漢中盆地環(huán)境水文地質(zhì)條件及地下水水質(zhì)評價(jià)

(中陜核工業(yè)集團(tuán)二一四大隊(duì)有限公司，西安 710054)

1 環(huán)境水文地質(zhì)條件

盆地在大地構(gòu)造上位于勉略帶勉略區(qū)段中東部，從勉縣到洋縣間，受控于勉略構(gòu)造帶和陽平關(guān)-寧陜斷裂帶，形成一個(gè)秦嶺造山帶南緣勉略構(gòu)造帶上及其南側(cè)的新生代斷凹盆地，盆地以勉略帶及勉略帶及陽平關(guān)-寧陜斷裂帶為北界，主體位于揚(yáng)子地塊北緣漢南地塊之上[2]，如圖所示。

圖 漢中盆地理位置及構(gòu)造單元劃分圖

(1)潛水補(bǔ)給來源除接受周圍山區(qū)基巖裂隙水、巖溶水補(bǔ)給外，主要以大氣降水為主。由于當(dāng)?shù)赜炅砍渑?，地表水水系發(fā)育，所以其補(bǔ)給源很豐富。此外盆地內(nèi)的灌溉網(wǎng)系也是潛水的主要補(bǔ)給來源。漢江及其主要支流的高位區(qū)，一般接受地下水的排泄，僅局部河段及河曲地帶，河水反補(bǔ)給地下水。盆地內(nèi)潛水流向由盆地南北邊緣向中部流動，其徑流特征隨各地水力坡度、含水層巖性等的不同而不同。從盆地邊緣至中部，富水性不斷增強(qiáng)，水位埋深逐漸變小，漢江及其支流的一級階地和高漫灘為強(qiáng)富水地段，水位埋深0.5～5.5 m，上覆蓋層為粉砂質(zhì)粘土或砂層，易接受降水滲入補(bǔ)給，水位年變化幅度1～3 m，水力坡度3‰～5‰，滲透系數(shù)一般15～35 m/d。二級階地屬于中等富水地段，地下水水位埋深6～18 m，年變化幅度2～3 m，水力坡度6‰～10‰，滲透系數(shù)5～15 m/d。三級階地及山前坡地洪積平原，潛水埋深20～35 m，地下水一般不易直接接受降水滲入補(bǔ)給，而以接受山區(qū)地下側(cè)向徑流及溝谷內(nèi)地表水的補(bǔ)給為主，水位年變化幅度3～5 m，水力坡度10‰～20‰，含水層中一般含有粘性土，滲透系數(shù)小于5 m/d，滲流速度慢。目前，該地區(qū)工農(nóng)業(yè)及生產(chǎn)生活用水水源主要是河漫灘及一、二級階地的潛水，但由于潛水含水層埋藏淺，覆蓋層薄，易遭受工業(yè)排污及生活垃圾和農(nóng)藥、化肥的污染。

(2)區(qū)內(nèi)承壓水廣泛埋藏于一、二級階地下部的沖湖積層中，含水巖層不僅在水平方向有相變，而且在垂直方向上的變化也較大，并相互交替，從而形成了一個(gè)良好的蓄水空間：豐富的地表徑流和充沛的大氣降水，通過盆地邊緣上部松散砂層及上游河床的滲漏，為承壓水提供了充足的補(bǔ)給來源。此外，在山前地帶基巖裂隙水及溶洞水沿基巖與松散層接觸帶以側(cè)向方式補(bǔ)給承壓水。在一定條件下區(qū)內(nèi)第四系承壓水與潛水存在著相互補(bǔ)給關(guān)系。

(3)地下水的開采條件

六十年代以來，漢中盆地大規(guī)模興建工廠。由于工農(nóng)業(yè)迅速發(fā)展的需要，地下水資源得到了進(jìn)一步的開發(fā)利用。多數(shù)工廠位于二、三級階地以上及低山丘陵區(qū)的一些山溝里，位置比較高，且位于河流上游。其供水水源地的開發(fā)多是由淺到深，由潛水到承壓水，水源井多數(shù)位于富水性較強(qiáng)的河漫灘及一、二級階地，位置比較低，居于工廠下游。

2 地下水水質(zhì)評價(jià)

采用盆地內(nèi)近年來所建立的5個(gè)水源地具有代表性的5個(gè)潛水鉆孔的水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)，據(jù)分析，區(qū)內(nèi)地下水屬滲入成因型，其水化學(xué)成分是在特定的地質(zhì)環(huán)境中通過溶濾作用、脫碳酸作用、脫硫酸作用、陽離子交替吸附作用及混合作用等多種作用形成的[3]。其水質(zhì)具有明顯的地域性，特異性主要表現(xiàn)為低礦化度，低硬度，rHCO3>r(Ca+Mg)，且只具有暫時(shí)硬度，水中SO42-及Mg2+含量低，而NH4+、NO2-含量普遍偏高。為進(jìn)一步綜合評價(jià)區(qū)內(nèi)水質(zhì)，選取總硬度、溶解性總固體、氯離子、硫酸根、亞硝酸鹽、硝酸鹽等6個(gè)指標(biāo)為評價(jià)因子進(jìn)行評價(jià)計(jì)算，評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)選用《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》。5個(gè)鉆孔中選取的地下水水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)見表1。評價(jià)方法采用F值評分法和模糊綜合評價(jià)法。

