淮河流域河南平原區(qū)河流與地下水的相互影響

李揚(yáng)， 王麗滿， 田浩毅， 劉華平， 魏承銘功

(1.河南省地礦局第五地質(zhì)勘查院，河南 鄭州 450001； 2.河南省地礦局第三地質(zhì)勘查院，河南 鄭州 451464)

淮河流域河南平原區(qū)河流與地下水的相互影響

李揚(yáng)1， 王麗滿1， 田浩毅2， 劉華平1， 魏承銘功1

(1.河南省地礦局第五地質(zhì)勘查院，河南 鄭州 450001； 2.河南省地礦局第三地質(zhì)勘查院，河南 鄭州 451464)

利用“河南平原地區(qū)地下水污染調(diào)查評(píng)價(jià)(淮河流域)”項(xiàng)目中完成的749個(gè)點(diǎn)的地表水水文調(diào)查資料，結(jié)合河流斷面監(jiān)測(cè)資料分析了研究區(qū)地表水與地下水的補(bǔ)排關(guān)系；通過(guò)分析地表水與地下水水質(zhì)、河流-地下水監(jiān)測(cè)斷面的水質(zhì)特征，闡述了地表水與地下水水質(zhì)的相互影響以及有機(jī)組分相互影響與無(wú)機(jī)組分相互影響的差異。研究結(jié)果表明：淮河流域河南平原區(qū)地下水對(duì)排泄型河流(段)水質(zhì)影響有限，人為排污、降水及上游河水水質(zhì)是影響其水質(zhì)的決定因素；河流對(duì)地下水水質(zhì)的影響與補(bǔ)排關(guān)系、地層巖性及結(jié)構(gòu)關(guān)系密切；一些嚴(yán)重污染的補(bǔ)排交替型河流兩岸分布有較寬的地下水嚴(yán)重污染帶；河水中的有機(jī)物對(duì)地下水影響有限。

淮河流域河南平原區(qū)；河流類型；補(bǔ)排關(guān)系；相互作用；有機(jī)組分

淮河流域河南段處于淮河流域的中上游，既是我國(guó)重要的糧棉油基地，又是我國(guó)重要的煤電能源基地和交通樞紐。區(qū)內(nèi)人口密集，交通便利。

淮河流域河南段地勢(shì)總的趨勢(shì)是西高東低。西部、南部為山地、丘陵，中、東部為平原，平原區(qū)面積約65 500 km2，為本文研究區(qū)，區(qū)內(nèi)水系分布如圖1所示。

圖1 河南省淮河流域水系分布

淮河干流發(fā)源于桐柏山的主峰太白頂，至固始三河尖附近進(jìn)入安徽，流經(jīng)河南省，該段長(zhǎng)340 km。南側(cè)支流有浉河、竹桿河、潢河、史灌河、白露河等，河流長(zhǎng)度一般較短，水量豐富，易形成高洪峰急流；北側(cè)支流有沱河、渦河、沙穎河、洪汝河等，呈西北東南向，河道彎多水淺，水流緩慢。

研究區(qū)多年平均降水量從南至北為634～1 212 mm，具有明顯的由南向北遞減的特征。淺層地下水主要接受降水入滲補(bǔ)給，其次是河流補(bǔ)給、灌溉回滲補(bǔ)給等，地下水總體流向?yàn)橛晌鞅毕驏|南。

1 地表水與地下水補(bǔ)排關(guān)系

自然界河流的主要功能是把地下水及降到地面的雨水匯集并排向下游，淮河流域(河南段)的河流也不例外。在解放前及解放初期，由于水利工程年久失修，河道蜿蜒曲折、易淤積，致使河流排泄不暢，一遇暴雨就發(fā)生澇災(zāi)；河流排泄不暢還會(huì)導(dǎo)致地下水埋深淺、潛水蒸發(fā)濃縮作用強(qiáng)烈，致使地下水溶解性總固體、總硬度、氟化物等含量增高。特別是在黃泛區(qū)，包氣帶巖性顆粒較粗，潛水蒸發(fā)濃縮作用更為強(qiáng)烈，以至于形成大量的鹽堿地[1]。解放后，由于大興水利，對(duì)蜿蜒曲折的河道進(jìn)行了截彎取直、清淤，河道排泄順暢，現(xiàn)已很少發(fā)生澇災(zāi)；再加上加大了地下水的開(kāi)采力度，地下水位下降明顯，潛水蒸發(fā)減弱，現(xiàn)在黃泛區(qū)鹽堿地已基本消失[2]。

