朱占雄，劉兆鑫，鐘金先，周建偉，李 成

(四川省地質調查院，成都 610081)

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· 水環(huán)境 ·

不同地質條件下影響地下水質量指標的差異分析
——以宜賓市-瀘州市為例

朱占雄，劉兆鑫，鐘金先，周建偉，李 成

(四川省地質調查院，成都 610081)

為了研究不同地質條件下影響地下水質量的指標差異，為地下水資源保護和開發(fā)提供參考。根據(jù)紅層區(qū)和巖溶區(qū)不同的地質條件，分別采集水樣進行測試，分析地下水化學特征。然后采用層級階梯評價方法對地下水質量進行評價，得出影響水質的主要指標,并分析指標超標的原因。最后對比分析得出影響紅層區(qū)和巖溶區(qū)水質指標的差異及原因。

地下水化學；水質指標；質量評價；超標

1 引 言

隨著社會經濟的發(fā)展，人類活動對環(huán)境的影響越來越大。尤其是對地下水的污染越來越嚴重，導致地下水質量惡化。四川省巖溶區(qū)和紅層區(qū)地下水資源豐富，人口分布較為密集，潛在污染源分布較多，地下水污染正日趨加重。因此，對影響地下水質量指標的分析研究很有必要。且隨著工業(yè)與城鎮(zhèn)的發(fā)展，對地下水的開發(fā)利用逐步擴大，飲水安全及地下水資源保護和開發(fā)急待解決。但是，地下水質量不僅僅受人類活動的影響，也與地質條件有著密切關系。四川盆地紅層區(qū)做過很多地下水質量評價方面的研究，得出高背景值為影響地下水質量的主要原因[1-2],但是，巖溶區(qū)做的工作相對較少，且?guī)r溶區(qū)地質條件與紅層區(qū)有著巨大差別，巖溶區(qū)裂隙網絡較為發(fā)育，多巖溶大泉和地下河，地下水循環(huán)速度較快，且地表水更容易補給地下水，更易受到人為的污染。紅層區(qū)裂隙網絡發(fā)育較差，表層多有土層覆蓋，地下水徑流速度較慢，受地表污染物影響的范圍相對較小，其主要受原生地質背景的影響尤為突出。根據(jù)部分項目成果，分析紅層區(qū)和巖溶區(qū)水質影響指標的差別，為區(qū)域地下水污染調查評價提供參考。

2 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于川東南區(qū)宜賓市，瀘州市。巖溶區(qū)主要包括筠連縣、珙縣、興文縣及敘永縣、古藺縣等區(qū)域，面積約0.7萬km2，這些區(qū)域為四川巖溶較為發(fā)育的地區(qū)；紅層區(qū)主要包括高縣、長寧縣、江安縣、宜賓縣、南溪區(qū)、翠屏區(qū)及納溪區(qū)、龍馬潭區(qū)、江陽區(qū)、合江縣、瀘縣等區(qū)域，面積約1.6萬km2，以丘陵為主；地層巖性以侏羅系、白堊系砂泥巖，三疊系、二疊系、志留系、奧陶系、寒武系灰?guī)r、白云巖為主。地下水類型以碎屑巖裂隙水和碳酸鹽巖溶洞水為主。

3 評價指標選擇

本次研究在紅層區(qū)采集樣品39組，全部為機民井，巖溶區(qū)采集41組，其中地下河26條，巖溶大泉15個;見下圖。通過對采集樣品的現(xiàn)場測試和室內檢測分析后進行地下水質量評價。并對6項現(xiàn)場測試指標進行統(tǒng)計分析。參與質量評價的指標包括無機常規(guī)指標13項，無機毒理指標10項，揮發(fā)性有機物指標25項，半揮發(fā)性有機物指標11項。

圖 研究區(qū)水文地質Fig. Hydrological geological map in the studied area

4 地下水化學特征分析

根據(jù)采樣測試結果分析，水化學類型比較復雜，80個采樣點中，按照舒卡列夫分類原則，以HCO3·SO4-Ca和HCO3-Ca型水為主，分別有23個和21個，HCO3-Ca·Mg型水10個，其他類型零星分布。

