成都市紅層水井運(yùn)行現(xiàn)狀調(diào)查及水質(zhì)評(píng)價(jià)

章 旭，李 曉，周梅竹，曾彩霞，仇開(kāi)麗

(1.成都理工大學(xué)地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都610059;2.四川省成都市地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，四川 成都 610042)

紅層，是指侏羅系、白堊系及少量三疊系、早第三系形成的，以紅色為主色調(diào)，巖性以泥巖、粉砂巖、砂巖等為主的一套陸相及淺水湖相沉積物[1]。在水文地質(zhì)理論中，紅層一直被視為貧水地層，紅層地區(qū)長(zhǎng)期以來(lái)屬缺水地區(qū)[2]。

成都市紅層區(qū)面積達(dá)4 200 km2，占全市面積近1/3，覆蓋11個(gè)區(qū)(市)縣的94個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))，在這些地區(qū)，飲水難問(wèn)題困擾已久，并逐漸成為地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的桎梏。為改善紅層區(qū)缺水現(xiàn)狀，成都市于2003～2008年間按區(qū)(市)縣先后開(kāi)展紅層找水打井工程，共完成紅層水井67 248口，找水工作成效顯著。紅層水井在成井多年后，其運(yùn)行狀況如何，一直是國(guó)土部門(mén)科學(xué)化管理紅層水井最為關(guān)心的問(wèn)題。

為此，成都市地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)站先后3年對(duì)成都市紅層水井運(yùn)行情況進(jìn)行跟蹤調(diào)查[3][4][5]，并在 2013 年將調(diào)查工作覆蓋至全市紅層區(qū)，同時(shí)選取典型小流域開(kāi)展專(zhuān)題調(diào)查[6]。本文在近四年運(yùn)行現(xiàn)狀調(diào)查基礎(chǔ)上，對(duì)成都市紅層水井運(yùn)行中存在主要問(wèn)題進(jìn)行綜合分析、評(píng)價(jià)，從中探尋影響紅層水井運(yùn)行的主要因素，以期為紅層水井的合理開(kāi)發(fā)利用提供建議。

1 成都市2013年紅層水井運(yùn)行概況

1.1 調(diào)查方法及原則

調(diào)查以區(qū)縣問(wèn)卷調(diào)查為主，同時(shí)開(kāi)展針對(duì)性實(shí)地抽查。問(wèn)卷調(diào)查從水井使用情況、未使用主要原因、用水量大小等方面入手，實(shí)地抽查采用隨機(jī)抽樣及針對(duì)性抽樣兩種方式，并遵循以下原則:

(1)對(duì)紅層水井分布數(shù)量小的區(qū)縣，按照1個(gè)鎮(zhèn)不少于3個(gè)村、1個(gè)村不少于3組(社)、1組(社)不少于 3口井的原則;

1.2 調(diào)查結(jié)果

1.2.1 區(qū)縣問(wèn)卷調(diào)查

共調(diào)查紅層水井56106口，占成都市成井總數(shù)的83.43%，調(diào)查結(jié)果見(jiàn)表 1。由表可知，崇州市使用率達(dá)94.67%，是成都市紅層水井使用率最高的地區(qū);彭州市紅層水井實(shí)際使用率僅為13.24%，為成都市最低。

1.2.2 抽樣調(diào)查

抽樣調(diào)查水井144口，抽查率在0.14% ～0.78%之間。抽樣調(diào)查中，95%水井抽查結(jié)果與問(wèn)卷調(diào)查一致，問(wèn)卷調(diào)查具代表性。

考慮各區(qū)縣水井成井?dāng)?shù)及問(wèn)卷實(shí)際調(diào)查水井?dāng)?shù)，按各區(qū)(市)縣紅層水井總數(shù)占成都市成井?dāng)?shù)的比例確定權(quán)重值。經(jīng)綜合權(quán)重分析，得出成都市紅層水井綜合使用率為69.21% 。

表1 成都市紅層水井運(yùn)行情況匯總表

2 紅層水井運(yùn)行影響因素分析

成都市紅層水井成井5年后，使用率仍達(dá)69.21%，惠及人口近30萬(wàn)，是多數(shù)地區(qū)老百姓用水主要水源;根據(jù)用水量統(tǒng)計(jì)分析，每戶(hù)每天用水0.8～1.5 m3/d，以成都市實(shí)際運(yùn)行紅層水井?dāng)?shù)計(jì)，紅層水井每年將提供1 375萬(wàn)～2 577萬(wàn) m3地下水資源?？陀^上說(shuō)，紅層找水打井工程切實(shí)解決了紅層區(qū)老百姓飲水難問(wèn)題，帶來(lái)了相當(dāng)大社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

