珠江三角洲弱透水层孔隙水水化学及运移模拟

珠江三角洲第四纪弱透水层上覆于底部承压含水层之上,其水文地球化学演化过程对底部含水层有决定性影响.为认识珠江三角洲弱透水层孔隙水的形成及演化,本文对中山市民众镇ZK01钻孔黏性土孔隙水化学特征、水文地球化学参数、矿物饱和指数等进行了分析,结果显示孔隙水盐度较高,TDS=4.42～30.47 g/L.孔隙水水化学类型为Cl-Na型,与海水类型一致,且主要水化学组分具有浓度随深度增加而上升的趋势.Cl/Br、γ(Na/Cl)系数和Gibbs分析显示孔隙水具有海水起源的特征,地下水盐度很可能来源于全新世海水.SO42-主要受黏性土中硫酸根还原作用的控制,而不受石膏沉淀作用的影响.浅层孔隙水中Ca2+、Na+在孔隙水演化过程中受到阳离子交替吸附作用影响,表现为Na+的亏损和Ca2+的富集.NH4+主要与Mg2+发生交换作用,致使孔隙水中NH4+增加.K+在孔隙水演化过程中受混合作用和吸附作用控制,表现出衰减特征.结合14C测年数据,在考虑沉积环境、沉积过程与沉积速率的基础上,以水文地球化学模拟软件PHREEQC构建了弱透水层Cl-一维溶质运移模型,模拟结果表明该区域弱透水层中存在垂向上的扩散作用,垂向对流速度十分缓慢,弱透水层的有效扩散系数约为6.0×10-11 m2/s.