洛陽市地下水環(huán)境動(dòng)態(tài)特征分析

喬 剛

(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院/河南省金銀多金屬成礦系列與深部預(yù)測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 洛陽471023)

洛陽位于河南省西部，橫跨黃河兩岸，是中國7大古都之一，因地處洛河之陽而得名。市域北、西南三面環(huán)山，區(qū)內(nèi)景色秀麗，風(fēng)景優(yōu)美，是著名的旅游勝地，地理位置十分重要。洛陽是聞名世界的絲綢之路的東方起點(diǎn)之一，豐厚的歷史文化為中華民族的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。洛陽牡丹，雍容華貴，國色天香，自古名甲天下。洛陽每年4月舉辦牡丹花會(huì)，成為全省對(duì)外開放的窗口。近年來洛陽市十分注重地質(zhì)環(huán)境及地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，至2012年底，全市布設(shè)國家級(jí)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)點(diǎn)12個(gè)，省級(jí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)16個(gè)，統(tǒng)測(cè)點(diǎn)70個(gè)，水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)21個(gè)，監(jiān)測(cè)工作對(duì)加強(qiáng)城市地下水資源利用及水環(huán)境防治意義十分重大。

1 自然地理概況

洛陽市地處小盆地，三面丘陵環(huán)抱，中部和東部是伊洛河平原，市區(qū)海拔在125～150 m之間，多為河谷階地和丘陵，總體呈西高東地貌形態(tài)。

屬半濕潤、半干旱的大陸性氣候，四季分明，年平均氣溫14.4℃，最高氣溫 41.5℃，最低氣溫 －23.4℃。年平均降水量665.3 mm，年最大降水量1 079.3 mm，年最小降水量為373.4 mm，集中在七、八、九月份，占全年降水量的50～60%，而十二月、一月、二月等三個(gè)月降水量?jī)H占全年降水量的5%左右。降水強(qiáng)度:日最大降水量148.0 mm，月最大降水量264.3 mm。年平均蒸發(fā)量2 012.44 mm。

屬黃河流域洛河水系，地表水資源較為豐富。全市河流眾多，水量豐富，除黃河外，較大的河流4條。主要有洛河、澗河、瀍河、伊河等河流，常年有水。其中主干洛河自西向東穿越洛陽市區(qū)，多年平均流量45.04 m3/s，境內(nèi)流程40 km，流域面積12 265 km2，其一級(jí)支流瀍河、澗河自北向南蜿蜒曲折，匯入洛河。南部伊河?xùn)|北向流經(jīng)洛陽龍門石窟景區(qū)至偃師境內(nèi)與洛河交匯。

2 地下水資源開發(fā)利用情況

2.1 區(qū)域地下水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀

洛陽市生活及農(nóng)業(yè)、工業(yè)用水多以開采區(qū)內(nèi)淺層地下水為主，洛陽是一個(gè)較完整的水文地質(zhì)單元，周邊由山地、黃土丘陵組成，山前沖積傾斜平原，中部為伊洛河沖積平原。沖積平原含水層巖性由全新統(tǒng)和上更新統(tǒng)沖積成因的砂、砂礫石組成，黃土丘陵及山前沖積傾斜平原含水層巖性由上、中更新統(tǒng)沖積的砂、砂卵石組成。含水層富水性由于所處的地貌及含水層巖性差異變化較大。

洛陽市地下水資源主要受地形、地貌、水文地質(zhì)條件及氣象因素影響，據(jù)統(tǒng)測(cè)，天然資源總量為1.679×109m3/a，主要分布在伊、洛、澗、汝等主要河谷盆地及部分黃土臺(tái)塬區(qū)，地理分布不均勻。水量極豐富區(qū)分布于伊洛河河間地塊及漫灘區(qū)，水位埋深2～8 m，含水層厚度30.5～50 m，單井涌水量大于3 000 m3/d。水量豐富區(qū)分布于一級(jí)階地及二級(jí)階地區(qū)，水位埋深3～15 m，含水層厚度8～30 m，單井涌水量1 000～3 000 m3/d。南部山前傾斜平原區(qū)，水位埋深16～30 m，含水層厚度10～15 m，單井涌水量100～1 000 m3/d，為水量中等區(qū)。

2.2 市區(qū)地下水資源開采現(xiàn)狀

洛陽市目前已形成地下水多水源環(huán)狀管網(wǎng)供水規(guī)模。自來水公司現(xiàn)有8個(gè)集中開采地下水水源地，供水井97眼，綜合供水能力達(dá)60萬m3/d;集中開采水源地多集中于伊、洛河兩岸階地。水源地開采現(xiàn)狀見表1。

表1 水源地開采情況一覽表 萬m3/d

由于水源條件、降水量、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生活水平和經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r的差異，其用水量和組成有所不同。

3 地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

洛陽市地下水監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)29個(gè)，主要分布在洛龍區(qū)、澗西區(qū)、老城區(qū)、瀍河區(qū)、西工區(qū)、高新技術(shù)開發(fā)區(qū)，全年定期對(duì)地下水位、水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)和分析。

圖1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布示意圖

3.1 水位動(dòng)態(tài)

3.1.1 變化影響因數(shù)

洛陽市地下水動(dòng)態(tài)特征，主要受氣象、水文、人為因素制約。在洛河沿岸附近，地下水動(dòng)態(tài)變化特征主要受洛河水文要素變化的影響，隨著距洛河距離增加，其影響程度逐漸減弱。在市區(qū)地下水動(dòng)態(tài)特征主要受人工開采因素的影響。

