河流流域土壤及水質(zhì)污染狀況調(diào)查研究
——以云南大理古城地區(qū)河流為例

何潤(rùn)澤 李進(jìn) 霍盼盼 胡興旺 嚴(yán)瓊 韓濤

（1.中國(guó)冶金地質(zhì)總局西北地質(zhì)勘查院，陜西西安 710119；2.陜西地礦綜合地質(zhì)大隊(duì)有限公司，陜西渭南 714000；3.商洛西北有色七一三總隊(duì)有限公司，陜西商洛 726000；4.西北有色勘測(cè)工程有限責(zé)任公司，陜西西安 710000；5.陜西秦正防雷檢測(cè)有限公司，陜西西安 710016）

0 引言

面對(duì)嚴(yán)重的水污染，大理州果斷出擊，在缺乏治理經(jīng)驗(yàn)的情況下，摸著石頭過(guò)河。總體上說(shuō)，截至目前，洱海經(jīng)歷了一個(gè)由貧營(yíng)養(yǎng)湖泊到中營(yíng)養(yǎng)湖泊再到富營(yíng)養(yǎng)湖泊的演化過(guò)程，洱海保護(hù)也經(jīng)歷了“一湖之治”、“流域之治”和“生態(tài)之治”3個(gè)重要階段。

重點(diǎn)推進(jìn)“六大工程”、“百村”環(huán)境衛(wèi)生綜合整治、洱源生態(tài)文明試點(diǎn)縣建設(shè)等一系列舉措，洱海保護(hù)治理取得了顯著成績(jī)。

依托五溪入海河道段水文地質(zhì)初期勘察工程開(kāi)展云南大理古城白鶴溪等五條溪流域土壤及水質(zhì)污染狀況調(diào)查研究，洱海全湖和入湖河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)已較全面，但各支流的根本污染來(lái)源至今未能確定。通過(guò)本次立項(xiàng)，對(duì)五條入湖溪流河床、堤岸的土壤、水質(zhì)等進(jìn)行污染情況數(shù)據(jù)調(diào)查，水文地質(zhì)鉆探與水質(zhì)監(jiān)測(cè)相結(jié)合開(kāi)展綜合研究工作尚屬首次，可為后續(xù)恢復(fù)治理提出建設(shè)性意見(jiàn)。

1 流域水文地質(zhì)條件

1.1 富水巖層

根據(jù)流域勘察剖面揭露的地層主要為第四系松散層?，F(xiàn)自上而下分述如下：

（1）人工填土：一般為粉土或者粉砂，砂含量30%左右，礫含量20-30%，礫徑1-2cm 為主，棱角狀，松散，稍濕。層厚1.2m-3.1m，滲透性強(qiáng)。

（2）砂質(zhì)粉土：深灰-灰褐色，砂含量30-40%，粘粒含量15%左右，含少量有機(jī)質(zhì)，稍密-中密。層厚2.7m-4.3m，相對(duì)隔水。

（3）砂質(zhì)土：以細(xì)沙為主，灰褐色-黃褐色，細(xì)粒含量10-15%，稍密-松散，濕-飽水。層厚1.3m-2.6m，滲透性強(qiáng)。

（4）粉砂：深灰-灰褐色，細(xì)粒土含量30-50%，含少量礫，含少量淤泥質(zhì)，中密，濕。層厚1.3m-2.2m，相對(duì)隔水。

（5）細(xì)砂：細(xì)粒土含量10-20%，稍密-松散，濕-飽水。層厚1.4m-5.9m，滲透性強(qiáng)。

（6）礫類(lèi)土：部分卵石土，褐色、灰白色為主，砂含量30%左右，礫含量60%，礫徑1-5cm 為主，圓狀。松散，濕-飽水。層厚>7.5m，滲透性強(qiáng)。

1.2 地下水埋藏條件

通過(guò)對(duì)莫?dú)埾@進(jìn)中水文地質(zhì)觀測(cè)，鉆進(jìn)無(wú)掉埋鉆現(xiàn)象；鉆遇地下水位后，每班觀測(cè)孔內(nèi)水位一次。每個(gè)鉆孔測(cè)得混合靜水位。相對(duì)于河岸面，莫?dú)埾哆呫@孔水位埋深為1.85-2.42m，河道水位埋深一般為2m 左右，兩者相差不大。側(cè)向補(bǔ)給不顯著。

