馬 斐，田 源

(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)環(huán)境調(diào)查院，河南 鄭州 450000)

臺前縣位于河南省東北角，隸屬于濮陽市，縣城目前人口6萬余人，占地面積10 km2左右。根據(jù)臺前縣城總體規(guī)劃，2015年城區(qū)人口將達到14.5萬，中期2020年約為18.5萬，遠期2030年約為22萬，規(guī)劃城區(qū)面積73 km2。臺前縣城附近主要分布為咸水、微咸水，且地下水受金堤河污染嚴重，已不能滿足人民生活的需要。為適應(yīng)城市發(fā)展對用水的需求，解決城區(qū)人民飲水問題，在臺前縣周邊地區(qū)開展水源地供水水文地質(zhì)詳查工作，選擇合適地區(qū)新建水源地極為必要。本次研究主要對滿足地下水允許開采量2×104m3/d的臺前縣馬樓水源地的水資源現(xiàn)狀、開發(fā)利用狀況進行分析，重點對研究區(qū)域內(nèi)的地下水水位、物理化學(xué)等動態(tài)變化特征進行研究，以期為擬建給水工程的初步設(shè)計和水資源的可行性論證提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于臺前縣西南部一帶，涉及臺前縣孫口鎮(zhèn)、馬樓鄉(xiāng)、后方鄉(xiāng)、侯廟鎮(zhèn)及清水河鄉(xiāng)。具體范圍是：北起鄭吳公路，南至黃河，西起臺前與范縣交界，東到東影唐一線。地理坐標為東經(jīng)115°42′49″～115°54′55″，北緯35°50′46″～35°59′34″，面積180 km2。其中，重點勘查區(qū)僅限于馬樓鄉(xiāng)、孫口鎮(zhèn)大堤以南的黃河灘地，面積約65 km2。區(qū)內(nèi)京九鐵路、聊菏公路縱貫?zāi)媳保瑴_鐵路、鄭吳公路橫穿東西，此外，城鄉(xiāng)公路、村村公路四通八達，交織成網(wǎng)，區(qū)內(nèi)交通便利，具體位置見圖1)。

圖1 研究區(qū)位置圖

2 地下水含水層開發(fā)利用現(xiàn)狀

研究區(qū)內(nèi)主要開采淺層及中深層地下水，主要開采狀況如下：

2.1 淺層地下水

區(qū)內(nèi)淺層地下水無集中性開采，主要為居民生活用水零星開采、農(nóng)田灌溉及少量工業(yè)開采。居民生活用井多為塑料管井，取水設(shè)備為壓水機或自吸泵，一般井深30m左右。區(qū)內(nèi)農(nóng)田井灌范圍主要分布于灌渠無法到達的近黃河高漫灘，如馬樓鄉(xiāng)李華—葛集—南辛莊以南地區(qū)及馬樓鄉(xiāng)陳廟—王黑村—孫口鎮(zhèn)丁莊一帶。此外，隨國家土地整理的實施，區(qū)內(nèi)后方鄉(xiāng)張莊、馬樓鄉(xiāng)裴城寺、前趙、閻霍一帶渠灌區(qū)開鑿大量機井，主要在旱季或渠水無法到達時使用。據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計，區(qū)內(nèi)有灌溉機井2 766眼，配套機井1 983眼，一般井深60～80 m左右，部分井較淺為40 m左右，為水泥管，管徑400 mm。少量工業(yè)開采主要分布于臺前縣產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，與中深層水結(jié)合開采。

2.2 中深層地下水

區(qū)內(nèi)中深層水開采利用主要是區(qū)內(nèi)的羽絨、面業(yè)、化工等工業(yè)開采，以及農(nóng)村集體供水，開發(fā)利用程度較高。工業(yè)開采主要分布于打漁陳鄉(xiāng)西部、孫口鎮(zhèn)及后方東部新建臺前縣產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，其中，集聚區(qū)內(nèi)羽絨制品企業(yè)開鑿有一定量深井，用水量規(guī)模較大。農(nóng)村集體供水井分布于大堤外后方—馬樓以西咸水區(qū)及孫口、侯廟、清水河鄉(xiāng)(鎮(zhèn))，其中孫口、侯廟、清水河鄉(xiāng)(鎮(zhèn))均為供水站集中開采，用于附近數(shù)萬居民生活用水。此外，臺前縣新區(qū)部分住宅小區(qū)開鑿有中深井用于生活供水。依據(jù)本次深層地下水開采量調(diào)查資料，據(jù)不完全統(tǒng)計，區(qū)內(nèi)中中深層開采井約75眼，深度為225～400 m，開采量為6 000 m3/d左右，另外集聚區(qū)在建企業(yè)計劃開采量為1 300 m3/d左右。