3.1.2 變化幅度

洛陽市地下水主要補(bǔ)給來源為大氣降水，因此地下水位受降水影響，呈季節(jié)性變化。從2012年各監(jiān)測(cè)點(diǎn)情況看，澗西區(qū)及辛店一帶年內(nèi)平均水位與上年平均水位相比大部分上升，上升幅度為0.12 m～2.14 m，個(gè)別有所下降，幅度為0.1 m～1.11 m;西工區(qū)年內(nèi)與上年相比普遍上升，幅度為0.31 m～1.34 m;瀍河區(qū)年內(nèi)與上年相比普遍上升，幅度為0.18 m～0.57 m;老城區(qū)年內(nèi)與上年相比普遍上升，幅度為0.24 m;洛南年內(nèi)與上年相比上升，幅度為0.32 m～0.95 m;白馬寺一帶年內(nèi)與上年相比大部分回升，幅度為 0.39 m ～0.42 m，個(gè)別有所下降，幅度為 0～0.42 m;李樓一帶年內(nèi)與上年相比大部分下降，幅度為0.09 m～0.19 m，個(gè)別有所回升，幅度為0.08 m。總體水位變化特征見圖2。

圖2 代表性監(jiān)測(cè)點(diǎn)水位歷時(shí)變化曲線圖

3.1.3 變化規(guī)律

洛陽市區(qū)主要出于伊洛河沖積平原區(qū)，地勢(shì)相對(duì)較低，利于地表水和地下水的匯集。在洛河、伊河的漫灘區(qū)和一二級(jí)階地區(qū)，表層為為第四系沖積、洪積物，一般為粉質(zhì)粘土、粉土、砂及卵石互層的雙層結(jié)構(gòu)。表層多為粉土和粉質(zhì)粘土，地下水位埋藏較淺，地表水及地下水徑流滯緩，有利于大氣降水入滲補(bǔ)給;下伏以卵石層為主的含水層、厚度較大，結(jié)構(gòu)疏松，滲透性能較好;下部底板為第三系砂質(zhì)粘土或砂頁巖，更好的利于上部孔隙水的存儲(chǔ)。

從整個(gè)伊洛河沖積平原區(qū)看，地下水含水層的厚度、粒度在橫向、縱向及垂向上還是具有明顯的變化。從橫向上看，由漫灘至一級(jí)階地、二級(jí)階地，從階地前緣到階地后緣含水層厚度由厚變薄，粒度由粗漸細(xì)，含水層埋藏逐漸變深，淺層地下水涌水量漸次減弱。從縱向上看，從上游至下游含水層厚度由薄變厚，但含水層顆粒從西南向北東由粗變細(xì)，因此由上游至下游，涌水量由大變小。從垂向上看由于沉積時(shí)代不同，上下層地質(zhì)體密實(shí)度程度不同，由上至下，孔隙率變小，涌水量變小。因而區(qū)內(nèi)中深層地下水涌水量較淺層的小。

3.2 水化學(xué)動(dòng)態(tài)

地下水化學(xué)動(dòng)態(tài)除受自然因素外，認(rèn)為因素對(duì)其影響也很大，2012年度區(qū)內(nèi)大多數(shù)觀測(cè)點(diǎn)水化學(xué)類型與以往相比變化不大，只是各離子含量有增有減，但總體保持在多年平均值范圍內(nèi)，洛陽市地下水取用主要有以下幾種:

為河谷階地區(qū)的松散巖類孔隙潛水，水質(zhì)類型為HCO3－Ca型水，地下水的礦化度較大，為 0.62～0.81 g/L，可做為生活用水和農(nóng)田灌溉用水。

(1)淺層松散層潛水與層間水，水質(zhì)類型為HCO3－Ca型水，礦化度較低，為0.31～0.37 g/L，此類地下水亦可用于生活用水及農(nóng)田灌溉。

(2)巖溶裂隙水區(qū)的熱水井由于地下水深部循環(huán)，與周圍巖石成分溶濾交替，礦化度較高，水質(zhì)類型復(fù)雜，礦化度達(dá)到 0.69～2.05 g/L，水質(zhì)類型為 SO4Cl－(K+Na)及SO4·HCO3－Ca(K+Na)型，其中循環(huán)越深溫度越高礦化度也越高，水溫達(dá)98℃的張溝玉隆苑熱水礦化度2.05 g/L，水溫51℃的草店熱水井，礦化度1.60 g/L。張溝益壽康熱水井，由于有常溫水的混合，礦化度為0.69 g/L，水質(zhì)類型為熱水和常溫水的混合型SO4·HCO3－Ca(K+Na)型。

(3)巖溶區(qū)的深水井涼水、常溫水，水質(zhì)類型為 HCO3－Ca·Mg及 HCO3·SO4－Ca·Mg型，礦化度 0.37 ～0.38 g/L。

3.3 水溫動(dòng)態(tài)

地下水水溫的變化與地下水的埋藏深度密切相關(guān)。對(duì)于非長(zhǎng)期開采、淺埋深的地下水來說，地下水水溫動(dòng)態(tài)受氣溫影響明顯，年變幅較大。地下水水溫動(dòng)態(tài)變化規(guī)律為:春季水溫逐漸上升，至夏季、秋季水溫最高，而后水溫逐漸下降，冬季降至最低。

4 結(jié)語

洛陽市地下水資源相對(duì)貧乏，現(xiàn)狀地下水開采利用程度一般，地下水水位、水化學(xué)和水溫多年特征值變化不大。市區(qū)內(nèi)大部分地區(qū)為Ⅳ類水，地下水環(huán)境問題不容忽視，長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)、合理開發(fā)利用和對(duì)可能破壞地下水環(huán)境行為的嚴(yán)格管理工作仍不容忽視。