飲用水源地地下水氨氮特殊脆弱性研究

薛鵬威，左 銳，王金生，翟遠(yuǎn)征，滕彥國

(北京師范大學(xué)水科學(xué)研究院/地下水污染控制與修復(fù)教育部工程研究中心，北京 100875)

飲用水源地地下水氨氮特殊脆弱性研究

薛鵬威，左 銳，王金生，翟遠(yuǎn)征，滕彥國

(北京師范大學(xué)水科學(xué)研究院/地下水污染控制與修復(fù)教育部工程研究中心，北京 100875)

特殊脆弱性分析評價是實現(xiàn)定量研究地下水受某種特定污染物威脅的有效手段。文章以佳木斯市七水源地為研究對象，在分析區(qū)域水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，選取地下水防污性能評價模型(DRASTIC)用于研究區(qū)固有脆弱性的評價，側(cè)重分析區(qū)內(nèi)土地利用類型、穩(wěn)定開采條件下的地下水水位降深等人為因素，以及典型污染物氨氮在特定介質(zhì)中的通量這一特殊人類活動因素，構(gòu)建了水源地特殊脆弱性評價模型。以研究區(qū)內(nèi)28組淺層地下水樣品中氨氮濃度和對應(yīng)采樣點特殊脆弱性指數(shù)之間的相關(guān)性來評估模型的可靠性，計算結(jié)果顯示二者相關(guān)系數(shù)為0.67，具有較好的相關(guān)性，說明該評價系統(tǒng)可靠。特殊脆弱性計算結(jié)果顯示研究區(qū)內(nèi)以中等以下脆弱性為主，其中水源開采區(qū)和西南丘陵區(qū)特殊脆弱性較高，計算結(jié)果有助于實現(xiàn)水源地的科學(xué)管理。

特殊脆弱性；指標(biāo)體系；地下水；氨氮

地下水污染過程具有“隱蔽性、復(fù)雜性、長期性以及污染后難恢復(fù)性”等特點[1]，地下水水源地保護(hù)工作必須秉持“以防為主、防治結(jié)合、防重于治”的原則[2]。地下水脆弱性是衡量地下水系統(tǒng)對潛在污染抵御能力的關(guān)鍵指標(biāo)，對地下水型飲用水源地進(jìn)行脆弱性評價分區(qū)，使得水源地保護(hù)工作具有針對性。

“地下水脆弱性”這一概念最早由Margat[3]提出，即自然條件下地表污染物進(jìn)入地下水的可能性。之后，美國環(huán)保署將地下水脆弱性分為固有脆弱性和特殊脆弱性[4]，并明確了地下水特殊脆弱性的概念，即地下水含水層對某一特定污染源或人類活動的脆弱性。近年來，國內(nèi)外專家學(xué)者在地下水特殊脆弱性的研究中取得了一系列的成果：王焰新等[5]構(gòu)建了以苯系物為特征污染物的DRAMIC模型；Lake等[6]結(jié)合土地利用類型構(gòu)建了以硝酸鹽為特征污染物的特殊脆弱性評價模型；姜桂華等[7]結(jié)合土地利用類型、人口密度等人為因素構(gòu)建了以“三氮”為特征污染物的特殊脆弱性評價模型；許傳音等[8]結(jié)合地下水開采強度、土地利用類型、地下水水質(zhì)構(gòu)建了MQL-DRASTIC模型；杜守營[9]以渾河沖積扇為研究對象，結(jié)合土地利用類型和污染源荷載構(gòu)建了DRASTIC-OL模型；Nerantzis等[10]構(gòu)建了以硝酸鹽為特殊污染物的DRASTIC-PA和DRASTIC-PAN模型；Mellander等[11]建立了以磷為特征污染物的特殊脆弱性評價模型；閆雅妮等[12]構(gòu)建了以硝酸鹽為特征污染物的DRASTIPO模型。趙豐昌[13]以河流污染物到達(dá)地下水時間作為河流對地下水脆弱性影響程度的判斷依據(jù)，并將污染物運移時間作為地下水脆弱性評價的一個指標(biāo)。上述研究表明特殊脆弱性評價模型的建立都是在固有脆弱性評價的基礎(chǔ)上，疊加人為因素和(或)特征污染物；評價模型指標(biāo)權(quán)重多根據(jù)經(jīng)驗確定，且部分評價結(jié)果缺乏驗證。

