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        日照市地下水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價與原因分析

        2016-06-27 06:32:13陳文彬
        地下水 2016年3期
        關(guān)鍵詞:組份日照市極差

        陳 冶,陳文彬

        (1.吉林大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院,吉林 長春 130022;2.遼寧工程勘察設(shè)計院,遼寧 錦州 121000)

        日照市地下水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價與原因分析

        陳冶1,陳文彬2

        (1.吉林大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院,吉林 長春 130022;2.遼寧工程勘察設(shè)計院,遼寧 錦州 121000)

        [摘要]地下水是人類賴以生存和發(fā)展的寶貴的、不可取代的自然資源。隨著區(qū)內(nèi)工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展,特別是沿海城市建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大,新工業(yè)區(qū)的建設(shè),人口不斷增加,污水排放量不斷擴(kuò)大,地下水質(zhì)量受到不同程度的影響和污染[1]。依據(jù)《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-1993),對區(qū)內(nèi)的地下水環(huán)境現(xiàn)狀進(jìn)行評價,分析地下水環(huán)境變化的原因。

        [關(guān)鍵詞]地下水質(zhì)量;碎屑巖類孔隙水;基巖裂隙水;松散巖類孔隙水;海水入侵

        1自然地理條件概況

        交通位置:日照市位于山東省東部沿海地帶,主要位于山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)九大核心區(qū)之一的青島市西南部,臨沂市東北部,東臨黃海,地理位置優(yōu)越,水、陸交通發(fā)達(dá)。擁有石臼和嵐山兩大港區(qū)組成的日照港,是國家一類開放港口。

        氣象水文:日照市屬暖溫帶潮濕季風(fēng)區(qū),氣候溫和,多年平均氣溫12.7℃。多年平均降水量為834.73 mm。多年平均蒸發(fā)量為997.9 mm。

        區(qū)內(nèi)水系發(fā)育,東南部為浩瀚的黃海,陸地上發(fā)育有大小近十余條河流。受地形、地勢影響,均屬山溪性河流,源短流淺,河流補(bǔ)給主要為天然降水,雨季漲水,枯季部分?jǐn)嗔?,少?shù)河流向西部注入渤海,多數(shù)自西向東注入黃海。較大的河流為傅疃河、潮河。有大型水庫一座,為日照水庫;中型水庫一座,為馬陵水庫;其余均為小型水庫。

        地形地貌:日照市屬魯東低山丘陵區(qū),背山面海,略向東南傾斜,山地、丘陵、平原相間分布。大部分山脈呈北東~南西向分布。

        2地質(zhì)及水文地質(zhì)條件概況

        地下水的賦存與分布受地層、巖性、構(gòu)造、地貌、氣象、水文等多種因素影響與控制。依據(jù)地下水賦存條件、水理性質(zhì)及水力特征,結(jié)合本區(qū)具體水文地質(zhì)條件,區(qū)內(nèi)地下水劃分為:松散巖類孔隙水(Ⅰ)、碎屑巖類孔隙裂隙水(Ⅱ)、基巖裂隙水(Ⅲ)[1]。

        松散巖類孔隙水(Ⅰ):主要賦存于第四系砂類土含水層中,條帶狀分布于區(qū)內(nèi)各河谷流域。在潮河、傅疃河下游平原區(qū),含水層厚度大,單井涌水量1 000~3 000 m3/d。在遠(yuǎn)離河道地帶,含水層相對較薄,單井涌水量為500~1 000 m3/d;在河谷上游、沖洪積扇邊緣以及其他小型河谷平原地帶,單井涌水量為100~500 m3/d。在山(丘)前坡積、殘坡積地帶,含水層厚度薄,呈透鏡體狀分布,單井涌水量<100 m3/d。

        碎屑巖類孔隙裂隙水(Ⅱ):分布于日照市西北部,面積較小。地下水主要賦存于白堊紀(jì)萊陽群砂巖、粉砂巖、長石砂巖、礫巖的孔隙裂隙中。裂隙不發(fā)育,富水性差,單井涌水量<100 m3/d[1]。

        基巖裂隙水(Ⅲ):賦存于各期侵入的花崗巖、片麻巖、變粒巖等巖體的風(fēng)化裂隙及構(gòu)造裂隙中和安山巖、玄武巖等噴出巖類的孔洞裂隙、構(gòu)造裂隙中。由于巖體裂隙不發(fā)育,匯水條件差,富水性差,單井涌水量一般<100 m3/d。但在構(gòu)造有利部位,如斷層破碎帶、脈巖穿插帶、侵入巖體接觸帶或匯水條件有利的部位,賦存有相對豐富的地下水,水量達(dá)100~200 m3/d[1]。

        3地下水質(zhì)量評價

        3.1評價標(biāo)準(zhǔn)

        地下水質(zhì)量評價以《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-1993)為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行單項組分和綜合評價。

