肖　欣，陳　淼，吳永貴( .貴州省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院遵義分院，貴州遵義　563000; .貴州大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，貴陽(yáng)　55005)

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遵義市主城區(qū)地下水水化學(xué)特征及水質(zhì)的時(shí)空變化

肖欣1，陳淼2，吳永貴2
( 1.貴州省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院遵義分院，貴州遵義563000; 2.貴州大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，貴陽(yáng)550025)

摘要:研究了貴州遵義主城區(qū)23個(gè)地下水監(jiān)測(cè)點(diǎn)2010—2012年(枯水期)水化學(xué)類(lèi)型及水質(zhì)的時(shí)空變化特征，用SPSS軟件對(duì)水質(zhì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，AquaChem軟件對(duì)水化學(xué)類(lèi)型進(jìn)行分析，依據(jù)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》( GB 5749—2006)并采用綜合指數(shù)法評(píng)價(jià)了水質(zhì)的狀況及變化特征。結(jié)果表明:遵義主城區(qū)地下水化學(xué)類(lèi)型主要為Ca－HCO3、Ca－SO4、Ca－Cl、Na－Cl型，時(shí)間變化對(duì)水化學(xué)類(lèi)型變異性影響不顯著;監(jiān)測(cè)點(diǎn)中95. 65%的地下水屬于Ⅰ類(lèi)水，其余屬Ⅱ類(lèi)水，水質(zhì)較好;自2010—2012年，地下水監(jiān)測(cè)點(diǎn)中17. 4%的水質(zhì)逐漸變差。

關(guān)鍵詞:地下水;水化學(xué)特征;水質(zhì)評(píng)價(jià);遵義

地下水化學(xué)成分的形成和分布是在一定的自然地理和地質(zhì)條件下經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)地質(zhì)演變過(guò)程的產(chǎn)物，地下水水化學(xué)類(lèi)型是地下水化學(xué)成分的集中反映［1］。地下水水化學(xué)研究對(duì)地下水資源利用和管理及與其有關(guān)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)與建設(shè)均具有重要意義［2］。進(jìn)行地下水水化學(xué)特征與水質(zhì)評(píng)價(jià)，可以揭示地下水環(huán)境質(zhì)量以及地下水與環(huán)境的相互作用機(jī)制，對(duì)促進(jìn)地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)治理具有重要的理論和實(shí)際意義［3－5］。本文根據(jù)貴州省遵義市主城區(qū)(紅花崗區(qū)、匯川區(qū)，以下簡(jiǎn)稱(chēng)研究區(qū))地下水水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)試結(jié)果，分析該區(qū)地下水在自然因素和人為因素影響下的水化學(xué)特征及水質(zhì)的時(shí)空變化特征，擬為遵義市國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合布局及合理利用地下水資源提供科學(xué)依據(jù)。

1　研究區(qū)概況

遵義市屬于國(guó)家規(guī)劃的長(zhǎng)江中上游綜合開(kāi)發(fā)和黔中產(chǎn)業(yè)帶建設(shè)的主要區(qū)域。地理位置在北緯27°08'—29°13'，東經(jīng)105°36'—108°13'。市域東西綿延247. 5 km，南北相距232. 5 km。全市共轄2區(qū)、2市、10縣，即紅花崗區(qū)、匯川區(qū)、赤水市、仁懷市、遵義縣、桐梓縣、綏陽(yáng)縣、正安縣、鳳岡縣、湄潭縣、余慶縣、習(xí)水縣、道真仡佬族苗族自治縣和務(wù)川仡佬族苗族自治縣?，F(xiàn)已探明的礦產(chǎn)有60多種，煤、鋁土礦、鈦、錳、鎂、鉬、鋇、燒堿等在國(guó)內(nèi)省內(nèi)占有重要地位。遵義素有“黔北糧倉(cāng)”之稱(chēng)，糧食產(chǎn)量大致占全省總量的25%，茶葉產(chǎn)量約占全省的40%，蠶桑和肉類(lèi)分別占30%。遵義雨水較豐沛，年降水量1 000～1 300 mm。全市河流均屬長(zhǎng)江流域，以大婁山山脈為分水嶺，把全市河流分為烏江、赤水河和綦江三大水系，河流多屬雨源性河流，如連續(xù)多日不下雨，相當(dāng)部分河流就會(huì)出現(xiàn)干涸斷流。