本文以佳木斯市七水源地所在區(qū)域為研究對象，結(jié)合區(qū)內(nèi)地下水補、徑、排條件確定研究區(qū)范圍。在DRASTIC模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)研究區(qū)實際水文地質(zhì)條件對原模型進(jìn)行適當(dāng)修改，對研究區(qū)固有脆弱性進(jìn)行評價；再結(jié)合土地利用類型、穩(wěn)定開采狀態(tài)下區(qū)域地下水降深、氨氮在特定介質(zhì)中的通量等指標(biāo)，建立飲用水源地特殊脆弱性評價模型。在ArcGIS平臺中實現(xiàn)各指標(biāo)加權(quán)疊加計算獲得研究區(qū)特殊脆弱性評價結(jié)果，并對該計算結(jié)果進(jìn)行了驗證。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于黑龍江省東北部松花江南岸的佳木斯市區(qū)，區(qū)內(nèi)整體地勢西南高東北低，西南以低山丘陵為主，東北部為漫灘平原。多年平均氣溫3 ℃，多年平均降水量為510.52 mm，年平均蒸發(fā)量為1 266.76 mm。研究區(qū)以松花江作為西北部邊界，以西太平村-永興村一帶作為東部邊界，以南部低山丘陵與平原結(jié)合處作為南部邊界，總面積為219.74 km2(圖1)。

圖1 研究區(qū)所在位置及地形圖Fig.1 Location of the study area and its topography map

研究區(qū)包氣帶巖性組成以粉質(zhì)黏土、黏土及細(xì)、中砂為主，表層粉質(zhì)黏土分布廣泛，在垂向粒度組合上呈現(xiàn)出上細(xì)下粗的雙層結(jié)構(gòu)特征。區(qū)內(nèi)主要含水層為中粗砂、卵礫石等組成的孔隙潛水含水層，具有滲透性強、厚度大、水量充盈的特點，是水源地的主要開采對象，如圖2和圖3。就整個研究區(qū)而言，除洪水期外區(qū)內(nèi)全年大部分時間地下水水位高于江水水位，地下水補給江水。

圖2 研究區(qū)水文地質(zhì)圖Fig.2 Hydrogeological map of the study area

七水源地位于研究區(qū)西部的沿江鄉(xiāng)，設(shè)計供水能力為16×104m3/d，實際供水能力為12×104m3/d，承擔(dān)著佳木斯市54.55%的市政供水量。水源地開采井共計30口，分布于松花江南岸漫灘區(qū)，其中8口井因原糖廠廢醪池的嚴(yán)重污染已經(jīng)關(guān)停，主要污染物為氨氮；開采井分布區(qū)的土地利用類型以農(nóng)業(yè)用地為主，多年統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明區(qū)內(nèi)農(nóng)田平均施肥量為375.23 kg/hm2，其中氮肥使用所占比例為65.56%，這些施用的氮肥會隨著大氣降水等垂直入滲進(jìn)入到含水層；此外，水源地周邊分布有村鎮(zhèn)等居民生活區(qū)，農(nóng)村生活污水中的主要污染物包括COD、氨氮等。根據(jù)歷史水質(zhì)資料分析，水源地周邊部分地區(qū)地下水氨氮超標(biāo)，對水源地構(gòu)成了潛在的污染風(fēng)險。

圖3 研究區(qū)A—A’地質(zhì)剖面圖Fig.3 Hydrogeological profile in the study area (cross section A-A’ Fig.2) A—A’ cross section map of the study area

2 水源地特殊脆弱性評價模型

2.1特殊脆弱性影響因素及模型框架

2.1.1影響因素

固有因素，用于表征地下水固有脆弱性，即在不考慮污染物特性的前提下地下水系統(tǒng)本身所具有的防污能力。人為因素，用于表征地下水系統(tǒng)受到人類活動的影響，主要體現(xiàn)在地表形態(tài)的改造、農(nóng)藥化肥等的施用以及水資源開發(fā)利用等方面。特殊因素，用于表征地下水系統(tǒng)受某一特定污染物的影響，進(jìn)入含水層中污染物的量越大，特殊脆弱性越高；因此，特殊因素可以簡化為用某一特征污染物通過包氣帶進(jìn)入含水層中的量來表征。

2.1.2模型框架

特殊脆弱性評價模型架構(gòu)如圖4所示，由基礎(chǔ)層(固有因素指標(biāo)、人為因素指標(biāo)、特殊因素指標(biāo))，中間層(固有脆弱性、人為因素評分、特殊因素評分)，目標(biāo)層(特殊脆弱性)等3個評價層次構(gòu)成。