        3.2評價項目

        依據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,選取區(qū)內(nèi)100組化驗資料,結(jié)合區(qū)域地下水組份特征、選擇pH、氨氮、硝酸鹽(以氮計)、亞硝酸鹽(以氮計)、揮發(fā)性酚類、氰化物、砷、汞、鉻(六價)、總硬度、鉛、氟、鎘、鐵、錳、溶解性固體、高錳酸鹽指數(shù)、硫酸鹽、氯化物18項離子參與評價。

        3.3評價方法

        單項參數(shù)評價按水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)分類指標(biāo)劃分為五類,不同類別標(biāo)準(zhǔn)值相同時,從優(yōu)不從劣。然后綜合對比各項指標(biāo)的評價結(jié)果,采用就高不就低的原則判定地下水的類別。也就是說,當(dāng)有某一參數(shù)含量較高時,就按它所屬的類確定該地下水的類型,最后的歸類取決于各單項參數(shù)評價的最高者。

        3.4評價步驟

        按《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-1993)要求進(jìn)行,評價步驟如下:

        (1)單項組份評價

        按標(biāo)準(zhǔn)所列分類指標(biāo),劃分組份所屬質(zhì)量類別,不同類別標(biāo)準(zhǔn)相同時,從優(yōu)不從劣。

        (2)評定分值

        按《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-1993)的規(guī)定,見表1。給出各單項組份評價分值Fi。

        表1 單項組份評價分值表

        (3)計算綜合評價分值F

        計算公式:

        式中:F為綜合評價分值;Fp為各單項組份評分Fi的平均值;Fmax為單項組份評價分值Fi中的最大值;n為評價項數(shù)。

        根據(jù)綜合評價分值F,按《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-1993)規(guī)定,見表2。劃分地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)級別:

        表2 地下水綜合評價質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)級別劃分一覽表

        4評價結(jié)果及原因分析

        依據(jù)上述評價的標(biāo)準(zhǔn)和計算公式對工作區(qū)的地下水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行計算,選取全分析水質(zhì)化驗結(jié)果,由18種離子參與統(tǒng)計計算。本次取樣多在居民區(qū)集中或人類活動頻繁區(qū),人為影響的硝酸鹽等離子超標(biāo)點(diǎn)呈點(diǎn)狀分布,多集中在溝谷。本區(qū)地下水質(zhì)量可分為四個等級:良好區(qū)、較好區(qū)、較差區(qū)、極差區(qū)(見圖1)[1],其特征如下:

        4.1碎屑巖孔隙裂隙水

        根據(jù)評價結(jié)果,該種類型地下水質(zhì)量為良好、極差級。部分單項離子含量嚴(yán)重超標(biāo),個別單項質(zhì)量分值達(dá)到10。

        良好區(qū):分布于日照市西北部東侯家溝~黃草坡村~西花崖村一帶,為低山丘陵區(qū),面積為84.28 km2。地下水綜合評價質(zhì)量級別為良好區(qū)。在溝谷地帶,人類活動影響,使硝酸鹽(以氮計)含量超標(biāo),多呈點(diǎn)狀分布,一定程度上污染了地下水[1]。

        極差區(qū):分布于日照市西北部西侯家村一帶,面積為9.65 km2。地層為白堊紀(jì)龍旺莊組砂巖、泥巖等,地下水化學(xué)組分的背景值高,鐵離子含量超標(biāo)嚴(yán)重,單項質(zhì)量分值為10,另受人類生產(chǎn)活動影響,硝酸鹽(以氮計)超標(biāo)[1]。

        4.2基巖裂隙水

        分布面積較大,占全區(qū)面積的69.3%,地下水質(zhì)量等級分為:良好區(qū)、較好區(qū)、極差區(qū)三個級別,具體分述如下:

        良好區(qū):分布于日照水庫周邊以及日照北部低山丘陵區(qū),面積為1 210.85 km2,占全區(qū)面積的57.4%。出露的基巖以侵入巖為主,風(fēng)化厚度薄,巖體裂隙不發(fā)育,大氣降水大部分沿坡向排泄于溝谷地區(qū)。地下水化學(xué)組分的背景值低,地下水水質(zhì)良好,綜合評價分值F<2.50,適宜作為飲用水和工業(yè)用水[1]。

        較好區(qū):主要分布于日照水庫東側(cè)、北側(cè),另外在文疃鎮(zhèn)北部、高興鎮(zhèn)北部也有小面積分布,地下水類型為層狀裂隙水為主,面積為281.51 km2。該類型地下水化學(xué)背景值相對較高,超標(biāo)離子為鐵、錳,單因子評價離子含量大部分符合Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn),該區(qū)綜合評價得分值F<4.25,適宜作為生活飲用水、農(nóng)業(yè)用水和工業(yè)用水。受地形地貌以及人類活動影響,地勢低洼處地下水硝酸鹽、亞硝酸鹽和氨氮含量普遍超過地下水質(zhì)量Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)[1]。