2　樣品采集與數(shù)據(jù)分析

2. 1樣品采集

研究區(qū)地下水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)主要考慮控制地質(zhì)構(gòu)造、含水巖組、地形地貌、水文地質(zhì)單元特征，并結(jié)合開(kāi)采量綜合確定，國(guó)家級(jí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)編號(hào)為16、18，其余為省級(jí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)?？偪刂泼娣e371. 08 km2。本文根據(jù)研究區(qū)23個(gè)地下水監(jiān)測(cè)點(diǎn)2010、2011、2012年枯水期( 4月份)的水質(zhì)分析結(jié)果進(jìn)行水化學(xué)類(lèi)型分析及水質(zhì)評(píng)價(jià)，以對(duì)研究區(qū)地下水類(lèi)型及水質(zhì)的時(shí)空變化特征進(jìn)行研究。監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)見(jiàn)圖1(圖中范圍為兩主城區(qū)范圍)。

2. 2指標(biāo)測(cè)試及方法

各地下水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)水質(zhì)的分析測(cè)試由貴州黔北建筑實(shí)驗(yàn)測(cè)試有限公司依據(jù)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法》( GB/T 5750—2006)［6］、《地下水質(zhì)檢驗(yàn)方法》( DZ/T 0064—1993)［7］完成。

圖1　地下水監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布Fig. 61Distribution of groundwater monitoring sites

3　地下水水質(zhì)分析

3. 1水化學(xué)成分特征

采用SPSS軟件對(duì)23個(gè)地下水監(jiān)測(cè)點(diǎn)水質(zhì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，超標(biāo)率根據(jù)《生活用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》( GB 5749—2006)［8］進(jìn)行計(jì)算。

從表1可以看出，總硬度、F－、Cl－、SO24－、NO3－分布范圍大，且有超標(biāo)現(xiàn)象，金屬陽(yáng)離子主要是Pb超標(biāo)。在2010—2012年，pH、總硬度、Cl－、SO24－、NO3－、Fe、Pb等指標(biāo)的測(cè)定上限呈

表1　2010—2012年各監(jiān)測(cè)點(diǎn)水質(zhì)指標(biāo)參數(shù)統(tǒng)計(jì)Table 1　Water quality parameters statistics of eachmonitoring site from 2010 to2012

增大趨勢(shì): Cl－、NO3－離子濃度的增加顯著，表明人類(lèi)活動(dòng)影響增加了地下水的污染。

3. 2水質(zhì)類(lèi)型

利用AquaChem軟件對(duì)2010—2012年(枯水期)地下水水化學(xué)類(lèi)型進(jìn)行分析，并作出三線圖(圖2)。

圖2　地下水Piper三線圖Fig. 62Piper diagram of groundwater samples

通過(guò)對(duì)研究區(qū)地下水監(jiān)測(cè)點(diǎn)在不同年度(枯水期)水化學(xué)類(lèi)型AquaChem分析，結(jié)果表明: ( 1) 2010年，地下水化學(xué)類(lèi)型主要為Ca－HCO3、Ca－SO4、Ca－Cl型，以23個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)計(jì)，所占比例分別為69. 6%、21. 7%、8. 7%; ( 2) 2011年，地下水化學(xué)類(lèi)型主要為Ca－HCO3、Ca－SO4、Ca－Cl、Na－Cl型，各種類(lèi)型所占比例分別為73. 9%、17. 4%、4. 35%、4. 35%; ( 3) 2012年，地下水化學(xué)類(lèi)型主要為Ca－HCO3、Ca－SO4、Ca－Cl型，各種類(lèi)型所占比例分別為69. 6%、21. 7%、8. 7%。