圖1 研究區(qū)水文地質(zhì)剖面

通過(guò)對(duì)清碧溪鉆進(jìn)中進(jìn)行水文地質(zhì)觀測(cè)，鉆進(jìn)無(wú)掉埋鉆現(xiàn)象；鉆遇地下水位后，每班觀測(cè)孔內(nèi)水位一次。每個(gè)鉆孔測(cè)得混合靜水位。由于清碧溪上游高差起伏較大，上游水位埋深較深，相對(duì)于河岸面，清碧溪下游岸邊鉆孔水位埋深為2.27-2.98m，河道水位埋深一般為2m 左右，河道底部高于周?chē)叵滤?。溪流水補(bǔ)給周邊地下水。

通過(guò)對(duì)桃溪鉆進(jìn)中進(jìn)行水文地質(zhì)觀測(cè)，鉆進(jìn)無(wú)掉埋鉆現(xiàn)象；鉆遇地下水位后，每班觀測(cè)孔內(nèi)水位一次。每個(gè)鉆孔測(cè)得混合靜水位。相對(duì)于河岸面，桃溪下游岸邊鉆孔水位埋深為3.10-3.67m，入湖口較高為1.67m，河道水位埋深一般為2m 左右，河道水位遠(yuǎn)高于周?chē)叵滤?。溪流水補(bǔ)給周邊地下水。

通過(guò)對(duì)白鶴溪鉆進(jìn)中進(jìn)行水文地質(zhì)觀測(cè)，鉆進(jìn)無(wú)掉埋鉆現(xiàn)象；鉆遇地下水位后，每班觀測(cè)孔內(nèi)水位一次。每個(gè)鉆孔測(cè)得混合靜水位。由于白鶴溪上游高差起伏較大，上游水位埋深較深，蒼山大道上游河道s12 孔7.3m 未見(jiàn)地下水位，下游水位埋深為1.20-1.90m，鉆孔水位高程比附近河道水位高程高約10-20cm，存在地下水側(cè)向補(bǔ)給河道水。

通過(guò)對(duì)中和溪鉆進(jìn)中進(jìn)行水文地質(zhì)觀測(cè)，鉆進(jìn)無(wú)掉埋鉆現(xiàn)象；鉆遇地下水位后，每班觀測(cè)孔內(nèi)水位一次。每個(gè)鉆孔測(cè)得混合靜水位。由于中和溪上游高差起伏較大，上游水位埋深較深，蒼山大道下游河道s13 孔5.8m 未見(jiàn)地下水位，相對(duì)于河岸面，下游岸邊鉆孔水位埋深為1.05-2.38m，河道水位埋深一般為2m 左右，河道底部一般略低于周?chē)叵滤弧４嬖诘叵滤畟?cè)向補(bǔ)給河道水。

1.3 綜合情況評(píng)價(jià)

（1）莫?dú)埾掠未篼惵芬詵|相對(duì)穩(wěn)定的隔水層為第三層第四系粉砂、砂質(zhì)粉土，灰褐色，細(xì)粒土含量30-50%，含少量淤泥質(zhì)，中密-密實(shí)，濕。埋深上界為2.20m-10.90m，層厚0m-11.3m，相對(duì)隔水。層厚較厚，隔水層較穩(wěn)定，但隔水性能較差。相對(duì)于河岸面，莫?dú)埾哆呫@孔水位埋深為1.85-2.42m，河道水位埋深一般為2m 左右，兩者相差不大。側(cè)向補(bǔ)給不顯著。莫?dú)埾廴局卫砗拥纼蛇叺姆罎B設(shè)計(jì)建議布置在第三層，埋深上界為2.20m-10.90m，但由于地下水側(cè)向補(bǔ)給不顯著，為節(jié)省成本，也可采用水質(zhì)凈化措施來(lái)進(jìn)行污染防治。

