雞西市區地下水脆弱性分析與評價

宋丕欽，曹志峰，王偉東

(1. 雞西水文局湖北閘水文站，黑龍江 雞西158400;2. 牡丹江水文局，黑龍江 牡丹江157000)

1 基本概念

地下水脆弱性是指在自然和人為因素影響下污染物、鹽漬化等不和諧因子進入地下水系統以及與之相關的生態環境變化的可能性。它描述了地下水系統本身的“免疫”能力及抵御外來破壞的能力。地下水脆弱性可分為兩類: 一類是本質脆弱性，即不考慮人類活動和污染源而只考慮研究區域水文地質內部因素的脆弱性; 另一類是特殊脆弱性，即地下水對某一特定污染源或人類活動影響的脆弱性。地下水脆弱性分析與評價，就是研究該區域地下水容易受污染和破壞的程度。

2 評價方法

目前國內地下水脆弱性評價方法主要有水文地質背景值法、參數系統法和關系分析與數值模型法。國外常用的地下水環境脆弱性評價方法有GOD 指標法和DRASTIC 指標法。我國關于地下水脆弱性研究始于90年代中期，目前國內研究大多局限于研究地下水本質脆弱性，而且脆弱性研究主要是針對局部城市或水源地進行的，區域地下水脆弱性分析與評價研究方面的例子很少。本次分析研究采用DRASTIC指標法對雞西市區地下水脆弱性進行分析研究。

DRASTIC 指標法是美國環保署1987年提出的，目前已成為歐盟各國含水層脆弱性評價的統一標準。該方法選擇地下水埋深D、地下水凈補給量R、地下水含水層介質A、土壤介質S、地面坡度T、包氣帶介質I 和地下水含水層的傳導系數C 這7 種因素作為評價指標。確定公式為:

式中下標W 表示指標的權重，R 表示指標值。權重W 的確定方法采用默認權重法，即選取DRASTIC 這7 種因素作為地下水評價因素。經過分析后，DRASTIC 指數大的區域，地下水容易受到破壞，比較脆弱。而DRASTIC 相對較小的區域，地下水抵御外界影響能力較強，地下水不容易受到污染。

3 影響因素

地下水環境脆弱性與地下水含水層結構、埋藏條件、水動力條件、地下水形成條件及地下水環境對各種污染物自我保護能力等多種影響因素有關。影響地下水脆弱性的主要因素有以下4個方面。

3.1 氣象因素

主要因素有降水量、蒸發量、溫度等，主要影響地下水循環條件，從而決定地下水的脆弱性。

3.2 包氣帶

一方面是包氣帶介質，包括土壤結構、厚度和有機質，黏土含量和土壤含水量等;另一方面包氣帶的特征和其潛在吸附、降解能力等，包氣帶特性對地下水脆弱性程度起決定性作用。

3.3 飽和帶

主要分為3個方面:①含水層巖性、厚度分布及埋藏條件和垂直滲透性，這是地下水環境脆弱性的主要影響因素; ②含水層類型、滲透系數和儲存特性等; ③地下水的水動力條件包括含水層導水系數、流速及水力坡度等。主要從地下水的賦存和循環條件決定地下水脆弱性程度。

3.4 其他因素

包括地形地貌及地表水下滲到地下水程度。

4 分析與評價結果

根據雞西市水文地質條件，結合含水層特征，對DRASTIC評價模型進行修訂，將地面坡度和地下水凈補給量因子改為地段特征和凈補給水質，去掉含水層介質因子和土壤介質因子，保留地下水埋深包氣帶介質和地下水傳導性，增加可以反映人類活動影響的開采強度因子。

4.1 評價因子權重的確定

在確定權重時，首先假設各因子對地下水的影響在時間上和空間上是不變的，即各因子的權重是固定的，結合當地實際情況，從整體上依據各因子對地下水的影響，定性的給出各評價因子的權重，經過分析考證，確定出雞西市區地下水影響因子的權重。

4.2 評價因子評分

參考相關資料并結合當地實際情況，確定出各因子的等級劃分和評價標準。其中地下水埋深、包氣帶介質采用DRASTIC 等級評分標準，對于地下水傳導性、凈補給水質、開采強度、地貌特征的等級劃分和評分標準，在充分了解當地含水層的巖性分布特征、地下水補給來源和補給水質、地下水開采量等相關資料進行分析，劃分出它們的等級和評分標準。

4.3 分析評價結果

根據雞西市區水文地質特征，對研究區進行分區，結合當地實際情況，給各區域評分，然后按公式(1) 求出各分區的DRASTIC 指數。

經過評價分析，雞西市區穆棱河河谷平原孔隙潛水區，脆弱性指標值7 ～8，地下水脆弱性級別高，容易受到污染。穆棱河河谷平原地勢較低，含水層為砂礫石層，地下水埋深較淺，表層黏土層薄，有利于雨水和河水的滲入，地下水與地表水大氣降水聯系密切，水循環條件好。該區人口密集，地下水開采量大，工業用水及生活污水排放量大，致使穆棱河水質較差。而高滲透性的砂礫石使污水容易進入含水層，而影響地下水水質狀況。因此以地表水為主要補給的地下水容易受到外界污染和破壞，脆弱性高，屬于容易受污染區域。

穆棱河山前臺地孔隙潛水區，地下水脆弱性指標6 ～7，地下水脆弱性級別較高，屬于比較容易受污染區域。此區域地下水主要為孔隙潛水，埋深較淺，補給強度較大，砂礫石層透水性好，污染物容易進入含水層，地下水比較容易受到污染。

碎屑巖類孔隙裂隙潛水區，地下水脆弱性指數4 ～5，脆弱性級別稍低，地下水屬于較難受污染區。此區域為玄武巖臺地和山間構造盆地，地下水類型為玄武巖孔洞裂隙水和碎屑巖類孔隙裂隙水，地下水埋深較深，補給條件較差，地下水較難受到污染。

基巖裂隙水區域，地下水脆弱性指標2 ～3，屬于不容易受污染區域。廣大基巖山區，地下水主要為基巖裂隙水，大氣降水是主要補給來源，補給水質好，地下水埋深較深，有利于地下水的保護，地下水不容易受到污染。

［1］牡丹江水文局. 雞西市區地下水資源開發利用規劃報告［R］. 牡丹江:牡丹江水文局，2001.

［2］吉林大學環境資源學院. 雞西市區水資源調查研究報告［R］. 長春:吉林大學環境資源學院，2008.

［3］雞西市水務局. 雞西市穆棱河及支流水功能區劃報告［R］. 雞西:雞西市水務局，2004.