深圳市地下水水質(zhì)動(dòng)態(tài)特征及污染評(píng)價(jià)分析

閻苗淵

(中山市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)咨詢(xún)有限公司，廣東 中山 528403)

深圳是全國(guó)較為缺水的城市之一，人均水資源不足全國(guó)平均水平的1/10，其用水量的70%以上依賴(lài)于市外的東江。根據(jù)深圳市1998年的水文地質(zhì)初步調(diào)查結(jié)果，靜態(tài)地下水儲(chǔ)量約為10億 m3，可開(kāi)采的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量為1.92億 m3/a，地下水水質(zhì)總體良好，可以用作深圳市第二水源或戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備水源。自深圳市建立以來(lái)，在80年代和90年代初已經(jīng)抽取了大量的地下水，在某些地方，地下水的過(guò)度開(kāi)采已導(dǎo)致地面塌陷、建筑物變形、海水入侵、地下水污染等問(wèn)題。為抑制地下水環(huán)境的進(jìn)一步惡化并防止出現(xiàn)新的地下水環(huán)境問(wèn)題，有必要監(jiān)測(cè)城市中地下水的動(dòng)態(tài)變化及水質(zhì)，了解地下水的時(shí)空分布和規(guī)律，從而及時(shí)制定相應(yīng)的地下水資源保護(hù)措施，以實(shí)現(xiàn)地下水資源的平衡、可持續(xù)發(fā)展和利用的目的。

1 地下水動(dòng)態(tài)特征

1.1 深圳市深圳河流域地下水系統(tǒng)

本次以深圳河地下水系統(tǒng)為例。深圳河地下水系統(tǒng)位于珠江口東側(cè)，地貌類(lèi)型上屬于中部臺(tái)地谷地區(qū)，地勢(shì)較平緩，總體地勢(shì)北高南低，上游地貌屬低山丘陵區(qū)。主要行政區(qū)為福田區(qū)、羅湖區(qū)、布吉街道、南灣街道等，河流有深圳河，主要支流有蓮塘河、平原河、梧桐河、布吉河等。含水層地層以含礫粗砂、卵石、礫石、含礫型砂土為主，地下水類(lèi)型為松散孔隙水，厚度一般10～15 m，富水程度為貧乏-中等，一般100～150 m3/d，在深圳水庫(kù)南，單井出水量最大達(dá)1 300 m3/d。水化學(xué)類(lèi)型以HCO3·Cl-Ca·Na·HCO3-Ca為主[1]。

該區(qū)目前有2口監(jiān)測(cè)井，為羅湖區(qū)東華園林有限公司JC-063號(hào)井和福田區(qū)深圳老干部活動(dòng)中心JC-064。

JC-063地下水類(lèi)型為深層基巖裂隙水，地下水最高水位為10.30 m，出現(xiàn)日期為2019年1月30日，最低水位為8.88 m，出現(xiàn)日期為2019年2月30日，年水位變幅1.42 m，通過(guò)分析18年和19年地下水位與深圳水庫(kù)站降雨量耦合圖，地下水位動(dòng)態(tài)與降雨量曲線基本一致，雨季時(shí)地下水位較高，旱季時(shí)地下水位較低，說(shuō)明該處地下水主要接受大氣降雨的補(bǔ)給，主要排泄方式是側(cè)向徑流排泄(見(jiàn)圖1)。根據(jù)地下水溫與氣溫對(duì)比圖，地下水溫的范圍為19.5℃～25.0℃，氣溫變化范圍為17.0℃～34.5℃，地下水溫變化幅度不大，表明地下水埋藏較大，地下水溫受氣溫影響小(見(jiàn)圖2)。

