衡水市深層地下水水環(huán)境狀況分析

李秀瑩

(河北省衡水水文水資源勘測(cè)局，河北 衡水053000)

衡水市位于河北省東南部。地質(zhì)構(gòu)造上，主要為黃河、漳河、滹沱河的第四紀(jì)沖積、洪積、湖積物。呈多層結(jié)構(gòu)的泥沙堆積，地下普遍分布著咸水和淡水。衡水市可利用水資源十分匱乏，人均水資源量只有148 m3，是河北省最干旱、最缺水的地區(qū)之一［1］。

1 地下水動(dòng)態(tài)

深層水為承壓水，未開采前其流向?yàn)樽晕髂舷驏|北，其動(dòng)態(tài)變化是:深層地下水不受降水的直接影響，全年地下水埋深變化一般呈單峰型。從2月下旬開始春灌水位一直呈下降趨勢(shì)，到六月下旬雨季到來(lái)灌溉用水量基本停止，水位開始回升，9月下旬由于秋灌影響水位有所下降，10月中旬種麥結(jié)束后，水位繼續(xù)回升直到年底或下年一、二月份，深層地下水峰值一般出現(xiàn)在這一時(shí)期。上世紀(jì)七十年代后，因大量開采，形成大面積降落漏斗，改變了天然流向，大部分地段向漏斗中部匯流。近年來(lái)因氣候干旱，采大于補(bǔ)，水位逐年呈下降趨勢(shì)，只有豐水年補(bǔ)給量大于開采量水位有所回升，因此，水位多年變化呈波狀下降趨勢(shì)。據(jù)《衡水市第二次水資源調(diào)查評(píng)價(jià)》統(tǒng)計(jì)多年平均深層地下水開采7.2億 m3，占地下水總開采量的60.0%，2003年全市深層地下水年平均埋深為54.85 m，比1994年增大 14.02 m。

2 水質(zhì)類別及綜合污染評(píng)價(jià)

采用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法進(jìn)行水質(zhì)類別評(píng)定，同時(shí)運(yùn)用內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法進(jìn)行地下水質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)參數(shù)涉及pH值、鉀、鈉、氟化物、錳等共30項(xiàng)。

通過對(duì)全市247眼最新深層地下水井監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行分析，Ⅰ類水井10眼占4.0%、Ⅱ類水井15眼占6.1%、Ⅲ類水井98眼占39.7%、Ⅳ類水井85眼占34.4%、Ⅴ類水井39眼占15.8%。主要污染物為氟化物、pH值，其次為硫酸鹽、氯化物、溶解性總固體，另外亞硝酸鹽氮、鐵、高錳酸鹽指數(shù)也存在部分測(cè)井超標(biāo)現(xiàn)象，其中氟化物監(jiān)測(cè)240井次超標(biāo)106井次，超標(biāo)率為44.2%，pH值監(jiān)測(cè)233井次超標(biāo)32井次，超標(biāo)率為13.7%，硫酸鹽監(jiān)測(cè)144井次超標(biāo)14井次，超標(biāo)率為9.7%、氯化物監(jiān)測(cè)222井次超標(biāo)12井次，超標(biāo)率為5.4%、溶解性總固體監(jiān)測(cè)236井次超標(biāo)4井次，超標(biāo)率為1.7%，鐵監(jiān)測(cè)114井次超標(biāo)3井次，超標(biāo)率為2.6%。通過對(duì)其中117眼資料較全面的測(cè)井進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)顯示，全市地下水質(zhì)量狀況以良好—較差為主，優(yōu)良水井5眼占4.3%、良好水井46眼占39.3%、無(wú)較好水井、較差水井63眼占53.8%、極差水井3眼占2.6%。從行政分區(qū)看，水質(zhì)較好的區(qū)域主要集中在市區(qū)北部的武強(qiáng)、饒陽(yáng)以及安平一帶，其中尤以安平縣水質(zhì)最好。

3 水化學(xué)類型

采用阿列金分類法對(duì)深層地下水水化學(xué)類型分析顯示，全市深層地下水陰離子以 Cl－為主，陽(yáng)離子以 Na++K+為主，水化學(xué)類型以 C(Na，Ⅰ)、Cl(Na，Ⅰ)、Cl(Na，Ⅱ) 、S(Na，Ⅱ)型為主，分別占總監(jiān)測(cè)井的 29.6%、25.9%、22.2%、14.8%，另局部地區(qū)存在 S(Na，Ⅰ)與 C(Na，Ⅱ)型水。水化學(xué)類型的分布具有明顯的分區(qū):西部多為硫酸鹽鈉型水(包括 S(Na，Ⅰ)、S(Na，Ⅱ)型)，局部為 C(Na，Ⅰ)型水;中部為氯化物鈉型水(包括Cl(Na，Ⅰ)、Cl(Na，Ⅱ)型);東部多為碳酸鹽及重碳酸鹽鈉型水(包括 C(Na，Ⅰ)、C(Na，Ⅱ)型)，局部為 Cl(Na，Ⅱ)型水［2］。

