成都市紅層地下水水質(zhì)特征研究

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(成都市地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測站，四川 成都 610000)

成都市紅層地下水水質(zhì)特征研究

陳亞峰，楊彪山，賈志宏，羅永康

(成都市地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測站，四川 成都 610000)

成都市2009-2014年期間在所轄11個市縣紅層丘陵區(qū)布設(shè)專門紅層水井，以期查明紅層地下水水質(zhì)狀況。通過對184口紅層水井進(jìn)行回訪調(diào)查，在成都市紅層區(qū)內(nèi)不同地貌、不同水文地質(zhì)單元、不同地下水類型區(qū)、不同化學(xué)分區(qū)及可能受污染區(qū)域取樣64組進(jìn)行研究分析，結(jié)果表明，成都市紅層地下水水化學(xué)類型以重碳酸型水為主，其次包括重碳酸硫酸型水、重碳酸氯化物型水以及硫酸型水、硫酸重碳酸型水。按照《農(nóng)村實施<生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)>準(zhǔn)則》(GB 5749-85)評價，紅層區(qū)農(nóng)村給水水質(zhì)在很大程度上達(dá)到水質(zhì)二級標(biāo)準(zhǔn)以上，占總數(shù)的81.2%，三級和超三級分別占總數(shù)的7.8%和11.0%。在三級水質(zhì)中，主要超標(biāo)指標(biāo)為總硬度，而在超三級的水質(zhì)中，超標(biāo)元素主要為硫酸鹽、總硬度、溶解性總固體，其次為鐵、錳。

紅層；地下水；水質(zhì)特征；成都市

2015年紅層地下水取樣調(diào)查工作主要是在以往面上工作的基礎(chǔ)上開展隨機(jī)抽樣調(diào)查，以期通過代表性、典型性點的資料來進(jìn)一步反映成都市紅層地下水水質(zhì)情況[1]。2015年調(diào)查回訪紅層水井184口，遍布于成都市11個區(qū)市縣紅層區(qū)內(nèi)不同地貌區(qū)、不同水文地質(zhì)單元、不同地下水類型分布區(qū)、不同的水化學(xué)分區(qū)和地下水可能受污染區(qū)以及使用率較高和較低地區(qū)，共取地下水樣64組，樣品基本上覆蓋了整個紅層丘陵區(qū)，所選點具有較好的代表性和控制性。

1 地下水水化學(xué)特征

通過對水質(zhì)檢測結(jié)果的分析區(qū)內(nèi)紅層地下水水化學(xué)類型有三類：(1)重碳酸型水：HCO3-Ca、HCO3-Ca·Mg、HCO3-Na·Ca和HCO3-Na·Ca·Mg等；(2)重碳酸硫酸型水、重碳酸氯化物型水：HCO3·SO4-Ca、HCO3·SO4-Ca·Mg、HCO3·Cl-Ca、HCO3·SO4·Cl-Ca·Mg等；(3)硫酸型水、硫酸重碳酸型水：SO4-Ca、SO4-Na·Ca、SO4-Mg·Ca、SO4·HCO3-Ca和SO4·HCO3-Ca·Na等(圖2、表1)。其中重碳酸型水水分布面積最廣，占總數(shù)的54.7%；重碳酸硫酸型水和重碳酸氯化物型水占總數(shù)的35.9%，主要分布在大邑縣、金堂縣、青白江區(qū)和邛崍市等；硫酸型水、硫酸重碳酸型水零星分布于地勢較高或地下水交替滯遲緩地帶，主要集中在新都區(qū)、邛崍市等兩區(qū)市。

區(qū)內(nèi)pH值在7.2～8.3，為偏堿性水。地下水礦化度的變化與深度、含水介質(zhì)性質(zhì)、水循環(huán)強(qiáng)弱等有關(guān)，區(qū)內(nèi)的地下水礦化度在307～2 436 mg/L之間。總硬度在215～1 651 mg/L之間?；旧吓c紅層找水打井的數(shù)據(jù)具有一致性[3]。

2 地下水水質(zhì)評價

本次水質(zhì)評價參照四川省成都市10個區(qū)市縣紅層丘陵地區(qū)“找水打井”工程調(diào)查與區(qū)劃報告，依據(jù)全國愛衛(wèi)會/衛(wèi)生部于1991年5月3日頒布、實施的《農(nóng)村實施<生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)>準(zhǔn)則》(GB 5749-85)進(jìn)行評價[4](表2)。

表1 2015年成都市紅層水井地下水水質(zhì)評價及分級表

根據(jù)分析統(tǒng)計，成都市紅層區(qū)農(nóng)村給水水質(zhì)在很大程度上達(dá)到水質(zhì)二級標(biāo)準(zhǔn)以上，有52組，占本次采樣總數(shù)的81.2%，三級和超三級各有5組和7組，分別占總數(shù)的7.8%和11.0%。

