趙德剛，梁 爽，宋利震，田西昭，封秀軒

(河北省環(huán)境地質(zhì)勘查院，河北石家莊050021)

1 引言

唐山市位于河北省東北部，地理座標(biāo)為東經(jīng)117°31'～119°19'，北緯 38°55'～40°28'?，F(xiàn)轄兩個(gè)縣級(jí)市(遷安、遵化)，五個(gè)縣(遷西、玉田、灤縣、灤南、樂(lè)亭)，七個(gè)區(qū)(曹妃甸、路南、路北、開(kāi)平、古冶、豐潤(rùn)、豐南)，五個(gè)開(kāi)發(fā)區(qū)(南堡經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)、海港經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)、蘆臺(tái)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)、漢沽管理區(qū))。全市總面積13472 km2。

地下水是珍貴的淡水資源，具有分布廣泛、水質(zhì)好、儲(chǔ)存量大、調(diào)節(jié)能力強(qiáng)、供水保證度高等特點(diǎn)，它在居民生活用水、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和維持生態(tài)環(huán)境方面有著不可替代的作用[1]。地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)是指根據(jù)當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件和地下水動(dòng)態(tài)的分析研究要求，建立地下水長(zhǎng)期觀測(cè)網(wǎng)站，定期監(jiān)測(cè)地下水運(yùn)動(dòng)要素，系統(tǒng)而準(zhǔn)確地對(duì)區(qū)域觀測(cè)網(wǎng)中的觀測(cè)井孔進(jìn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)采集[2]。對(duì)唐山市地下水水質(zhì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，對(duì)變化規(guī)律和原因進(jìn)行分析及對(duì)比，為準(zhǔn)確評(píng)價(jià)、合理開(kāi)發(fā)、科學(xué)管理地下水資源提供科學(xué)依據(jù)，為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和提高人民生活質(zhì)量服務(wù)。

2 唐山市地下水水化學(xué)類型及分布規(guī)律

2.1 平原區(qū)

(1)淺層水。以樂(lè)亭菜園、灤南西玉坨、曹妃甸南新莊至玉田大肖莊一線以北為全淡水區(qū)，礦化度小于1g/L，面積5085 km2，以南為有咸水區(qū)，礦化度由北向南，由1～2g/L、2～3g/L、3～5g/L過(guò)渡到大于 5g/L，面積分別為 658 km2、819 km2、358 km2及 1421 km2[3]。

全淡水區(qū)地下水水化學(xué)類型一般由北向南為HCO3－Ca和HCO3－Ca·Mg型，到咸淡水界線附近過(guò)渡為 HCO3·Cl－Ca·Na型。由咸淡水界線向南至沿海地帶水化學(xué)類型依次為HCO3·Cl－Ca·Na型、Cl－Na型。全淡水區(qū)以HCO3－Ca和HCO3－Ca·Mg型為主，礦化度一般小于0.5g/L;有咸水區(qū)以Cl－Na型水為主，礦化度由北向南增大，至沿海一帶大于5g/L。

(2)深層水。由北部山前到南部沿海地帶水化學(xué)類型依次為 HCO3－Ca型、HCO3－Ca·Mg、HCO3－Ca·Na型和 HCO3－Na型，分布面積各占三分之一左右，礦化度小于0.5g/L。

2.2 唐山市區(qū)

(1)第四系淺層水。唐山市區(qū)第四系淺層水化學(xué)類型以HCO3－Ca及HCO3－Ca·Mg型為主，礦化度一般小0.5g/L。由于局部人為污染，出現(xiàn)有HCO3·Cl－Ca、HCO3·SO4－Ca·Mg及 Cl·SO4－Ca型水。

(2)奧陶系巖溶水。奧陶系巖溶水水化學(xué)類型一般為HCO3－Ca·Mg型，礦化度小于0.5g/L。由于人為影響，在大城山、原唐鋼焦化廠及冶里附近出現(xiàn)有SO4·HCO3－Ca型水。由于附近某電廠沖灰水的影響，致使電廠一帶地下水化學(xué)類型由HCO3－Ca·Mg型變成為 HCO3·SO4－Ca·Mg。