圖1 主要污染物超標(biāo)率統(tǒng)計(jì)

圖2 深層地下水綜合評(píng)價(jià)質(zhì)量狀況

4 重點(diǎn)區(qū)域地下水水質(zhì)狀況及其影響因素分析

4.1 區(qū)域水質(zhì)概況

依據(jù)河北省水利廳冀水資［2006］25號(hào)文件《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市飲用水水源地水質(zhì)通報(bào)發(fā)布工作的通知》精神，為準(zhǔn)確掌握衡水市區(qū)深層地下水水質(zhì)狀況，特選設(shè)白廟水廠1號(hào)井、2號(hào)井、3號(hào)井共計(jì)3眼監(jiān)測(cè)井，自2006年6月至2007年6月為期1年的連續(xù)旬測(cè)，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目共涉及水溫、pH值、總硬度、氯化物、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、氟化物、砷、揮發(fā)酚、六價(jià)鉻、鐵、汞共14項(xiàng)。其中白廟1號(hào)井井深280 m、取水層112～280 m;白廟2號(hào)井井深635 m、取水層499～629 m;白廟3號(hào)井井深320 m、取水層246～320 m。

4.2 白廟1號(hào)井

全年水溫在 19.2～22.5度之間，pH 值在 8.1～8.6之間，水質(zhì)以Ⅱ類水為主，綜合評(píng)價(jià)級(jí)別以良好為主。有部分測(cè)次存在亞硝酸鹽氮超標(biāo)現(xiàn)象，主要集中在2006年7～8月，以及2006年的12月，最大超標(biāo)2.3倍。硝酸鹽氮含量1年來(lái)均低于1.00 mg/L、氨氮含量1年來(lái)均低于0.10 mg/L。

4.3 白廟2號(hào)井

全年水溫在 31.3～34.0度之間，pH 值在 8.1～8.7之間，水質(zhì)1年來(lái)均為Ⅳ類，綜合評(píng)價(jià)級(jí)別全部為較差。主要污染物為氟化物，另外有部分測(cè)次存在亞硝酸鹽氮超標(biāo)現(xiàn)象。氟化物含量在1.26～1.48 mg/L之間，亞硝酸鹽氮超標(biāo)主要集中在2006年7～8月，以及2006年的12月，最大超標(biāo)1.0倍，硝酸鹽氮含量1年來(lái)均低于1.00 mg/L、氨氮含量1年來(lái)均低于0.10 mg/L。

4.4 白廟3號(hào)井

全年水溫在 23.4～24.7度之間，pH 值在 8.1～8.6之間，水質(zhì)以Ⅱ類水為主，綜合評(píng)價(jià)級(jí)別以良好為主。有部分測(cè)次存在亞硝酸鹽氮超標(biāo)現(xiàn)象，主要集中在2006年7～9月，以及2006年的12月 ～2007年3月，最大超標(biāo)2.3倍。硝酸鹽氮含量1年來(lái)最高位1.53 mg/L、氨氮含量1年來(lái)最高為 0.15 mg/L。

4.5 影響因素分析

深層地下水污染途徑主要有兩種，一種是受地質(zhì)條件的影響，一種是污染的潛水越層進(jìn)入承壓水。衡水市區(qū)深層地下水監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中存在超標(biāo)現(xiàn)象的污染項(xiàng)目有氟化物、pH值、亞硝酸鹽氮三項(xiàng)，其中氟化物1號(hào)井與3號(hào)井不存在超標(biāo)現(xiàn)象，但2號(hào)井所有測(cè)次均超標(biāo)，另外市區(qū)設(shè)淺層地下水監(jiān)測(cè)井氟化物含量多在1.00 mg/L以下，可見主要為受地質(zhì)結(jié)構(gòu)影響，環(huán)境背景值較高;pH值3眼測(cè)井所有測(cè)次均在8.1以上，部分測(cè)次超國(guó)標(biāo)上限值8.5，最高監(jiān)測(cè)值為8.7，市區(qū)淺層地下水pH值多在7.5～8.0之間，可見也主要為受地質(zhì)結(jié)構(gòu)影響，環(huán)境背景值較高;亞硝酸鹽是氮循環(huán)的中間產(chǎn)物，不穩(wěn)定，根據(jù)水環(huán)境條件可被氧化成硝酸鹽，也可被還原成氨。亞硝酸鹽在pH值較低的酸性條件下，可與仲胺類反應(yīng)生成具有致癌性的亞硝胺類物質(zhì)。亞硝酸鹽氮受地質(zhì)的影響較小，主要為潛水越層進(jìn)入承壓水引起的污染，縱觀2006～2007年淺層地下水監(jiān)測(cè)資料，市區(qū)淺層地下水也的確存在超標(biāo)現(xiàn)象，如淺層地下水監(jiān)測(cè)井張圈2006年亞硝酸鹽氮年均值為 0.066 mg/L，超標(biāo) 2.3 倍。

