新疆霍城縣地區(qū)地下水質量評價

邵 杰， 李 瑛， 曾 磊

(1. 中國地質調查局國土資源實物地質資料中心，河北三河 065201；2.中國地質調查局西安地質調查中心，陜西西安 710054；3.長安大學環(huán)境科學與工程學院，陜西西安 710054)

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新疆霍城縣地區(qū)地下水質量評價

邵 杰1， 李 瑛2,3*， 曾 磊2,3

(1. 中國地質調查局國土資源實物地質資料中心，河北三河 065201；2.中國地質調查局西安地質調查中心，陜西西安 710054；3.長安大學環(huán)境科學與工程學院，陜西西安 710054)

[目的]評價新疆霍城縣地下水質量。[方法]利用2014年新疆伊犁河谷地下水資源調查與評價工作所取得的水質數(shù)據(jù)，采用單因子評價方法對伊犁地區(qū)54組潛水、29組承壓水進行質量評價。[結果]潛水中Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ、Ⅴ類所占比例分別為50.00%、37.04%、7.41%、5.55%，承壓水中Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ、Ⅴ類所占比例分別為51.73%、41.37%、3.45%、3.45%，地下水水質普遍較好。造成地下水為Ⅵ、Ⅴ類的主要水化學組分是氨氮、SO42-、總硬度(以CaCO3計)及溶解性總固體(TDS)。[結論]霍城縣地區(qū)地下水質普遍較好，適宜飲用。

地下水質量；單因子評價法；水質評價；霍城地區(qū)

霍城縣位于伊犁河谷西北部，是我國西北邊陲重鎮(zhèn)，西與哈薩克斯坦接壤，是“絲綢之路經(jīng)濟帶”的一個重要支點。近年來，伊犁經(jīng)濟社會發(fā)展步伐加快，特別是煤炭、煤電、煤化工等重工業(yè)的進一步發(fā)展，使得伊犁地區(qū)污染物排放量進一步加大。農業(yè)化肥、農藥的使用也在一定程度上增加了污染物的數(shù)量與種類。因此，在人類活動密集的局部地區(qū)，造成地下水水質較差，為Ⅵ～Ⅴ類，不適宜飲用。伊犁河谷下游地區(qū)土壤鹽堿化現(xiàn)象較為突出，除了土壤母質鹽堿含量高外，更重要的是由于該區(qū)的灌溉制度不合理、渠系防水較差，導致灌溉污水下滲，使地下水位抬升、地表積水，從而加劇了該區(qū)的土壤鹽漬化[1]。由于以往在該地區(qū)開展的水文地質工作程度有限，導致對研究區(qū)的地下水質量認識程度較低。因此，開展地下水質量評價工作對于研究區(qū)地下水資源合理開發(fā)利用及生態(tài)環(huán)境保護具有重要意義[2-3]。筆者對新疆霍城縣地下水質量進行了評價，旨在為該地區(qū)科學合理利用地下水資源提供技術支撐。

1　材料與方法

1.1研究區(qū)概況霍城縣位于伊犁河谷地區(qū)，伊犁河谷為典型的受河谷控制的山間谷地，區(qū)內第四系地層發(fā)育，包括不同時期多種成因類型的堆積物[4]。伊犁河谷地處我國新疆天山山脈西段，總體呈“三山夾兩谷地一盆地”的格局。伊犁河谷河流極為發(fā)育，主要發(fā)育四大河流，分別為鞏乃斯河、伊犁河、特克斯河及喀什河，其中伊犁河是整個河谷區(qū)的最低侵蝕基準面。按地形的海拔高度、切割深度及地貌形態(tài)特點，霍城縣境內地貌類型可分為侵蝕、冰蝕褶皺斷塊高山、剝蝕堆積塊狀隆起中低山和堆積平原三大地貌單元。地下水的形成、運移及賦存受區(qū)內地形地貌、地層巖性、氣象水文等因素的影響和制約，山區(qū)、平原區(qū)水文地質條件差異很大?；舫强h平原區(qū)地下水主要類型為孔隙潛水和孔隙承壓水，主要賦存于第四系松散孔隙中，大體上沿連霍高速清水河鎮(zhèn)—霍爾果斯一線為潛水和承壓水分界線。地下水主要接受北部山區(qū)的大氣降水、冰雪融水側向補給，地下水流向總體受地形影響為自北部山區(qū)向平原區(qū)流動，最終排到伊犁河。

