江西某市地下水特征及其環(huán)境評(píng)價(jià)

曾慶友，謝國(guó)子

（江西有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)院， 江西南昌 330001）

江西某市是一個(gè)新興工業(yè)城市，工業(yè)化率51.3%，城市化率56.6%。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人口的急劇增加，產(chǎn)生的污染物對(duì)地下水造成了一定程度的污染，故對(duì)地下水污染現(xiàn)狀進(jìn)行適當(dāng)評(píng)價(jià)迫在眉睫。文章通過(guò)查閱研究區(qū)以往水工環(huán)地質(zhì)及城市地質(zhì)資料，對(duì)其地下水類型特征、補(bǔ)徑排條件等進(jìn)行了歸納總結(jié)，并對(duì)其質(zhì)量等進(jìn)了系統(tǒng)的評(píng)價(jià)分析，以期為城市地下水污染防治及保護(hù)區(qū)劃等提供依據(jù)［1-2］。

1 地下水類型及其特征

區(qū)內(nèi)地下水類型根據(jù)其空間特征及賦存介質(zhì)，劃分為基巖裂隙水、碳酸鹽巖裂隙溶洞水、紅層孔隙裂隙水、松散巖類孔隙水四種基本類型［3］。

1.1 松散巖類孔隙水

主要分布于河流兩岸，地下水賦存于第四系沖積層中，大氣降水滲入為主要補(bǔ)給來(lái)源［4］。根據(jù)其富水性特征，將其劃分為三類：

（1）水量豐富。由第四系全新統(tǒng)、上更新統(tǒng)沖積層組成。主要分布于袁河兩岸，組成Ⅰ、Ⅱ級(jí)內(nèi)迭階地，下部砂礫石層連接為一體，組成含水層，砂礫石成分主要為石英，磨圓度較好，礫徑一般3cm～4cm，含水層厚3m～8m，平均6.5m，透水性較好，含孔隙潛水，局部承壓。水位埋深1m～5.7m。據(jù)鉆孔抽水資料，單位涌水量1.3L/s·m～12.1L/s·m，滲透系數(shù)17.8m/d～268.2m/d，平均33.8m/d，地下水補(bǔ)給模數(shù)54.8萬(wàn)m3/a·km2。

（2）水量中等。①由第四系中更新統(tǒng)沖積層組成。主要分布于袁河北岸Ⅲ級(jí)基座階地，巖性上部為網(wǎng)紋狀粘土，下部為砂、砂礫石，具有上細(xì)下粗二至三個(gè)小的沉積韻律，含鐵錳質(zhì)，結(jié)構(gòu)緊密，礫石成分主要為石英，次為硅質(zhì)巖碎塊。石英礫石磨圓度較好，礫徑2cm～5cm，厚5.2m，含孔隙水。地下水位埋深4.7m～8.9m，據(jù)鉆孔抽水，單位涌水量0.4L/s·m，滲透系數(shù)19.6m/d，地下水補(bǔ)給模數(shù)19.5萬(wàn)m3/a·kmr。②由第四系中更新統(tǒng)、上更新統(tǒng)沖洪積層組成，分布于袁河支流兩側(cè)及山間谷地。巖性上部為亞粘土、亞砂土。下部為砂礫石，厚度1.65m～3.2m，平均2.2m，地下水位埋深0.3m～3.6m，據(jù)民井、鉆孔抽水，單位涌水量0.1L/s·m～0.5L/s·m，滲透系數(shù)8.2m/d～36.1m/d，平均20.6 m/d，地下水補(bǔ)給模數(shù)10.9 萬(wàn)m3/a·km2。

（3）水量貧乏。由殘積層組成，主要分布在區(qū)內(nèi)北東。巖性為粘土夾碎石，含水層不穩(wěn)定，透水性差，地下水位埋深變化大。據(jù)民井資料，含水層厚6.0m，地下水位埋深2.7m，單位涌水量0.2L/s·m，滲透系數(shù)6.5m/d，地下水補(bǔ)給模數(shù)7.3萬(wàn)m3/a·km2。

1.2 紅層孔隙裂隙水

白堊系南雄組。分布于河下至市區(qū)附近，為清江紅盆西部邊緣的延伸部分。上部巖性為砂礫巖、粉砂巖互層；下部巖性為礫巖，局部夾有粉砂巖，灰?guī)r為主要礫石成份，礫徑一般2cm～5cm，大者10cm以上，泥鈣質(zhì)膠結(jié)，具有不大發(fā)育的孔隙和風(fēng)化裂隙［5］。主要接受大氣降水補(bǔ)給，并受其邊緣丘陵地帶基巖裂隙水之側(cè)向補(bǔ)給，地下水以緩慢逕流運(yùn)動(dòng)為其特點(diǎn)，并向補(bǔ)給松散巖類孔隙水，同時(shí)以季節(jié)性下降泉排泄，所見(jiàn)泉流量0.04L/s～0.08L/s。地下水位埋深1m～13.2m，據(jù)鉆孔抽水資料，單位涌水量0.002L/s.m～0.03L/s·m。滲透系數(shù)0.0006m/d～0.0005m/d，地下逕流模數(shù)0.5L/s·km2～1.2L/s·km2，平均1.1L/s·km2，水量貧乏。地下水質(zhì)：礦化度為0.11～0.21g/L，總硬度為4.15～5.34德國(guó)度。pH值7.4～8.0，水質(zhì)類型HCO3-Ca-Mg型。