圖4 水源地特殊弱性評價系統(tǒng)框架Fig.4 Framework of the special vulnerability assessment system for drinking water source areas

2.2評價模型指標(biāo)選取

2.2.1固有因素

固有因素反映的是地下水系統(tǒng)本身所具有的防污能力，結(jié)合研究區(qū)實際水文地質(zhì)條件，對地下水防污性能評價模型(DRASTIC)進(jìn)行修改。

傳統(tǒng)DRASTIC模型[14]是由美國水井協(xié)會(NWWA)和美國環(huán)保局(EPA)于1987年聯(lián)合開發(fā)的，該模型能夠?qū)τ绊懳廴疚镞\動的主要水文地質(zhì)因素進(jìn)行定量分析[15]。DRASTIC模型各指標(biāo)所表示的含義分別是：含水層埋深(D)、含水層凈補給量(R)、含水層巖性(A)、土壤類型(S)、地形坡度(T)、不飽和介質(zhì)影響(I)、含水層水力傳導(dǎo)系數(shù)(C)。其中，含水層巖性(A)和水力傳導(dǎo)系數(shù)(C)存在信息上的重疊[13,16～17]，DRASTIC評價模型各評價指標(biāo)應(yīng)相互獨立；研究表明用含水層厚度(M)替代含水層巖性能夠取得較好的評價效果，因此本文選取含水層厚度作為固有因素之一，構(gòu)成DRMSTIC評價模型。DRMSTIC模型各指標(biāo)及其評價標(biāo)準(zhǔn)見表1。

根據(jù)改進(jìn)后形成的DRMSTIC模型，對研究區(qū)各固有因素進(jìn)行評價，具體評價過程如下：

(1)地下水埋深(D)

選擇研究區(qū)內(nèi)監(jiān)測井豐水期統(tǒng)測數(shù)據(jù)作為潛水含水層的地下水埋深數(shù)據(jù)，利用ArcGIS軟件，用反距離權(quán)重插值法(IDW)獲得區(qū)內(nèi)地下水埋深分布情況，按照表1中地下水埋深的評分標(biāo)準(zhǔn)，計算獲得地下水埋深評分結(jié)果。

(2)含水層垂向凈補給量(R)

研究區(qū)年平均降雨量為510.52 mm，降雨入滲補給量并沒有大到能夠稀釋污染物的程度，因此認(rèn)為當(dāng)大氣降雨入滲量越大，所攜帶的污染物的量越高，地下水的脆弱性就越高。用降雨量乘以降雨入滲系數(shù)即可得到降雨入滲補給量，利用ArcGIS軟件先進(jìn)行區(qū)內(nèi)凈補給量分布情況的計算，然后按照表1中含水層垂向凈補給量的評分標(biāo)準(zhǔn)，計算獲得凈補給量評分結(jié)果。

(3)含水層厚度(M)

根據(jù)研究區(qū)的鉆孔資料，利用ArcGIS軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分析，從而獲取區(qū)內(nèi)含水層厚度分布情況，按照表1中含水層厚度的評分標(biāo)準(zhǔn)，計算得到研究區(qū)內(nèi)的含水層厚度評分結(jié)果。

表1 DRMSTIC模型各指標(biāo)范圍及評分標(biāo)準(zhǔn)

(4)土壤類型(S)

(5)地形坡度(T)

利用ArcGIS對研究區(qū)的DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲取研究區(qū)的地形坡度計算結(jié)果，坡度范圍為0°～18°，按照表1中地形坡度的評分標(biāo)準(zhǔn)，計算獲得地形坡度評分結(jié)果。

圖5 固有因素評分圖Fig.5 Rating map of intrinsic factors

(6)包氣帶巖性(I)

根據(jù)研究區(qū)內(nèi)包氣帶巖性類型，利用ArcGIS軟件，按照表1中相應(yīng)指標(biāo)的評分標(biāo)準(zhǔn)，計算獲得包氣帶巖性的評分結(jié)果。

(7)含水層水力傳導(dǎo)系數(shù)(C)

根據(jù)研究區(qū)內(nèi)含水層水力傳導(dǎo)系數(shù)的分析結(jié)果，結(jié)合本次調(diào)查實測點位的測量值，插值得到研究區(qū)含水層水力傳導(dǎo)系數(shù)的分布情況，按照表1中水力傳導(dǎo)系數(shù)的評分標(biāo)準(zhǔn)，在ArcGIS中計算獲得該區(qū)含水層水力傳導(dǎo)系數(shù)評分結(jié)果。