3 地下水動態(tài)特征分析

3.1 淺層地下水的動態(tài)特征

研究區(qū)淺層地下水動態(tài)主要受水文、氣象及人工灌溉等一些因素影響，隨著距黃河河道距離由近至遠，淺層水水位受黃河影響由強漸弱，氣象因素及灌溉因素影響越來越明顯。黃河強影響帶寬度一般在2～3 km，從動態(tài)觀測資料可以看出，距黃河距離越遠，由黃河水位變化所引起的水位變幅越小，滯后時間越長；而降水及灌溉等因素影響的控制作用逐漸凸顯出來。根據(jù)影響地下水動態(tài)的因素及其影響程度，將研究區(qū)劃分為以下三種地下水動態(tài)類型。

3.1.1 水文型

該類型分布在黃河的強影響帶，距黃河較近，約為2～3 km。區(qū)內(nèi)地下水開采較少，淺層水動態(tài)主要受黃河和降雨、蒸發(fā)因素制約，地下水位升降隨黃河水位變化明顯(圖2)，水位年變幅多在0.5～1.0 m之間。離黃河越近，由黃河水位變化所引起的水位變幅增大。該區(qū)年最高水位一般出現(xiàn)在8-10月份，與黃河汛期流量及水位值較大時段基本一致。

圖2 武樓村長觀井與黃河水位動態(tài)曲線圖

3.1.2 水文-灌溉型

該類型處在黃河強影響帶外圍，受黃河以及地表引黃灌渠水體下滲的雙重影響，降水因素不是很明顯，消耗則主要為蒸發(fā)作用，由馬樓鄉(xiāng)大寺張村(1號井)和裴城寺(18號)水位埋深長觀數(shù)據(jù)可以看出(見圖3～圖5)，地下水位受黃河高水位的影響有一定的時間滯后，而且每年2-6月份是灌渠引黃灌溉的高峰期，這時地下水位也會明顯偏高，因此概括為水文-灌溉型。主要分布在黃河影響帶外圍但距黃河不是太遠而且灌渠相對密集的地帶，比較有代表性的如王集干渠附近。

圖3 大寺張長觀井與黃河水位動態(tài)曲線圖

圖4 大寺張長觀井與與降水量動態(tài)曲線圖

圖5 裴城寺長觀井與黃河水位動態(tài)曲線圖

3.1.3 氣象-灌溉型

主要分布在后方鄉(xiāng)—梁廟溝一帶，距離黃河大致6 km以外，地下水位主要受氣象和灌溉控制。由后方鄉(xiāng)元官集村(15號)和大王村(2號)長觀井水位埋深觀測數(shù)據(jù)可以看出(見圖6～圖8)，每年降雨量及灌溉高峰期水位都會較高，由2月份持續(xù)至10月份降水減少而且農(nóng)作物需水量不大，年變幅不大，一般在0.5 m左右，無降水無灌溉時段受蒸發(fā)和徑流影響而緩慢下降。

圖6 元官集長觀井與黃河水位動態(tài)曲線圖

圖7 元官集長觀井與與降水量動態(tài)曲線圖

圖8 大王村長觀井與黃河水位動態(tài)曲線圖

3.2 中深層地下水的動態(tài)特征

中深層地下水的動態(tài)變化與當?shù)貧庀笠蛩貛缀鯚o關(guān)，多年的緩慢變化與補給區(qū)的靜水壓力、氣候及開采強度有關(guān)，其動態(tài)類型為徑流-開采型。中深層水處于緩慢下降的過程，據(jù)鄰區(qū)資料，年下降率為1 m/a。

3.3 地下水的化學(xué)特征

地下水的化學(xué)成分是在長期的地質(zhì)歷史發(fā)展過程中，經(jīng)過溶濾、濃縮、吸附交替等綜合作用形成的，它主要受自然地理條件(氣象、水文、地形地貌)、地質(zhì)(構(gòu)造、含水層及包氣帶巖性)、水文地質(zhì)(地下水的補給、徑流和排泄)、原生地球化學(xué)環(huán)境等條件和人為等多種因素的影響，其主導(dǎo)作用是自然地理條件和水文地質(zhì)條件。

3.3.1 地下水物理化學(xué)特征

1)淺層地下水物理化學(xué)特征

根據(jù)本次地下水取樣分析結(jié)果以及搜集部分水質(zhì)資料，水源地淺層地下水大多屬無色透明、口感適中。礦化度多小于1.0 g/L的淡水，少部分樣品礦化度大于1.0 g/L，個別樣品超過2.0 g/L，礦化度大于1.0 g/L的樣品主要分布在西北部的后方、侯廟和清水河一帶，以及東北部曲嶺村、東官路一帶。pH值為7.0～8.15，屬弱堿性水?？傆捕葹?37.71～2 218.82 mg/L，大部分屬低～中硬度水，個別地區(qū)屬高硬度水。

