邢臺市平原區(qū)地下水水質(zhì)分析

王 琪，武玉璞，楊學亮，李 演，趙 峰

(河北省環(huán)境地質(zhì)勘查院，河北 石家莊050021)

1 區(qū)域概況

邢臺市位于河北省的中南部，全區(qū)共轄18個縣市，總面積12 456 km2，其中平原區(qū)面積8 911 km2，山區(qū)面積3 545 km2。

1.1 氣候特征

本區(qū)屬暖溫帶半干旱季風氣候，四季分明，年平均氣溫13.1℃，歷年極端最高氣溫 41.8℃，極端最低氣溫 -22.4℃。多年平均降水量為558.7 mm，集中在六、七、八三個月。全年無霜期200 d左右，最大凍土深度46 cm，全區(qū)盛行風向為南風。

1.2 水文地質(zhì)特征

1.2.1 包氣帶及巖性

包氣帶巖性結(jié)構(gòu)主要受第四紀沉積物的成因類型控制，厚度則主要受潛水水位影響。全淡區(qū)包氣帶巖性以亞砂土、亞粘土、中砂、粗砂為主;局部有砂礫石層，包氣帶厚度20～50 m，而在寧、柏、隆地下水水位降落漏斗區(qū)，包氣帶厚度大于50 m。有咸水區(qū)包氣帶巖性以亞砂土、粉砂、細砂為主。包氣帶厚度:一般10～15 m，中部在6 m左右。

1.2.2 含水層的劃分

平原區(qū)含水層劃分為淺層含水層和深層含水層，全淡區(qū)淺層為第一含水組和第二含水組，深層為第三含水組;有咸水區(qū)淺層為第一含水組，深層指咸水界面以下的含水組。

1.2.3 地下水補、徑、排條件

平原區(qū)地下水總的流向趨勢為自西向東。從70年代開始，由于大量開采地下水，使地下水的補、徑、排條件發(fā)生變化。

淺層地下水主要補給來源為大氣降水入滲和灌溉回歸入滲。由于區(qū)內(nèi)地形平坦，坡度小，側(cè)向徑流微弱。排泄方式以人工開采為主，由于淺、深層水位差較大，淺層水向下部越流也是一種排泄方式。

所采用的儀器操作條件如表1。各元素測定同位素為56Fe、68Zn、75As、118Sn、121Sb、208Pb、209Bi。

深層地下水因超量開采，致使水位逐年下降，形成了區(qū)域降落漏斗，改變了初始地下水流場，水位大部分區(qū)域向漏斗區(qū)徑流。排泄方式為人工開采。

2 地下水水質(zhì)動態(tài)

2.1 淺層地下水水質(zhì)動態(tài)

2.1.1 分布規(guī)律

本區(qū)淺層地下水化學成分較復雜，地下水化學類型較多，但仍有較明顯的規(guī)律，大致呈南北向分布規(guī)律:由西向東依次為:寧晉縣城-隆堯縣城—任縣縣城—南和縣果寨一線以西的山前傾斜平原區(qū)水化學類型為HCO3-Ca+Mg為主，礦化度小于1 g/L，為全淡水區(qū)，其含水層主要由沖、洪積作用形成的以中粗砂夾礫石層為主的松散堆積物組成，含水層發(fā)育、透水性好，砂層間連通性好，補給源充足，地下徑流條件好;寧晉縣城及滏陽河以東水質(zhì)較差由、Cl-組成的各種混合型地下水相互交替出現(xiàn):HCO3+Cl—Na+Mg+Ca(HCO3+Cl—Na+Ca+Mg)、HCO3+Cl—Ca+Mg、HCO3+Cl—Na、SO4+HCO3—Na+Mg+Ca(SO4+HCO3—Na)、Cl+SO4—Na+Mg+Ca(Cl+SO4—Na+Ca+Mg)，Ca2+、Mg2+含量減少，Na+含量逐漸升高。大部分地區(qū)礦化度為2～3 g/L，新河縣局部地區(qū)礦化度大于4 g/L，為有咸水分布區(qū);南宮小石柏-威縣縣城以東為HCO3-Na型水，礦化度1～3 g/L;威縣紅桃園有小片礦化度小于1的SO4+Cl—Na+Mg型水;清河縣以東水化學類型為HCO3+SO4—Na礦化度2～3 g/L。

2.2.2 水質(zhì)動態(tài)

通過對平原區(qū)長期水質(zhì)監(jiān)測資料分析，淺層水水質(zhì)多年動態(tài)較為穩(wěn)定。在全淡水區(qū)、有咸水區(qū)的淺層淡水區(qū)及淺層咸水區(qū)，中心地帶水化學成分及礦化度年際變化在一定區(qū)間內(nèi)上下波動，水化學類型基本穩(wěn)定，如位于全淡水區(qū)的柏2-2孔，礦化度在0.52～0.63 g/L之間變化，水化學類型基本為HCO3—Na+Ca(Ca+Na)型水。有咸水區(qū)的新11-1孔，礦化度在3.64～4.64 g/L之間變化，水化學類型為 SO4+Cl—Na+Mg+Ca、Cl+SO4—Na+Ca。見圖 1、圖 2。

