田良河

（（河南省地質(zhì)調(diào)查院，鄭州 450001）

新鄉(xiāng)市淺層地下水水環(huán)境特征

田良河

（（河南省地質(zhì)調(diào)查院，鄭州 450001）

為有效防治地下水污染，分析新鄉(xiāng)淺表地層巖性、含水組空間分布及其水化學(xué)的類型分帶和特征。在此基礎(chǔ)上綜合評(píng)價(jià)淺層地下水質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)新鄉(xiāng)市淺層地下水質(zhì)量污染普遍超標(biāo)，建成區(qū)及周圍地下水質(zhì)量為Ⅴ類以上，其他地區(qū)達(dá)到Ⅳ類以上。

淺層地下水；水化學(xué)類型；礦化度；影響因素；新鄉(xiāng)市

1 引言

新鄉(xiāng)市位于太行山東南麓、黃河中下游沖積平原的北緣。地形西高東低，北高南低。北部地面高程130～210m，南部地面高程69～73m。

新鄉(xiāng)市城市供水以地下水作為主要水源，其次為引黃河水?，F(xiàn)狀條件下，主要開采兩層地下水，即埋藏深度在100m以淺的淺層地下水和100～350 m的第2組深層承壓水。第2組深層承壓水為微咸水，僅有少量自備井開采利用。新鄉(xiāng)市人均水資源占有量為323.4m3，為較嚴(yán)重的缺水城市。隨著地下水的開采和工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，水位降落漏斗逐年增大，水質(zhì)也愈來(lái)愈差。本文以2008年度開展的“河南省主要城市（新鄉(xiāng)市）環(huán)境地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)”項(xiàng)目所取得的水質(zhì)資料，對(duì)淺層地下水環(huán)境特征進(jìn)行研究。

2 淺表地層巖性與地下水位埋深

新鄉(xiāng)市淺表地層巖性主要為全新統(tǒng)粉土、粉質(zhì)粘土，包氣帶厚度總的規(guī)律是中部較薄，一般4～6 m，向南北兩側(cè)厚度逐漸增加到10m左右。

淺層地下水淺埋區(qū)分布在中部的金家營(yíng)－留莊營(yíng)－張武店一帶和西部的合河鄉(xiāng)一帶。地下水埋深一般小于6m。其中梁任旺村一帶受人民勝利渠渠灌影響，出現(xiàn)局部的高水位區(qū)，水位埋深小于4m。西南部水位埋深大于10m。北部南張門、東馬坊和白小屯一帶，由于超采形成水位降落漏斗，漏斗區(qū)水位埋深大于10m，漏斗中心水位20.55m。

淺層地下水埋藏淺，包氣帶厚度較薄，滲透性較好，防污染能力較差，容易受到地表和大氣中各種廢棄物的污染。

3 淺層含水組空間分布特征

淺層含水組是指埋藏深度在100m以淺的第四系松散巖類含水層組，廣泛分布在堆積平原區(qū)，北部山前地帶含水層較薄一般20～45m，向南部平原逐漸增厚至30～70m。按其降深5m計(jì)算出來(lái)的單井出水量，可將該區(qū)劃分成3個(gè)富水性不同的區(qū)（圖1、圖2）。淺層含水組巖性主要為中細(xì)砂、細(xì)砂。淺層水為潛水－微承壓水，是新鄉(xiāng)市地下水主要的開采目的層。

4 淺層地下水水化學(xué)特征

圖1 淺層水文地質(zhì)圖Fig.1 Hydro－geologic map of shallow strata

本次樣品由河南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院測(cè)試，分析結(jié)果（表1）表明，淺層地下水水化學(xué)類型自北向南具有一定的分帶性：西北部、北部山前傾斜平原一帶地下水化學(xué)類型主要為HCO3－Ca、HCO3－Ca·Mg型；依次向南，共產(chǎn)主義渠北側(cè)中馬坊一帶地下水漏斗區(qū)，水化學(xué)類型為HCO3·SO4－Ca·Mg·Na型；泛流平地區(qū)沿衛(wèi)河、共產(chǎn)主義渠一帶，水化學(xué)類型為HCO3·SO4·Cl－Na·Ca·Mg型等，泛流平地區(qū)沿人民勝利渠及干渠影響地段，水化學(xué)類型為HCO3·SO4－Na·Mg型；東孟姜女河影響區(qū)一帶，地下水化學(xué)類型為SO4·Cl－Ca·Mg·Na和HCO3·SO4·Cl－Na·Mg·Ca型等；至東南部古河床漫灘一帶，地下水化學(xué)類型為HCO3－Ca·Mg·Na、HCO3－Na·Mg型等。從地下水化學(xué)類型分布規(guī)律來(lái)看，在衛(wèi)河、孟姜女河影響帶，地下水化學(xué)類型復(fù)雜。