在三級水質(zhì)中，主要超標(biāo)指標(biāo)為總硬度，在本次調(diào)查的區(qū)市縣中，主要分布于大邑縣青霞鎮(zhèn)、金堂縣三溪鎮(zhèn)、青白江區(qū)洪福鄉(xiāng)、新津縣普興鎮(zhèn)和邛崍市大同鄉(xiāng)；而在超三級的水質(zhì)中，超標(biāo)元素主要為硫酸鹽、總硬度、溶解性總固體，其次為鐵、錳，主要分布于崇州市道明鎮(zhèn)、金堂縣又新鎮(zhèn)、新都區(qū)泰興鎮(zhèn)和邛崍市茶園鄉(xiāng)、火井鎮(zhèn)、平樂鎮(zhèn)、回龍鎮(zhèn)等區(qū)市縣。

圖1 2015年成都市紅層地下水采樣點分布圖

圖2 成都市紅層地下水水化學(xué)Piper三線圖

成都市紅層地下水中的超標(biāo)指標(biāo)均與原生地質(zhì)環(huán)境有關(guān)[5-6]。侏羅系、白堊系砂泥巖含水層中含有鐵、錳結(jié)核，同時，石膏、芒硝等礦物質(zhì)含量較高，在水巖作用下使Fe、Mn含量偏高以及硫酸鹽、總硬度和溶解性總固體等含量偏大，地下水化學(xué)類型普遍以HCO3·SO4-Ca·Mg型及SO4型水為主。上述分布特征與紅層找水打井時期的紅層水質(zhì)特征具有一致性。

根據(jù)規(guī)范要求，農(nóng)村給水水質(zhì)應(yīng)達(dá)到二級以上，但是，在特殊情況下，如水源選擇和處理條件受限制的地區(qū)，容許按三級水質(zhì)要求處理，但水質(zhì)大于三級的地下水不宜作為供水使用。

為全面掌握紅層地下水水質(zhì)的動態(tài)變化，特針對3口長觀監(jiān)測井進(jìn)行監(jiān)測。長觀監(jiān)測井分別為青白江區(qū)清泉鎮(zhèn)五桂村(J1)、龍泉驛區(qū)茶店鎮(zhèn)龍泉湖村(J2)和新津縣普興鎮(zhèn)柳江村(J3)。

J1長觀井監(jiān)測時間為2015年2、4、6和9月，J2長觀井監(jiān)測時間為2015年2、4、6、9和10月，J3長觀井監(jiān)測時間為2015年2、4和6月。每個觀測日進(jìn)行地下水人工取樣，并送至四川省地質(zhì)工程勘察院環(huán)境工程中心進(jìn)行分析檢測，包括K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、Fe2+、NH4+、Cl-、SO42-、HCO32-、CO32-、OH-、NO3-、NO2-、HPO42-、硬度、溶解性總固體、游離CO2、耗氧量、H2SiO3、F、Al、Cr6+、Cu、Pb、Zn、As、Mn、Hg、Cd、揮發(fā)酚、氰化物、Se、Ag、陰離子合成洗滌劑等指標(biāo)。對其中主要離子進(jìn)行了對比分析(表2、圖3～圖8)：

表2 成都市紅層區(qū)3個長觀監(jiān)測井水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計表

注：除pH值外，其余指標(biāo)單位為mg/L。

2.1 青白江區(qū)長觀井(J1)

常量組分中，K+、Mg2+、Cl-等沒有明顯變化趨勢，基本穩(wěn)定；Na+、SO42-變化趨勢一致，逐漸升高至6月份達(dá)到峰值，隨后降低；Ca2+在4、6月處于低值，9月升高；HCO3-則波動起伏。

一般組分中，總硬度變化與Ca2+一致，而TDS變化則與Na+、SO42-變化保持基本一致。

易污組分硝酸鹽氮、F無明顯變化趨勢，保持基本穩(wěn)定。

圖3 J1長觀監(jiān)測井主要陰陽離子動態(tài)變化曲線圖

圖4 J1長觀監(jiān)測井總硬度、TDS動態(tài)變化曲線圖

2.2 龍泉驛區(qū)長觀井(J2)

