区域分带性的成因

如题所述

现代地形高低起伏分化明显,几乎所有的大型山地和盆地都嵌套低级别的高低、洼地,流动系统同样也存在级别嵌套,大区域意义上的地下水补给区、排泄区中会分布着众多层可细分的局部补给区和排泄区。不同类型的地形地貌控制着不同级别的地下水流动系统。一个复杂的流动系统可以进一步划分为区域流动系统、中间流动系统和局部流动系统。当不同级别的流动系统互相嵌套分布时,在水平分布和垂直分布上会呈现出明显的氟分布的分带性。

在区域的补给区,地下水位埋藏较深,含水层的透水性好,降水入渗补给量大,地下水径流速度快,该处的地下水多为低矿化度水,不易出现高氟地下水。随地下水径流距离变长,地下水中所携带的盐分也在不断地积累。到区域的排泄区,地下水在这里汇聚,同时盐分也在这里聚集,该地区往往是高氟分布区。

同样,浅表的局部流动系统,也存在着源区和汇区。局部地势高的地方,可以看作是表层地下水的源区,该区往往分布着低氟地下水;地势低洼的地方,为局部流动系统的排泄区,往往分布着高氟地下水。

从图6-11可以看出,在补给区的地下水并不都是低氟地下水。因为在补给区的浅表可能会有洼地,造成浅层地下水的汇聚,在洼地的中心往往出现高氟地下水,而在洼地往下的一定深度,处于区域流动系统的源区,则为低氟地下水。同样,在区域的排泄区,浅层地下水不一定为高氟地下水,这是因为在浅表由于地势相对较高,位于局部流动系统的源区,则会出现低氟地下水。

通过对流动系统的研究,我们知道地下水流动系统对氟的迁移富集有很大的影响,不同的流动系统的嵌套会造成氟在研究区水平区域的分带性以及垂向分异的特点。

另外,对于第四纪松散堆积物来说,松散物质的颗粒大小对地下水中氟含量也有一定影响。在同一地质环境下,松散物质颗粒越细则氟含量越高,进入地下水中的氟也就越多,相反颗粒越粗则氟含量越低。

研究区为黄河冲洪积平原,洪积物的地貌反映了它的沉积特征。自西部山区,水流携带的物质,随地势与流速的变化而依次堆积。扇的顶部,多为砾石、卵石、漂砾等,沉积物不显层理,或仅在其间所夹细粒层中显示层理。向外,过渡为砾及砂为主,开始出现黏性土夹层,层理明显,没入平原的部分,则为砂与黏性土的互层,至平原区则以细粒的黏性土为主。

图6-11 流动系统级别嵌套图

根据扶沟县钻孔资料中第四纪各种松散沉积物中总氟和水溶性氟含量的测定结果,统计不同岩性中水溶性氟和总氟含量,结果见表6-16。

河南省地下水中氟的分布及形成机理研究

绘制水溶性氟含量和岩性关系图(图6-12),总氟含量与岩性关系图(图6-13),从图中可以看出,从黏土—亚黏土—亚砂土—粉砂土—细砂—中砂,土壤颗粒越来越大,而水溶性氟和总氟含量越来越低,这是由于土体颗粒越细小,土体表面积就越大,吸附游离氟的能力就越强,故土体颗粒越小,以吸附态的氟为主。而当土体颗粒增大时,土体表面积也减小,吸附氟的能力就减小了,故土体中氟含量减少,水溶性氟也就越少。亚砂土、亚黏土互层的土壤中总氟含量最高,因为这种“二元结构”的土体中,蒸发浓缩作用较强,含氟盐类富集。

图6-12 水溶性氟与岩性关系图

图6-13 总氟含量与岩性关系图

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