（2）清碧溪下游大麗路以東相對(duì)穩(wěn)定的隔水層為第四層，埋深2.1m-12.8m，第四系粉砂、砂質(zhì)粉土，深灰-灰褐色，細(xì)粒土含量30%左右，含少量礫，含少量淤泥質(zhì)，中密-密實(shí)，濕。層厚1.5m-5.95m，相對(duì)隔水。層厚較厚，隔水層較穩(wěn)定，但隔水性能較差。相對(duì)于河岸面，清碧溪下游岸邊鉆孔水位埋深為2.27-2.98m，河道水位埋深一般為2m 左右，河道水位高于周?chē)叵滤弧Ｏ魉a(bǔ)給周邊地下水。清碧溪污染治理河道兩邊的防滲設(shè)計(jì)建議布置在第四層，埋深上界2.1m-12.8m，但由于地下水基本不會(huì)補(bǔ)給溪流地表水，由于隔水層埋深較深，為節(jié)省成本，也可采用水質(zhì)凈化措施來(lái)進(jìn)行污染防治。

（3）桃溪下游大麗路以東無(wú)良好的隔水層，相對(duì)穩(wěn)定的隔水層為第四層，埋深6.0m-10.0m，第四系粉砂，深灰-灰褐色，細(xì)粒土含量30-50%，含少量礫，含少量淤泥質(zhì)，中密，濕。層厚1.3m-2.2m，相對(duì)隔水。層厚較薄，隔水層較不穩(wěn)定，隔水性也較差。相對(duì)于河岸面，桃溪下游岸邊鉆孔水位埋深為3.10-3.67m，河道水位埋深一般為2m 左右，河道水位遠(yuǎn)高于周?chē)叵滤?。溪流水補(bǔ)給周邊地下水。桃溪污染治理河道兩邊的防滲設(shè)計(jì)建議布置在第四層，埋深上界6.0m-10.0m，但由于地下水基本不會(huì)補(bǔ)給溪流地表水，隔水層埋深較深，為節(jié)省成本，也可采用簡(jiǎn)單的水質(zhì)凈化措施來(lái)進(jìn)行污染防治。

（4）白鶴溪下游大麗路以東相對(duì)穩(wěn)定的隔水層為二層，埋深1.3m-3.6m，第四系粉土，或細(xì)粒土質(zhì)砂塑性差，硬塑-軟塑密實(shí)-中密，潮濕。層厚1.8m-4.5m，隔水層。層厚較厚，隔水層較穩(wěn)定，隔水性能較好。由于白鶴溪上游高差起伏較大，上游水位埋深較深，蒼山大道上游河道s12 孔7.3m 未見(jiàn)地下水位，相對(duì)于河岸面，下游岸邊鉆孔水位埋深為1.20-1.90m，河道埋深一般為2m 左右，河道水位低于周?chē)叵滤?。地下水補(bǔ)給河道水。白鶴溪下游河道相對(duì)穩(wěn)定的隔水層為二層第四系含淤泥質(zhì)粉土，黑褐色，含較多淤泥質(zhì)，占10%左右，塑性中等，呈硬塑狀，中密，很濕。層厚0.9m-2.67m，隔水層。層厚較薄，發(fā)育不穩(wěn)定，長(zhǎng)期處于飽水狀態(tài)，上界埋深約0.23m-1.10m。建議在該層位進(jìn)行隔水。白鶴溪上游由于無(wú)隔水層，且地形起伏較大，河道水沿齒坎滲入地下，建議地表修建水利工程防止上游河道斷流與溪水污染，白鶴溪下游大麗路以東地下水對(duì)溪流地表水存在側(cè)向補(bǔ)給，需進(jìn)行防滲設(shè)計(jì)。污染治理河道兩邊的防滲設(shè)計(jì)建議布置在第二層，埋深上界1.3m-3.6m，范圍從洱海邊至大麗路，適當(dāng)?shù)南蛭餮由臁?/p>

（5）中和溪相對(duì)穩(wěn)定的隔水層為二層，埋深0.4m-1.25m，第四系粉土，砂含量15%左右，塑性差中等，硬塑，中密，潮濕。層厚2.75m-4.2m，隔水層。層厚較厚，隔水層較穩(wěn)定，隔水性能較好。由于中和溪上游高差起伏較大，上游水位埋深較深，蒼山大道下游河道s13 孔5.8m 未見(jiàn)地下水位，相對(duì)于河岸面，下游岸邊鉆孔水位埋深為1.05-2.38m，河道水位埋深一般為2m 左右，河道水位一般低于周?chē)叵滤?。地下水補(bǔ)給河道水。中和溪上游由于無(wú)隔水層，且地形起伏較大，河道水沿齒坎滲入地下，建議地表修建水利工程防止上游河道斷流與溪水污染。下游大麗路以東地下水對(duì)溪流地表水存在側(cè)向補(bǔ)給，需進(jìn)行防滲設(shè)計(jì)，中和溪下游污染治理河道兩邊的防滲設(shè)計(jì)建議布置在第二層，埋深上界0.4m-1.25m，范圍從洱海邊至大麗路，適當(dāng)?shù)南蛭餮由臁?/p>