1.3 碳酸鹽巖裂隙溶洞水

含水層為出露于其西北角石炭系上統(tǒng)船山組灰?guī)r。大氣降水為主要的地下水補(bǔ)給來(lái)源，由灰?guī)r裸露區(qū)通過(guò)裂隙、溶洞等轉(zhuǎn)入地下，在覆蓋區(qū)則通過(guò)松散蓋層垂直補(bǔ)給，地下水向河床排泄則以泉群、暗河形式。地表大部被第四系覆蓋，覆蓋層厚度5m～15m，裸露地表的不足1km2，占其總面積的3.4%。據(jù)鉆孔資料，石炭系船山組巖性為：灰白、灰～深灰色中-厚層狀灰?guī)r，含水層厚71m～121m，巖溶裂隙較發(fā)育，平均線巖溶率8.6%，地下水位埋深1.3m～18.9m，泉流量3.2L/s～102.3L/s，鉆孔單位涌水量0.01L/s·m～8.9L/s·m。滲透系數(shù)0.007m/d～27.6m/d。地下逕流模數(shù)8.6L/s·km2～27.2L/s·km2，平均23.1L/s·km2。

1.4 基巖裂隙水

前震旦系神山群主要分布于市區(qū)南部丘陵區(qū)。巖性為絹云母千枚巖、云母砂質(zhì)千枚巖變質(zhì)砂巖等。巖石受風(fēng)化和多期次構(gòu)造活動(dòng)之影響，形成的風(fēng)化裂隙、構(gòu)造裂隙給大氣降水滲入補(bǔ)給及賦存條件創(chuàng)造了良好空間。泉流量0.07～0.12L/s。據(jù)鉆孔抽水資料，單位涌水量0.00003L/s·m～0.0019L/s·m，滲透系數(shù)0.0011m/d～0.0054m/d。地下水位埋深1.5m～31.2m。地下水逕流模數(shù)3.1L/s·km2～8.2L/s·km2，平均5.3L/s·km2，水量中等。

泥盆系、石炭系、三迭系、侏羅系碎屑巖，主要分布于河下、仰天崗一帶，巖性為砂巖、粉砂巖、泥巖及少量的砂礫巖，地表裂隙較為發(fā)育，裂隙中泥質(zhì)充填。地下水位埋深2.2m，單位涌水量0.0035L/s·m，滲透系數(shù)0.0048m/d，地下水逕流模數(shù)0.98L/s·km2。變質(zhì)巖和碎屑巖地下水水質(zhì)：礦化度0.086g/L～0.235g/L，總硬度3.25～11.58德國(guó)度，pH值6.7～7.2。水質(zhì)類型以HCO3-Na-Ca型為主。

燕山期巖漿巖，僅在嶺下成小面積分布，其它地方分布零星且面積甚小，主要巖性為花崗閃長(zhǎng)斑巖，具有成巖節(jié)理和裂隙。據(jù)區(qū)域資料，泉流量0.03L/s～0.27L/s，地下水逕流模數(shù)3.68L/s·km2，屬中等富水。由于分布面積甚小，決定了其補(bǔ)給、逕流、排泄的局部性，即接受大氣降水補(bǔ)給，短距離逕流，就地排泄的特點(diǎn)。

1.5 地下水補(bǔ)給、徑流、排泄條件

基巖裂隙水和紅層孔隙水幾乎占據(jù)了全部，少量的松散巖類孔隙水點(diǎn)綴于袁河、孔目江河谷平原，西北角具有面積不大的碳酸鹽巖裂隙溶洞水。松散巖類孔隙水主要接受降水、基巖裂隙水的垂向、側(cè)向補(bǔ)給；紅層孔隙水因受其巖性影響，不利于接受補(bǔ)給，補(bǔ)逕排條件差；碳酸鹽巖裂隙溶洞水主要接受降水的垂向補(bǔ)給，再沿裂隙巖溶管道流向排泄區(qū)，一般以泉的形式排泄出地表［6］；基巖裂隙水的補(bǔ)給、逕流、排泄過(guò)程一般受地形地貌、沖溝的切割等因數(shù)影響，均在近距離完成。

2 地下水環(huán)境評(píng)價(jià)

2.1 地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)

