平潭滨海区域地下水主要离子腐蚀性分析

洪晓珍

(福建省建筑科学研究院 福建省绿色建筑技术重点实验室 福建福州 350025)

0 引言

平潭综合实验区位于台湾海峡以西，海岸线长399.82km。滨海区域多为堆砂填海场地，地貌单元多为海滩冲淤积地貌单元。工程建设滨海场地多为盐田，受海水补给入侵作用影响，地下水含盐量高，地下水对建筑材料腐蚀性较复杂，对工程建设影响较大[2]。

考虑到目前滨海城市工程日益增多，地下水对混凝土和钢筋腐蚀性影响较大[3]，本文收集平潭综合实验区滨海区域大量水质分析报告，经过数据统计分析，探讨滨海环境下工程建设中地下水腐蚀性评价，为滨海城市工程建设积累经验。

2 地层分布及地下水赋存情况

2.1 地层分布

平潭地区滨海路段地层分布，地层结构及岩性特征自上而下描述如下:

⑦残积砂质粘性土(Qel)：为粗粒花岗岩风化残积而成，厚度1.70m～8.70m。

⑧全风化花岗岩：主要为石英、长石风化次生粘土矿物、高岭土等。厚度1.90m～3.60m。

⑨砂土状强风化花岗：主要为石英、长石及少量暗色矿物，厚度0.90m～9.70m之间。

2.2 地下水赋存特征

平潭地区滨海路段地下水类型主要为赋存于素填土的孔隙潜水，砾砂、残积砂质粘性土以及下部花岗岩带中的孔隙-裂隙弱承压水。

①孔隙潜水：主要赋存于素填土中，与四周海水呈互补关系，涨潮时海水补给地下水，落潮时地下水补给海水，从目前勘察揭露的场地内地下水水位分析，场地内地下水通过侧向渗透方式补给临近海水，此外还接受大气降水补给，并通过蒸发方式排泄。素填土层主要以中砂为主，故透水性强，且富水性大。

②孔隙-裂隙承压水：主要赋存于砾砂、残积砂质粘性土及风化花岗岩风化带中的网状孔隙裂隙承压水。各含水层透水性中等，由于各含水层厚度相对较大，故富水量较大。主要受各含水层的侧向迳流补给，并存在水力联系。

3 地下潜水与承压水腐蚀性对比分析

3.1 腐蚀性评价分析

在平潭综合实验区滨海区域选取有代表性的场地，分别取周边海水样、潜水样和承压水样进行水质简分析，分析评价和腐蚀性评价如表1所示。

表1 平潭滨海区域各层地下水主要离子含量及腐蚀性评价表

3.2 离子含量对比分析

图1 周边海水、潜水及承压水PH值对比图

结合图1及试验统计结果，海水PH值为7.30～8.47，潜水PH值为7.06～8.23，承压水PH值为6.67～7.12，表明滨海区域PH值从上往下，海水>潜水>承压水。

图2 周边海水、潜水及承压水CL-含量对比图

结合图2及试验统计结果表明，海水及潜水的CL-含量远高于承压水中的CL-含量，海水中CL-受海水盐碱化影响，含量普遍大于20 000mg/L，CL-含量为19 320.2～30 345.2mg/L；潜水因为长期与海水有补给排泄关系，水力联系密切，CL-含量略低于海水，试验结果为10 989.5～26 065.6mg/L；承压水与海水、潜水的水力联系较弱，CL-含量远远低于海水及潜水，试验结果为4076.7～9394.3mg/L。从以上数据表明，滨海区域CL-含量垂向规律显示为向下减弱：海水>潜水>承压水。

图3 周边海水、潜水及承压水含量对比图

图4 周边海水、潜水及承压水总矿化度含量对比图

从图4及试验统计结果可以得出，受海水盐碱化影响，海水中总矿化度高达47 086.1～70 904.6mg/L，潜水中总矿化度为28 945～54 581mg/L，承压水中总矿化度为8074.4～21 391.1mg/L。从垂向上看呈现递减规律。

图5 周边海水、潜水及承压水Mg2+含量对比图

结合图5及试验统计结果，Mg2+离子含量在垂向上也基本体现了向下递减的规律，海水Mg2+离子含量平均值为1060.6mg/L，潜水平均值为902.8mg/L，承压水平均值为622.5mg/L，表明滨海区域潜水层Mg2+离子含量：海水>潜水>承压水，比值差异较小。

3.3 地下水主要离子垂向特征及其成因分析

滨海地区地下水腐蚀性评价中主要离子具备垂向向下递减规律的形成主要与所处的地质环境有关，同时与地下水的补给、排泄及径流有密切的关系[1]。

(2)潜水地带主要受海水多次入侵的影响，海退海进过程中形成海陆交互沉积地貌单元，使地下潜水类型以Na-Cl为主，总矿化度普遍偏高；另一方面浅层潜水主要受降水、地表水入渗补给和含水层侧向径流流入，排泄以蒸发及向海水泄流为主，由于受到上述两方面的主要影响，浅层潜水离子溶度略低于海水[4]。

(3)承压水部分，由于上覆不透水层，赋存于承压水中的地下水以扩散运动为主，离子交换缓慢，承压水受海水的影响程度缓慢，因此各主要离子浓度在垂向上存在向下递减的规律[5]。

4 结论

通过对平潭滨海区域典型区域地下水主要离子腐蚀性分析，可以得出以下主要结论：

滨海区域海水与浅层潜水含盐量高，对建筑材料为强腐蚀性，下部承压水腐蚀等级小于海水及浅层潜水，对地基基础选型有重要意义。

研究区地下水各离子含量在垂向上递减主要受沉积环境及地下水的排泄、补给及径流条件等影响。

参考文献

[1] 应耀明，申月芳，曹阳，等.滨海新区浅层地下水主要腐蚀因子垂向分布特征及其对工程建设的影响[J].中国地质灾害与防治学报，2015，26(3).

[2] 曹权，刘健炜.深圳地铁11号线地下水侵蚀性统计分析[J].上海应用技术学院学报(自然科学版)，2016，16(2).

[3] 田文彪.海水入侵环境下地铁线路地下水腐蚀性统计分析[J].山西建筑，2015，41(26).

[4] 苏志文.曹妃甸某场地地下水腐蚀性变化规律分析[J].勘察科学技术，2017，5.

[5] 李凤宪，王华，王永建.天津地区地下水和土腐蚀性评价关键问题探讨[J].土工基础，2015，29(2).