邯鄲平原深層地下水質量評價

孫 超，田西昭，張娜娜

(河北省環(huán)境地質勘查院，河北 石家莊 050021)

由于邯鄲經濟的高速發(fā)展，需水量不斷增加，深層地下水由于水質好、出水量有保障等特點致使開采量逐步增加，深層水開采量由70年代初的零開采增加到2008年的30 196×104m3［1］，地下水位自八十年代后期基本呈全線下降趨勢，1986 ～2010 年地下水平均下降值 22.89 m［2］。同時，也引發(fā)了水質惡化、地面沉降等一系列地質環(huán)境問題。

對邯鄲平原深層地下水水質進行評價，為相關部門合理規(guī)劃、開發(fā)深層地下水，避免深層地下水水質的持續(xù)惡化，保障當?shù)亟洕某掷m(xù)健康發(fā)展是十分必要的。

1 研究區(qū)深層地下水水文地質概況

邯鄲平原位于河北省南部，北緯 36°06＇～36°57＇，東經114°24＇～ 115°29＇之間，涉及邯鄲市區(qū)及東部 14 個縣市，面積7514.6 km2。

1.1 含水巖組劃分

邯鄲平原深層地下水在全淡水區(qū)為第三、四含水組;在有咸水區(qū)則包括咸水體下的全部深層淡水，相當于第二含水組下部和第三、四含水組，地下水類型為承壓水。地層主要由新生界第四系松散沉積物構成，由西向東分別為山前沖洪積物，中部沖湖積物及東部沖積物。其中，第二含水層組底板埋深由山前40～160 m向中東部逐步過渡到為160～280 m，含水層厚度由20 m過渡到40 m以上，富水性5～10 m3/h·m;第三含水層組底板埋深在山前為80～360 m，逐步過渡到中東部的360～420 m，含水層厚度山前20～30 m，中東部40～50 m，富水性5～10 m3/h·m;第四含水組底板埋深在300～500 m，含水層總厚度20～40 m，富水性小于2.5 m3/h·m［3］。

1.2 水化學類型

深層水水化學類型自西向東基本呈條帶狀分布，依次為重碳酸型－重碳酸氯化物型－硫酸重碳酸型，局部分布有氯化物硫酸型。重碳酸型主要分布在磁縣及成安、臨漳的中西部;重碳酸氯化物型條帶狀分布于永年 －肥鄉(xiāng) －廣平 －魏縣;硫酸重碳酸型條帶狀分布于曲周 －大名;氯化物硫酸型水呈點狀分布于曲周東北部及大名東部。

1.3 深層水的補給、徑流和排泄

本區(qū)深層地下水的主要補給來源為山前側向徑流補給和淺層水的越流補給。

地下水的徑流總體為自西向東，區(qū)域內部由于地下水降落漏斗影響，地下水徑流方向由漏斗外圍流向漏斗中心。

地下水排泄隨著深層水水位的持續(xù)下降，側向流出逐漸減少，地下水的人工開采成為本區(qū)深層水主要排泄方式。

2 地下水水質評價方法

2.1 評價方法

本次評價通過選取邯鄲平原有代表性的11眼深水井，對其2010年水質進行評價。評價標準依照《地下水質量標準》(GB/T14848－93)執(zhí)行，評價方法采用綜合評價方法將單項組分評價結果綜合起來。

單項組分評價是指分別對單個指標進行分析評價。該方法通過評價結果能直觀地反映水質中哪一類或哪幾類因子超標，同時可以清晰地判斷出主要污染因子和主要污染區(qū)域，但是由于是對單個水質指標獨立進行評價，因此得到的評價結果不能全面地反映地下水質量的整體狀況，可能會導致較大的偏差，鑒于單因子評價體系的不足，為了能綜合反映評價水體的總體質量，本文采用綜合評價方法將單因子評價結果綜合起來。通過對水質的綜合評價來反映地下水水質的整體情況，既有全面性，又有綜合性。［4］

2.2 評價因子

pH、氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽、揮發(fā)性酚類、氰化物、砷、汞、鉻(六價)、總硬度、鉛、氟、鎘、鐵、錳、溶解性總固體、硫酸鹽、氯化物等18項。

2.3 地下水水質分類

Ⅰ類主要反映地下水化學組分的天然低背景含量。適用于各種用途。

Ⅱ類主要反映地下水化學組分的天然背景含量。適用于各種用途。

Ⅲ類以人體健康基準值為依據(jù)。主要適用于集中式生活飲用水水源及工、農業(yè)水。

Ⅳ類以農業(yè)和工業(yè)用水要求為依據(jù)。除適用于農業(yè)和部分工業(yè)用水外，適當處理后可作生活飲用水。

Ⅴ類 不宜飲用，其他用水可根據(jù)使用目的選用。

3 邯鄲平原深層地下水水質評價結果

根據(jù)評價結果，11眼水質監(jiān)測井中未見水質優(yōu)良及較好的井。水質良好的井5眼，占水質監(jiān)測井總數(shù)的45%;水質較差的井5眼，占水質監(jiān)測井總數(shù)的45%;水質極差井1眼，占水質監(jiān)測井總數(shù)的10%(表1)。其水質分布大致呈帶狀分布，總體表現(xiàn)為西部山前地帶水質多為良好，水質良好區(qū)面積835.6 km2，占平原區(qū)面積的 11.12%;中東部有咸水區(qū)水質多為較差、極差，水質較差區(qū)面積5115.2 km2，占平原區(qū)面積的68.07%;水質極差區(qū)面積1 563.8 km2，占平原區(qū)面積的20.81%。

