張掖城市濕地地下水防污性評(píng)價(jià)研究

賀斌英，巴建文，張 雁，張彥莉

(1.甘肅省地礦局第三勘查院，甘肅 蘭州 730050;2.甘肅省地礦局水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院，甘肅 張掖 734000)

近年來(lái)，張掖城市濕地淺層地下水水質(zhì)有惡化的趨勢(shì)，地下水污染已經(jīng)使張掖城市濕地安全受到嚴(yán)重威脅。因此通過(guò)系統(tǒng)研究張掖城市濕地水文地質(zhì)條件，選擇適宜的評(píng)價(jià)理論和方法，對(duì)張掖城市濕地地下水的防污性進(jìn)行評(píng)價(jià)，編制地下水防污性分區(qū)圖，為決策部門(mén)的合理規(guī)劃、進(jìn)行地下水功能分區(qū)和保護(hù)濕地及地下水資源提供科學(xué)的依據(jù)就顯得尤為必要。

1 區(qū)域概況

張掖城市濕地主要為祁連山前緩傾斜沖洪積細(xì)土平原構(gòu)成，總的地勢(shì)是自南西向北東傾斜。地形平坦開(kāi)闊，地面坡降:西南部5‰ ～8‰，北部1‰ ～3‰，以黑河沿岸地勢(shì)最低，海拔1 425～1 540 m。

研究區(qū)地下水屬第四系松散巖類(lèi)孔隙水，呈連續(xù)的、橫向?yàn)闊o(wú)限邊界含水層系綜合體。西部黑河灘含水層巖性為單一大厚度砂礫卵石層，其余大部分地帶為多層結(jié)構(gòu)的砂、砂礫石及砂礫卵石。

在勘探深度(200 m)以?xún)?nèi)，按含水層時(shí)代及其埋藏特征，劃分為上部全新統(tǒng)潛水含水層、中部上更新統(tǒng)承壓含水層和下部中更新統(tǒng)承壓含水層。上部全新統(tǒng)潛水與中部上更新統(tǒng)承壓水之間無(wú)明顯界線(xiàn)，統(tǒng)稱(chēng)淺層地下水系統(tǒng);中部上更新統(tǒng)承壓水與下部中更新統(tǒng)承壓水之間有一層較穩(wěn)定的粘性土，厚度一般3～8 m，所以將下部中更新統(tǒng)承壓水稱(chēng)為深層地下水系統(tǒng)。

上部全新統(tǒng)潛水含水層埋藏深度1～30 m，西南部黑河灘一帶大于30 m，南深北淺。含水層巖性以各類(lèi)砂為主、單層厚度一般0.5～2 m，總厚度小于20 m。表層亞砂土、亞粘土富水性很弱，地下水主要賦存于植物根系和腐爛的根系之中，對(duì)濕地植物根系吸取水分具有重要價(jià)值。

中部上更新統(tǒng)承壓含水層埋藏深度一般30～80 m，厚度一般50～60 m，承壓水頂板埋深15～20 m，含水層巖性為泥質(zhì)砂礫卵石、砂礫石。是本區(qū)的主要含水層和開(kāi)采層。

下部中更新統(tǒng)含水層埋藏深度大于80 m。含水層厚度60～80 m，頂板埋深75～80 m，隔水頂板巖性為亞粘土，厚度2～4 m。含水層巖性為泥質(zhì)砂礫卵石、砂礫石及砂層。

埋藏深度小于80 m的淺層地下水目前已經(jīng)受到不同程度的污染，

2 評(píng)價(jià)方法

地下水的防污性是指地下水體由于賦存地質(zhì)環(huán)境的差異，而具有的抵抗人類(lèi)活動(dòng)產(chǎn)生的污染物進(jìn)入地下水的能力。本文采用目前應(yīng)用較為普遍的DRASTIC指數(shù)評(píng)價(jià)法地下水污染防污性，其基本原則是:第一，選擇對(duì)地下水污染影響最明顯的地質(zhì)與水文地質(zhì)條件作為評(píng)價(jià)因子;第二，對(duì)各因子的評(píng)分范圍進(jìn)行劃分，各評(píng)分范圍給予不同的分值;第三，根據(jù)各種因子對(duì)地下水防污性能有效的大小給予不同的權(quán)重，影響大的權(quán)重值大，反之則小;第四，把各單項(xiàng)因子的評(píng)分值通過(guò)數(shù)學(xué)方式變成地下水污染性能指數(shù)，以防污指數(shù)的大小評(píng)價(jià)地下水防污性能的高低。即按照各指標(biāo)的地下水防污性能影響大小分別給予相當(dāng)權(quán)重值，用污染指數(shù)將各因子綜合起來(lái)，采用加權(quán)的方法計(jì)算DRASTIC指數(shù)，即為地下水防污性指數(shù):