但是，紅層水井成井5年后，仍有30.79%的水井因多種原因而廢棄，概括起來(lái)主要有表2中所列6種。

從影響紅層水井使用的各因素所占比重來(lái)看(見(jiàn)圖1)，導(dǎo)致成都市紅層水井未使用的最大因素為搬遷，占未使用水井總數(shù)的32.29%，這在彭州市尤為突出，除兩次地震疊加影響外，新農(nóng)村建設(shè)亦成為搬遷的主要原因之一;其次為水井水量小或不具備使用價(jià)值及使用代替水源，分別占21.55%、19.37%，隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)條件的改善，自來(lái)水村村通正在成為紅層水井使用率逐年降低的重要原因;再次，地震及水井含水層地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化而致垮井也是不容忽視的因素。

深入貫徹落實(shí)中央水利決策部署 全力加快推進(jìn)新一輪治淮…………………………………………………… 錢(qián) 敏（24.70）

表2 成都市紅層水井未使用主要原因及所占比例(%)

圖1 成都市紅層水井各因素所占比重(%)

從各區(qū)縣紅層水井未使用原因分析(見(jiàn)圖2)，大邑縣由于水量小(或無(wú))不具備使用價(jià)值的水井?dāng)?shù)量占32.28%，為成都市最高，邛崍市次之，占 23.42%，其余區(qū)縣均在4%以下;水質(zhì)感觀不好在各區(qū)縣中所占比例相對(duì)較小，由0.00%～3.81% 不等，青白江區(qū)最高，為 3.81%;由于“5·12”汶川大地震、“4·20”蘆山地震及水井所處特殊地質(zhì)結(jié)構(gòu)(如巖石破碎、裂隙發(fā)育等)等原因垮井而導(dǎo)致水井廢棄，在分布于龍門(mén)山一帶的大邑縣、蒲江縣、邛崍市較為明顯，大邑縣達(dá)9.88%;建設(shè)用地占用水井對(duì)金堂縣影響最大，為6.80%;搬遷原因在彭州市達(dá)到 49.27%，這是由于“5·12”、“4·20”地震災(zāi)后集中安置搬遷或者農(nóng)戶(hù)自行搬遷，使得水井失去了繼續(xù)使用的意義;龍泉驛區(qū)和彭州市因自來(lái)水工程棄用的紅層水井達(dá)36.95%和31.96%，其余縣區(qū)均在10%以下。

值得說(shuō)明的是，新津縣、青白江區(qū)、彭州市等6個(gè)區(qū)縣均存在因死亡或山洪等因素而致使水井未使用或不具備使用條件，單獨(dú)列入其它因素一欄，占全市3.30%。

3 紅層水井水質(zhì)評(píng)價(jià)

3.1 評(píng)價(jià)原則

選取55組水質(zhì)分析數(shù)據(jù)，以 pH值、總硬度、溶解性總固體、硝酸鹽氮等總計(jì)20項(xiàng)污染指數(shù)作為評(píng)價(jià)因子，采用標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)法和綜合評(píng)分法對(duì)紅層水井地下水進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)。質(zhì)量評(píng)價(jià)執(zhí)行《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848-93)的Ⅲ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，其中砷、氟化物、硝酸鹽氮、總硬度、溶解性總固體、錳、硫酸鹽、氯化物執(zhí)行《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 5749-2006)中農(nóng)村小型集中式供水和分散式供水部分水質(zhì)指標(biāo)及限值。

3.2 評(píng)價(jià)結(jié)果

3.2.1 單項(xiàng)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)法

通過(guò)單項(xiàng)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)法評(píng)價(jià)，得出成都市紅層地下水超標(biāo)項(xiàng)目特征值。從表3中可知，紅層水井中總硬度、溶解性總固體、硝酸鹽、硫酸鹽超標(biāo)較多，超標(biāo)水井為5個(gè)及以上;氯化物、揮發(fā)性酚、As、F、Mn在個(gè)別水井超標(biāo)。其中硝酸鹽超標(biāo)14個(gè)，總硬度超標(biāo)11個(gè)，為紅層水井水質(zhì)主要超標(biāo)指標(biāo)。

圖2 區(qū)(市)縣紅層水井未使用原因所占比例(%)

表3 超標(biāo)項(xiàng)目特征值統(tǒng)計(jì)

3.2.2 綜合指數(shù)法

采用綜合指數(shù)法對(duì)55組水樣進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表4。從評(píng)價(jià)結(jié)果可知，有25口水井水質(zhì)類(lèi)型處于較差 ～極差狀況，占取樣總數(shù)的42%，紅層區(qū)地下水水質(zhì)總體較差。