1.2數(shù)據(jù)來源2014年在全區(qū)范圍內采集水樣83組，其中潛水54組(水位埋深0～40.0 m)，承壓水29組(水位埋深>40.0 m)。水樣嚴格按照《水質采樣技術規(guī)程(SL 187—96)》進行采集、保存與送樣[5]。分析依據(jù)《GB/T 8538—2008飲用天然礦泉水檢驗方法》及《GB/T 5750.1—5750.13—2006生活飲用水標準檢驗法》。地下水樣交由具有地質試驗測試甲級、國家級計量認證的中國地質調查局西安地質調查中心實驗室進行測試。測試項目包括溶解性總固體(TDS)、pH、電導率、溶解氧、總硬度(以CaCO3計)、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、Fe2+、Cl-、SO42-、CO32-、高錳酸鉀指數(shù)(CODMn)、NH4+、NO3-、NO2-、PO43+等[6]。

1.3研究方法目前關于地下水質量評價方法較多，如單因子評價法、綜合評價法、污染指數(shù)法、系統(tǒng)聚類分析法、灰色聚類分析法、模糊數(shù)學法及人工神經(jīng)網(wǎng)絡分析法等[7]。根據(jù)實際情況，筆者采用單因子評價法(最差的指標賦全權)進行地下水質量評價。

1.4指標選取利用2014年地下水水質調查資料，以《地下水質量標準》(GB/T14848—93)為評價標準[8]，從10余種測試項目中選取TDS、pH、總硬度(以CaCO3計)、CODMn、氨氮、SO42-、Cl-、F-指標對研究區(qū)地下水質量進行評價。

2　結果與分析

2.1潛水質量由表1可知，27組水樣的質量類別為Ⅱ類，埋深為2.2～40.0 m，所占比例為50.00%。20組潛水質量類別為Ⅲ類，埋深為4.5～35.0 m，所占比例為37.04%，適用于生活飲用、工業(yè)及農業(yè)用水。4組潛水質量類別為Ⅳ類，埋深為8.0～24.7 m，所占比例為7.41%，適用于農業(yè)和部分工業(yè)用水，適當處理后可作為生活飲用水。3組潛水質量類別為Ⅴ類，埋深為3.0～27.0 m，所占比例為5.55%，不宜飲用?？梢?，研究區(qū)潛水水質較好，可作為生活飲用水、工業(yè)及農業(yè)水源，局部地區(qū)由于自然或人類活動造成潛水水質較差，不適宜作為生活飲用水。造成潛水質量較差的主要水化學組分是氨氮、SO42-、總硬度(以CaCO3計)及TDS。

表1　霍城地區(qū)潛水質量評價結果

2.2承壓水質量由表2可知，15組水樣的質量類別為Ⅱ類，埋深為68.0～160.0 m，所占比例為51.73%。12組質量類別為Ⅲ類，埋深為43.0～160.0 m，所占比例為41.37%，適用于生活飲用、工業(yè)及農業(yè)用水。1組質量類別為Ⅳ類，埋深為40.0～78.0 m，所占比例為3.45%，適用于農業(yè)和部分工業(yè)用水，適當處理后可作為生活飲用水。1組質量類別為Ⅴ類，埋深為40.0～56.0 m，所占比例為3.45%，不宜飲用。由此可見，研究區(qū)承壓水大多數(shù)水質較好，可作為生活飲用水、工業(yè)及農業(yè)水源，局部地區(qū)由于自然或人類活動造成潛水水質較差，不適宜作為生活飲用水。造成承壓水質量較差的主要水化學組分是SO42-、總硬度(CaCO3計)及TDS。與潛水質量評價結果相比可以看出，承壓水Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ、Ⅴ類所占比例以及造成承壓水質量較差的主要水化學組分與潛水基本相同，說明研究區(qū)潛水與承壓水存在較為緊密的水力聯(lián)系。

表2　霍城地區(qū)承壓水質量評價結果

3　結論與建議

(1)該研究結果表明，研究區(qū)潛水Ⅱ、Ⅲ類水質占比87.04%，承壓水Ⅱ、Ⅲ類水質占比93.10%，地下水水質普遍較好，適宜飲用。造成地下水為Ⅵ、Ⅴ類的主要水化學組分是氨氮、SO42-、總硬度(以CaCO3計)及TDS。這與當?shù)靥厥獾臍夂蚝偷乩砦恢玫茸匀灰蛩赜泻艽箨P系。霍城縣坐落在伊犁河谷盆地內，伊犁地區(qū)總體為“三山夾兩盆一谷地”的自然地理格局。首先，伊犁河谷地使西風氣流沿山谷長驅直入該區(qū)深處，形成降水，又阻隔了干熱氣流和干冷寒流，因此伊犁河谷地有“塞外江南”的美譽。其次，山區(qū)將降水和冰川融雪的水匯集而成小河，小河匯流成伊犁河。再次，該區(qū)河流的年內變化較大，年際變化小且穩(wěn)定，形成了穩(wěn)定而強大的徑流量。最后，伊犁河是外流河，最終流入哈薩克斯坦的巴爾喀什湖，有很好的排水去路。這些因素都導致霍城地區(qū)的污染物自凈、儲存和運移的能力較強，地下水循環(huán)交替周期短、速度快，因此水質較好[9]。