共產(chǎn)主義渠以北地區(qū)，地下水主要接受西部及北部山區(qū)側(cè)向徑流補(bǔ)給，地下水徑流條件較好，以溶濾作用為主，水化學(xué)類型較簡(jiǎn)單，礦化度一般小于1.0g/l。由北向南，隨著徑流途徑延長(zhǎng)，地下水陰離子由HCO3為主漸變?yōu)橐訦CO3·SO4為主。

共產(chǎn)主義渠以南地區(qū)，地下水主要接受西南部黃河故道側(cè)向徑流補(bǔ)給，地下水埋藏淺，徑流滯緩，以蒸發(fā)排泄為主，蒸發(fā)濃縮作用較強(qiáng)，形成礦化度大于1.0g/l的微咸水，局部高達(dá)3.3g/l，總硬度大于450mg/l，最高2 022mg/l。由北向南地下水陰離子由HCO3·SO4為主漸變?yōu)橐許O4·Cl為主。隨著礦化度的增高，陽(yáng)離子由Ca·Mg的主導(dǎo)地位逐漸被Na代替。

圖2 含水組結(jié)構(gòu)剖面圖Fig.2 Cross section of aquifers

5 淺層地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)

采用綜合評(píng)分法進(jìn)行淺層地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)。

評(píng)價(jià)因子主要有：色度、鐵、氨氮、硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氟化物、總硬度、高錳酸鹽指數(shù)、溶解性總固體、pH等。

根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果，淺層地下水質(zhì)量普遍差，在采取的79件水樣中，其中V類水樣57件，占調(diào)查點(diǎn)總數(shù)的72%，分布面積323km2，占總面積的38.6%；Ⅳ類水樣18組，占調(diào)查點(diǎn)總數(shù)的23%，分布面積506km2，占總面積的60.6%；II類水樣4組，占調(diào)查點(diǎn)總數(shù)的5%，分布面積7km2，占總面積的0.8%。

超標(biāo)因子主要有亞硝酸鹽、硫酸鹽、總硬度、溶解性總固體、高錳酸鹽指數(shù)等。

6 主要超標(biāo)因子的分布特征

6.1 淺層地下水TDS（M）與總硬度

共產(chǎn)主義渠和孟姜女河之間的地帶TDS最高，其中沿衛(wèi)河南側(cè)和東臺(tái)頭至留莊營(yíng)之間的孟姜女河兩岸地段為高TDS地下水分布區(qū)，TDS一般大于2 000mg/l，最高3 915mg/l，向兩側(cè)礦化度漸低。共產(chǎn)主義渠北部原莊、陳堡一帶以北，TDS小于1 000mg/l；南部油房堤、大三王莊一線以南TDS小于1 000mg/l。

表1 淺層地下水主要水化學(xué)指標(biāo)一覽表Table 1 Main hydro－chemical indicators for shallow groundwater

與TDS分布規(guī)律類似，淺層地下水硬度最高的分布地段也在衛(wèi)河南側(cè)，硬度大于1 000mg/l，最高2 200mg/l。向兩側(cè)為450～1 000mg/l。北部山前一帶、南部至朱召村、東臺(tái)頭、王連屯一線以南，總硬度小于450mg/l。

6.2 硫酸鹽與氯化物

硫酸鹽與氯化物含量超標(biāo)的地段主要也是在共產(chǎn)主義渠和孟姜女河之間，其中衛(wèi)河兩岸地段含量最高，硫酸鹽最高含量達(dá)1 554mg/l，超過(guò)飲用水標(biāo)準(zhǔn)6倍以上。氯化物最高達(dá)669mg/l，為飲用水標(biāo)準(zhǔn)的2.7倍。向南北遠(yuǎn)離衛(wèi)河逐漸降低，共產(chǎn)主義渠以北和孟姜女河以南地區(qū)，硫酸鹽和氯化物含量降至250mg/l以下。

圖3反映了地表水對(duì)淺層地下水的影響，可以看出，各超標(biāo)組份受地表水影響明顯，淺層地下水中不同超標(biāo)離子成分含量和距地表水的距離成正相關(guān)?？偟囊?guī)律是：近河地帶較高，遠(yuǎn)離河流處漸低；上游補(bǔ)給區(qū)較低，下游排泄區(qū)較高。衛(wèi)河沿岸市區(qū)一帶是主要的化學(xué)組份超標(biāo)區(qū)域。