圖1 JC-063地下水水位動(dòng)態(tài)曲線圖

圖2 JC-063地下水水溫、氣溫對(duì)比曲線圖

JC-064地下水類(lèi)型為第四系孔隙潛水，地下水最高水位為9.69 m，出現(xiàn)日期為2019年4月10日，最低水位為8.00 m，出現(xiàn)日期為2019年3月20日，年水位變幅1.69 m，通過(guò)分析18年和19年地下水位與福田站降雨量耦合圖，地下水位動(dòng)態(tài)與降雨量曲線基本一致，雨季時(shí)地下水位較高，旱季時(shí)地下水位較低，說(shuō)明該處地下水主要接受大氣降雨的補(bǔ)給，主要排泄方式是側(cè)向徑流排泄(見(jiàn)圖3)。根據(jù)地下水溫與氣溫對(duì)比圖，地下水溫的范圍為22.3℃～26.5℃，氣溫變化范圍為14.0℃～31.0℃，地下水溫變化幅度不大，表明地下水埋藏較大，地下水溫受氣溫影響小[2](見(jiàn)圖4)。

圖3 JC-064地下水水位動(dòng)態(tài)曲線圖

圖4 JC-064地下水水溫、氣溫對(duì)比曲線圖

綜上分析，深圳市深圳河地下水系統(tǒng)地下水類(lèi)型為第四系孔隙潛水、基巖裂隙水，地下水位埋藏較淺，主要接受大氣降雨補(bǔ)給，主要排泄類(lèi)型為人工取水和側(cè)向徑流，最高水位出現(xiàn)在4月，最低水位出現(xiàn)在旱季2-3月份。第四系孔隙潛水地下水位動(dòng)態(tài)變化受大氣降雨影響較大，變幅在1.42～1.69 m，地下水溫變化基本與氣溫變化一致；深層基巖裂隙水埋藏較深，地下水位隨大氣降水變幅小，水溫全年變幅不大。

1.2 水質(zhì)動(dòng)態(tài)特征

在每季度末對(duì)JC-063號(hào)井和JC-063號(hào)井進(jìn)行水樣采集和化驗(yàn)，各季度的檢測(cè)指標(biāo)見(jiàn)表1。監(jiān)測(cè)站井的水質(zhì)評(píng)價(jià)按完整的水文地質(zhì)單元進(jìn)行評(píng)價(jià)。

表1 各季度水質(zhì)檢測(cè)指標(biāo)

1.3 水質(zhì)檢測(cè)成果評(píng)價(jià)分析

根據(jù)水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)，JC-063站井第一、三季度水質(zhì)類(lèi)別為V類(lèi)，第二、四季度水質(zhì)類(lèi)別為均IV類(lèi)；JC-064站井第一、三、四季度水質(zhì)類(lèi)別為V類(lèi)，第二季度水質(zhì)類(lèi)別為均IV類(lèi)。詳見(jiàn)表2。

表2 深圳市深圳河流域地下水系統(tǒng)水質(zhì)單項(xiàng)定類(lèi)指標(biāo)

根據(jù)水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，JC-063站井水質(zhì)類(lèi)別為良好～極差；JC-064站井水質(zhì)類(lèi)別為較差類(lèi)。通過(guò)調(diào)查分析，JC-063站井水質(zhì)不合格項(xiàng)主要為鐵、錳、氨氮和總大腸菌群超標(biāo)，監(jiān)測(cè)目標(biāo)層為第四系松散巖類(lèi)孔隙水，接受大氣降水和地表入滲補(bǔ)給，鐵、錳超標(biāo)主要是由于該站井井壁為鐵管，長(zhǎng)期的銹蝕造成了地下水中的鐵錳值超標(biāo)。JC-064站井水質(zhì)不合格項(xiàng)主要為總大腸菌群超標(biāo)，主要表現(xiàn)為枯水期超標(biāo)，而雨季時(shí)水質(zhì)可達(dá)到III類(lèi)，水質(zhì)良好。

2 地下水污染評(píng)價(jià)

深圳市區(qū)域地下水中的Fe、Mn背景值總體偏高，河谷及河口地段地下水大腸菌群、BOD及COD指標(biāo)超出飲用水(III類(lèi))標(biāo)準(zhǔn)，存在一定的生活和工業(yè)污染。