2.2 深層地下水水質(zhì)動態(tài)

2.2.1 分布規(guī)律

本區(qū)深層地下水水質(zhì)動態(tài)變化不大，礦化度均小于＜1 g/L，水化學類型由西部向東依次為 HCO3—Na+Ca型水、HCO3+SO4—Na+Ca+Mg型水、HCO3+Cl—Na型水、HCO3—Na型水，具有河道帶型水化學特點，呈條帶狀分布。寧晉東部、新河縣的水質(zhì)較差，為Cl+SO4—Na+Ca型水。

圖1 代表點(柏2-2孔)各離子含量變化曲線

圖2 代表點(新11-1孔)各離子含量變化曲線

2.2.2 水質(zhì)動態(tài)

通過分析近年深層水水質(zhì)資料，地下水水質(zhì)沒有明顯的變化，只是礦化度和個別離子含量略有增加，分析原因主要為:①與深層水壓密釋水有關(guān)，隨時間的推移，粘性土中的、Cl-進入地下水，導致該離子含量增加;②近年降雨量減少，礦化度增大、Cl-的相對濃度增加。見圖3。

圖3 代表點(新11-3孔)各離子含量變化曲線

3 地下水質(zhì)量評價

3.1 評價依據(jù)及方法

采用中華人民共和國《地下水質(zhì)量標準》(GB/T14848—93)分類指標，共選用25個項目進行地下水質(zhì)量評價。

地下水質(zhì)量評價在分析近年監(jiān)測數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，首先進行各單項組分評價，劃分組分所屬質(zhì)量類別，對各類別分別確定單項組分評價分值Fi，然后計算綜合評價分值，根據(jù)F值按表劃分地下水質(zhì)量級別。

表1 地下水質(zhì)量級別評價表

3.2 地下水質(zhì)量綜合分析

3.2.1 淺層地下水質(zhì)量分析

淺層地下水質(zhì)量評價選用25個項目，即:pH、鐵、錳、銅、鋅、揮發(fā)酚、硫酸鹽、氯化物、溶解性總固體、總硬度、氟化物、氰化物、砷化物、硒、汞、鎘、六價鉻、鉛、硝酸鹽、亞硝酸鹽、色度、渾濁度、臭和味、肉眼可見物。各水質(zhì)點綜合評價分值計算結(jié)果見表2。

表2 邢臺平原區(qū)淺層地下水質(zhì)量綜合評價分值統(tǒng)計表

平原區(qū)淺層地下水質(zhì)量分級界線具規(guī)律性，全淡區(qū)大部分地下水質(zhì)量綜合評價分值在2.15～2.20之間，屬良好型，滏陽河一帶及有咸水區(qū)地下水質(zhì)量較差，評分值在4.28～7.16，新河、威縣、臨西有極差型水出現(xiàn)。分析其原因，主要是總硬度、溶解性總固體、硫酸鹽、氯化物、氟化物、碘化物其中的一項或多項屬Ⅳ、Ⅴ類造成。

3.2.2 深層地下水質(zhì)量分析

深層地下水質(zhì)量評價選用25個項目，即:pH、鐵、錳、銅、鋅、揮發(fā)酚、硫酸鹽、氯化物、溶解性總固體、總硬度、氟化物、氰化物、砷化物、硒、汞、鎘、六價鉻、鉛、硝酸鹽、亞硝酸鹽、色度、渾濁度、臭和味、肉眼可見物。各水質(zhì)點綜合評價分值計算結(jié)果見表3，質(zhì)量評價圖見圖5。

表3 邢臺平原區(qū)深層地下水質(zhì)量綜合評價分值統(tǒng)計表

平原深層地下水質(zhì)量具有一定的規(guī)律性。西部滏陽河流域大部為良好型水，綜合評分值在2.17～2.24之間;南宮—巨鹿—廣宗—威縣為較差型水，評分值在4.27～4.34之間;南宮最東部為良好型水。

4 結(jié)語

近年來，隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，邢臺市成為地下水超采的典型區(qū)域，平原區(qū)地下水資源量不斷減少。該區(qū)多年水質(zhì)監(jiān)測資料分析表明，淺層地下水水質(zhì)動態(tài)較為穩(wěn)定，全淡區(qū)大部分區(qū)域水質(zhì)較好，滏陽河一帶及有咸水區(qū)水質(zhì)較差，個別區(qū)域水質(zhì)極差;深層地下水水質(zhì)穩(wěn)定，西部滏陽河流域大部分區(qū)域水質(zhì)較好，南宮—巨鹿—廣宗—威縣一帶水質(zhì)較差。

［1］楊學亮，張樹剛，等.河北省邢臺市地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測報告(2006～2010 年).2011.7.

［2］曹劍峰，遲寶明，等.專門水文地質(zhì)學.北京:地質(zhì)出版社.2006.05.

［3］葉俊林，黃定華，張俊霞.地質(zhì)學概論.北京:地質(zhì)出版社.2006.6.

［4］王大純，張人權(quán).水文地質(zhì)學基礎(chǔ).北京:地質(zhì)出版社.1995.6.