2 地下水現(xiàn)狀調(diào)查

將部分鉆孔的地下水進(jìn)行了采樣與分析，主要目的是研究地下水對(duì)河道內(nèi)水水質(zhì)的影響，因此地下水的對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)以《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（湖、庫(kù)）》（GB3838-2002）為準(zhǔn)，五條溪的結(jié)果分述如下。

由莫?dú)埾叵滤|(zhì)情況分析可知，莫?dú)埾篪P路至大麗路段化學(xué)需氧量和氨氮指標(biāo)達(dá)到地表水Ⅰ類(lèi)，總磷指標(biāo)達(dá)到地表水Ⅱ類(lèi)，但總氮已經(jīng)為地表水劣Ⅴ類(lèi)。大麗路至入湖口段，除化學(xué)需氧量達(dá)到地表水Ⅰ類(lèi)，總氮、總磷、氨氮指標(biāo)均為地表水劣Ⅴ類(lèi)。

由清碧溪地下水水質(zhì)情況分析可知，清碧溪蒼山大道至大鳳路段化學(xué)需氧量、氨氮、總磷指標(biāo)達(dá)到地表水Ⅰ類(lèi)，但總氮已經(jīng)為地表水劣Ⅴ類(lèi)。大麗路至入湖口段，氨氮達(dá)到地表水Ⅰ類(lèi)，總磷達(dá)到地表水Ⅲ類(lèi)，總氮、化學(xué)需氧量指標(biāo)為地表水劣Ⅴ類(lèi)。

由白鶴溪地下水水質(zhì)情況分析可知，白鶴溪蒼山大道至大鳳路段化學(xué)需氧量、氨氮指標(biāo)達(dá)到地表水Ⅰ類(lèi)，總磷為地表水Ⅲ類(lèi)，總氮為地表水Ⅳ類(lèi)。大麗路至入湖口段，生化需氧量為地表水Ⅲ類(lèi)，總磷為地表水Ⅳ類(lèi)，總氮、氨氮為地表水劣Ⅴ類(lèi)。

由中和溪地下水水質(zhì)情況分析可知，中和溪大麗路至入湖口段化學(xué)需氧量、氨氮、總磷、總氮全為地表水劣Ⅴ類(lèi)。

由桃溪地下水水質(zhì)情況分析可知，桃溪大鳳路至大麗路段化學(xué)需氧量指標(biāo)達(dá)到地表水Ⅰ類(lèi)，氨氮為地表水Ⅱ類(lèi)，總氮、總磷為地表水Ⅲ類(lèi)。大麗路至入湖口段，總磷達(dá)到地表水Ⅱ類(lèi)，氨氮、總氮、化學(xué)需氧量指標(biāo)均為地表水劣Ⅴ類(lèi)。

綜上，五溪流域地下水總體呈現(xiàn)以下規(guī)律：五溪上游至中游地下水水質(zhì)相對(duì)較好，但進(jìn)入農(nóng)田種植區(qū)和村落集中區(qū)，受農(nóng)業(yè)、農(nóng)村面源下滲影響，地下水水質(zhì)逐漸變差，尤其是大麗路以下，地下水水質(zhì)整體為地表水Ⅴ類(lèi)、劣Ⅴ類(lèi)。

3 土壤、底泥污染現(xiàn)狀調(diào)查

國(guó)內(nèi)目前未對(duì)底泥和土壤的全氮、總磷指標(biāo)有明確的標(biāo)準(zhǔn)劃分，因而此處參考美國(guó)EPA 制定的底泥分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)：

底泥中全氮<1000mg/kg 屬于輕度污染區(qū)，全氮在1000-2000mg/kg 屬于中度污染區(qū)，全氮>2000mg/kg屬于重度污染區(qū)。