2.2.2人為因素指標(biāo)選取及分級

本文選取土地利用類型(L)和穩(wěn)定開采條件下地下水降深(Dp)作為人為因素指標(biāo)。土地利用類型不同，產(chǎn)生的污染種類和影響程度也會有所不同，地表覆蓋物對污染物的截留能力受到土地利用類型的影響[19]；地下水水位降深能直接反映地下水開采強度[20]，地下水補給會隨著開采強度的增強而變大，污染物進(jìn)入地下水系統(tǒng)的可能性隨之增大。綜上，水源地特殊脆弱性評價模型中人為因素的指標(biāo)范圍及評分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 人為因素及特殊因素指標(biāo)范圍及評分標(biāo)準(zhǔn)

土地利用類型(L)和穩(wěn)定開采條件下地下水降深(Dp)兩個人為因素指標(biāo)評分過程如下：

(1)土地利用類型(L)

研究區(qū)內(nèi)土地利用類型以農(nóng)田林地、居住區(qū)、水體和工廠4種類型為主，按照表2中給出標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價，評分結(jié)果見圖6。

(2)開采條件下地下水降深(Dp)

水源地開采造成地下水流場狀態(tài)發(fā)生變化而形成地下水漏斗的過程，一方面會激地下水系統(tǒng)的補給，增大了地下水受污染的可能性；另一方面過量的地下水開采會誘發(fā)地面沉降、地裂縫等多種地質(zhì)問題[21]。綜上，本文選取水源地穩(wěn)定開采20 a后地下水水位降深(Dp)作為飲用水源地特殊脆弱性評價模型的人為因素之一。七水源地日均開采量為8.9×104m3/d，運用數(shù)值模擬工具GMS預(yù)測穩(wěn)定開采20 a后研究區(qū)內(nèi)地下水漏斗的分布狀態(tài)，模擬結(jié)果顯示穩(wěn)定開采條件下七水源及其周邊地區(qū)水位明顯下降，水源地中心區(qū)水位最低，水位降深值最大6.29 m。根據(jù)研究區(qū)穩(wěn)定開采條件下的降深分布情況，按照表2中規(guī)定的評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評分，獲得研究區(qū)降深評分分區(qū)結(jié)果(圖7)。

圖6 土地利用類型評分圖Fig.6 Rating map of the land use

圖7 地下水降深評分圖Fig.7 Rating map of the groundwater drawdown

2.2.3特殊因素指標(biāo)及分級(N)

特殊因素以污染物由地表入滲到地下水的通量作為分級評分指標(biāo)，選取氨氮作為典型污染物。氨氮通量同包氣帶對氨氮的吸附量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，氨氮吸附量由包氣帶巖性和厚度決定?，F(xiàn)有研究成果表明氨氮通量與包氣帶厚度有一定的線性關(guān)系[22]，不同巖性包氣帶對氨氮的吸附能力有著較大的差異[23]。對比發(fā)現(xiàn)，原研究成果中研究區(qū)為河流漫灘及階地，且氨氮排放量、地層巖性等與本文研究區(qū)有類似之處，具有一定的借鑒意義。故本文基于研究區(qū)實際條件結(jié)合上述研究成果，獲得了區(qū)內(nèi)包氣帶巖性、厚度、氨氮通量之間的關(guān)系(圖8)。其中y1、y2、y3分別表示氨氮卵石中砂、細(xì)砂、黏土包氣帶中通量與包氣帶厚度之間的函數(shù)關(guān)系。根據(jù)研究區(qū)內(nèi)包氣帶巖性及厚度的分布情況及圖8中表示的函數(shù)關(guān)系，利用ArcGIS計算獲得研究區(qū)氨氮進(jìn)入含水層的通量分布圖，并按照表2對氨氮通量進(jìn)行分級評分，結(jié)果見圖9。

圖8 包氣帶厚度與氨氮通量的關(guān)系曲線Fig.8 Relation curve between the thickness of vadose zone and the ammonia-nitrogen flux

圖9 氨氮通量評分圖Fig.9 Rating map of the ammonia-nitrogen flux

2.3評價結(jié)果

2.3.1計算方法

(1)固有脆弱性評價

DRMSTIC模型中的各指標(biāo)的權(quán)重為wi=(5,4,3,2,1,5,3)，利用固有脆弱性綜合指數(shù)計算公式：

式中：VI——綜合評分值；

Fi——指標(biāo)i的評分；

Wi——指標(biāo)i的權(quán)重。

將模型中各個指標(biāo)的評分結(jié)果按照式(1)進(jìn)行加權(quán)疊加獲得綜合評分值VI，將VI按照ArcGIS中Natural Break方法劃分為10個等級，并依次賦值1～10，見圖10。