2.1 污染特征及其分布

(1)礦化度(溶解性總固體)：溶解性總固體均小于1 000 mg/L?？菟诤拓S水期溶解性總固體數(shù)值上差異不大，各監(jiān)測(cè)站井的溶解性總固體的年際變化不大，總體而言，雨季時(shí)的地下水中溶解性總固體小于枯水期濃度，但規(guī)律性不強(qiáng)。

(2)氯離子濃度：生活用水和農(nóng)灌用水要求氯化物含量均不超過(guò)250 mg/L。深圳市地下水中氯離子濃度分布于礦化度的分布一致，在深圳市的其他區(qū)域，地下水氯離子濃度均小于250 mg/L，可用于生活和農(nóng)業(yè)灌溉。

(3)Mn、Fe：深圳市地下水中Mn和Fe分布不具有規(guī)律性，F(xiàn)e、Mn背景值總體偏高，在全市的大部分地區(qū)，其錳的含量均超過(guò)了1 mg/L，屬于V類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明深圳市地下水中含大量的錳。

(4)氨氮：深圳市部分地帶的地下水中氨氮的濃度基本都超過(guò)了1.5 mg/L，有些區(qū)域氨氮超值非常嚴(yán)重。在深圳市寶安區(qū)、羅湖區(qū)和福田區(qū)的沿海地帶、西北部龍崗區(qū)的龍崗、坪山、橫崗、布吉等大部分地區(qū)，地下水氨氮的濃度均超過(guò)了3 mg/L，是深圳市地下水受氨氮污染最嚴(yán)重的區(qū)域，而在其他地區(qū)，地下水中氨氮的濃度較低，約為0.3～2 mg/L。

(5)總大腸菌群和細(xì)菌總數(shù)：深圳市地下水中總大腸菌群與細(xì)菌總數(shù)的分布情況大致相似，在人類(lèi)工程活動(dòng)強(qiáng)烈的區(qū)域，總大腸菌群均超過(guò)了600個(gè)/L，甚至達(dá)到了4 200 個(gè)/L；細(xì)菌總數(shù)均超過(guò)了1 000個(gè)/L，甚至達(dá)到了20 000個(gè)mg/L。二者均嚴(yán)重超標(biāo)，超標(biāo)率為100%。深圳市西部及南部沿海地區(qū)的地下水總大腸菌群和細(xì)菌總數(shù)超標(biāo)尤為突出，說(shuō)明污染特別嚴(yán)重[3]。

(6)pH值：主要反映地下水酸堿程度，在2019年度的水質(zhì)監(jiān)測(cè)中，發(fā)現(xiàn)松崗～公明～龍華片區(qū)，布吉～南灣片區(qū)pH值較低，據(jù)分析，該片區(qū)可能遭受酸雨的影響。

2.2 主要污染來(lái)源

深圳市入海污染源主要包括：入海河口、臨河城鎮(zhèn)以生活污水為主的市政下水口、用以排放工業(yè)污水和生活污水為主的排污溝渠等混合排污口、沿岸工廠企業(yè)直接入海的排污口、港口排污、海上流動(dòng)污染源以及海水養(yǎng)殖區(qū)排污等。西部沿海主要污染物為無(wú)機(jī)磷、無(wú)機(jī)氮、石油類(lèi)、COD。

3 結(jié)語(yǔ)

對(duì)地下水水質(zhì)分析表明，隨著城市化的發(fā)展，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模增加，隨之而來(lái)的環(huán)境污染也在增加。由于深圳工業(yè)的發(fā)展，“三廢”的排放量不斷增加，人口急劇增加，導(dǎo)致該地區(qū)河流受到不同程度的污染，進(jìn)而影響附近的地下水水質(zhì)，使地下水污染越來(lái)越嚴(yán)重。因此，有必要進(jìn)行水質(zhì)動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)，為減輕流域水污染負(fù)荷，保護(hù)深圳飲用水源水質(zhì)，改善深圳市水環(huán)境提供參考。