衡水市地下水水質(zhì)變化趨勢(shì)預(yù)測(cè)分析

李海濤

（河北省衡水水文水資源勘測(cè)局，河北 衡水 053000）

衡水市地下水水質(zhì)變化趨勢(shì)預(yù)測(cè)分析

李海濤

（河北省衡水水文水資源勘測(cè)局，河北 衡水 053000）

采用線性趨勢(shì)檢驗(yàn)法，選擇反映衡水市淺層地下水水質(zhì)狀況的氯化物、硫酸鹽、總硬度、溶解性總固體、氟化物5項(xiàng)參數(shù)分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。依據(jù)分析結(jié)果，對(duì)衡水市未來(lái)幾年地下水水質(zhì)狀況和變化趨勢(shì)進(jìn)行了預(yù)測(cè)。

水質(zhì)預(yù)測(cè)；變化趨勢(shì)；線性趨勢(shì)檢驗(yàn)法

1 地下水現(xiàn)狀%

由于衡水市降水量較少，地表水資源不足，使地下水成為區(qū)域供水的主要水源。據(jù)衡水市水資源公報(bào)統(tǒng)計(jì)，衡水市供水主要靠地表水和地下水，地表水供水量?jī)H占總供水量的10%，地下水供水量占總供水量的80%以上。因此地下水質(zhì)的質(zhì)量，直接關(guān)系到衡水市居民的身體健康和城市的可持續(xù)發(fā)展［1］。

2 水質(zhì)分析

選取1999～2009年共10a的地下水資料，用線性趨勢(shì)檢驗(yàn)法對(duì)硫酸鹽、礦化度、氟化物、氯化物、總硬度5項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行分析研究，對(duì)衡水市未來(lái)幾年地下水水質(zhì)狀況和變化趨勢(shì)進(jìn)行分析、預(yù)測(cè)。

利用直線相關(guān)方式，求出各監(jiān)測(cè)井各項(xiàng)目的含量變化趨勢(shì)線以及以年份為變量的方程，設(shè)其方程式為：

Y=a+bt

式中 y為某離子在t年的濃度；a為某離子的起始濃度；b為單位時(shí)間內(nèi)的濃度增量系數(shù)；t為時(shí)間增量。

通過(guò)與季節(jié)性肯德?tīng)栚厔?shì)檢驗(yàn)法比對(duì)檢驗(yàn)上述方程。檢驗(yàn)分析井以北小位、西七吉、北韓、南青林、前村、軍張莊、駱家村、宋橋、前馬莊、中角等10眼井為代表（見(jiàn)表1）。

表1 子牙河水系地下水水質(zhì)測(cè)井位置一覽表

分析參數(shù)選擇變化趨勢(shì)較明顯的硫酸鹽、溶解性總固體、總硬度、氟化物、氯化物共5項(xiàng)。其中硫酸鹽含量中角、北韓、西七吉、前馬莊4眼井計(jì)算檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1；溶解性總固體含量北小位、北韓、西七吉、前馬莊4眼井計(jì)算檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2；氟化物含量北小位、軍張莊、南青林、宋橋4眼井的變化趨勢(shì)分析結(jié)果見(jiàn)圖3；總硬度含量北韓、前馬莊、南青林、前村4眼井變化趨勢(shì)分析結(jié)果見(jiàn)圖4；氯化物含量軍張莊、前村、西七吉、駱家村4眼井變化趨勢(shì)分析結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖1 硫酸鹽變化趨勢(shì)

圖2 溶解性總固體變化趨勢(shì)

圖3 氟化物變化趨勢(shì)

圖4 總硬度變化趨勢(shì)

圖5 氯化物變化趨勢(shì)

