华北平原地下水化学场
华北平原地下水TDS总的变化趋势是从山前至滨海由低增高。水化学类型变化规律为:山前平原地带主要以重碳酸盐型水为主，到中部平原则主要以重碳酸氯化物型水和重碳酸硫化物型水，再到滨海则主要是氯化物型水或以氯化物为主的混合型水(图3-5-1)。
图3-5-1 华北平原保定—孟村水化学剖图
一、水化学水平分布特征
(一)浅层地下水水化学特征
1.浅层地下水水化学特征
浅层地下水主要赋存于第四系含水岩系第一含水层组。在山前冲洪积平原地区，浅层地下水直接接受降水与地表水的渗入补给，TDS低，水化学类型比较单一。中部冲湖积平原和滨海冲海积平原有咸水分布地区的浅层淡水，赋存于富含有机质的地层内及古河道带之中，接受降水与河水、渠水的补给。其同下伏咸水有着不可分割的联系，是咸水经过古河道带淡水长期径流和冲洪积扇前洼地长期接受降水、河水渗入交替的产物，水化学特征较为复杂。
浅层地下水的TDS随着地貌及地下水补、径、排条件的变化呈现有规律的分布。全淡水区分布于山前地带，有咸水区分布于中东部平原，山前平原及中东部平原古河道带或地下水强烈垂直交替地区地下水TDS小于2g/L，在河间带或含水层不发育地带一般为2～3g/L，河间洼地、扇间洼地边缘中心一般为3～5g/L，过渡带大于5g/L，最大可达10～20g/L。地下水水化学类型由补给区至排泄区其变化规律为:重碳酸盐-钙镁型水→重碳酸盐-钠镁型水→重碳酸盐-钠型水→硫酸盐氯化物-钠型水→氯化物硫酸盐-钠型水，在沧州南运河一带出现氯化物重碳酸盐-钠型水，继而过渡为氯化物-钠型水。
2.咸水水化学特征
咸水体顶界面埋深受地表水系和古河道的影响，大体呈北北东—南南西方向;咸水体底界面从西向东呈阶梯状倾伏，埋深由40m增加至220～240m，滨海区为240～280m。咸水水化学特征亦具有水平分带规律性。在京津以南平原区，其总的演变规律是:自西向东，水化学类型由硫酸盐-重碳酸盐型或重碳酸盐-硫酸盐、氯化物型水→硫酸盐型水→硫酸盐-氯化物型水→氯化物-硫酸盐型水→氯化物型水;TDS由2～3g/L逐渐递增至90g/L。
(二)深层地下水水化学特征
深层地下水水化学特征顺地下水径流方向亦具有明显规律。深层地下水的TDS，在山前平原地区为0.2～0.38g/L，顺地下水径流方向至滨海逐渐增高到1.5～2.0g/L，其间约有85%的地区小于1g/L。深层淡水水化学类型的演变(包括有咸水区的深层淡水)，决定于区域沉积环境及其成因类型，其水化学类型由西向东依次为:重碳酸盐-钙镁型水→重碳酸盐-钠型水→重碳酸盐、氯化物-钠(或钠镁)型水→氯化物、重碳酸盐-钠型水→氯化物-钠型水。在部分冲洪积扇前缘洼地及河道带，TDS和水化学类型通常以前缘洼地和河道带为中心向两侧呈规律性变化。
二、水化学垂向分布特征
(一)山前平原
地下水水化学类型由浅至深基本为重碳酸盐-钙镁(或钙)型水→重碳酸盐-钙钠(钠钙)型水，TDS在浅层一般0.4～0.5g/L，深部一般0.5～0.8g/L。
(二)中部平原地下水垂向水化学比较复杂
地表或深部10～30m以下至深部80～150m，为咸水层，由上而下水化学类型硫酸盐重碳酸盐-钠镁型水→硫酸盐-钠镁型水→硫酸盐氯化物-钠镁型水→硫酸盐重碳酸盐-钠镁型水，TDS2～3g/L到5～10g/L。部分地区咸水体上分布有浅层淡水体，浅层淡水垂向水化学类型为重碳酸盐硫酸盐-钙镁型水→重碳酸盐氯化物-钠镁型水，TDS由0.5～1g/L递变到1.5～2g/L;第四系深层淡水水化学类型基本变化趋势重碳酸盐-钠型水→重碳酸盐氯化物-钠型水(重碳酸盐硫酸盐-钠型水)→氯化物重碳酸盐-钠型水，TDS由0.3～0.4g/L到0.6～0.8g/L。