2.3 盆地區(qū)

遵化、遷安盆地地下水化學(xué)類型一般為HCO3－Ca及HCO3－Ca·Mg型，礦化度小于0.5g/L。局部傍河地區(qū)或大企業(yè)附近由于人為污染致使地下水中某些組分含量超標(biāo)。

3 地下水水質(zhì)隨時(shí)間的變化

3.1 2006－2010年地下水常規(guī)組分含量對(duì)比

(1)淺層水。2010年與2006年對(duì)比，地下水中各常規(guī)組分含量有增有減，2010年比2006年地下水中平均含量增高的主要組分有 Mg、HCO3、Cl、PH 值、總硬度及礦化度;減少的組分有Na、Ca、SO4。從反映綜合指標(biāo)的礦化度對(duì)比來(lái)看，對(duì)比各點(diǎn)2010年及2006年礦化度平均含量為481.71 mg/L和476.2 mg/L，5年間增加5.5 mg/L，年增加率0.23%。由于Cl含量的增加使市區(qū)某水源地地下水類型由HCO3－Ca轉(zhuǎn)變?yōu)镠CO3·Cl－Ca，由于Mg含量的增大和Ca含量的減小致使市區(qū)某水廠地下水化學(xué)類型由HCO3－Ca型改變?yōu)镠CO3－Ca·Mg型。

(2)深層水。2010年與2006年對(duì)比，平均含量增高的組分有Ca、總硬度及礦化度，其余均處于減少的趨勢(shì)。從礦化度對(duì)比來(lái)看，2010年平均含量為297.2 mg/L，比2006年增加22.5 mg/L，年增加率1.64%。由于各組分含量增減幅度減小，其水化學(xué)類型均未改變，水質(zhì)動(dòng)態(tài)較穩(wěn)定。

(3)巖溶水。2010年巖溶水常規(guī)組分含量比2006年增加的有Ca、Mg、HCO3、SO4總硬度及礦化度，其余均處于減小的趨勢(shì)由于Ca含量增加幅度較大，致使古冶區(qū)某水廠地下水化學(xué)類型由HCO3－Ca·Mg型改變?yōu)镠CO3－Ca型。

3.2 多年長(zhǎng)系列地下水組分含量對(duì)比

對(duì)比項(xiàng)目為地下水中SO4、Cl、NO3、礦化度及總硬度含量的變化。據(jù)監(jiān)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)表明，本區(qū)淺層地下水中這些組分的含量具有逐年增高的趨勢(shì)。這種趨勢(shì)在平原區(qū)表現(xiàn)比較顯著，在城市區(qū)則不太明顯。深層水特別是有咸水區(qū)深層水水質(zhì)長(zhǎng)系列動(dòng)態(tài)變化較淺層水更為穩(wěn)定。

(1)淺層水。據(jù)統(tǒng)計(jì)，淺層水中SO4、NO3的含量具有明顯的逐年增加的趨勢(shì)，尤其是2006－2010年間水質(zhì)變化不穩(wěn)定，特別是在全淡水區(qū)更加明顯。以樂(lè)15－2觀測(cè)孔為例(圖1)，地下水中SO4的含量1990年為18.10 mg/L，2009年150.20 mg/L，19年間增加了113.98 mg/L，NO3的含量1993年和2005年分別為2.94 mg/L及66.0 mg/L，至2009年增加到80.0 mg/L，16年增加77.06 mg/L;礦化度從1990年的510 mg/L，增加到2009年的859.5 mg/L;總硬度也有所增加，但幅度略小。