由圖1可以看出，前馬莊、北韓地下水中硫酸鹽含量呈下降趨勢(shì)，中角、西七吉地下水中硫酸鹽含量呈上升趨勢(shì)；由圖2可以看出，前馬莊、北韓地下水中溶解性總固體含量呈下降趨勢(shì)，北小位、西七吉地下水中溶解性總固體含量呈上升趨勢(shì)；由圖3可以看出，軍張莊、南青林地下水中氟化物含量呈上升趨勢(shì)，北小位、宋橋地下水中氟化物含量呈下降趨勢(shì)；由圖4可以看出，南青林、前村地下水中總硬度含量呈上升趨勢(shì)，北韓、前馬莊地下水中總硬度含量呈下降趨勢(shì)；由圖5可以看出，軍張莊、駱家村地下水中氯化物含量呈下降趨勢(shì)，前村、西七吉地下水中氯化物含量呈上升趨勢(shì)。

圖1中季節(jié)性肯德?tīng)枡z驗(yàn)公式分別為：前馬莊為y=37.5x+475.5，北韓為y=-97x+1119.5，中角為y=9.16x+28.1，西七吉為y=25.6x+186.6。圖2，3，4，5季節(jié)性肯德?tīng)枡z驗(yàn)公式依此類推。

從上面一些圖示與季節(jié)性肯德?tīng)枡z驗(yàn)結(jié)果比較，變化趨勢(shì)是一致的，證明此線性趨勢(shì)檢驗(yàn)方法的可行性［2］。

3 污染危害

衡水市淺層地下水水質(zhì)的污染因素為氟化物、溶解性總固體、硫酸鹽、氯化物和總硬度5項(xiàng)，這些物質(zhì)如果超標(biāo)，將對(duì)人類生產(chǎn)生活帶來(lái)嚴(yán)重危害。

3.1 對(duì)人體的危害

地下水水質(zhì)下降甚至惡化，給衡水市飲用水水質(zhì)安全帶來(lái)嚴(yán)重威脅。地下水中含有的有害物質(zhì)具有致癌、致畸、致突變的 “三致作用”，長(zhǎng)期飲用不符合生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)的水源，對(duì)人類身體健康有著嚴(yán)重影響。

3.2 對(duì)環(huán)境、生產(chǎn)的危害

水質(zhì)惡化會(huì)導(dǎo)致生物的減少或滅絕，造成各類環(huán)境資源的價(jià)值降低，破壞生態(tài)平衡。被污染的水如果達(dá)不到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和灌溉的要求，就會(huì)導(dǎo)致減產(chǎn)。更嚴(yán)重的是用被污染的地下水灌溉農(nóng)田，不僅會(huì)降低農(nóng)用設(shè)備的功能，而且將使土壤惡化，改變土壤物理、化學(xué)性質(zhì)而抑制農(nóng)作物的正常生長(zhǎng)，甚至直接致死。工業(yè)采用被污染的地下水，不但腐蝕各種機(jī)械設(shè)備，而且會(huì)大大降低產(chǎn)品的質(zhì)量，影響工業(yè)正常生產(chǎn)。

4 污染原因

4.1 天然污染源

在衡水市，因天然污染源影響引起的地下水資源質(zhì)量超標(biāo)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)井占監(jiān)測(cè)井總數(shù)的80%以上。例如，硫酸鹽、氯化物、總硬度、礦化度、氟化物等超標(biāo)主要是受地質(zhì)結(jié)構(gòu)影響。由此可見(jiàn)，地質(zhì)環(huán)境背景值高是影響衡水市淺層地下水資源質(zhì)量狀況的主要因素。

4.2 工業(yè)污染源

隨著衡水市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工廠排出的工業(yè)廢水和廢渣，雖然有少數(shù)經(jīng)過(guò)處理排入污水處理廠，但是由于污水處理廠數(shù)量少，設(shè)施還不完善，大量廢水不經(jīng)過(guò)處理，便通過(guò)管道直接排入溝、河、渠等，這些管道因無(wú)防滲措施而污染了地下水，造成地下水水質(zhì)的嚴(yán)重污染。

4.3 農(nóng)業(yè)污染源

農(nóng)業(yè)污染源主要來(lái)源于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的農(nóng)藥、化肥和廢污水灌溉等［3］。農(nóng)藥、化肥、畜禽的糞便隨雨水流入周圍河道，使地下水體中亞硝酸鹽氮等嚴(yán)重超標(biāo)。水灌溉在一定程度上使土壤的含氮量增加，土壤肥力增加，長(zhǎng)期使用污水灌溉，會(huì)使地下水體中氨氮、亞硝酸鹽嚴(yán)重超標(biāo)，引起對(duì)農(nóng)作物、土壤及地下水的污染。