2)中深層地下水物理化學(xué)特征

本區(qū)中深層地下水無色，無味，無嗅，透明。礦化度一般為1.09～2.09 g/L，平均1.45 g/L，全區(qū)中深層水基本為咸水。pH值為7.94～8.39，呈弱堿性，總硬度為48～222 mg/L，平均155 mg/L，為低硬度水。

3.3.2 黃河水質(zhì)特征

水源地范圍內(nèi)地表水體均來源于黃河，據(jù)采取黃河水樣分析結(jié)果顯示，礦化度為0.631 g/L，總硬度345.13 mg/L，pH值7.80。

3.4 地下水化學(xué)特征

3.4.1 淺層地下水化學(xué)特征

根據(jù)水源地區(qū)內(nèi)淺層地下水水質(zhì)分析結(jié)果，按照舒卡列夫分類法，將全區(qū)淺層地下水劃分為HCO3、HCO3·Cl、SO4·Cl·HCO3(SO4·Cl、Cl·SO4)和Cl等四種水化學(xué)類型(見圖9)。

圖9 淺層地下水化學(xué)類型圖

1)HCO3型

該類型集中分布于研究區(qū)沿黃河一帶，在陳樓附近向北部張莊、白拉全延伸，包氣帶巖性以砂質(zhì)粉土、細砂為主，地下水主要接受黃河側(cè)滲和大氣降水補給，該區(qū)地下水所檢項目中除Fe、Mn超標外其他項目基本都符合標準，在黃河彎道附近F超標。

2)HCO3·Cl型

該類型主要在清水河鄉(xiāng)北部至后方鄉(xiāng)一帶以及孫口鎮(zhèn)一帶呈環(huán)形條帶狀分布。水質(zhì)受包氣帶巖性礦物成分和人類活動影響因素較大，地下水埋藏較淺且徑流緩慢，淺層地下水防污性能較差，包氣帶巖性以粉土為主，氯化物開始增多，除Fe、Mn外硫酸鹽、氯化物以及礦化度都普遍超標，水質(zhì)較差。

3)SO4·Cl·HCO3(SO4·Cl、Cl·SO4)型

該類型分布于研究區(qū)西北角侯廟鄉(xiāng)以及孫口鎮(zhèn)北部，包氣帶巖性以粉土、粉質(zhì)粘土為主，地下水水質(zhì)受黃河水質(zhì)影響不大，硫酸鹽增多，超標項目較多，水質(zhì)較差。

4)Cl型

該類型地下水主要呈點狀分布于清水河鄉(xiāng)，包氣帶巖性以粉土、粉質(zhì)粘土為主，該區(qū)除Fe、Mn外，硫酸鹽、氯化物以及礦化度都超標，水質(zhì)較差。

3.4.2 中深層地下水化學(xué)特征

根據(jù)水源地區(qū)內(nèi)中深層地下水水質(zhì)分析結(jié)果，按照舒卡列夫分類法進行分類，中深層地下水化學(xué)類型較為簡單，劃分為SO4·HCO3·Cl型水。跟淺層水質(zhì)相比，中深層地下水Fe、Mn含量均不超標，但Na+、礦化度以及SO42-含量普遍超標，且F含量在孫口以西地區(qū)大面積超標。

4 結(jié)語

(1)本研究基于對臺前縣馬樓水源地的水文地質(zhì)調(diào)查及物探勘察，查明了研究區(qū)內(nèi)的地層結(jié)構(gòu)、含水層空間分布、地下水水位動態(tài)變化特征及物理化學(xué)水質(zhì)變化情況。

(2)臺前縣馬樓水源地含水巖組為第四系沖積沉積的松散巖類孔隙水。研究區(qū)淺層地下水動態(tài)主要受水文、氣象及人工灌溉等一些因素影響，地下水動態(tài)類型主要為水文型、水文-灌溉型和氣象-灌溉型。從動態(tài)觀測資料可以看出，距黃河距離越遠，由黃河水位變化所引起的水位變幅越小，滯后時間越長；中深層地下水動態(tài)類型為徑流-開采型，地下水位處于緩慢下降的過程，年下降率大約為1 m/a。

(3)根據(jù)對水源地區(qū)內(nèi)地下水水質(zhì)分析評價結(jié)果看，研究區(qū)內(nèi)淺層地下水主要為HCO3、HCO3·Cl、SO4·Cl·HCO3(SO4·Cl、Cl·SO4)和Cl等四種水化學(xué)類型；而中深層地下水化學(xué)類型比較單一，為SO4·HCO3·Cl型地下水。