本次地面調(diào)查共完成水文調(diào)查點(diǎn)749個(gè)，其中，河流及大型渠道調(diào)查點(diǎn)726個(gè)，湖泊水庫(kù)調(diào)查點(diǎn)23個(gè)。在水文調(diào)查中，采用地表水面、地下水面與地面的距離對(duì)比、河岸地下水滲出情況觀察等方法，對(duì)淮河流域(河南段)200多條河流與地下水的補(bǔ)排關(guān)系進(jìn)行了判別。

排泄型河流(段)主要分布于西部、南部山前平原一帶，如小潢河、小洪河、北汝河等。排泄型河流(段)河谷深切，河水位明顯低于地下水位，部分河段的河岸或河床見(jiàn)有地下水滲出、泉水出露，如汝州市西侯寨北汝河階地陡坎處有大量泉水出露。在中東部平原區(qū)也有部分河段為排泄型河流(段)，如淮河干流、沙穎河沈丘大閘下游段。沙穎河沈丘大閘下游的河谷深切，見(jiàn)有明顯的地下水滲出[3-4]。

補(bǔ)給型河流(段)比較少見(jiàn)，只是在少量河流的局部地段或建有人工節(jié)制閘的河流上游局部地段有分布，如潁河周口節(jié)制閘上游、沙潁河沈丘節(jié)制閘上游地段，當(dāng)節(jié)制閘關(guān)閉時(shí)，河水水位明顯高于地下水，對(duì)地下水有所補(bǔ)給。一些城市或工廠的排污渠

道水位一般高于地下水，對(duì)地下水有所補(bǔ)給。

補(bǔ)排交替型河流(段)在河南平原(淮河流域)中東部(特別是黃泛區(qū))分布廣泛,如惠濟(jì)河、沱河、響河、包河、大沙河、古宋河、沙潁河、渦河等。

2 地下水對(duì)地表水水質(zhì)的影響

在此，筆者以竹竿河、小潢河為例，主要分析地下水對(duì)排泄型河流(段)水質(zhì)的影響。

竹竿河、小潢河均發(fā)源于南部大別山區(qū)，從南至北注入淮河，河流切割較深，為排泄型河流(段)。

竹竿河、小潢河附近淺層地下水取樣井情況見(jiàn)表1。竹竿河、小潢河與其附近淺層地下水主要水質(zhì)指標(biāo)的對(duì)比情況見(jiàn)表2。圖2與圖3分別是竹竿河、小潢河與附近淺層地下水的部分水質(zhì)指標(biāo)的對(duì)比圖。

表1 地下水取樣井情況

表2 河水與其附近地下水水質(zhì)對(duì)比

圖2 竹竿河與地下水部分水質(zhì)指標(biāo)對(duì)比圖

圖3 小潢河與地下水部分水質(zhì)指標(biāo)對(duì)比圖

綜合以上分析，竹竿河、小潢河水質(zhì)指標(biāo)特征主要受上游來(lái)水水質(zhì)指標(biāo)特征(接近大氣降水)或人為污染所控制，地下水補(bǔ)給對(duì)河水的影響有限。

3 地表水對(duì)地下水水質(zhì)的影響

3.1 渦河流域河流水質(zhì)對(duì)地下水水質(zhì)的影響(無(wú)機(jī)組分)

渦河流域?yàn)辄S泛區(qū)，位于研究區(qū)的北東部，大部分河流為補(bǔ)排交替型河流。本次調(diào)查取部分地表水和地下水樣品作對(duì)照測(cè)試，取樣井與地表水取樣點(diǎn)的基本情況見(jiàn)表3。

表3 渦河流域河流與地下水取樣點(diǎn)的基本情況

通許縣的黃子河(06-05-9B)與地下水(06-05-9)兩者污染因子對(duì)應(yīng)較好，污染因子主要為氯化物、溶解性總固體和總硬度，與地表水(污染程度較輕)中的含量相差不大。柘城縣的惠濟(jì)河(06-29-35B)與上述情況類似，地表水對(duì)地下水有一定影響。

民權(quán)縣城東的洮河(06-14-69B)河水烏黑發(fā)臭，污染因子主要為硝酸鹽、亞硝酸鹽、氨氮、溶解性總固體，但個(gè)別因子在地下水中的含量不高，如地表水的氨氮含量為9.33 mg/L，地下水氨氮含量為0.016 mg/L。柘城縣的洮河地表水(06-29-25B)硝酸鹽含量為15.58 mg/L，地下水硝酸鹽含量為56.64 mg/L，與上述情況類似。地表水對(duì)地下水有一定的影響，同時(shí)地下水水質(zhì)還受其他因素的影響。

商丘東南部的包河(07-09-12B)河水為灰褐色，污染因子主要為亞硝酸鹽、氨氮、溶解性總固體等。以上因子在地下水中含量并不高，有些甚至未檢出。如亞硝酸鹽含量在地表水中測(cè)得的值為1.0 mg/L，在地下水中未檢出。因距離較遠(yuǎn)，河流對(duì)地下水影響有限，地下水主要受附近廢水、垃圾的影響。