4.4 生活污染源

生活污染源來(lái)自于人類生活污水造成的水體污染。衡水市人口日益增多，隨著人類活動(dòng)的增加，產(chǎn)生大量的生活污水，有的不經(jīng)過(guò)處理，造成了地下水水質(zhì)的污染。生活污水中含有機(jī)物、合成洗滌劑和氯化物，以及致病菌、病毒和寄生蟲卵等，生活污水進(jìn)入水體，惡化水質(zhì)，引起地下水污染，并傳播疾病。

5 變化趨勢(shì)預(yù)測(cè)

根據(jù)上述線性趨勢(shì)分析，結(jié)合衡水市地下水的開發(fā)利用現(xiàn)狀，對(duì)未來(lái)幾年地下水水質(zhì)進(jìn)行初步預(yù)測(cè)。由以上趨勢(shì)檢驗(yàn)結(jié)果可知，影響衡水市淺層地下水水質(zhì)的主要因素為氟化物、溶解性總固體、硫酸鹽、氯化物和總硬度。從整體上講氟化物、溶解性總固體、總硬度含量有增大的趨勢(shì)；氯離子有下降的趨勢(shì)；硫酸鹽目前變化趨勢(shì)不大，但根據(jù)溶濾作用和濃縮作用原理隨著氯離子含量的下降，硫酸鹽的含量有上升趨勢(shì)。

從以上分析結(jié)果看，水質(zhì)類別符合《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類的相當(dāng)少見(jiàn)，絕大多數(shù)淺層地下水水質(zhì)為Ⅴ類水。分析表明，衡水市淺層地下水水質(zhì)普遍較差，地下水污染呈減輕趨勢(shì)。從區(qū)域分布上看，安平縣及饒陽(yáng)北部為全淡區(qū)，淺層地下水埋深較大，污染程度相對(duì)較輕；而滏陽(yáng)河沿岸和南運(yùn)河沿岸受地表水污染的影響，淺層地下水污染嚴(yán)重。桃城區(qū)北韓站、冀州區(qū)南褚宜兩眼井水質(zhì)極差，全部為V類水。北韓站氯化物、硫酸鹽、總硬度、溶解性總固體均呈逐年下降趨勢(shì)。

6 防治對(duì)策

6.1 健全法律法規(guī)，提高全民保護(hù)水資源意識(shí)

依據(jù)《水法》、《水污染防治法》等有關(guān)法律法規(guī)，加強(qiáng)地下水資源保護(hù)方面的法律、法規(guī)建設(shè)，依法治水。加大宣傳力度，增強(qiáng)群眾保護(hù)地下水資源的意識(shí)，讓人民群眾認(rèn)識(shí)到地下水污染的嚴(yán)重性和危害性，促進(jìn)水環(huán)境保護(hù)和生態(tài)建設(shè)決策的科學(xué)化、民主化，鼓勵(lì)社會(huì)團(tuán)體和公民積極參與地下水資源保護(hù)工作，做到人人防治地下水污染。利用各種媒體，加強(qiáng)水資源保護(hù)的宣傳，加大監(jiān)督力度，從而保證地下水資源保護(hù)工作健康發(fā)展。

6.2 強(qiáng)化水源保護(hù)，提高污水處理能力

根根水源區(qū)的水體功能，劃定水源保護(hù)區(qū)，制定相應(yīng)的保護(hù)措施，禁止向河流水域、滲井、滲坑排放超標(biāo)污水。建立污水處理廠，合理排放污水，治理、清除污染源，加強(qiáng)水資源保護(hù)工作。

