地下水停采后地面沉降区地下水氟的演化规律: 以沧州市为例

摘要

南水北调工程极大改善了我国北方的用水问题,进一步减少了深层地下水的开采量,缓解了华北平原地下水长期亏损的情况,但其对区域地下水水化学演化的影响尚未可知。以地面沉降典型分布区沧州市为研究对象,研究南水北调工程通水及地下水停采后对地下水水化学的影响。采集2017年及2021年区域第Ⅲ、Ⅳ层承压地下水样品,探究水化学特征,并通过SBAS-InSAR技术进一步评估区域年均地面形变量,分析地下水停采后区域水质及氟时空变化的影响。研究发现:压缩开采后深层地下水氟含量略微降低,高值区面积减小,高pH、TDS和ρ(HCO_(3)^(-)),低ρ(Ca^(2+))的地下水环境有利于氟的富集;水化学类型没有改变,地下水盐分含量升高,岩盐、萤石溶解更充分;同时,全区地面沉降量及沉降速率较南水北调工程实施前明显放缓,东南部存在小面积地面抬升区。地面沉降的减缓抑制了隔水层黏土压密释水,减弱黏土孔隙高氟水的直接释放,侧向径流补给占比上升,含水层得到的有效补给变多,使得区域地下水中氟浓度降低。但较长的水力停留时间及水岩相互作用,可促使沉积物蒸发岩溶解迁移进入地下水中,使得近海区域深层地下水中盐分含量升高。研究成果对沧州市饮用水安全和水资源管理提供了科学依据。