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博客主人:拜水堂谭增任

 
 
 

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[原创]《地质生涯过,实践经验存》之一  

2012-09-15 15:45:18|  分类: 白色回忆 |  标签: |举报 |字号 订阅

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     [原创]《地质生涯过,实践经验存》之一 - tanzengren - tanzengren的博客

 

 

       按:8月中旬我去兰州时见了甘肃地矿报总编刘崇贵,退休前我就认识他,比较熟悉。我说给你写点东西要不要?他说欢迎!欢迎!从兰回来我就写了《地质生涯过,实践经验存》这一篇。也不知他“欢迎欢迎”什么样的稿子?就把此篇寄去。不管他要不要,我先放在博客上。

 

《地质生涯过,实践经验存》之一

           退休十几年来我一直有一个遗憾。这就是我欠写了一篇论文。这论文的论点、论据、论断,以及所需的参考资料都在1983年我写的《西渠幅(J-48-8)1:20万水文地质普查报告》中了。只要把相关部分从报告书中摘出稍加润色即成一篇论文。但是后来因调工作,因搞增收,因进出公司,因退休,因发挥余热……这篇论文始终未得动手。如果是一篇一般的论文也就罢了。但这是一篇揭破一个“水文地质之谜”的论文,因此我心有不甘,久怀遗憾。于是我就很想写点什么有关的东西,聊以自慰。因此有了《深层水咸淡找原因》这篇科普。写成此篇,进而不可收,索兴又把部分论文以科普形式写了出来,就冠以《地质生涯过,实践经验存》的总标题吧。

 

一、深层水咸淡找原因

        上个世纪的60、70年代在华北平原上,地下水开采深度愈来愈大了。开始利用二、三百米以下的承压水。这个深度的地下水称为深层水。而后进一步发现,所谓深层水既有优质的淡水,也有咸水。为了研究和实用的方便,地质人员按水质的层位分出上淡下咸、上咸下淡、上咸中淡下咸等类型,但是不知道其形成原因,成为区域水文地质的一个谜。接着又得知,深层水质的淡、咸水分层现象并不是黄淮海平原所独有,长江以北的各大平原盆地如松辽平原,汾渭谷地,以及西部的大型山前、山间平原(盆地)也都存在这种现象。1979年甘肃水文地质二队同事陈洛卿工程师在民勤县北部咸水地区的西渠公社200米以下成功打出了深层淡水,引起轰动。所以我在第二年接受西渠幅普查任务的时候就决心要揭示这个谜。虽然在上级的任务下达书中只有摸清淡咸水分布规律的任务,而没有查明其原因的任务。这是因为“查明原因”被认为是过高的要求。

       为了得到“谜底”,在勘探设计中我增加了对地层易溶盐取样数量,尤其是强调了隔水粘土的易溶盐取样。事先我是这样分析的:如果地层含盐量和同位置地下水的含盐量(矿化度)是一致的,说明地下水质是溶滤了本套地层的盐类而形成;如果情况相反,地层的含盐量和同位置地下水的矿化度无关,则说明地下水中盐分另有来源。当分析结果出来之后,证明地下水质和地层盐分完全的一致性。可以把这一地下水化学过程概述如下:当淡质水进入了含水地层,如果这套地层本身盐分淡,地下水仍会保持淡的水质;如果该地层具有高的易溶盐含量,则地下水也会溶滤高盐分,使自身变为高矿化咸水。在所有样品分析中,隔水粘土层样品有更大的说服力。因为隔水粘土自从形成之后基本不参与水的交替,它代表着原始沉积物的含盐量。分析结果指明,在“淡”质层段内的粘土层都有低值的易溶盐含量,而在“咸”质层段內的粘土层都有高值的易溶盐含量。这说明泾渭分明的“咸”质层段和“淡”质层段的存在,是原始状态的产物。

       接下来的问题是在地质环境中为什么会有多盐和寡盐的区别?因为每一套地层都代表一个数万年至一、二十万年的时代过程,所以地层特性之异也就是时代之异。在气候湿润的时代和气候干燥的时代所形成的地层在含盐量方面的差异是明显的。我查阅了刘东生著作《中国黄土》的数据。黄土的易溶盐含量有明显的由西北部干旱地区向东南部湿润地区递减的规律。我又参考了中国土壤学资料。证明土壤母质的含盐量也有从干旱区向湿润区降低的规律。所以我的结论是,深层水的淡水层位是和相对湿润的古气候对应的,而咸水层位是和相对干燥的古气候对应的。也就是说,是古气候作用造成了深层水水质分层现象。

 

 二、黄土层淡水之谜

        我能够比较顺利地解决上述深层水水质的秘密并不是偶然的。因为我在此之前层揭破过黄土层淡水之谜。1972年我参加了甘肃中部黄土地区的祖历河流域水文地质普查工作。普查中结合地方需要,在咸苦水地区为农村寻找人、畜饮用的淡水是一项重要任务。早在1962年大学学习期间,我们到山西侯马一带实习,女同学取井水洗头,头发都擀毡了。老乡指着仅距10米左右的另一个井说要洗头煮饭沏茶都要打这个井的水。带队的助教说:两个井近在咫尺,一是甜水一是苦水,这就是一个重要的黄土之谜,看咱们同学有没有能解开的!因此来到祖历河的黄土丘陵地带找淡水,我马上就想起了当年老师说的话。

        黄土中淡水分布也有一点线索,例如在低洼处,在沟洫处往往能找到淡水。但是这线索极不稳定,成功率很低,而且同样原因不明。在野外鉴定土质类型有一种“口试法”,就是把一撮土加水揉成泥团,放进嘴里,用牙齿咬,看有没有砂质感或肉质感,再用舌尖感觉是咸还是淡等。我频繁地“口试”,感觉着土质的“滋味”,如果在打井剖面上从上到下都是咸涩的,成井之后必然是咸苦水,如果剖面上土质是淡的、尤其在接触地下水位处土质是淡的,那就一定会打出淡水井。通过土样的易溶盐分析也验证了口尝的结果。这样我找到了“黄土水质之谜”的“谜底”!原来黄土地下水的来源是通过大气降水的渗入补给,而黄土层的易溶盐含量在不同位置是不均匀的。结果与黄土层低的含盐量相应,形成了淡的地下水;与黄土层高的含盐量相应,则形成咸苦的地下水。黄土含盐量低的地段多是在淋滤作用强烈的位置。这就是坑洼、沟洫等负地形处徃徃存在淡水的原因。通过这一实践,我们还得到了地下水在黄土层中垂直滲入的速度要比水平移动的速度为快的认识,因此得以解释为什么化学性质不同的渗入水可以在一定时间内保留在渗入位置的现象,以致造成人们打淡水井就像隔皮猜瓜一样困难。

        这个“谜底”1957年被写入由总工程师范锡鹏主编的《甘肃中部祖历河流域水文地质普查报告》中,随后我投稿发表在《水文地质工程地质》杂志上。

 

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