式中:Wi為因子的權(quán)重;Ri為因子分級(jí)評(píng)分值。

2.1 評(píng)價(jià)因子的選擇與分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

2.1.1 評(píng)價(jià)因子的選擇

地下水防污性主要受地下水位埋深(D)、地下水凈補(bǔ)給量(R)、含水層組介質(zhì)(A)、土壤介質(zhì)(S)、地形地貌(T)、包氣帶介質(zhì)(I)和含水層滲透系數(shù)(C)等因素影響，因此選擇這七項(xiàng)指標(biāo)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

2.1.2 因子的分級(jí)

地下水防污性評(píng)價(jià)核心內(nèi)容主要反映的是地下水抵抗污染的能力，其評(píng)價(jià)指標(biāo)反映出研究區(qū)實(shí)際情況的相對(duì)性，根據(jù)資料與調(diào)查情況，各評(píng)價(jià)指標(biāo)的分級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

2.2 因子的權(quán)重

各項(xiàng)因子的權(quán)重見(jiàn)表2，范圍為1～5。對(duì)地下水系統(tǒng)影響最重要的評(píng)價(jià)因子權(quán)重為5，影響程度最小的評(píng)價(jià)因子權(quán)重為1。

2.3 地下水防污性能級(jí)別劃分標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)地下水防污性能按照防污性指數(shù)劃分為好、較好、中等、較差、差等五級(jí)表3。

3 評(píng)價(jià)結(jié)果

通過(guò)對(duì)張掖城市濕地地下水防污性能DRASTIC指數(shù)計(jì)算結(jié)果，按地下水防污性能級(jí)別劃分標(biāo)準(zhǔn)，將本區(qū)劃分為三個(gè)防污性能分區(qū)，即地下水防污性能較好區(qū)、地下水防污性能中等區(qū)和地下水防污性能較差區(qū)。

地下水防污性能較好區(qū):主要分布在研究區(qū)南部新墩鎮(zhèn)——二十里鋪一帶地下水深區(qū)，水位埋深一般大于10 m，包氣帶巖性以亞砂土及砂礫卵石為主。

地下水防污性能中等區(qū):主要分布在張掖城區(qū)以西及以南，地下水位埋深大于5 m，包氣帶巖性為亞砂土、亞粘土。城區(qū)以西包氣帶巖性為砂礫卵石層，地下水位埋深大于10 m。

表1 評(píng)價(jià)因子分級(jí)及評(píng)分表

表2 評(píng)價(jià)因子權(quán)重表

表3 防污性能級(jí)別劃分標(biāo)

地下水防污性能較差區(qū):主要分布在張掖城區(qū)以北至山丹河沿岸地下水淺埋區(qū)。

4 結(jié)論

采用DRASTIC指數(shù)評(píng)價(jià)方法對(duì)張掖城市濕地地下水防污性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果表明:張掖城市濕地地下水防污性較好地帶主要分布在研究區(qū)南部新墩鎮(zhèn)——二十里鋪一帶地下水深埋區(qū)，水位埋深一般大于10 m，包氣帶巖性以亞砂土及砂礫卵石為主。DRASTIC指標(biāo)為65～85。沿地下水徑流方向，隨著地下水位埋深的減小、飽氣帶厚度變小、地下水凈補(bǔ)給量的增加，DRASTIC指標(biāo)逐漸減小，地下水防污性能相對(duì)降低，這是符合客觀實(shí)際的。該評(píng)價(jià)結(jié)果為決策部門(mén)合理規(guī)劃和保護(hù)張掖城市濕地地下水資源提供簡(jiǎn)單明了的科學(xué)依據(jù)。在進(jìn)行地下水防污性評(píng)價(jià)時(shí)，要在充分掌握工作區(qū)的地質(zhì)及水文地質(zhì)條件基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際情況選取評(píng)價(jià)因子，在對(duì)評(píng)價(jià)因子進(jìn)行分級(jí)量化時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況強(qiáng)調(diào)評(píng)價(jià)因子的相對(duì)性。