從連續(xù)3年的地下水水化學(xué)類(lèi)型分析結(jié)果可知，研究區(qū)地下水化學(xué)類(lèi)型主要為Ca－HCO3型，反映了碳酸鹽巖對(duì)地下水化學(xué)特征的控制作用。巖石中的孔隙是地下水存儲(chǔ)和運(yùn)移的空間，地下水的化學(xué)成分主要來(lái)源于巖石成分的溶解。地下水體中Ca2 +主要來(lái)自于地層中碳酸鹽巖及含鈣礦物的溶解; SO24－來(lái)源于硫酸鹽類(lèi)礦物(石膏)的溶解或可能來(lái)源于酸沉降; Na+來(lái)源除受蒸發(fā)鹽溶解作用及降雨輸入所攜帶的海相氣溶膠的影響外，還受人類(lèi)活動(dòng)影響; Cl－來(lái)源于工廠生產(chǎn)污染、農(nóng)業(yè)污染、生活洗滌污染等。2011年，地下水水化學(xué)類(lèi)型增現(xiàn)了Na－Cl型，通過(guò)調(diào)查，第21號(hào)點(diǎn)周?chē)男」S排污及生活污染是導(dǎo)致水化學(xué)類(lèi)型變化的主要原因。研究區(qū)內(nèi)，未受污染或輕微污染的地下水，多為Ca－HCO3、Ca－SO4型水。

3. 3水質(zhì)評(píng)價(jià)

依據(jù)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》( GB 5749—2006)，對(duì)表1中除pH值以外的10項(xiàng)指標(biāo)采用綜合指數(shù)法［9］計(jì)算綜合指數(shù)( P)，并根據(jù)評(píng)價(jià)指數(shù)P確定水質(zhì)狀況。計(jì)算公式為式中: P—綜合指數(shù); Ci—某因子的實(shí)測(cè)值; C0—某因子的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值; n—評(píng)價(jià)因子項(xiàng)數(shù)。

從評(píng)價(jià)結(jié)果(表2)可知: ( 1) 21號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)水質(zhì)綜合指數(shù)在2011、2012年時(shí)P＞1，屬于Ⅱ類(lèi)水;其余監(jiān)測(cè)點(diǎn)水質(zhì)綜合指數(shù)P＜1，水質(zhì)較好，屬于Ⅰ類(lèi)水。21號(hào)點(diǎn)水質(zhì)變化的主要原因是水點(diǎn)周?chē)恍┬〉拟伜辖?、鐵合金加工廠排污引起。( 2)水質(zhì)綜合指數(shù)評(píng)價(jià)表明，研究區(qū)地下水水質(zhì)較好，但不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)以及同一監(jiān)測(cè)點(diǎn)在不同年份的水質(zhì)評(píng)價(jià)綜合指數(shù)表明，水質(zhì)存在時(shí)空變化，2010、2011、2012年各監(jiān)測(cè)點(diǎn)水質(zhì)評(píng)價(jià)綜合指數(shù)P值變化范圍分別為0. 11～0. 78、0. 07～1. 23、0. 09～1. 16; 2010—2012年監(jiān)測(cè)點(diǎn)中17. 4%的水質(zhì)逐漸變差，表明遵義市主城區(qū)地下水遭到污染。根據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)周邊污染源調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)主要污染為生活污水及小廠礦的排污水，監(jiān)測(cè)區(qū)大部分地下水的防護(hù)性能較差，巖溶發(fā)育，易受污染。