圖3 地表水對(duì)不同距離淺層地下水組份含量的影響示意圖Fig.3 Influence of surface water on shallow aquifers in different distances

6.3 氟化物

區(qū)內(nèi)氟化物含量大于1.0mg/l的地下水成點(diǎn)狀或小片狀分布于衛(wèi)河和孟姜女河兩側(cè)，含量最高的位于洪門鄉(xiāng)，為2.24mg/l，其他為1.92～1.04 mg/l。

6.4 TDS與各化學(xué)組份含量的關(guān)系

地下水的礦化度是指地下水中所含離子、分子、化合物的總量，地下水中物質(zhì)組份的變化將引起礦化度的變化，礦化度與各組份之間的相關(guān)關(guān)系可以很好地反映它們之間的成因聯(lián)系。本區(qū)淺層地下水中 K＋＋Na2＋、Mg2＋、Cl－、、Ca2＋與礦化度有明顯的線性相關(guān)關(guān)系。其中，K＋＋Na2＋、Mg2＋、Cl－、SO2－4與礦化度強(qiáng)相關(guān)，Ca2＋、HCO－3呈顯著相關(guān)（表2、圖4）。

表2 礦化度與不同化學(xué)組份含量的相關(guān)關(guān)系Table 2 Correlation between mineralization and different chemical components

圖4 礦化度與不同化學(xué)組份含量的擬合曲線Fig.4 Fitting curve between mineralization and different chemical components

7 結(jié)論

（1）新鄉(xiāng)市沖積平原區(qū)淺層地下水水位埋藏淺，包氣帶巖性以粉土、粉質(zhì)粘土為主，滲透性較好，防污性能較差，容易受到地表和大氣中各種廢棄物的污染。

（2）新鄉(xiāng)市淺層地下水受地表水影響明顯，主要超標(biāo)組份含量遠(yuǎn)離衛(wèi)河、孟姜女河等地表水體而降低。不同離子組份含量表明，淺層地下水已受到不同程度污染。建成區(qū)一帶地下水化學(xué)類型主要為HCO3·SO4·Cl型，污染主要來(lái)自地表污水體，其中衛(wèi)河與孟姜女河是主要的地表水污染源。

（3）新鄉(xiāng)市淺層地下水質(zhì)量普遍超標(biāo)，建成區(qū)及周圍地下水質(zhì)量均為V類以上，其他地區(qū)達(dá)到IV類以上。主要超標(biāo)組份為亞硝酸鹽、硫酸鹽、總硬度、溶解性總固體、高錳酸鹽指數(shù)等，淺層地下水已不適宜飲用。

淺層地下水污染加劇了用水緊張的狀況，對(duì)人民生活和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)了嚴(yán)重影響，制約了新鄉(xiāng)市的可持續(xù)發(fā)展。因此，地下水污染的防治問(wèn)題應(yīng)引起政府部門高度重視。

［1］河南省水利廳水政水資源處，河南省水文一隊(duì).河南省新鄉(xiāng)市城市地下水超采區(qū)評(píng)價(jià)成果報(bào)告［R］.2005.

［2］沈照理.水文地球化學(xué)基礎(chǔ)［M］.北京：地質(zhì)出版社，1986.

［3］劉永良，周衛(wèi)，潘國(guó)營(yíng)，等.新鄉(xiāng)市地下水硬度升高機(jī)理和原因試驗(yàn)研究［J］.人民黃河，2009，31（11）：50－51.

［4］王國(guó)重.新鄉(xiāng)市水資源緊缺狀況及對(duì)策［J］.水資源保護(hù)，2002，（4）：31－32.

FEATURES OF SHALLOW GROUNDWATER IN XINXIANG CITY

Tian Liang－h(huán)e
（Henan Institute of Geological Survey，Zhengzhou 450001，China）

To effectively control groundwater pollution，we analyze the lithology of the shallow strata，the spatial distribution of the aquifers and their hydro－chemical type zonation.The comprehensive evaluation about the quality of the shallow groundwater shows widespread groundwater pollution in Xinxiang.The groundwater quality is above Class V in Jianchen District while it is above Class IV in other districts.

shallow groundwater；hydro－chemical type；mineralization；affecting factors；Xinxiang

X143；P641

A

1006－4362（2011）03－0105－05

2011－02－09 改回日期：2011－03－31

國(guó)家地質(zhì)大調(diào)查項(xiàng)目（水［2008］03－01－04）

田良河（1969－ ），男，高級(jí)工程師，主要從事水環(huán)地質(zhì)、淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用研究等工作。