圖10 固有脆弱性評分圖Fig.10 Rating map of the vulnerability

(2)人為因素評分

首先將土地利用類型(L)和穩(wěn)定開采條件下地下水降深(Dp)評分結(jié)果按1∶1的權(quán)重疊加計算，將計算結(jié)果按照ArcGIS中Natural Break的方式劃分為10個等級，并根據(jù)等級依次賦值1～10。

(3)特殊脆弱性綜合評分結(jié)果

最后將固有因素評分結(jié)果、人為因素評分結(jié)果和特殊因素評分結(jié)果按照1∶1∶1等比例疊加計算。按照Natural Break方法將綜合評分值等分為：高脆弱性(5分)、較高脆弱性(4分)、中等脆弱性(3分)、較低脆弱性(2分)、低脆弱性(1分)5個級別，即得到飲用水源地特殊脆弱性評價結(jié)果，見圖11。

圖11 研究區(qū)特殊脆弱性分布圖Fig.11 Spatial distribution of the special vulnerability in the study area

2.3.2評價結(jié)果分析

研究區(qū)內(nèi)特殊脆弱性分布情況統(tǒng)計結(jié)果見表3。

表3 研究區(qū)特殊脆弱性分區(qū)統(tǒng)計

根據(jù)表3統(tǒng)計結(jié)果，區(qū)內(nèi)各級特殊脆弱性分布情況如下：

(1)高特殊脆弱性區(qū)

研究區(qū)內(nèi)高脆弱性地區(qū)所占比例最小，只占整個研究區(qū)面積的1.08%，且集中分布在七水源地穩(wěn)定開采條件下形成的降落漏斗中心區(qū)。該處固有脆弱性高，受水源地開采影響大，土地利用類型以農(nóng)業(yè)用地為主，氨氮通量高。

(2)較高及中等特殊脆弱性區(qū)

較高脆弱性地區(qū)在研究區(qū)北部沿江鄉(xiāng)、長青鄉(xiāng)等沿江漫灘區(qū)集中分布，在松江鄉(xiāng)呈點片狀零星分布。主要控制因素和高脆弱性地區(qū)相似，但程度較低。中等脆弱性區(qū)所占比例高達(dá)49.06%，且呈大面積連片狀分布，該區(qū)土地利用方式以農(nóng)業(yè)用地為主，農(nóng)業(yè)活動會產(chǎn)生相當(dāng)量的氨氮，但是受到水源開采作用的影響較弱且固有脆弱性相對較低。

(3)低及較低特殊脆弱性區(qū)

低及較低脆弱性區(qū)共占了整個研究區(qū)總面積的29.72%，分布區(qū)主要包括研究區(qū)西南部的四豐鄉(xiāng)、沿江鄉(xiāng)及東南部的長發(fā)鎮(zhèn)等丘陵地區(qū)；上述地區(qū)無重大污染企業(yè)，地下水埋深較深，丘陵區(qū)地形坡度較大，地表入滲條件差，且區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)活動較少，基本沒有受到水源地開采的影響。

2.3.3評價結(jié)果驗證

為驗證文中所構(gòu)建特殊脆弱性評價模型的可靠性，本文將區(qū)內(nèi)28組淺層地下水樣品中氨氮濃度和與之對應(yīng)采樣點的脆弱性指數(shù)之間的相關(guān)性作為評估該模型可靠性的依據(jù)。區(qū)內(nèi)氨氮污染物分布如圖12所示，七水源地所在區(qū)域地下水中氨氮呈現(xiàn)北部高濃度集中分布，且由北向南濃度遞減的整體趨勢；其中，水源地東部的長青鄉(xiāng)為高濃度集中分布區(qū)，區(qū)內(nèi)土地利用類型復(fù)雜、氨氮來源渠道多，且地勢平坦、受地下水開采影響大等也是造成該區(qū)氨氮濃度較高的因素；南部丘陵地區(qū)農(nóng)業(yè)活動較少、地形坡度大、地下水埋深大、垂向補給量較小、受地下水開采影響較小等原因使得氨氮入滲量小，因此氨氮濃度較低。

圖12 研究區(qū)地下水氨氮分布圖Fig.12 Spatial distribution of the concentration of ammonia-nitrogen in the study area