表1 地下水化學指標統(tǒng)計分析Tab.1 Statistical analysis of hydrochemistry indexes

根據(jù)水化學指標統(tǒng)計結果，體現(xiàn)出紅層區(qū)和巖溶區(qū)水化學特征的差異，見表1。其主要差異特征如下：

(1)各項水化學指標紅層區(qū)平均濃度均較巖溶區(qū)高；

(2)紅層區(qū)水化學類型較巖溶區(qū)復雜；

(3)陽離子有Na+或陰離子有Cl-的主要分布在紅層區(qū)。

5 現(xiàn)場測試指標分析

現(xiàn)場測試指標包括水溫、pH、EC、EH、DO、濁度，共6項。

根據(jù)測試結果，研究區(qū)內pH平均值為7.6，整體水質偏弱堿性。其他指標在紅層區(qū)和巖溶區(qū)顯現(xiàn)出差別，見表2。其中水溫、EC、EH值紅層區(qū)整體較巖溶區(qū)高，DO、濁度紅層區(qū)整體較巖溶區(qū)低。

表2 現(xiàn)場測試指標統(tǒng)計分析Tab.2 Statistical analysis of field test indexes

出現(xiàn)差別的原因如下：

(1)巖溶區(qū)水位埋藏較深，而紅層區(qū)埋深較淺，與地表溫度交換較快。因此，紅層區(qū)水溫較高；

(2)巖溶區(qū)地下水循環(huán)較快，水量大。溶解在水中的離子濃度總體比紅層區(qū)低。因此，紅層區(qū)EC、EH較高；

(3)巖溶區(qū)發(fā)育大量裂隙，溶蝕管道，地下水與空氣接觸面積大。因此，DO值比紅層區(qū)高。

(4)紅層區(qū)地下水循環(huán)較慢，受降雨的影響相對較小。而巖溶區(qū)補徑排轉換較快，地下水在雨季受地表水入滲，導致水質渾濁。因此，濁度較紅層區(qū)高。

6 地下水質量影響指標分析

6.1 評價方法

地下水質量評價根據(jù)《區(qū)域地下水污染調查評價規(guī)范》[3]，采用層級階梯評價方法，即對評價指標進行綜合評價，地下水質量級別按單指標最高類別確定。不同類別指標限值相同時，從優(yōu)不從劣。

6.2 評價結果

根據(jù)80組樣品的測試結果進行地下水質量評價[4-5]。評價結果表明：區(qū)內無Ⅰ類地下水；Ⅱ類地下水17組，占總數(shù)的21.2%；Ⅲ類地下水30組，占總數(shù)的37.5%；Ⅳ類地下水21組，占總數(shù)的26.3%；Ⅴ類地下水12組，占總數(shù)的15.0%。見表3。紅層區(qū)水質以Ⅲ類、Ⅳ類為主，巖溶區(qū)以Ⅱ類、Ⅲ類為主。總體而言，紅層區(qū)水質較巖溶區(qū)差。

表3 地下水質量統(tǒng)計分析Tab.3 Statistical analysis of groundwater quality

6.3 影響指標分析

表4 超標指標統(tǒng)計分析Tab.4 Statistical analysis of standard-exceedingindexes

Mn是區(qū)內超標率最高的指標，紅層區(qū)和巖溶區(qū)均超標較多。其超標率為22.5%。該區(qū)Mn超標主要是由于區(qū)內出露的侏羅系遂寧組、蓬萊鎮(zhèn)組、二疊系棲霞組、茅口組地層中富含鐵錳[4]，致使其超標率高。

Fe是區(qū)內超標率第二的指標，僅出現(xiàn)在紅層區(qū)，其超標率為15.0%。出露地層為侏羅系沙溪廟組地層，該地層鐵鋁質含量高，具團塊狀泥巖由鐵鋁質固結的殘積泥礫結構，因此造成區(qū)內淺層地下水Fe含量高。