圖1 樂(lè)15－2主要組分含量動(dòng)態(tài)變化曲線

(2)深層水。據(jù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)，1990－2010年深層地下水水質(zhì)變化相對(duì)較小。在全淡水區(qū)以灤南3－3觀測(cè)孔為代表(圖2)，SO4、Cl及總硬度的含量1990年分別為1.7 mg/L、17.76 mg/L和140 mg/L，2009年分別為19.3 mg/L、12.8 mg/L及146.1 mg/L，互相對(duì)比，各有增減，年變化幅度在0.53%～3.00%之間。但NO31990年至2000年具有逐年增加趨勢(shì)，1990年及2000年地下水中NO3含量分別為12.2 mg/L和38.1 mg/L，10年間增加25.9 mg/L。2001至2010年變化幅度較大且有增有減。在有咸水區(qū)深層淡水以灤南19－3為代表(圖3)，總硬度由1990年的70.8 mg/l，至2010年增大至200.0 mg/l，變化幅度較大，其他組分含量變化相對(duì)較小。

圖2 灤南3－3主要組分含量動(dòng)態(tài)變化曲線

(3)巖溶水。據(jù)水質(zhì)測(cè)試結(jié)果統(tǒng)計(jì)，以唐017觀測(cè)孔為代表(圖4)，2001－2010年地下水中SO4、總硬度及礦化度含量具有增加趨勢(shì)，其中總硬度及礦化度在2008年達(dá)到峰值。NO3及Cl含量變化較穩(wěn)定，年際之間或增或減，略有變化。近年來(lái)礦化度變幅較大，但水質(zhì)動(dòng)態(tài)仍屬變化穩(wěn)定。

圖3 灤南19－3主要組分含量動(dòng)態(tài)變化曲線

圖4 唐017主要組分含量動(dòng)態(tài)變化曲線

4 地下水水質(zhì)的空間變化

沖洪積傾斜平原區(qū)(全淡水區(qū))淺、深層地下水水化學(xué)類型基本一致，均為HCO3－Ca、HCO3－Ca·Mg型水。濱海平原區(qū)淺層水為Cl－Na型水，深層水為HCO3－Na型水，二者截然不同。地下水水質(zhì)不僅受地質(zhì)環(huán)境制約，同時(shí)也與地下水的徑流途徑、補(bǔ)給方式密切相關(guān)。山前傾斜平原由近山河流沖積物組成。地下水接受山區(qū)地下徑流補(bǔ)給，途徑較短，地下水成份及化學(xué)類型與山區(qū)石灰?guī)r區(qū)地下水相近，表現(xiàn)為HCO3－Na及HCO3－Ca·Mg型水。濱海平原區(qū)地層由沖洪積變?yōu)楹?湖)積，地質(zhì)環(huán)境變異，徑流途徑變長(zhǎng)，地質(zhì)環(huán)境對(duì)地下水水質(zhì)便起著主導(dǎo)作用。形成深層水為HCO3－Na型，其上部分布有礦化度小于1～2g/L、2～3g/L及3～5g/L的淺層淡水、微咸水及半咸水。

5 結(jié)語(yǔ)

水質(zhì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，對(duì)于人類生存和發(fā)展來(lái)講，有著至關(guān)重要的作用和意義，一方面，可以明確水質(zhì)的主要情況，另一方面，對(duì)于自然資源的開(kāi)發(fā)和有效的利用來(lái)講，也是不可缺少的重要環(huán)節(jié)。所以，關(guān)注唐山市地下水水質(zhì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)就顯得更為重要。只有掌握了水質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化及其成因，才能為改善水質(zhì)及水體環(huán)境治理提供科學(xué)依據(jù)。

[1]程莉蓉，王金生，李云生.關(guān)于我國(guó)地下水水質(zhì)保護(hù)的思考與建議[J].北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2009(10).

[2]郭如俠，宋樹(shù)成.張家口壩上地區(qū)地下水動(dòng)態(tài)分析[J].地下水.2012(01).

[3]河北省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站唐山監(jiān)測(cè)站.河北省唐山市地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)報(bào)告[R].河北省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站.2011.