需要說(shuō)明的是，由于紅層回訪調(diào)查取樣總體上以反映有水質(zhì)問(wèn)題水井為主，其目的主要是反映出紅層水井存在的水質(zhì)問(wèn)題，水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果與紅層水井實(shí)際水質(zhì)情況可能有一定出入。因此，要全面掌握成都市紅層水井水質(zhì)狀況仍需進(jìn)一步開(kāi)展取樣分析工作。

4 結(jié)語(yǔ)

成都市紅層水井已成井5年以上，使用率仍達(dá)69.21%，年取水量2 000多萬(wàn) m3，這對(duì)解決缺水地區(qū)分散農(nóng)戶(hù)生活用水問(wèn)題起到了重要作用。尤其是經(jīng)歷“5·12”、“4·20”地震后，紅層水井依然發(fā)揮著功效，實(shí)屬不易，保障了老百姓用水安全。但紅層水井在使用中仍存在一些問(wèn)題，有待進(jìn)一步深入研究。

表4 紅層水井地下水綜合評(píng)分法

(1)成都市有30.79%的紅層水井因各種原因未使用。其中，搬遷是造成這種現(xiàn)象的主要原因，占全市水井總數(shù)的10.42%;水量較小而不具備使用價(jià)值、使用代替水源分別占6.50%、6.25%;建設(shè)用地占用水井、地震以及地質(zhì)原因引起的垮井、水質(zhì)感官不好在不同程度影響著紅層水井的使用。

(2)水井水量小、水質(zhì)感官不好及垮井等由地質(zhì)環(huán)境變化所引起的紅層水井廢棄占全市近1/3，較大程度制約了紅層水井功能的發(fā)揮。從水文地質(zhì)角度而言，深入研究紅層地下水賦存規(guī)律，尤其是開(kāi)采條件下地質(zhì)環(huán)境變化與紅層地下水相互影響，對(duì)可持續(xù)開(kāi)發(fā)紅層地下水極具理論和實(shí)踐意義。

(3)紅層水井是一項(xiàng)特殊的取水工程，它是由政府主導(dǎo)，政府與個(gè)人共同建設(shè)的分散式取水工程。從成井至今，因其取水方便，水質(zhì)較好，一直深得老百姓喜愛(ài)，但相比傳統(tǒng)的自來(lái)水工程，紅層水井并沒(méi)有完善的管理制度和衛(wèi)生保障制度。因此，進(jìn)一步研究紅層水井水質(zhì)現(xiàn)狀及變化規(guī)律，對(duì)保障飲水水質(zhì)安全和科學(xué)使用地下水，有效發(fā)揮紅層水井在缺水地區(qū)的作用具有重要的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)意義。

(4)紅層區(qū)地下水是在地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌以及地層巖性相互作用、相互影響下形成，總體上水量小、富水性不均，水資源相對(duì)缺乏。在新農(nóng)村建設(shè)大背景下，深入認(rèn)識(shí)紅層地下水富集規(guī)律，在富水區(qū)逐步建立小型集中式供水水源，是優(yōu)化紅層管理、最大化利用紅層區(qū)地下水資源的一個(gè)方向。

(5)紅層區(qū)地下水是長(zhǎng)期、動(dòng)態(tài)的研究過(guò)程，在回訪調(diào)查及小流域調(diào)查基礎(chǔ)上，開(kāi)展紅層區(qū)地下水長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，并逐步建立地下水長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)網(wǎng)，是合理開(kāi)發(fā)、利用、保護(hù)紅層地下水資源以及預(yù)防和解決在開(kāi)發(fā)利用紅層地下水資源過(guò)程中引起的各類(lèi)環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題的發(fā)展趨勢(shì)。

[1]地球科學(xué)大辭典.編委會(huì).地球科學(xué)大辭典 -基礎(chǔ)學(xué)科卷[M].北京:地質(zhì)出版社.2006.653.

[2]王宇，等.紅層地下水勘查開(kāi)發(fā)的理論及方法[M].北京:地質(zhì)出版社.2008.

[3]羅永康.成都市紅層丘陵區(qū)紅層找水打井工程成井運(yùn)行情況調(diào)查報(bào)告[R].成都:成都市地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)站.2009.

[4]羅永康.2011年成都市紅層丘陵區(qū)紅層找水打井工程成井運(yùn)行回訪調(diào)查報(bào)告[R].成都:成都市地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)站.2011.

[5]鄧思楠.2011-2012年度成都市紅層丘陵區(qū)紅層找水打井工程成井運(yùn)行回訪調(diào)查工作報(bào)告[R].成都:成都市地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)站.2012.

[6]章旭，仇開(kāi)麗等.成都市紅層丘陵區(qū)紅層水井2013年回訪調(diào)查報(bào)告[R].成都:成都市地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)站.2013.