底泥中總磷<420mg/kg 屬于輕度污染區(qū)，總磷在420-650mg/kg 屬于中度污染區(qū)，總磷>650mg/kg 屬于重度污染區(qū)。

3.1 土壤污染現(xiàn)狀調(diào)查

本次調(diào)查對(duì)研究區(qū)進(jìn)行了土壤和底泥取樣，最大程度避免了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的面源污染對(duì)取樣分析結(jié)果的影響。取樣后選取合適的特征分析項(xiàng)目在1個(gè)月內(nèi)送實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)，送樣分析結(jié)果可靠。其可以代表2020年研究區(qū)全年的污染特征。

根據(jù)土壤污染分析可知：全氮樣品中度-重度污染樣品共五組，全部分布在大麗路以東，全氮含量1326-2145mg/kg，全部分布在第一層以粉質(zhì)為主的壤土中，附近有排水溝、池塘等人類(lèi)活動(dòng)行程的地表水體存在，由此判斷農(nóng)業(yè)活動(dòng)不是土壤全氮污染的主要原因，其主要原因是污水或者養(yǎng)殖業(yè)造成；總磷樣品全部超標(biāo)，樣品中僅見(jiàn)一組輕度污染，8 組中等污染，重度污染47組，平均總磷含量1027mg/kg，范圍為677-2680mg/kg，在不同的深度相差不大，唯一一組超過(guò)2680mg/kg 的樣品位于洱海西側(cè)200m 水塘附近，可知長(zhǎng)期的農(nóng)業(yè)活動(dòng)，居民生活污水排放，造成了磷在土壤中的大量富集，地下水的入滲和徑流為磷的移動(dòng)到深部提供了通道，地表水體加劇了這一富集過(guò)程。

3.2 底泥污染現(xiàn)狀調(diào)查

將部分調(diào)查點(diǎn)位的污染層土壤和河床底泥進(jìn)行了采樣與分析，主要目的是研究土壤和底泥對(duì)河道內(nèi)水的水質(zhì)影響。分析結(jié)果如下所示：五溪大麗路至入湖口區(qū)域土壤及底泥總體呈現(xiàn)中、輕度污染情況，對(duì)河道水質(zhì)情況有一定影響。通過(guò)以上分析可知，土壤污染和河道水質(zhì)密切相關(guān)，中下游水質(zhì)污染較嚴(yán)重的地區(qū)土壤和底泥污染也較嚴(yán)重，但污染由于隔水層存在基本未對(duì)隔水層以下的土壤產(chǎn)生污染。

4 成果結(jié)論

通過(guò)研究工作，在不賦水層位采取土質(zhì)樣品及地下水質(zhì)分析樣品分析，初步掌握五條溪流上、下游地質(zhì)情況，了解不同層位土壤、地下水污染物的成分及含量，根據(jù)生活區(qū)和農(nóng)業(yè)區(qū)分布與河流之間的關(guān)系，分析滲透作用對(duì)河流水質(zhì)的影響，確定污染物源對(duì)調(diào)查區(qū)水質(zhì)的影響機(jī)理及影響程度。

五溪流域地下水總體呈現(xiàn)以下規(guī)律：五溪上游至中游地下水水質(zhì)相對(duì)較好，但進(jìn)入農(nóng)田種植區(qū)和村落集中區(qū)，受農(nóng)業(yè)、農(nóng)村面源下滲影響，地下水水質(zhì)逐漸變差，尤其是大麗路以下，地下水水質(zhì)整體為地表水Ⅴ類(lèi)、劣Ⅴ類(lèi)。

全氮樣品中度-重度污染樣品共五組，全部分布在大麗路以東，全氮含量1326mg/kg-2145mg/kg，全部分布在第一層以粉質(zhì)為主的土壤中，附近有排水溝、池塘等人類(lèi)活動(dòng)行程的地表水體存在，由此判斷農(nóng)業(yè)活動(dòng)不是土壤全氮污染的主要原因，其主要原因是污水或者養(yǎng)殖業(yè)造成。五溪大麗路至入湖口區(qū)域土壤及底泥總體呈現(xiàn)中、輕度污染情況，對(duì)河道水質(zhì)情況有一定影響。