表1 綜合評價法評價結果表

深層水水質主要受地質水文地質條件、地下水人工開采及人為污染的控制和影響。原生水文地質問題是主要原因，邯鄲西部山區(qū)組成巖體和地層的巖石多含鐵、錳、氟等元素，在地下水的溶濾遷移作用下，逐步賦存于平原區(qū)地下水中。另外，多年來，隨著深層水水位的下降，破壞了原有的物理與化學環(huán)境，使地下水水質有惡化趨勢，而大量的工業(yè)、農業(yè)、生活污染源的污染，加速了地下水水質的惡化。

4 影響地下水水質的物質

影響邯鄲平原深層地下水水質的物質包括 pH、總硬度、氟、鐵、錳、溶解性總固體、硫酸鹽、氯化物、揮發(fā)性酚類(表2)。

表2 影響水質物質井數(shù)統(tǒng)計表

下面對影響水質的主要物質進行簡要分析:

pH:檢出值介于7.5～8.83之間，超標率9%，主要分布于邯鄲平原東部大名一帶。pH值與地下水徑流條件關系密切，徑流條件好多偏酸性，滯水區(qū)則多偏堿性，邯鄲平原地下水徑流條件弱，因此地下水多成稍偏堿性。

總硬度:檢出值介于 154.1～464.4 mg/L之間，超標率9%，主要分布于大名縣咸水區(qū)?？傆捕扰c水文地質條件變化關系密切，隨著地下水的長期超量開采，水位下降加速了鹽分的遷移，在地下水滲流過程中，促使土壤及其下層沉積物的固相鈣鎂易溶鹽、難溶鹽及交換性鈣鎂向水中轉移，［5］從而造成地下水硬度偏高。

氟化物:檢出值介于 0.4～1.56 mg/L之間，超標率27%，主要分布于山前磁縣及東部大名等地。氟是人體必須的一種元素，缺氟易患齲齒，長期飲用含氟量高的水，易患氟斑牙等病。［6］氟元素自山區(qū)到平原，經過淋溶和遷移，主要富集在沖積洪積扇前交接洼地和沖積湖積平原與黃河沖積平原的交接部位。［7］

鐵:檢出值介于 0.02～2.90 mg/L之間，超標率 27%。鐵元素超標屬原生環(huán)境水文地質問題，形成原因主要為邯鄲市西部山區(qū)具有豐富的鐵礦資源。

錳:檢出值介于 0.01～1.330 mg/L之間，超標率 27%。本次評價中鐵錳基本同時于同一眼井中超標，錳元素具有與鐵元素相同的物質來源，屬原生環(huán)境水文地質問題。

溶解性總固體:檢出值介于220.0～1 594.9 mg/L之間，超標率18%，主要分布于東部的大名、邱縣一帶。溶解性總固體超標的主要原因為深層水的過度開采，導致深層水位大幅度下降，造成咸水在水位差的作用下向深層水運移。

硫酸鹽:檢出值介于 15.4～476 mg/L之間，超標率36%，主要分布于東部的大名、曲周、邱縣一帶。硫酸鹽超標井淺層水均為咸水，其超標主要原因與溶解性總固體超標原因相同，硫酸鹽超標井中溶解性總固體多也同時超標也說明這一原因。

氯化物:檢出值介于 14.2～377.2 mg/L之間，超標率9%，主要分布于大名縣咸水區(qū)。其超標原因與硫酸鹽類似。

5 深層水水質趨勢預測

綜上所述，近期影響深層水水質的主要因素依然為原生水文地質問題，但是，隨著地下水位的持續(xù)下降，總硬度、溶解性總固體、硫酸鹽、氯化物等含量將進一步加大，因此，深層水質量近期內難以呈現(xiàn)良性發(fā)展趨勢。

6 結語

深層水具有自然恢復周期長，一旦污染難以恢復等特點，因此保護深層水資源使其水質不致惡化尤為重要。邯鄲平原深層水水質除受原生因素影響外，主要與深層水的長期超采有關。因此，從保護深層水可持續(xù)利用的角度出發(fā)，必須嚴格控制其開采量，科學合理的利用深層地下水資源是問題的關鍵。深層水水質超標井主要分布于東部的咸水區(qū)，目前，邯鄲咸水開發(fā)利用程度較低，推廣咸水利用技術，鼓勵開發(fā)利用咸水，是緩解深層水水質惡化的重要措施之一。另外，應加強深層水的人工回灌和回補試驗的研究，有計劃、科學合理的開采地下水資源。

［1］邯鄲市水利局.河北省邯鄲市水資源評價［M］.北京:學苑出版社.2008.

［2］河北省地質環(huán)境監(jiān)測總站邯鄲監(jiān)測站.河北省邯鄲市地質環(huán)境監(jiān)測報告［R］.河北省地質環(huán)境監(jiān)測總站.2011.

［3］邯鄲市衛(wèi)生防疫站等.邯鄲環(huán)境水文地質研究資料集［M］.邯鄲:邯鄲地區(qū)印刷廠.1988.179 －188.

［4］王文強.地下水水質評價方法淺析［J］.地下水.2007(29)，37.

［5］劉永良等.新鄉(xiāng)市地下水硬度升高機理和原因試驗研究［J］.人民黃河.2009(31)，51.

［6］張改云.滄州市深層地下水資源評價及利用對策［D］.南京:南京理工大學.2007.

［7］韓慧中等.邯鄲環(huán)境水文地質研究論文集［M］.北京:學苑出版社.1991.96.