浙东南沿海龙港地区地下水化学特征及成因

1. 引言

浙东南沿海龙港地区位于浙江省南部，属亚热带季风气候，地形以平原为主，地质构造复杂。近年来，经济发展使水资源需求增加，地下水作为重要供水源面临挑战。研究该地区地下水化学特征及其成因，有助于揭示环境演变规律及支持可持续利用。本研究通过分析地下水化学数据，明确关键影响因素，提出水资源保护建议，为地方政府政策制定和类似地区研究提供参考。

2. 研究区域概况

2.1 自然环境

2.1.1 气候条件

龙港地区位于浙东南沿海，属亚热带季风气候，年均气温 16℃至18℃，夏高温多雨，冬温和少雨，年降水量约1200 至 1600 毫米，集中于梅雨和台风季节。此降水模式显著影响地下水补给，丰水期降水入渗补给地下水，枯水期降水减少则地下水位下降，气温变化亦影响蒸发，间接改变地下水溶解性固体浓度。

2.1.2 地形地貌

龙港地区地形平坦，地势西北高东南低，属海积平原。地貌类型包括河口三角洲、滨海平原和冲积扇，与瓯江水流搬运相关。地形控制地下水流向，自西北向东南，最终汇入东海沿岸河流或海洋。区内淤泥质黏土和粉质黏土透水性差，形成隔水层，影响地下水赋存和流动特性[1]。

2.1.3 地质构造

龙港地区地质构造复杂，受晚更新世沉积作用影响，第四纪松散堆积层发育。地层呈层状，自上而下为全新统淤泥质黏土、上更新统砂砾石含黏性土及更早冲洪积沉积物。砂砾石层为地下水主要赋存空间，淤泥质黏土构成隔水层。区内断裂构造发育，尤以东南海岸线附近，断裂活动改变地层连续性，提供地下水侧向径流通道，影响地下水化学特征空间分布。

2.2 社会环境

2.2.1 人口与产业分布

龙港地区是浙东南沿海的重要经济中心，人口密集，2020 年常住人口超30 万。主要产业为制造业，尤其是电镀和医化行业，虽推动了经济发展，但高污染特性威胁地下水环境。例如，电镀废水可能导致重金属离子进入地下水，医化行业的有机污染物可能通过渗漏污染地下水。人口密集区的污水排放亦会增加氨氮、硝酸盐等污染物，改变地下水化学特征。

2.2.2 水资源开发利用现状

龙港地区地下水开发利用程度高，主要用于工业、农业和居民生活。年开采量约500 万立方米，工业用水占 40% ，农业灌溉占30%，其余用于生活。长期大规模开采导致地下水位下降，工业区附近形成多个地下水降落漏斗，影响自然循环，加剧海水入侵，氯离子浓度升高，水化学类型向Cl-Na 型转变。不合理灌溉还可能导致土壤盐渍化，影响地下水化学组成。

3. 地下水化学数据收集与整理

3.1 数据来源

地下水化学数据通过实地采样监测与历史资料收集获得，确保数据全面可靠。实地采样参考相关方法，合理布设采样点，多次采样捕捉动态变化。使用聚乙烯瓶避污染，当天过滤水样并添加试剂分析阴阳离子。收集历史数据补充数据集，保证数据真实代表，为后续分析奠基。

3.2 数据整理方法

收集到的地下水化学数据进行分类、统计和标准化处理，是后续分析的关键。利用SPSS21.0 计算统计参数揭示分布规律，通过相关性分析探讨指标关系，用Piper 三线图和Gibbs 模型可视化数据。这些方法提高数据可利用性，为分析提供科学依据。

4. 地下水化学特征成因探讨

4.1 自然因素影响

4.1.1 岩石风化作用

岩石风化作用是塑造地下水化学特征的重要因素之一。龙港地区地质构造复杂，出露的岩石类型包括碳酸盐岩、硅酸盐岩和蒸发岩等。在长期风化过程中，这些岩石通过物理、化学和生物作用分解，释放出大量离子进入地下水。例如，碳酸盐岩溶解增加Ca² 、Mg² 和HCO₃⁻ 含量，硅酸盐岩风化贡献 Na⁺ 、K⁺ 及 SiO₂等成分，蒸发岩溶解则注入Cl⁻ 、SO₄ ²⨆ 等阴离子。研究表明，研究区潜水层受岩石风化影响显著，水化学类型多以 HCO₃⁻ -Ca² ·Mg² 型为主，反映碳酸盐岩和硅酸盐岩的共同作用。深层地下水中Na⁺ 和Cl的富集可能与蒸发岩溶解相关，进一步体现岩石风化对地下水化学特征的控制作用[2]。

