德州市農(nóng)村人飲工程地下水源水質(zhì)評(píng)價(jià)

任金峰

(山東省德州市水利局，山東 德州253014)

德州市位于山東省西北部，總面積10356 km2，轄11個(gè)縣(市區(qū))，總?cè)丝?70.18萬人，其中農(nóng)村人口401.87萬人，占全部人口的70.48%。當(dāng)?shù)厮Y源嚴(yán)重不足，人均水資源占有量為204m3，僅為全國人均水資源占有量的10%，全省的61%，屬嚴(yán)重缺水區(qū)。由于蓄水工程少，蓄水能力低，可利用的地表水少且污染嚴(yán)重，農(nóng)村飲水供水水源主要依靠地下水，當(dāng)?shù)厝罕娪捎陂L期飲用不合格的地下水，生產(chǎn)生活受到嚴(yán)重影響，有的地方因飲用高氟水造成氟斑牙、氟骨癥，也有的地方關(guān)節(jié)炎、心肌梗死、菌痢、癌癥發(fā)病率偏高。因此，正確評(píng)價(jià)地下水的水質(zhì)狀況和分布特點(diǎn)，對(duì)于德州市農(nóng)村人飲工程的科學(xué)規(guī)劃和健康發(fā)展具有重要意義。

1 概況

1.1 自然地理

德州市西南部與聊城市接壤，西部和北部與河北省以衛(wèi)運(yùn)河、漳衛(wèi)新河為界，東部和南部分別與濱州市、濟(jì)南市為鄰。

該區(qū)屬于典型的黃河下游沖積平原，地勢平緩，地形自西南向東北緩緩傾斜，地面坡降1/7000～1/8000。由于古黃河遷徙、決口、泛濫所產(chǎn)生的沉積和堆積，形成了呈南西—北東向展布的高地、坡地、洼地相間的微地貌。

區(qū)內(nèi)主要河流自南向北有黃河、徒駭河、德惠新河、馬頰河和漳衛(wèi)新河。除用于引黃的馬頰河部分河段外，徒駭河、德惠新河和漳衛(wèi)新河幾乎常年流淌著工業(yè)污水。

1.2 含水層組劃分及特征

德州市的地下水賦存于第四系和第三系松散沉積物的孔隙內(nèi)，含水層組在空間分布上結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重疊交錯(cuò)，地下水具有明顯的分帶性。按地下水的埋藏條件、地層年代、水動(dòng)力特征和水化學(xué)成因類型，將800m內(nèi)的地下水自上而下可分為三個(gè)含水層(組):

1.2.1 淺層潛水含水層(組)

埋深0～60m，含水層巖性以粉細(xì)沙為主，厚度10～25m，水化學(xué)類型呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性，從古河道的主流帶到河間帶，地下水水化學(xué)類型依次為 HCO3、HCO3·Cl、HCO3·SO4、SO4·Cl水，陽離子均以 Na+、Mg2+為主，呈南西—北東向的條帶狀分布，礦化度1～5g/L，氟化物含量小于1 mg/L。地下水以垂向運(yùn)動(dòng)為主，接受大氣降水和灌溉回滲水的補(bǔ)給，排泄以蒸發(fā)為主。

1.2.2 中深層承壓含水層(組)

埋深60～200m，含水層由河湖相粉細(xì)砂組成，厚度20～30m，礦化度2～10g/L，氟化物含量一般為3 mg/L，水化學(xué)類型主要為Cl· SO4－Na水。目前該層的地下咸水尚未開發(fā)利用。

1.2.3 深層承壓含水層(組)

埋深200～800m，含水層由河湖相沉積的細(xì)沙、中砂及中粗砂組成，淡水沙層累計(jì)厚度一般在20～50m，礦化度一般小于1g/L，氟化物含量一般為3～6 mg/L，水化學(xué)類型主要為HCO3－Na水。該層淡水為德州市的主要供水水源。

2 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和方法

2.1 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

采用國家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB5749－85和《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB/T14848－93作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 評(píng)價(jià)參數(shù)

根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，評(píng)價(jià)參數(shù)確定為pH、銅、溶解性鐵、六價(jià)鉻、錳、鋅、氟化物、鉛、汞、鎘、砷、硫酸鹽、氰化物、總硬度、氯化物、溶解性總固體、揮發(fā)酚、硝酸鹽氮、陰離子合成洗滌劑、硒共20項(xiàng)。

2.3 評(píng)價(jià)范圍和方法

根據(jù)近年全市地下水普查所得817眼監(jiān)測井的水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果，利用單因子評(píng)價(jià)指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合指數(shù)評(píng)價(jià)法對(duì)全市范圍地下水水質(zhì)分別做單項(xiàng)因子和綜合水質(zhì)評(píng)價(jià)，采用等值線法點(diǎn)繪單項(xiàng)超標(biāo)因子和綜合水質(zhì)分區(qū)圖得出分區(qū)面積。