6.3 加強(qiáng)地下水水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作

加強(qiáng)對(duì)地下水水量、水位、水質(zhì)的監(jiān)測(cè)，進(jìn)一步鞏固、調(diào)整、充實(shí)地下水監(jiān)測(cè)站網(wǎng)，對(duì)地下水水質(zhì)、水量進(jìn)行同步監(jiān)測(cè)。對(duì)重點(diǎn)地區(qū)、重點(diǎn)水域和重點(diǎn)水源地重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，定期發(fā)布動(dòng)態(tài)簡(jiǎn)報(bào)、公報(bào)，掌握地下水變化動(dòng)態(tài)，發(fā)現(xiàn)地下水水質(zhì)惡化及時(shí)處理。合理開采地下水，避免過(guò)量開采。

6.4 防治結(jié)合，以防為主

水資源的污染要防治結(jié)合，重在預(yù)防，要綜合規(guī)劃，合理布局，決不走“先污染后治理”的路子。以預(yù)防為主，減少污染物排放才是改善地下水環(huán)境的根本措施，最有效的辦法是根據(jù)流域水環(huán)境容量制定污染物允許排放量，控制進(jìn)入江河湖庫(kù)的污染物，將排放總量指標(biāo)層層分解，并將排放量指標(biāo)分解到每個(gè)排污單位，納入目標(biāo)責(zé)任制管理，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)入河排污口的監(jiān)督性監(jiān)測(cè)與管理，廣泛推廣應(yīng)用污水凈化新技術(shù)，從根本上減少污染。

7 結(jié)語(yǔ)

（1）地下水是水資源的重要組成部分，是人類生產(chǎn)和生活不可或缺的重要因素之一，加強(qiáng)地下水資源的質(zhì)量管理，保護(hù)環(huán)境刻不容緩，大家都應(yīng)該珍惜、愛(ài)護(hù)地下水，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用，為構(gòu)建和諧社會(huì)做出貢獻(xiàn)［7］。

（2）衡水市絕大多數(shù)淺層地下水水質(zhì)普遍較差，影響衡水市淺層地下水水質(zhì)的主要因素為氟化物、溶解性總固體、硫酸鹽、氯化物和總硬度。

（3）根據(jù)線性趨勢(shì)分析，氟化物、溶解性總固體、總硬度含量有增大趨勢(shì)；氯離子有下降趨勢(shì)；硫酸鹽目前變化趨勢(shì)不大，但根據(jù)溶濾作用和濃縮作用原理隨著氯離子含量的下降，硫酸鹽的含量有上升趨勢(shì)。

［1］河北省衡水水文水資源勘測(cè)局.衡水市水資源評(píng)價(jià)報(bào)告［R］.2006.

［2］王海峰，李春燕，杜吉銀，等.大名縣地下水水質(zhì)狀況及肯德?tīng)査|(zhì)趨勢(shì)分析［J］.河北水利，2006（6）:46.

［3］梅雙斌.淺談河北省城市地下水污染及防治［J］.環(huán)境保護(hù)，1994（8）:45-46.

［4］袁旭音，李兵，許微微，等.太湖入湖河道沉積物中生物利用磷和營(yíng)養(yǎng)水平分析［J］.地學(xué)前沿，2008，15（5）:212-218.

［5］地下水污染與人類健康［J］.城市環(huán)境與城市生態(tài)，1998（3）:19-22.

［6］姜建軍.中國(guó)地下水污染現(xiàn)狀與防治對(duì)策［J］.環(huán)境保護(hù)，2007（19）：7-10.

［7］潘本鋒，李莉娜.地下水污染原因調(diào)查的思路分析與探討［A］.中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)年會(huì)優(yōu)秀論文集（中卷）［C］.2006.

Analysis of Trend Prediction of Hengshui City Groundwater Quality

LI Hai-tao
（Hydrology and Water Resources Survey Bureau of Hengshui in Hebei Province， Hengshui 053000，China）

Based on linear trend inspection， selecting chloride， sulfate， total hardness， dissolved solids， and fluoride to analyze for shallowing groundwater quality status of Hengshui City.According to the analysis result，groundwater situation and future trend of Hengshui City is forecasted.

prediction of groundwater；variation tendency；linear trend inspection

X832

A

1672-9900（2011）03-0035-03

2011-03-25

李海濤(1982—)，男(漢族)，河北邯鄲人，助理工程師，主要從事水文與水資源、水環(huán)境監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)工作，（Tel）13831809766。