4.1.2 地下水循环过程

地下水的补给、径流和排泄过程对其化学特征有重要影响。在龙港地区，地下水补给主要来自大气降水和地表水入渗，尤其在丰水期，降水通过土壤孔隙和裂隙下渗，补充浅层地下水。此过程中，地下水与岩石充分作用，导致溶解性固体（TDS）含量升高，形成特定水化学类型。随着径流，阳离子交替吸附作用增强，Na⁺ 含量增加，Ca²和 Mg²⨆ 含量下降。此外，排泄区由于蒸发作用，Cl⁻ 和 SO₄ 浓度升高，水体咸化趋势明显。因此，地下水循环各环节共同决定其最终化学特征。

4.2 人为因素影响

4.2.1 污染物排放

工业和生活污水的排放是改变龙港地区地下水化学特征的主要人为因素。经济发展带动工业活动增加，废水处理不善导致污染物含量上升。例如，电镀废水中的重金属和有害物质渗透到地下水中，影响其化学组成。生活污水中的有机物和营养盐也通过地表入渗或管道泄漏进入地下水，改变其水化学类型。研究显示，部分区域地下水中的高锰酸盐指数和硫酸盐含量超标，这与污染物排放密切相关，威胁着地下水的使用安全[3]。

4.2.2 农业活动

农业活动对龙港地区地下水化学特征的影响同样显著。化肥和农药的广泛使用致使氮、磷等营养元素及有机污染物进入土壤和地下水。氮肥转化为 NO₃ ₃⁻ 后淋溶进入地下水，导致硝酸盐含量升高。农药残留随降雨渗入地下，进一步改变其化学组成。农业集中区域的地下水中，NH₄⁺ 和 Mn 等指标普遍超标，反映了农业活动对地下水质量的负面影响。此外，农业灌溉加剧了地下水的咸化，尤其在沿海地区，过度开采引发海水入侵，使 Cl⁻ 和 SO₄ 含量增加。因此，农业活动是地下水污染和化学特征变化的重要因素。

5. 结论

本研究分析了浙东南沿海龙港地区地下水化学特征及成因，揭示其空间分布规律与控制因素。龙港地区地下水主要阳离子为Na⁺ 、Ca² 和 Mg² ，阴离子为 Cl⁻ 、HCO₃⁻ 和 SO₄² ，受自然与人为活动影响。潜水γNa⁺ /γCl⁻ 比值大于 1，反映岩盐溶解主导，而承压水受硅酸盐矿物溶解影响。水化学类型方面，潜水以HCO₃ —Ca² ·Mg² 型为主，承压水以 HCO₃ —Na ·Ca² 型为主，体现了地下水赋存条件的影响。自然因素中，岩石风化作用是关键，碳酸盐和硅酸盐矿物溶解提供 Ca²□ed1 、 Mg²⨆ 和 HCO₃ ₃⁻ ，地下水循环调控空间分布。人为因素方面，工业排放和农业活动影响深远，电镀园区等地污染物含量升高，威胁水资源安全。

参考文献：

[1]张英；刘景涛；周施阳；刘春燕；杨明楠；张玉玺.瓯江流域下游温州平原地下水化学演化特征、控制因素及对人体健康的影响[J].中国地质，2024，51（3）：1059-1073.

[2]金阳；姜月华；董贤哲；杨国强；刘红樱；雷长征；周权平；张鸿；梅世嘉；杨辉；吕劲松；李云.浙江宁波平原地下水水化学特征及其生态环境效应[J].中国地质，2022，49（5）：1527-1542.

[3]倪金雷；周翔；陈尧.浙南某电镀园区地下水污染时空变迁及成因分析[J].皮革制作与环保科技，2023，4（8）：32-35.