總硬度是區(qū)內超標率第三的指標，主要出現(xiàn)在紅層區(qū)，其超標率為11.3%。是由于部分地層富含膏鹽，地下水主要賦存于紅層風化帶裂隙中，地下水循環(huán)徑流緩慢，使鈣鎂等離子大量融入地下水，造成總硬度超標。

6.4 對比分析

根據(jù)上述結果，可見紅層區(qū)和巖溶區(qū)影響地下水水質的指標有明顯差異。雖都受高背景值的影響，但是還與水文地質條件關系密切。

6.4.1 Fe、總硬度在巖溶區(qū)沒有出現(xiàn)超標或很少超標，這主要是由于巖溶區(qū)地下水循環(huán)較快，水量較大，溶解在水中的鹽類運移較快，相對含量就較少。而紅層區(qū)地下水循環(huán)相對較慢，溶解的鹽類含量相對較高。

6.4.4 Mn在巖溶區(qū)和紅層區(qū)均出現(xiàn)較多的超標，這與區(qū)域地層巖性有重大關系。但紅層區(qū)超標相對較多。

7 結 論

7.1 紅層區(qū)水質總體比巖溶區(qū)要差，受高背景值影響，紅層區(qū)地下水主要為Fe、Mn質水。

7.2 巖溶區(qū)水質主要受人類工程活動的影響，礦山開采是主要的污染源，因為礦山開采不僅會造成地形地貌景觀和土地破壞，還會導致含水層的破壞和產生廢水廢液及固體廢棄物。這些進入地下水中，會不同程度對地下水產生污染。

7.3 巖溶區(qū)防污性能較差，容易污染。但巖溶很發(fā)育的區(qū)域，水量很大，地表水與地下水交替頻繁。污染物殘留較少，濃度較低。所以超標的指標和數(shù)量反而較少。

[1] 歐亞波,李澤琴.四川省紅層丘陵區(qū)淺層地下水水質現(xiàn)狀及評價-以宜賓市屏山地區(qū)為例[J].地質災害與環(huán)境保護,2007,12(4):108-112.

[2] 王曉東,梁 波,解征帆.四川省紅層丘陵區(qū)淺層地下水水質現(xiàn)狀及評價[J].四川環(huán)境,2012,(12):149-153.

[3] DD2008-01,中國地質調查局地質調查技術標準地下水污染地質調查評價規(guī)范[S].中國地質調查局,2008,10.

[4] 劉兆鑫,崔英山,毛 郁,朱占雄,等.成都平原地下水污染調查評價報告[R].成都:四川省地質調查院,2015.98-125.

[5] 朱占雄,鐘金先,劉兆鑫,等.渝北-川東南區(qū)地下水污染調查評價成果報告[R].成都:四川省地質調查院,2015.34-43.

Analysis on the Difference of Groundwater Quality Indexes under Different Geological Conditions-A Case Study of Yibin and Luzhou City

ZHU Zhan-xiong，LIU Zhao-xin,ZHONG Jin-xian,ZHOU Jian-wei,LI Cheng

(SichuanInstituteofGeologicalSurvey,Chengdu610081,China)

In order to study the difference of groundwater quality indexes under different geological conditions and provide reference for ground water resource protection and development, this paper collected water samples and tested to analyze the chemical characteristics of groundwater according to different geological conditions in the red layer areas and karst areas. Then the hierarchical ladder evaluation method was used to evaluate groundwater quality, through which the main indicators affecting the water quality was obtained. The reasons of the indicators exceeding standard was also analyzed. Finally, the reason that cause the difference of the groundwater quality between red layer areas and karst areas were discussed.

Hydrochemistry;water quality indicators;quality evaluation;standard-exceeding

2016-01-13

地質調查項目“西南主要城市地下水污染調查評價”(1212011121166)；“成都平原地下水污染調查評價”(1212011220984)。

朱占雄(1985-)，男，重慶酉陽人，2011年畢業(yè)于成都理工大學地質工程專業(yè)，碩士，主要從事水文地質、工程地質、環(huán)境地質方面工作。

X523

A

1001-3644(2016)03-0046-05