深圳海岸带地表水和浅层地下水的水文地球化学

论文摘要

近年来,深圳城市建设活动不断加剧,导致沿海带地下水咸化程度不断增大,淡水资源遭到严重破坏,对海岸带地下淡水资源管理、区域环境和城市可持续发展都产生重大影响。本文对海岸带表层海水、大沙河河水和浅层地下水分别取样,研究海水和地表水、地下水的相互作用关系。在近海取31件表层海水样品,根据其水化学常规离子数据,对主要离子Ca2+、Mg2+、Na+、K+、SO42-、HCO3-与Cl-的关系以及Br-与Cl-的关系作散点图分析。东、西海岸因地形地貌差异较大,呈现出不同的特征:西海岸表层海水因位于珠江河道影响范围,与珠江水有不同程度的混合;东海岸表层海水流动缓慢,受表层海水蒸发和当地沿岸污染河水排泄的长期累积影响;靠近深圳湾的5件西海岸海水样品成分与东海岸表层海水的成分相似。为了解海水自入海口沿河道上溯过程中与河水的混合关系,在大沙河下游靠近河口段密集取了17件河水样品,研究水化学数据六种主要离子与Cl-的关系、Br-与Cl的关系,并作piper三线图进行分析,可以将河水水质数据划分为4组,在研究区河段从上游往河口依次为:⑴上游4个样品（Cl-<100mg/L）接受降水和地下水的补给;⑵4个样品（ 150mg/L<Cl-<1500mg/L ）受人类活动的污染影响;⑶橡胶坝上游3个样品（1500mg/L<Cl-<4000mg/L）处于海水与污染水的过渡带;⑷橡胶坝下游6个样品（Cl-浓度5000-10000mg/L左右）是海水与淡水的混合。沿海带取64件浅层地下水样品,作水化学和氢氧稳定同位素测试,采用主要离子/Cl-Cl、Cl-Br关系、piper三线图解以及δD-δ18O、δ18O-Cl结合研究水样数据。分析发现Cl-<300mg/L的样品均来源于大气降水入渗补给,没有海水的混入;Cl->885mg/L的样品均有海水混合,系降水和海水的混合水;300mg/L<Cl-<885mg/L之间出现间断。发生海水和淡水混合的样点位置主要分布在沿岸的填海区、高位海水养殖区和河口区:填海区表层新淡水体漂浮在海水之上,二者交界面发生混合,不同井深的水样Cl-浓度不同;养殖地段海水入渗地下,造成地下水咸化;河口区海水不仅向边岸,还沿河口河道往返运动,在地下水开采井附近容易招致海水混入。本文采用了水文地球化学和氢氧稳定同位素等多种示踪剂方法进行相互补充和印证,对水样中海水成分进行鉴定,为海岸带海水入侵研究提供理论和技术上的支持。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 选题背景与项目依托
• 1.1.1 选题背景
• 1.1.2 项目依托
• 1.2 研究目的及研究意义
• 1.2.1 研究目的
• 1.2.2 研究意义
• 1.3 研究现状及存在问题
• 1.3.1 研究现状
• 1.3.1.1 水文地质、工程地质及环境地质研究现状
• 1.3.1.2 水文地球化学和环境同位素研究现状
• 1.3.2 存在问题
• 1.4 研究内容与研究方法
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.1.1 分析深圳海岸带表层海水与地表水的关系
• 1.4.1.2 识别海水对大沙河水质的影响
• 1.4.1.3 确定深圳沿海带浅层地下水受海水侵入的程度
• 1.4.2 研究方法
• 1.5 技术路线
• 第2章 研究区概况
• 2.1 自然地理概况
• 2.1.1 气象
• 2.1.2 水文
• 2.2 地形地貌
• 2.2.1 东部地貌
• 2.2.2 西部地貌
• 2.2.3 海岸类型划分
• 2.3 区域地质条件
• 2.4 区域水文地质条件
• 第3章 相关领域文献综述
• 3.1 水文地球化学
• 3.1.1 化学分析精度
• 2 来源'>3.1.2 CO₂来源
• 3.1.3 风化矿物
• 3.1.4 海水成分
• 3.1.5 主要离子关系
• 3.1.6 水文模型
• 3.1.7 海水蒸发
• 3.1.8 Br/Cl 比值
• 3.1.9 三线图
• 3.2 氢氧稳定同位素
• 3.2.1 全球大气水线、蒸发线和水岩作用
• 3.2.2 雨量效应
• 180-Cl 关系分析'>3.2.3 δ¹⁸0-Cl 关系分析
• 3.2.4 日本九州大学新校区地下水分析
• 第4章 样品的采集与检测分析
• 4.1 采样点的分布
• 4.2 样品的采集与检测
• 第5章 深圳沿海表层海水与地表水关系的地球化学分析
• 5.1 引言
• 5.2 取样点位置和数据
• 5.3 数据分析与讨论
• 5.3.1 主要离子和Cl 关系
• 3^-/Cl^-和SO₄^2-/Cl^-关系'>5.3.1.1 HCO₃^-/Cl^-和SO₄^2-/Cl^-关系
• 5.3.1.2 Ca/Cl 、Mg/Cl 、K/Cl 和Na/Cl 的关系
• 5.3.2 Br/Cl-Cl 关系
• 5.4 小结
• 第6章 深圳大沙河河水与海水关系的水文化学识别
• 6.1 引言
• 6.2 取样点位置和数据
• 6.3 数据解释与讨论
• 6.3.1 Br-Cl、Na-Cl 关系
• 3-Cl、K-Cl、Ca-Cl 关系'>6.3.2 HCO₃-Cl、K-Cl、Ca-Cl 关系
• 4-Cl 关系'>6.3.3 Mg-Cl、SO₄-Cl 关系
• 6.3.4 三线图解
• 6.4 小结
• 第7章 深圳沿海带浅层地下水的稳定同位素与地球化学
• 7.1 引言
• 7.2 取样点位置和数据
• 7.3 数据分析与讨论
• 7.3.1 A 组样品（Cl-<100mg/L）
• 7.3.1.1 主要离子比值与Cl 的关系
• 180 关系'>7.3.1.2 稳定同位素δD-δ¹⁸0 关系
• 7.3.1.3 Br-Cl 关系
• 7.3.1.4 三线图解
• 7.3.1.5 小结
• 7.3.2 B 组样品（100
• 7.3.2.1 主要离子比值与Cl 的关系
• 180 关系'>7.3.2.2 稳定同位素δD-δ¹⁸0 关系
• 7.3.2.3 Br-Cl 关系
• 7.3.2.4 三线图解
• 7.3.2.5 小结
• 1000mg/L）'>7.3.3 C 组样品（Cl->1000mg/L）
• 7.3.3.1 主要离子比值与Cl 的关系
• 180 关系和δ¹⁸0-Cl 关系'>7.3.3.2 稳定同位素δD-δ¹⁸0 关系和δ¹⁸0-Cl 关系
• 7.3.3.3 Br-Cl 关系
• 7.3.3.4 三线图解
• 7.3.3.5 小结
• 7.4 小结
• 第8章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录