計算各采樣點氨氮濃度和該點地下水脆弱性指數(shù)的相關(guān)程度，用斯皮爾曼相關(guān)系數(shù)ρ表征。計算公式(2)如下：

式中：d——氨氮濃度排行和脆弱性指數(shù)排行名次差；

ρ——斯皮爾曼相關(guān)系數(shù)，其等級劃分見表4。

M=28。

表4 ρ等級劃分

根據(jù)上述計算方法分別對地下水固有脆弱性指數(shù)、特殊脆弱性指數(shù)同地下水氨氮濃度分布狀況的相關(guān)系數(shù)|ρ1|和|ρ2|進(jìn)行計算，結(jié)果顯示|ρ1|=0.52、|ρ2|=0.67。根據(jù)表4，地下水固有脆弱性和地下水特殊脆弱性均與地下水污染程度中等相關(guān)，但是特殊脆弱性指數(shù)能夠更加準(zhǔn)確地反映飲用水源地地下水環(huán)境污染狀況，因此飲用水源地特殊脆弱性對水源地氨氮污染狀況的預(yù)測更加合理可信。

3 結(jié)論

(1)本文以佳木斯市七水源地為研究對象，采用疊置指數(shù)法構(gòu)建了地下水型飲用水源地特殊脆弱性評價模型；揭示了特殊脆弱性強度與地下水固有脆弱性強度與氨氮污染有關(guān)的人類活動影響，氨氮自身因素的影響三者之間的關(guān)系。其中固有脆弱性、土地利用類型、氨氮通量等指標(biāo)反映了氨氮污染地下水的可能性，而水源地穩(wěn)定開采條件下的地下水降深因素反映了污染物質(zhì)進(jìn)入地下水后向水源地遷移的可能性。

(2)佳木斯七水源地所在區(qū)域地下水氨氮濃度分布狀況與特殊脆弱性分布狀況具有整體一致性，且二者相關(guān)性指數(shù)為0.67，高于氨氮分布與固有脆弱性之間的相關(guān)性0.52，說明本文構(gòu)建的特殊脆弱性評價模型合理可靠，且更能真實地反映飲用水源地對于氨氮的脆弱性。

(3)根據(jù)評價結(jié)果，七水源地氨氮特殊脆弱性以高及較高級別為主，且水源地東側(cè)水源地補給區(qū)范圍內(nèi)地下水氨氮濃度較高；因此在對該區(qū)開展水源地保護(hù)工作時，應(yīng)將該區(qū)域作為重點防治區(qū)域。

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責(zé)任編輯

：汪美華

Specialvulnerabilityofammonia-nitrogeningroundwateratdrinkingwatersourceareas

XUE Pengwei, ZUO Rui, WANG Jinsheng, ZHAI Yuanzheng, TENG Yanguo

(CollegeofWaterSciences,BeijingNormalUniversity/EngineeringResearchCenterofGroundwaterPollutionControlandRemediation,MinistryofEducation,Beijing100875,China)

The special vulnerability assessment is an effective means for quantitatively evaluating the groundwater contamination resulted from some special pollutants. Based on the hydrogeological analysis of the Qi Water Source Area in Jiamusi City, China, the DRASTIC model was selected to calculate the inherent vulnerability. The calculation mainly focused on investigating the impact of human factors, including different land use types, depression of the groundwater level in stable exploitation conditions, and the flux of the typical pollutant, i.e. ammonia nitrogen, in specific mediums. The special vulnerability of regional groundwater assessment index system was accordingly built and used for assessing the study area. The results has been verified by the correlation analysis between the observed concentration of ammonia from 28 shallow groundwater samples in the study area and the calculated special vulnerability at corresponding points,which indicate that the special vulnerability assessment system is reliable. The results show that the vulnerability of the regional groundwater is mostly at a moderate and low level, while the high level appears in the exploitation area and the southwest upland. This study is helpful for the scientific management of drinking water source areas.

special vulnerability; index-system; groundwater; ammonia-nitrogen

10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.2017.06.16

X523；X824

A

1000-3665(2017)06-0102-08

2016-05-24;

2017-05-22

國家水體污染控制與治理科技重大專項(2014ZX07201-010)；國家自然科學(xué)基金項目資助(41402211，41372233)

薛鵬威(1989-)，男，碩士研究生，主要從事地下水污染控制方向研究。E-mail : bnustxpw2013@163.com

左銳(1971-)，男，副教授，博士，主要從事地下水污染控制方向研究。E-mail : zr@bnu.edu.cn