商丘北部的黃河故道(06-24-12B)污染較輕，地下水中的主要污染因子為硝酸鹽和亞硝酸鹽，其在地表水中含量較低，河流距離06-24-12井相對(duì)較遠(yuǎn)，影響有限。該井主要受不遠(yuǎn)處一垃圾堆的影響。

太康縣東部的渦河(農(nóng)6B)，河水呈棕綠色、不透明、污染較重，污染因子主要為硝酸鹽和亞硝酸鹽，地下水中主要的污染因子為亞硝酸鹽、溶解性總固體和總硬度。河流距離農(nóng)6井相對(duì)較遠(yuǎn)，影響有限。

綜上所述，渦河流域河流對(duì)地下水的影響與井距河的距離密切相關(guān)，一般距河200 m范圍內(nèi)，河流對(duì)地下水有明顯的影響；大于此距離，則河流對(duì)地下水的影響不大。

3.2 渦河流域河流水質(zhì)對(duì)地下水水質(zhì)的影響(有機(jī)組分)

對(duì)比河水中與地下水中有機(jī)因子的類型及含量可知，兩者的對(duì)應(yīng)關(guān)系并不好，在地下水中含量較高的因子在河水中含量很低或無(wú)檢出。如農(nóng)6井(地下水)的苊、蒽、屈、苯并(a)蒽、七氯的含量是檢出限的5～35倍，而在農(nóng)6B(河水)卻無(wú)檢出，如圖4所示。以上情況說(shuō)明，河水有機(jī)組分對(duì)地下水水質(zhì)的影響有限，地下水有機(jī)組分有相當(dāng)一部分來(lái)自降水、農(nóng)藥化肥等。

圖4 河水與其附近地下水有機(jī)組分含量對(duì)比

3.3 鄭州、開(kāi)封排污河對(duì)地下水有機(jī)組分的影響

賈魯河鄭州白沙段、老鴉陳段，開(kāi)封化肥河、惠濟(jì)河開(kāi)封段分別是鄭州市、開(kāi)封市的主要排污河段，均為補(bǔ)給型河流(段)，排污河對(duì)附近地下水均有一定的補(bǔ)給。淺井與其附近河流有機(jī)組分含量對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 淺井與其附近河流有機(jī)組分含量對(duì)比 μg/L

注：MDL—實(shí)驗(yàn)室檢出限；ND—未檢出。

由表4可知：有相當(dāng)一部分因子在河水中有檢出，而在地下水中無(wú)檢出，如三氯乙烯、氯仿等。即使有檢出，其含量也遠(yuǎn)低于河水的，如甲苯含量，鄭06-16與鄭06-16B相差約7.5倍，開(kāi)k82與開(kāi)k82B相差約2.2倍，開(kāi)8-24與開(kāi)8-24B相差約45倍；苯含量,鄭06-16與鄭06-16B相差約4倍，開(kāi)k82與開(kāi)k82B相差約60倍，開(kāi)8-24與開(kāi)8-24B相差約46倍。而且一些因子在淺井水樣中的含量高于河水水樣中的含量，甚至在河水水樣中沒(méi)有檢出，如開(kāi)k82與k82B的1,2,4-三甲苯、鄭20-14與鄭20-14B的環(huán)氧化七氯、鄭06-16的艾氏劑和環(huán)氧化七氯等。

以上分析表明，河水對(duì)地下水有機(jī)組分的影響有限，地下水有機(jī)污染較復(fù)雜，有相當(dāng)一部分來(lái)自降水補(bǔ)給、農(nóng)藥化肥的使用等。

3.4 區(qū)域地下水與河水的污染對(duì)比分析

由于工業(yè)“三廢”及各種污染物大量排放，大多數(shù)河段均受到不同程度的污染。沱河流域、渦河流域河流污染最重，其次為沙穎河流域、洪河流域和汝河流域，污染最輕的是淮河南部支流及淮河干流。

比較典型的嚴(yán)重污染河流有南黑河(漯河市排污河)、賈魯河(鄭州市排污河)、惠濟(jì)河(開(kāi)封市排污河)、沱河(商丘、永城等市排污河)，但在這些河流兩岸并沒(méi)有形成連續(xù)的地下水嚴(yán)重污染帶。

在沙穎河沈丘段南岸雖然分布有地下水嚴(yán)重污染帶，但這個(gè)地下水污染帶并不是河水直接側(cè)滲補(bǔ)給地下水造成的，而是沈丘節(jié)制閘引水渠把大量污染的河水引入溝塘或灌溉后引起地下水，污染的[5-7]。這種情況比較普遍。

4 結(jié)語(yǔ)