5 水質(zhì)變化趨勢(shì)分析

采用單項(xiàng)組分變化與綜合質(zhì)量變化相結(jié)合的方式，選取資料完整的饒陽(yáng)縣水務(wù)局測(cè)井2004～2009年共6年連續(xù)監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行分析(受資料所限，具有長(zhǎng)系列連續(xù)監(jiān)測(cè)資料的測(cè)井僅此1眼，深層地下水變化分析還需做進(jìn)一步研究)。

圖3 溶解性總固體、硫酸鹽、總硬度、氯化物變化趨勢(shì)圖

圖4 氟化物變化趨勢(shì)圖

圖5 綜合污染指數(shù)變化趨勢(shì)圖

由原始監(jiān)測(cè)資料以及圖3～圖5分析可見，溶解性總固體2007～2009年有較明顯的增高趨勢(shì);硫酸鹽、總硬度、氯化物、氟化物以及綜合污染指數(shù)多年來(lái)無(wú)明顯變化趨勢(shì);縱觀原始監(jiān)測(cè)資料，其余監(jiān)測(cè)項(xiàng)目也均無(wú)明顯變化趨勢(shì)。

6 保護(hù)建議

(1)合理開采地下水，避免過量開采。根據(jù)衡水市水資源特點(diǎn)，實(shí)行優(yōu)先開發(fā)利用地表水、合理開采淺層水、限制開采深層水的策略來(lái)確定地下水開采的原則，嚴(yán)格執(zhí)行打井審批制度和取水許可制度(包括水質(zhì)、水量的管理)以及新上項(xiàng)目水資源論證制度。

(2)加強(qiáng)對(duì)地下水水量、水位、水質(zhì)的監(jiān)測(cè)，進(jìn)一步鞏固、調(diào)整、充實(shí)地下水監(jiān)測(cè)站網(wǎng)，對(duì)地下水水質(zhì)、水量進(jìn)行同步監(jiān)測(cè)。對(duì)重點(diǎn)地區(qū)、重點(diǎn)水域、和重點(diǎn)水源地的重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，定期發(fā)布動(dòng)態(tài)簡(jiǎn)報(bào)、公報(bào)，掌握地下水變化動(dòng)態(tài)，發(fā)現(xiàn)地下水水質(zhì)惡化及時(shí)處理。

(3)大力推廣先進(jìn)節(jié)水技術(shù)，提高水資源的利用效率和效益，結(jié)合產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，進(jìn)一步加大推廣節(jié)水新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備的力度。大力推廣節(jié)水灌溉技術(shù)，減少用水過程中不必要的損失和浪費(fèi)。

7 結(jié)語(yǔ)

由于地表水資源嚴(yán)重不足，地下水一直是衡水市主要依賴的水源。常年的過度超采，形成了著名的地下水“冀棗衡”漏斗區(qū)，目前漏斗面積仍在不斷擴(kuò)大，深度仍在繼續(xù)增加。地下水位的持續(xù)下降，勢(shì)必會(huì)造成地面沉降、地下水水質(zhì)惡化、咸淡水界面下移等一系列環(huán)境問題，地下水開發(fā)難度也將不斷加大。為此應(yīng)加強(qiáng)地下水水質(zhì)狀況、污染來(lái)源及防控措施的研究，有效利用地下水，從而實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)開發(fā)利用。

［1］衡水市第二次水資源調(diào)查評(píng)價(jià)［M］.衡水:衡水市水務(wù)局.2005年.69～71.

［2］2000年衡水市水資源保護(hù)規(guī)劃［M］.衡水:衡水市水務(wù)局.2001年.95～96.