地下水質(zhì)量指數(shù)計(jì)算依據(jù)《地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-2017)中的綜合評(píng)價(jià)方法進(jìn)行［7］。參加計(jì)算項(xiàng)目為：Zn2+、Mn2+、Cu2+、NH4+、酚、Se、As3+、Hg2+、Pb2+、Cd2+、TFe、Cr6+、N、NO2-、SO42-、Cl-、F-、CN-、總硬度（以CaCO3計(jì)）、溶解固形物等20項(xiàng)，地下水質(zhì)量級(jí)別劃分詳見(jiàn)表1。

表1 地下水質(zhì)量級(jí)別分類表Tab.1 Classification of groundwater quantity grade

根據(jù)上述方法評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表2，從分析評(píng)價(jià)結(jié)果可知：老城區(qū)和城東、水西一帶地下水水質(zhì)極差；二化—盤龍—石崗埠、劉家、珠珊—石山及安前等附近地下水水質(zhì)較差；新坊、石洲、沙籠、神山等附近地下水質(zhì)良好；其它區(qū)域地下水水質(zhì)優(yōu)良。

表2 地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)一覽表Tab.2 Assessment scheme of groundwater quantity

2.2 地下水污染評(píng)價(jià)

以《地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-2017)中Ⅱ類水標(biāo)準(zhǔn)作為區(qū)內(nèi)地下水背景值,采用內(nèi)梅羅指數(shù)法。參加計(jì)算項(xiàng)目為：Zn2+、Mn2+、Cu2+、NH4+、酚、Se、As3+、Hg2+、Pb2+、Cd2+、TFe、Cr6+、NO3-、NO2-、SO42-、Cl-、F-、CN-、總硬度（以CaCO3計(jì)）、溶解固形物等20項(xiàng)，地下水污染級(jí)別分區(qū)詳見(jiàn)表3。

表3 地下水污染級(jí)別分區(qū)一覽表Tab.3 Classification of groundwater pollution grade

評(píng)價(jià)結(jié)果詳見(jiàn)表4，從分析評(píng)價(jià)結(jié)果可知：老城區(qū)和城東、水西一帶地下水重污染；盤龍、縣磚瓦廠南、二化、丁家坊等附近地下水中污染；陳家-石崗埠、劉家、珠珊及安前等附近地下水輕污染；其它區(qū)域地下水未污染。

表4 地下水污染評(píng)價(jià)一覽表Tab.4 Assessment scheme of groundwater pollution

3 地下水資源保護(hù)及防治對(duì)策

（1）根據(jù)地下水脆弱性程度分布地段，采取針對(duì)性的防護(hù)措施，一方面合理布置人類活動(dòng)場(chǎng)所（包括工廠、強(qiáng)烈居民區(qū)和農(nóng)業(yè)活動(dòng)區(qū)等），避開(kāi)脆弱性較高—高化帶，盡量減少人類工程活動(dòng)造成地下水污染等環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題。根據(jù)地下水的脆弱性程度，防治地下水資源污染，以防止地下水水質(zhì)的進(jìn)一步污染惡化，確保當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

（2）對(duì)飲用水源地設(shè)一級(jí)和二級(jí)防護(hù)帶及準(zhǔn)保護(hù)區(qū)。一級(jí)防護(hù)帶為取水半徑100m的區(qū)域，以一級(jí)保護(hù)區(qū)的邊緣為起點(diǎn)設(shè)立二級(jí)防護(hù)帶，為一級(jí)防護(hù)帶上游1000m，下游100m的范圍，以二級(jí)防護(hù)帶的邊緣為起點(diǎn)設(shè)立準(zhǔn)保護(hù)區(qū)，為二級(jí)防護(hù)帶上游1000m，下游50m的區(qū)域。

（3）二化以下斷面水域污染源過(guò)于集中，污集負(fù)荷大大超過(guò)其環(huán)境容量，對(duì)此水域首先對(duì)污染物實(shí)行總量控制。以總量控制酚、氰、石油等污染負(fù)荷，需要進(jìn)行點(diǎn)源或集中綜合整治，不斷削減負(fù)荷。

（4）建立城市污水處理廠，以保證地下水水質(zhì)。各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)廢水在廠區(qū)內(nèi)先行處理，達(dá)到污水排放標(biāo)準(zhǔn)后再排入城市下水道。

（5）對(duì)地下水污染進(jìn)行全面調(diào)查評(píng)價(jià)，重點(diǎn)是有機(jī)物污染進(jìn)行全城區(qū)題（規(guī)劃區(qū)）調(diào)查評(píng)價(jià)。力求對(duì)地下水污染情況作出全面而詳細(xì)的分析評(píng)價(jià)，為城市規(guī)劃建設(shè)提供詳盡的地質(zhì)環(huán)境信息。

（6）于城區(qū)設(shè)立監(jiān)測(cè)站，建設(shè)一批長(zhǎng)觀孔，以對(duì)城市地下水水位、開(kāi)采量、水質(zhì)及水環(huán)境變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，以利于城市環(huán)境與地下水資源的保護(hù)和合理開(kāi)發(fā)利用。