        極差區(qū):零星分布于日照西北部五樓官莊、黃草坡、房家溝村一帶,為低山丘陵區(qū),面積為141.47 km2。地下水類型為噴出巖類孔洞裂隙水,地下水化學(xué)組分天然背景值較高,鐵、錳離子超標(biāo),單項評價因子含量超過Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn),鐵離子含量甚至達(dá)到Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn),該區(qū)綜合評價分值F>7.20。受地形地貌和人類活動影響,硝酸鹽(以氮計)、亞硝酸鹽、總硬度含量超標(biāo),達(dá)到Ⅵ類水標(biāo)準(zhǔn),一定程度上污染了地下水。適用于農(nóng)業(yè)和部分工業(yè)用水,適當(dāng)處理后可作為生活飲用水[1]。

        4.3松散巖類孔隙水質(zhì)量評價

        工作區(qū)松散巖類孔隙水按地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)劃分為良好、較差和極差三個級別。

        良好區(qū):分布于傅疃河下游申家樓~小芳溝一帶,面積為6.61 km2。地下水化學(xué)組分含量均符合地下水質(zhì)量Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn),適用于農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水和生活飲用水[1]。

        較差區(qū):分布于工作區(qū)山間河谷平原、山前平原和濱海平原,地下水主要賦存于傅疃河、白馬河、吉利河形成的沖洪、沖洪積地層,面積約為224.36 km2。綜合評價值F為4.41~7.19,單項質(zhì)量分值為0~10。硝酸鹽(以氮計)、亞硝酸鹽(以氮計)、氨氮、氯化物、鐵、錳、總硬度含量普遍超過地下水質(zhì)量Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。造成該地區(qū)地下水質(zhì)量極差的主要原因是地勢平坦,地下水徑流相對緩慢,有利于地下水化學(xué)組分富集,離子含量增高;且地下水水位埋深較淺,一般2~4 m,受人類工程活動(比如農(nóng)田施用化肥、農(nóng)藥和工業(yè)排放污水)影響,導(dǎo)致污染組分經(jīng)地表入滲含水層所致。適用于農(nóng)業(yè)用水和部分工業(yè)用水,適當(dāng)處理后可作為生活飲用水[1]。

        極差區(qū):主要分布于傅疃河、潮河、白馬河下游入海河口以及沿海岸線一帶,面積為193.18 km2。地處河流入海處,為地下水排泄區(qū),各河流接受了工業(yè)及生活污水,使得該區(qū)域地下水受到污染。海岸線附近海積層發(fā)育,近年來海產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速,海水入侵嚴(yán)重。綜合上述因素,該區(qū)域地下水質(zhì)量極差,綜合評價值F為7.20~7.33,超標(biāo)組份主要有硝酸鹽(以氮計)、亞硝酸鹽(以氮計)、氯化物、鐵、錳、TDS、總硬度。氯化物含量超過地下水質(zhì)量Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)[1]。

        圖1 工作區(qū)地下水質(zhì)量評價分區(qū)圖

        5防治措施與建議

        (1)科學(xué)使用化肥、農(nóng)藥,減少農(nóng)業(yè)污染,進(jìn)而減輕對地下水污染??刂剖┓帕?,研究低毒和無害農(nóng)藥,禁用長效、劇毒、高殘留農(nóng)藥化肥。

        (2)對污染企業(yè)污水排放嚴(yán)格控管,堅持達(dá)標(biāo)排放,大力提倡修建不同規(guī)模的污水處理廠,堅持“誰污染誰治理”的原則分?jǐn)傊挝圪M(fèi)用。

        (3)開展地下水污染調(diào)查和污染含水層的修復(fù)示范區(qū)。對已經(jīng)受到嚴(yán)重污染的重要供水區(qū)應(yīng)采取“堵、投、抽、排、生”等工程進(jìn)行污染治理。

        (4)在河流入海口海水入侵區(qū)域嚴(yán)格控制地下水的開采量,加強(qiáng)濱海養(yǎng)殖區(qū)管理;在河流入??谛藿ǖ叵陆貪B壩防治海水入侵。

        6結(jié)語

        日照市地下水質(zhì)量分為良好、較好、較差、極差四個級別,大部分區(qū)域地下水適宜作為生活飲用水、農(nóng)業(yè)用水和工業(yè)用水。水質(zhì)較差、極差是由于地下水化學(xué)背景值相對較高,鐵、錳超標(biāo)離子,單因子評價超過Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn),甚至達(dá)到Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn);另外,受地形地貌和人類活動影響,硝酸鹽(以氮計)、亞硝酸鹽、總硬度含量超標(biāo),達(dá)到Ⅵ類水標(biāo)準(zhǔn),一定程度上污染了地下水。因此,加強(qiáng)水污染的防治工作已經(jīng)成為當(dāng)前一項十分迫切而艱巨的任務(wù)。

        參考文獻(xiàn)

        [1]山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)1:10萬水水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)綜合調(diào)查報告及圖件(日照鎮(zhèn)、日照市幅).

        [收稿日期]2016-03-14

        [作者簡介]陳冶(1957-),男,吉林農(nóng)安人,副教授,主要從事水文地質(zhì)、工程地質(zhì)教學(xué)與科研工作。

        [中圖分類號]X143

        [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]B

        [文章編號]1004-1184(2016)03-0099-02

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