4　結(jié)論

通過(guò)對(duì)貴州遵義主城區(qū)地下水水化學(xué)特征及水質(zhì)的時(shí)空變化特征研究，得出以下幾點(diǎn)結(jié)論: ( 1)研究區(qū)地下水化學(xué)類(lèi)型主要為Ca－HCO3、Ca－SO4、Ca－Cl、Na－Cl型; ( 2)時(shí)間變化對(duì)水化學(xué)類(lèi)型變異性影響不顯著; ( 3)水質(zhì)綜合指數(shù)評(píng)價(jià)表明，監(jiān)測(cè)點(diǎn)中95. 65%的地下水屬于Ⅰ類(lèi)水，其余屬于Ⅱ類(lèi)水，水質(zhì)較好; ( 4)不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)以及同一監(jiān)測(cè)點(diǎn)在不同年份的水質(zhì)評(píng)價(jià)綜合指數(shù)表明，水質(zhì)存在時(shí)空變化，自2010—2012年監(jiān)測(cè)

表2　各監(jiān)測(cè)點(diǎn)水質(zhì)評(píng)價(jià)綜合指數(shù)P值Table 2　Comprehensive index of water quality assessment P value at each monitoring site

點(diǎn)中17. 4%的水質(zhì)逐漸變差。

研究結(jié)果表明，遵義市在發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)時(shí)需綜合布局及合理利用地下水資源，避免地下水污染及水質(zhì)進(jìn)一步變差。同時(shí)，加強(qiáng)各地下水點(diǎn)周?chē)h(huán)境的治理與保護(hù)，提高市民的環(huán)保意識(shí)，珍惜和保護(hù)地下水資源;建立健全污水排放和處理系統(tǒng)，防止污水滲入地下而污染地下水;建立和完善處理工業(yè)廢渣、生活垃圾的堆放場(chǎng)所，嚴(yán)禁隨意堆放，防止廢渣和垃圾經(jīng)淋濾作用后，將有毒有害成分帶入地下而造成地下水污染;健全和加強(qiáng)地下水監(jiān)測(cè)體系，為保護(hù)地下水資源和防治地下水污染提供可靠的科學(xué)依據(jù)。

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Groundwater hydrochemical characteristics and spatial-temporal variations from the main urban areas in Zunyi

XIAO Xin1，CHEN Miao2，WU Yong-gui2
( 1. Zunyi Branch，Guizhou Institute of Geological Environment Monitoring，Zunyi 563000，China; 2. College of Resource and Environmental Engineering，Guizhou University，Guiyang 550025，China)

Abstract:This study covers the hydrochemical types and spatial-temporal variations of 23 groundwater monitoring sites in Honghuagang district and Huichuan district in Zunyi during 2010－2012 ( dry seasons)．SPSS software is adopted for the statistical analysis of the test of water quality，and AquaChem software for hydrochemical type analysis．Besides，sanitary standard for drinking water ( GB 5749－2006) and synthetic index method are adopted to assess the water quality and variations．The results indicate that ( 1) The principal hydrochemical types of groundwater in Honghuagang district and Huichuan district are Ca－HCO3，Ca－SO4，Ca－Cl and Na －Cl．( 2) Temporal variation does not have a significant impact on the variability of hydrochemical types．( 3) 95. 65% groundwater in the monitoring sites is up to the GBI standard，and the rest is GBII，reflecting a good overall water quality．( 4) The quality of 17. 4% groundwater in the monitoring sites gradually degraded from 2010 to 2012．The research may serve as an important practical reference for local economic development and rational utilization of groundwater resources．

Key words:groundwater; hydrochemical characteristics; water quality assessment; Zunyi

通訊作者:陳淼，博士，副教授，chenmiao7879@126. com。

作者簡(jiǎn)介:肖欣( 1969—)，男，工程師，研究方向:地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)與綜合研究。

基金項(xiàng)目:中國(guó)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院地質(zhì)調(diào)查與監(jiān)測(cè)項(xiàng)目(［2010］［2011］［2012］01－12－24)

收稿日期:2014－05－07

doi:10. 3969/j．issn. 1674－9057. 2015. 01. 023

文章編號(hào):1674－9057( 2015) 01－0142－05

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

中圖分類(lèi)號(hào):P641. 3

引文格式:肖欣，陳淼，吳永貴．遵義市主城區(qū)地下水水化學(xué)特征及水質(zhì)的時(shí)空變化［J］．桂林理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，35 ( 1) : 142－146．