2.3.1 單因子評(píng)價(jià)指數(shù)法

將評(píng)價(jià)參數(shù)的實(shí)測值與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，確定各單項(xiàng)因子所屬質(zhì)量類別。

2.3.2 綜合指數(shù)評(píng)價(jià)法

首先進(jìn)行各單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)，以地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB/T14848－93)為基準(zhǔn)劃分各組分所屬質(zhì)量類別，對(duì)各類別按表1 分別確定各單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)分值Fi，然后帶入內(nèi)梅羅綜合指數(shù)公式計(jì)算綜合評(píng)價(jià)分值F，根據(jù)F值，按照表2劃分地下水質(zhì)量級(jí)別。凡評(píng)價(jià)結(jié)果符合較好類型的水(即F＜4.25)，確定為符合生活飲用水功能標(biāo)準(zhǔn)。

表1 單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)分值

表2 地下水質(zhì)量劃分級(jí)別

內(nèi)梅羅綜合指數(shù)評(píng)價(jià)法公式:

3 評(píng)價(jià)結(jié)果

3.1 單因子評(píng)價(jià)

3.1.1 淺層地下水

對(duì)474眼淺井水樣的評(píng)價(jià)結(jié)果表明，德州市淺層地下水主要超標(biāo)項(xiàng)目有氯化物、硫酸鹽、總硬度、溶解性總固體(TDS)、錳等污染因子(圖1)。

圖1 淺層地下水主要超標(biāo)物面積對(duì)比圖

1)氯化物

254眼超過國家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(250 mg/L)井點(diǎn)的分布區(qū)面積為5383.3 km2，占全市面積的51.98%。主要超標(biāo)區(qū)域分布在德州市北部衛(wèi)運(yùn)河、漳衛(wèi)新河沿線慶云、樂陵、寧津、陵縣、德城、武城等引黃下游縣市區(qū)。全市最大值6381 mg/L，超標(biāo)24.5倍，出現(xiàn)在慶云縣崔口鎮(zhèn)小屯村(淺井6m)。

2)硫酸鹽

335眼超過國家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(250 mg/L)井點(diǎn)的分布區(qū)面積為7286.5 km2，占全市面積的70.36%。除齊河縣超標(biāo)區(qū)域較小外，其它縣市區(qū)超標(biāo)區(qū)面積百分比均大于62%。全市最大值3849 mg/L，超標(biāo)14.4倍，出現(xiàn)在樂陵市鐵營鄉(xiāng)西堡村(淺井8m)。

3)總硬度

438眼超過國家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(450 mg/L)井點(diǎn)的分布區(qū)面積為9636.1 km2，占全市面積的93.05%。除禹城、樂陵兩市外，其余縣區(qū)超標(biāo)區(qū)面積百分比均大于90%，慶云、臨邑兩縣更是全縣超標(biāo)。全市最大值5225 mg/L，超標(biāo)10.6倍，出現(xiàn)在慶云縣嚴(yán)務(wù)鄉(xiāng)柴林莊(淺井11m)。

4)總固體

459眼超過國家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(1000 mg/L)井點(diǎn)的分布區(qū)面積為10120.3 km2，占全市面積的97.72%。除齊河、禹城、樂陵、臨邑、德城五縣市區(qū)超標(biāo)區(qū)面積百分比介于90%～98%外，其它縣均全部超標(biāo)。全市最大值11579 mg/L，超標(biāo)10.6倍，出現(xiàn)在慶云縣嚴(yán)務(wù)鄉(xiāng)柴林莊(淺井11m)。

5)錳

314眼超過國家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(0.1 mg/L)井點(diǎn)的分布區(qū)面積為6702.2 km2，占全市面積的64.72%。除齊河縣、陵縣和平原縣大部未超出生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)外，其余縣市區(qū)均大部超標(biāo)，部分區(qū)域含量較高，特別是慶云、臨邑、武城、夏津、寧津五縣和樂陵市屬于高錳區(qū)。全市最大值2.84 mg/L，超標(biāo)27.4倍，出現(xiàn)在慶云縣崔口鎮(zhèn)小屯村(淺井6m)。