(2)霍城縣作為“一帶一路”的重要支點，地下水作為水資源的重要組成部分，伊犁地區(qū)應該科學規(guī)劃地下水資源的使用，加強對地下水資源的保護工作，不斷使水資源優(yōu)勢轉化為經(jīng)濟發(fā)展優(yōu)勢。①統(tǒng)籌規(guī)劃地表水與地下水的使用，霍城地區(qū)山區(qū)降水豐富，可以適當增加建設攔水、蓄水工程，最大限度地利用地表水資源，在農田灌溉區(qū)摒棄傳統(tǒng)的漫灌方式，推廣使用高效節(jié)水的噴灌、滴灌技術，節(jié)約地下水資源[10]。②確保企業(yè)工業(yè)污水處理達標后在排放進入河流，提倡使用易降解、環(huán)保型的農業(yè)化肥、農藥。地下水具有污染途徑隱蔽、受污染后難以治理恢復等特點，最大限度地減少對地下水的污染與破壞。③在全區(qū)范圍內建立地下水監(jiān)測網(wǎng)，對地下水水位、水質等指標進行動態(tài)監(jiān)測，當?shù)厮Y源主管部門要定期對地下水資源數(shù)量與質量進行調查與評價，為當?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展與合理布局提供有力數(shù)據(jù)與信息支撐。

[1] 紀媛媛，賈瑞亮，周金龍.新疆伊犁河谷地地下水質量與污染評價[J].節(jié)水灌溉，2014(3):32-35.

[2] 邵杰. 新疆伊犁-鞏乃斯河谷地下水循環(huán)演化規(guī)律研究[D]. 西安: 長安大學，2015:16-18.

[3] 邵杰，李瑛，王文科，等.水化學在新疆伊犁河谷地下水循環(huán)中的指示作用[J].水文地質工程地質，2016，43(4):33-35.

[4] 中國科學院新疆生態(tài)與地理研究所. 天山山體演化[M]. 北京:科學出版社,1986：126-129.

[5] 紀媛媛，李巧，周金龍.新疆喀什地區(qū)地下水質量與污染評價[J].節(jié)水灌溉，2014(1):50-56.

[6] 崔彪，康宏，劉成，等.和田市地下水源水質特征及其處理對策研究[J].給水排水，2014(4):22-26.

[7] 陳昌亮，肖長來，趙琳琳，等.白城市地下水質量現(xiàn)狀評價[J].人民黃河，2013，35(11):38-40.

[8] 國家技術監(jiān)督局.地下水質量標準：GB/T14848—93[S].北京:中國標準出版社，1993.

[9] 郝毓靈.新疆伊犁地區(qū)水資源的水質狀況分析[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，1990，4(3)：38-46.

[10] 姬亞琴，楊鵬年.孔雀河流域包頭湖農場地下水質量評價[J].人民黃河，2015,37(10):86-88.

Quality Assessment and Analysis of Groundwater in Huocheng Area of Xinjiang

SHAO Jie1, LI Ying2, 3*, ZENG Lei2, 3

(1. Cores and Samples Center of Land&Resources, China Geological Survey, Sanhe, Hebei 065201; 2. Xi’an Center of Geological Survey, China Geological Survey, Xi’ an, Shaanxi 710054; 3. School of Environmental Science and Engineering, Chang’ an University, Xi’ an, Shaanxi 710054)

[Objective] The aim was to evaluate underground water quality in Huocheng County, Xinjiang. [Method] Based on the data obtained from groundwater resources investigation and evaluation of water quality in Yili River Valley of Xinjiang in 2014, using the single factor evaluation method, quality of 59 groups of unconfined and 16 groups confined water were evaluated. [Result] The results showed that proportion of unconfined water Ⅱ, Ⅲ, Ⅵ,Ⅴtype respectively are 50.00%, 37.04%, 7.41% and 5.55%. The proportion of confined water Ⅱ, Ⅲ, Ⅵ,Ⅴ type respectively are 51.73%, 41.37%, 3.45% and 3.45%. Underground water quality is generally good. The main influence factors of unconfined quality Ⅵ, Ⅴ classification in chemical composition are ammonia nitrogen, SO42-, total hardness(CaCO3) and total dissolved solids. [Conclusion] The underground water quality in Huocheng area is generally good and suitable for drinking.

Groundwater quality; Single-factor evaluation; Water quality assessment; Huocheng area

中國地質調查項目(1212011220972，12120115046401，121201011000150021)。

邵杰(1989- )，男，安徽亳州人，助理工程師，碩士，從事水資源與環(huán)境調查與研究工作。*通訊作者，高級工程師，在讀博士，從事水文地質與生態(tài)環(huán)境調查與研究。

2016-06-17

S 273.4;P 641.2

A

0517-6611(2016)24-061-02