表1漢中盆地2012年地下水水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果 mg/L

1)F值評分法

根據(jù)《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-93)中的計(jì)算方法，首先計(jì)算各個(gè)水樣單項(xiàng)組分評分，劃分組分所屬質(zhì)量級別，再按照單項(xiàng)組分評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表得出Fi值評分[4]。然后再按照下面兩式計(jì)算出各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的F值，對照地下水水質(zhì)分級標(biāo)準(zhǔn)表，得出5個(gè)監(jiān)測點(diǎn)所屬的質(zhì)量級別，見表2。

表2 F值評分法評價(jià)結(jié)果

(2)模糊綜合評價(jià)法

根據(jù)隸屬度計(jì)算公式計(jì)算各個(gè)評價(jià)指標(biāo)的隸屬度。以5個(gè)鉆孔水樣計(jì)算評價(jià)指標(biāo)的隸屬度構(gòu)成5×6階的模糊矩陣R，再求取1×6階的權(quán)重矩陣W，最后進(jìn)行模糊綜合運(yùn)算，得到評價(jià)指標(biāo)隸屬于各評價(jià)等級的程度矩陣B，按照最大隸屬度原則，選擇最大值所對應(yīng)的等級為評價(jià)指標(biāo)的等級，計(jì)算公式：B=W×R=(μiⅠμiⅡμiⅢμiⅣμiⅤ)[5]。經(jīng)過計(jì)算，5個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的模糊綜合評價(jià)結(jié)果見表3。

表3模糊綜合評價(jià)結(jié)果

3 評價(jià)結(jié)論及地下水防護(hù)建議

(1)從盆地中30余鉆孔水質(zhì)分析總體反映，整個(gè)漢中盆地的水質(zhì)特征：低礦化度(一般200～500 mg/L)，低硬度(<10度)，低SO42-，而NH4+、NO2-、 NO3-偏高(個(gè)別的超指標(biāo)十幾倍以上)。這與漢中盆地的環(huán)境水文地質(zhì)條件有關(guān)。特別是東部低山丘陵區(qū)和城鎮(zhèn)附近更為突出。

(2)從上述選取的5個(gè)鉆孔潛水分級評價(jià)看，整個(gè)漢中盆地供水水源的水質(zhì)綜合分類，水質(zhì)異常指數(shù)偏高，水質(zhì)等級偏低，個(gè)別因遭受污染，五毒指數(shù)超標(biāo)，出現(xiàn)差質(zhì)水及極差質(zhì)水。

(3)漢中盆地的部分地區(qū)，淺層潛水已遭受到一定程度的污染，個(gè)別地區(qū)汞超標(biāo)3～18倍，其它如砷、氰化物也有超標(biāo)。由于河水與地下水存在著相互補(bǔ)給關(guān)系，以及上部潛水層與下部承壓含水層有著較為密切的水力聯(lián)系，因而出現(xiàn)由局部污染逐漸擴(kuò)大的趨勢。也有部分供水井在開采地下水時(shí)，沒有嚴(yán)格的止水措施，使上位區(qū)被污染的潛水影響到了下部承壓水。

(4)漢中盆地的工業(yè)布局不夠合理，多數(shù)工廠廠區(qū)在二、三級階地以上或山溝里，位置比較高，居于河源上游，而供水水源位于河漫灘或一級階地，位置比較低，居于工廠下游，或水源地位于工廠排污口下游，因而產(chǎn)生了自身污染。也有的上游工廠污染下游工廠，且多數(shù)供水水源未設(shè)置衛(wèi)生防護(hù)帶。

(5)污水排放及污水灌溉是水資源遭受污染的原因之一，因此工廠廢水應(yīng)嚴(yán)格按國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行處理，在供水水源上游及衛(wèi)生防護(hù)帶內(nèi)不得進(jìn)行污灌，以確保水源地水質(zhì)不致惡化。

(6)建議今后新建和擴(kuò)建工程及工業(yè)發(fā)展應(yīng)盡量做到統(tǒng)籌規(guī)劃，合理布局，進(jìn)行環(huán)境影響預(yù)測。在選擇廠址及供水水源時(shí)，應(yīng)充分考慮該區(qū)的地質(zhì)環(huán)境及環(huán)境水文地質(zhì)條件和地方病等因素。

(7)近些年來城鎮(zhèn)人口急劇增加，相應(yīng)的生活用水需求量在增加，同時(shí)產(chǎn)生的生活廢棄物也在增多，要解決這些矛盾，在此建議，水源地開發(fā)盡量規(guī)劃在當(dāng)?shù)睾恿魃嫌危鬯幚韴黾袄幚韴霰M量規(guī)劃在河流下游，處理方法嚴(yán)格按照國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。