常量組分中K+、Na+、Cl-、SO42-、HCO3-等變化趨勢均不明顯，基本保持穩(wěn)定；Mg2+在6月份略有升高，而Ca2+則明顯降低。

一般組分中，總硬度、TDS變化不大，基本穩(wěn)定，TDS變化與Na+、SO42-保持一致。

易污組分硝酸鹽氮、F無明顯變化趨勢，保持基本穩(wěn)定。

圖5 J2長觀監(jiān)測井陰、陽離子動態(tài)變化曲線圖

圖6 J2長觀監(jiān)測井總硬度、TDS動態(tài)變化曲線圖

2.3 新津縣長觀井(J3)

常量組分中K+、Na+、Cl-、SO42-、HCO3-等變化趨勢均不明顯，基本保持穩(wěn)定；Mg2+在6月份略有升高，而Ca2+則明顯降低。

一般組分中，總硬度、TDS變化不大，基本穩(wěn)定，TDS變化與Na+變化一致。

易污組分硝酸鹽氮、F無明顯變化趨勢，保持基本穩(wěn)定。

圖7 J3長觀監(jiān)測井主要陽離子動態(tài)變化曲線圖

圖8 J3長觀監(jiān)測井總硬度、TDS動態(tài)變化曲線圖

3 結(jié)語

成都市紅層地下水水化學(xué)類型以重碳酸型水為主，其次包括重碳酸硫酸型水、重碳酸氯化物型水以及硫酸型水、硫酸重碳酸型水。按照《農(nóng)村實施<生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)>準(zhǔn)則》(GB 5749-85)評價，成都市紅層區(qū)農(nóng)村給水水質(zhì)在很大程度上達(dá)到水質(zhì)二級標(biāo)準(zhǔn)以上，占總數(shù)的81.2%，三級和超三級分別占總數(shù)的7.8%和11.0%。在三級水質(zhì)中，主要超標(biāo)指標(biāo)為總硬度，而在超三級的水質(zhì)中，超標(biāo)元素主要為硫酸鹽、總硬度、溶解性總固體，其次為鐵、錳。

本次調(diào)查普遍反映紅層地下水硝重、鐵、錳、硬度及硫酸鹽超標(biāo)，屬原生水文地質(zhì)問題，對于一般超標(biāo)和口感較差的情況，建議加裝水質(zhì)凈化器簡單處理。

[1]四川省地質(zhì)工程勘察院.2015年成都市紅層水井抽樣調(diào)查及蒲江縣紅層丘陵區(qū)地下水調(diào)查評價報告.2015.

[2]成都市地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測站.成都市紅層水井監(jiān)測及地下水資源可持續(xù)利用研究報告.2014.

[3]孫一博，劉朋飛，王文科.渭河流域地下水的水化學(xué)特征及形成機(jī)制[J].南水北調(diào)與水利科技.2016.

[4]蘇培東，文敏，袁勇，等.川中紅層區(qū)地下水特征及勘探開發(fā)方法探討[J].水文.2007.27(4):38-40.

[5]陳倩，毛郁，李成，等.四川瀘州紅層區(qū)淺層地下水水化學(xué)特征分析[J].中國測試.2013.39(6):42-45.

[6]陳倩，李長順，鐘金先，等.四川紅層淺層風(fēng)化帶裂隙水水化學(xué)特征的聚類分析[J].安全與環(huán)境工程.2012.19(2):43-47.

StudyongroundwaterqualitycharacteristicsofredbedsinChengdu

CHENYa-feng，YANGBiao-shan，JIAZhi-hong，LUOYong-kang

(Chengdu geological environment monitoring station,Chengdu,Sichuan,610000)

During the past 2009-2014 years, special red beds have been laid in the red beds hills of 11 counties and cities under the jurisdiction of the Chengdu municipality, in order to find out the groundwater quality of the red beds. Based on the 184 layer of lipstick wells visit investigation in Chengdu City, the red zone of different landforms in different geological units, different area, different types of groundwater chemical zoning and potentially contaminated area sampling of the 64 groups were analyzed.The results show that the hydrochemical type of groundwater in Chengdu red bed is mainly composed of bicarbonate type water, followed by heavy carbonate sulfuric acid water, heavy carbonate chloride type water, sulfuric acid type water and sulfuric acid heavy carbonate type water. In accordance with the "implementation of rural drinking water health standards" standards "(GB 5749-85), red zone rural water quality to achieve water quality standards of the two to a great extent, accounting for 81.2% of the total, three and three respectively accounted for 7.8% and 11%. In the three grade water quality, the main exceeding standard is total hardness, while in the super grade three water quality, the excessive elements are sulfate, total hardness and total dissolved solids, followed by iron and manganese.

Red bed；groundwater；water quality characteristics；Chengdu City

P641.12

A

1004-1184(2017)06-0033-05

2017-06-28

陳亞峰(1990-)，男，安徽銅陵人，助理工程師，主要從事水文地質(zhì)與工程地質(zhì)方面工作。