【摘 要】
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湄洲湾地区花岗岩残积土广泛分布,为中国典型酸性土壤区.笔者通过对该地区海岸带地下水环境调查发现,酸性土壤区海岸带地下水,在极短径流过程中,H3O+表现出数量级的差异,pH值从弱酸性到弱碱性(A-A剖面自陆内到海岸从6.52升至7.52;B-B剖面自陆内到海岸从6.73升至7.62),沿流线向海呈增大,然而矿化度并没有显著增加(表现在TDS在A-A剖面自陆内到海岸从267mg/L升至533mg/L;
【出 处】
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2017第三届“地下水科学青年论坛”
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湄洲湾地区花岗岩残积土广泛分布,为中国典型酸性土壤区.笔者通过对该地区海岸带地下水环境调查发现,酸性土壤区海岸带地下水,在极短径流过程中,H3O+表现出数量级的差异,pH值从弱酸性到弱碱性(A-A剖面自陆内到海岸从6.52升至7.52;B-B剖面自陆内到海岸从6.73升至7.62),沿流线向海呈增大,然而矿化度并没有显著增加(表现在TDS在A-A剖面自陆内到海岸从267mg/L升至533mg/L;B-B剖面自陆内到海岸从232mg/L升至452mg/L,图1).利用phreeqc软件模拟计算了不同比例(5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％)的海水(pH值:8.25;Cl-:0.370mol/L)与地下水(pH值:6.70;Cl-:0.00231mol/L)的混合,Cl-变化曲线为斜率等于1的直线,而pH值变化曲线为一条上凸指数曲线(图2),也即在不同海水入侵含水层时,尤其是海水入侵的初期pH值的变化显著快于TDS的变化;通过中性淡水(pH值:7.56;TDS:0.135g/L)水底部注入高盐度碱水(pH值:12.57;TDS:10.8g/L)后测量界面以上5cm处淡水中的pH值与TDS的变化,30min后水中pH值为9.73、TDS为0.438g/L,24h后水中pH值为10.33、TDS为0.528g/L(图3),验证了pH值显著变化而矿化度未明显变化这一现象.结合Ficks law分析了产生这一现象的主要原因为影响pH值变化的H3O+离子半径小于TDS显著特征离子Cl-,指出自由扩散条件下酸碱度先于成盐离子达到平衡.这说明,酸性土壤地区海岸带地下水在成盐离子过渡带远离海水一侧存在着明显的酸碱过渡带(图4).为酸性土壤地区预测海水入侵提供了一种便捷的手段,同时推动了海水入侵研究向瞬时状态、临界状态的发展.
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