3.1.2 深層地下水

對(duì)343眼深井水樣的評(píng)價(jià)結(jié)果表明，深層地下水主要超標(biāo)物為氟化物。全市F≤1.0 mg/L(符合國家生活飲用水標(biāo)準(zhǔn))的區(qū)域面積為2137.9 km2，占全市面積的20.6%，主要分布在齊河縣和禹城市，陵縣、臨邑、寧津、武城、平原五縣和樂陵市也有零星分布;1.0 mg/L＜F≤1.5 mg/L的區(qū)域面積為123.8 km2，占全市面積的1.2%，僅分布在臨邑縣德平街道辦事處和夏津縣蘇留莊西部、新盛店東北部;1.5 mg/L＜F≤3.0 mg/L的區(qū)域面積為4261 km2，占全市面積的41.1%，除齊河縣、陵縣有零星分布外，其余縣市區(qū)分布區(qū)域的面積大多在一半左右，位于德州市東北部的樂陵市、慶云縣分布區(qū)域面積分別為84.8%和100%。3.0＜F≤4.0 mg/L的區(qū)域面積為2729.3 km2，占全市面積的26.4%，除齊河、慶云兩縣未有分布，禹城市有零星分布外，其余縣市區(qū)按分布區(qū)域面積從大到小依次為臨邑縣、平原縣、陵縣、寧津縣、武城縣、夏津縣、樂陵市和德城區(qū);F＞4.0 mg/L的區(qū)域面積為1104 km2，占全市面積的10.7%，主要分布在陵縣和德城區(qū)一帶的宋家、前孫、義渡口、徽王莊、邊臨鎮(zhèn)、丁莊、二屯、宋官屯和抬頭寺，以及德州市西南部夏津縣和武城縣一帶的香趙莊鄉(xiāng)、夏津鎮(zhèn)和武城鎮(zhèn)。

德州市深層地下水除氟化物主要超標(biāo)外，其它超標(biāo)項(xiàng)目依次為溶解性總固體(TDS)、硫酸鹽、氯化物和總硬度。錳超標(biāo)的較少，超標(biāo)區(qū)主要有武城縣甲馬營鄉(xiāng)、騰莊鎮(zhèn);寧津縣張大莊鄉(xiāng)、杜集鎮(zhèn);樂陵市鐵營鄉(xiāng)、丁烏鎮(zhèn)和禹城市房寺鎮(zhèn)、安仁鄉(xiāng)。

3.2 內(nèi)梅羅綜合指數(shù)評(píng)價(jià)

對(duì)817個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果見表3和圖2。綜合評(píng)價(jià)結(jié)果表明，德州市深、淺層地下水符合生活飲用水功能標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)域面積為3170.5 km2，占全市面積的30.6%。符合生活飲用水功能標(biāo)準(zhǔn)的淺層地下水區(qū)域面積為1682.8 km2，主要呈塊狀分布在齊河縣、禹城市、臨邑縣和平原縣境內(nèi)，此四縣市占全市淺層地下水可飲用水功能區(qū)面積的80.6%。符合生活飲用水功能標(biāo)準(zhǔn)的深層地下水區(qū)域面積為2261.7 km2，主要呈面狀分布在齊河縣、禹城市和臨邑縣境內(nèi)，此三縣市占全市深層地下水可飲用水功能區(qū)面積的91.6%。

總體看，德州市東南部水質(zhì)狀況好于西北部和東北部，齊河縣境內(nèi)地下水水質(zhì)最好，慶云縣境內(nèi)地下水水質(zhì)最差。

表3 綜合評(píng)價(jià)表

4 結(jié)語

德州市符合生活飲用水功能標(biāo)準(zhǔn)的深淺層地下水，主要分布在東南部黃河沿線的齊河、禹城、臨邑、平原四縣市和其余縣市區(qū)的局部。其它地方淺層地下水氯化物、硫酸鹽、總硬度、溶解性總固體(TDS)、錳等普遍超標(biāo)，深層地下水氟化物嚴(yán)重超標(biāo)，已達(dá)不到生活飲用水功能標(biāo)準(zhǔn)。

對(duì)氯化物、硫酸鹽、總硬度、溶解性總固體(TDS)、氟化物、錳等超標(biāo)區(qū)域地下水進(jìn)行淡化、軟化、除氟、除錳等凈化處理，使地下水指標(biāo)達(dá)到國家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB5749－85的要求，確保人民群眾生命健康安全。

圖2 德州市地下水源水質(zhì)評(píng)價(jià)圖

[1]劉培桐，薛紀(jì)渝，王華東.環(huán)境學(xué)概論[M].北京:高等教育出版社.2002.

[2]蔡文曉.德州市深層地下水開采與地面沉降關(guān)系研究[D].長春:吉林大學(xué).2009.

[3]趙全升，馮娟，安樂生.德州市深層地下水水質(zhì)演化研究[J].地理科學(xué).2009，29(5):766－772.

[4]孟麗靜.辛集市地下水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)與分析[J].水科學(xué)與工程技術(shù).2008，142(1):49－51.

[5]潘國營，林云，王樹忠，段國勝，田炳占.新鄉(xiāng)市淺層地下水水質(zhì)分析評(píng)價(jià)[J].地下水.2007，29(1):40－42.

[6]陳梁擎，馮紹元，韓志文，蒙格平，陳紹軍.北京大興區(qū)淺層地下水水質(zhì)初步評(píng)價(jià)[J].中國農(nóng)村水利水電.2004，(5):23－24.