(三)滨海平原
在100～150m以内的咸水体，水化学类型为氯化物重碳酸盐-钠(或钠镁)型水，TDS由大于10g/L向下递变到3～5g/L;第四系第三含水岩组至古近-新近系明化镇组上段为深层淡水，水化学类型一般为重碳酸盐氯化物-钠型水→氯化物重碳酸盐-钠型水，TDS0.5～0.81g/L递变到1.2～1.5g/L。
近几十年来，由于大量开采地下水，山区修建水库拦截了80%～90%的河川径流量，大量污水直接排放于河流与渗入地下等人类经济工程活动的影响，造成不少地区的地下水受到一定程度的污染、地下水中盐分往复累积加强、海水入侵、咸水底界面下移、地下水迁移和溶滤作用因地下水水力梯度加大而增强等，从而使得河北平原的地下水水化学特征的天然状态也发生了较大的改变。
三、华北平原水化学场主要特征
1)华北平原水文地球化学作用。华北平原山区到山前冲洪积平原的上部地区，主要以溶滤作用为主;地下水进入平原到冲洪积扇的边缘地带，含水介质颗粒变细，溶滤作用减弱，地下水蒸发作用增强;在中部低平原，含水介质颗粒更细，地下水流速更加缓慢，溶滤作用被吸附与阳离子交替作用代替;滨海平原主要蒸发浓缩作用和阳离子交替-吸附作用为主。
2)区域水化学系统。
A.由山前至滨海平原地下水水化学场水平分带规律明显。
山前—滨海按水文地球化学系统可分为以溶滤作用为主的亚系统，以大陆盐化为主的亚系统和以海水入侵为主的亚系统。
山前—滨海水化学类型变化规律为:山前平原地带主要以重碳酸盐型水为主，到中部平原则主要以重碳酸氯化物型水和重碳酸硫化物型水，再到滨海则主要是氯化物型水或以氯化物为主的混合型水。地下水TDS总的变化趋势是从山前至滨海由低增高。
B.不同地貌单元地下水水化学场垂向变化差异大。
山前平原地下水水化学类型由浅至深基本为重碳酸盐型水，没有垂向分带。中部平原水化学垂向变化很复杂，80～100m以上，地下水基本为咸水;由上而下水化学类型变化规律是硫酸盐重碳酸盐型水→硫酸盐型水→硫酸盐氯化物型水→硫酸盐重碳酸盐型水，咸水体中上部TDS最高。深层地下水水化学基本变化趋势重碳酸盐型水→重碳酸盐氯化物型水→氯化物重碳酸盐型水，TDS一般小于1g/L。滨海平原在100～150m以内为咸水体，水化学类型为氯化物重碳酸盐型水，TDS很大深层地下水水化学类型由上至下一般是重碳酸盐氯化物型水→氯化物重碳酸盐型水，TDS小。
3)华北地区除了山前到滨海的区域水化学系统外，还发育扇前洼地闭合性水化学系统和河道带河间带交替水化学系统等局部水化学系统。
扇前洼地闭合性水化学系统主要位于山前平原与中部平原过渡地带，形成若干个以古湖沼为相对高矿化中心的串珠状闭合型水化学系统，水化学类型围绕相对高矿化中心呈现环带状水平分带规律。道带河间带交替水化学系统主要在华北平原漳卫河、古黄河平原等地区，水化学类型呈现河道带-河间带交替演变规律。
4)人类开采活动对地下水化学场产生显著影响。长期大量开采地下水使区域或者局部水化学场发生一系列变化。淡水咸水过渡地区开采导致咸水入侵，全淡水区与有咸水区的水平分界向淡水区迁移，水化学类型发生变化;长期超采深层淡水，使上覆咸水垂直向下运动，导致咸水体底界面下移，对深层地下水水化学场产生明显影响;滨海地区因超采导致海水入侵，造成地下水TDS与氯离子含量增高;大量超采地下水使得区域地下水系统被降落漏斗汇流所分割，形成局部地区的抽水、灌溉、蒸发、入渗垂直水循环方式，这种新的水流交替，使局部地区水化学类型和某些离子的含量发生大的变化。
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