1)在淮河流域河南平原地區(qū)，分布最多的河流是補(bǔ)排交替型河流(段)，主要分布于中東部，特別是黃泛區(qū)；其次是排泄型河流(段)，主要分布于西部、南部山前平原一帶；補(bǔ)給型河流(段)比較少見(jiàn)，只是在少量河流的局部地段或建有人工節(jié)制閘的河流上游局部地段有分布。

2)河南淮河流域平原區(qū)地下水對(duì)排泄型河流(段)水質(zhì)影響有限，人為排污、降水及上游河水水質(zhì)是影響排泄型河流水質(zhì)的決定因素。

3)淮河流域河南平原區(qū)河流對(duì)地下水水質(zhì)的影響與補(bǔ)排關(guān)系、地層巖性、結(jié)構(gòu)關(guān)系密切。一般來(lái)說(shuō)，補(bǔ)給型、補(bǔ)排交替型以補(bǔ)給為主的河流對(duì)地下水的嚴(yán)重影響帶寬度為200 m左右；補(bǔ)排交替以排泄為主的河流，影響帶寬度為50 m左右；距河超過(guò)200 m的區(qū)域的地下水受到生活垃圾、污水、化肥、農(nóng)藥等因素的影響較明顯。

4)一些嚴(yán)重污染的補(bǔ)排交替型河流兩岸分布有較寬的地下水嚴(yán)重污染帶，是由于人為引河水灌溉引起的，自然的河水側(cè)滲補(bǔ)給地下水對(duì)此影響有限。

5)由于淮河流域河南平原區(qū)河流有機(jī)物含量一般較低，且易受到含水層顆粒的吸附，因此河水有機(jī)物對(duì)地下水影響有限。

[1]徐馨，朱明倫，盧積堂，等.中原東部第四紀(jì)環(huán)境及其影響的研究[M].貴陽(yáng)：貴陽(yáng)科技出版社，1994：55-88.

[2]程生平，趙云章，張良，等.河南淮河平原地下水污染研究[M].武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，2011：35-48.

[3]左正金，王獻(xiàn)坤，羅文金，等.河南沈丘飲用水資源評(píng)價(jià)與用水規(guī)劃[J].地下水，2004，26(3)：12-15.

[4]左正金，王獻(xiàn)坤，程生平，等.淮河流域(河南段)第四紀(jì)地層沉積規(guī)律[J].地下水，2006，28(4)：34-36.

[5]王華東，王建民，劉永可，等.水環(huán)境污染概論[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，1984：63-78.

[6]王獻(xiàn)坤，左正金，羅文金，等.淮河流域沙潁河段淺層地下水水質(zhì)狀況及污染特征[J].工程勘察，2007(9)：40-43.

[7]左正金，馬有華，王獻(xiàn)坤，等.沙潁河流域(河南段)地下水污染現(xiàn)狀及防治[J].地下水，2009，31(5)：91-92.

(責(zé)任編輯：?jiǎn)檀淦?

Interaction between River and Groundwater in Henan Plain of Huaihe River Basin

LI Yang1, WANG Liman1, TIAN Haoyi2, LIU Huaping1, WEI Chengminggong1

(1.No.5 Institude of Geo-exploration of Henan, Zhengzhou 450001, China;2.No.3 Institude of Geo-exploration of Henan, Zhengzhou 451464, China)

Based on the survey data of 749 points of groundwater hydrology completed in the project of "Survey and Evaluation of Groundwater Pollution in the Henan Plain Area (Huaihe River Basin)", combined with the monitoring data of river sections, the recharge and discharge relationship between surface water and groundwater in the study area was analyzed. Through the analysis of surface water and groundwater quality, the water quality characteristics of river-groundwater monitoring section, the quality interaction between surface water and groundwater and the difference of the interaction between organics and inorganic components are described. The results show that the influence of groundwater on the water quality of the drainage-typeriver (sections) is limited in Henan plain area of Huaihe River Basin. Man-made sewage, precipitation and upstream river water quality is the deciding factor. The influence of rivers on groundwater quality is closely related to the relationship between recharge and discharge, formation lithology and structure. Some severely polluted recharge-discharge rivers have a wide range of serious groundwater contamination. The effect of organic matter in the river on groundwater is limited.

Henan plain of Huaihe River Basin; the type of streams; recharge and discharge relationship; interaction; organic components

2016-08-31

國(guó)土資源大調(diào)查項(xiàng)目“河南平原地下水污染調(diào)查評(píng)價(jià)(淮河流域)”(1212010634502)。

李揚(yáng)(1983—)，男，河南鄭州人，工程師，從事水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)方面的研究。E-mail：147047172@qq.com。

10.3969/j.issn.1002-5634.2017.01.008

TV211

A

1002-5634(2017)01-0036-05