宁组四段盐岩沉积特征及成因［８］　赵彦彦，林春明，汪亚军，等．苏北淮阴凹陷上白垩统浦口组

盐岩成因探讨［Ｊ］．高校地质学报，２００４（３）：４６８－４７６．

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２．０１～２．８９ｍ／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、亚盐及氨氮；其中锰的污染范

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