石洞河地下水質量影響指標分析

朱占雄，劉兆鑫，鐘金先，周建偉，李成

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石洞河地下水質量影響指標分析

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）

通過對石洞河的水文地質條件的分析，包括補徑排特征，巖溶洞穴發(fā)育特征及區(qū)域地質條件等，得出石洞河地下水系統(tǒng)的成因及發(fā)育特征；通過兩期的調查采樣分析結果，分別進行地下水質量評價，然后對比分析兩期數據之間的變化，得出石洞河地下水系統(tǒng)的地下水質量與動態(tài)特征；為區(qū)域地下水污染調查分析有一定的代表意義。

地下水；影響指標；動態(tài)特征；石洞河

石洞河位于四川宜賓市興文縣四龍鄉(xiāng)新生村2組，為石海洞鄉(xiāng)國家級風景名勝區(qū)。石洞河地處四川盆南山地與云貴高原的過渡地帶，屬盆南山地地貌類型。區(qū)內有三個局部地表分水嶺，地貌亦循此方向由石丘-洼地逐漸變?yōu)榉鍏?洼地。石洞河洞口標高約418m，源頭在仙峰附近分水嶺，海拔標高為1 200～1 400m，系一區(qū)域地表分水嶺，向東南方向至石洞河地勢逐漸降低，相對高差達1 000m。該洞位于橫切而過的古宋河西側，高于河水面10m。

1 地質構造特征

石洞河所在地區(qū)出露地層主要有二疊系、三疊系、志留系和第四系地層（圖1）。石洞河發(fā)育在二疊系茅口組、棲霞組灰?guī)r中，位于長寧雙河背斜東段南西翼。灰?guī)r出露寬度1~3km，產狀221°∠16°。石洞河景區(qū)一帶地質構造主要陰陽背斷層的影響，派生發(fā)育的次級斷裂構造，對地下河發(fā)育有一定影響。

圖1 石洞河區(qū)域水文地質圖

石洞河僅有一個天然出水洞口，高約15m，寬約5～10m，呈不規(guī)則的菱形。洞口一段順巖層走向，出口的枯季流量650L/s。目前，實測石洞河總長度為19.2km。洞穴規(guī)模較大，洞內鐘乳石類景觀集中分布于洞穴主洞和支洞中，尤以流石類和滴石類沉積景觀豐度高，色澤潔白為特色，旅游開發(fā)潛力較大，現(xiàn)還未完全開發(fā)[1]。石洞河以峽谷式和廳堂式洞道為主，結構復雜。石洞河的長度很大，屬大型洞穴。

石洞河為地表水補給的包氣帶洞穴，石洞河流域的補給區(qū)源于東部、北部和南部地勢較高的山區(qū)，高處的地表水流匯入溝中向西南徑流，匯流區(qū)全為可溶巖分布區(qū)，成為石洞河的主要水源。石洞河出口的豐水期流量約4 500L/s，枯季流量650L/s，流量變幅較大。

2 水文地質特征

2.1 石洞河水文地質特征

石洞河發(fā)育的區(qū)域水文地質類型為碳酸鹽巖類巖溶水，水量豐富，大泉、暗河流量>100L/s。巖溶發(fā)育，石丘-洼地，峰叢-洼地地形，漏斗、洼地、落水洞密布，灰?guī)r頂、底部多有落水洞、伏流入口、盲谷等吸水巖溶形體。

石洞河為地表水補給的包氣帶洞穴，石洞河流域的補給區(qū)源于東部、北部和南部地勢較高的山區(qū)，高處的地表水流匯入溝中向西南徑流，匯流區(qū)全為可溶巖分布區(qū)，成為石洞河的主要水源。石洞河出口的豐水期流量約4 500L/s，枯季流量650L/s，流量變幅較大。

補給區(qū)海拔高程1 000~1 400m，石洞河出口高程418m，補給-排泄區(qū)落差大于1000m。水力坡度較小，平均水力坡度約4.4%，洞道高。因此，雨季不容易造成壅水現(xiàn)象。

圖2 石洞河地下水系統(tǒng)平面示意圖

石洞河地下水質量評價統(tǒng)計表

測試指標測試結果（mg/L）超標限單指標評價 K+1.3// Na+18.2200Ⅰ類水 Ca2+121400Ⅱ類水 Mg2+10.750Ⅱ類水 NH4+00.64Ⅰ類水 Cl-1.78250Ⅰ類水 SO42-365250Ⅴ類水 HCO3-21.4// CO32-0// NO3-10.488.57Ⅱ類水 NO2-03.29Ⅰ類水 F-0.191Ⅰ類水 Zn0.0941Ⅱ類水 I0.0020.08Ⅰ類水 Se0.00060.01Ⅰ類水 H2SiO310.4// 溶解性總固體549.671000Ⅲ類水 總硬度345.93450Ⅲ類水 Cu0.00981Ⅰ類水 Pb0.00010.01Ⅰ類水 Mn0.780.1Ⅳ類水 Fe0.0240.3Ⅰ類水 As0.00090.01Ⅰ類水 Al0.620.2Ⅴ類水 Cd0.00140.005Ⅲ類水 Hg0.00010.001Ⅰ類水 Cr6+00.05Ⅰ類水 耗氧量1.123Ⅱ類水 綜合評價質量分級Ⅴ類水

2.2 補給、徑流和排泄特征

石洞河的所在地的巖溶水文系統(tǒng)由石洞河地下水系統(tǒng)構成，匯水面積約100km2。石洞河流域地下水補給來源為灰?guī)r露頭區(qū)的大氣降水，上覆地層中的溪流。礦坑水、下伏地層中的溪流。降水落至地表后，大部被密布的洼地、漏斗、落水洞所吸收。灰?guī)r頂、底部有7個大的伏流進口，集上覆與下伏地層的礦坑水、地表水注入地下，而石洞河是唯一之出口。仙峰-石洞河間存在一條地下河，并貫穿了途中三個局部分水嶺。主管道經過小巖灣、黑洞溝的干溶洞之下，并伸至區(qū)域地表分水嶺附近，埋藏深度<200m。地下水化學類型為SO4-Ca型。

該地下河支叉共有7條，分別為大地方、小地方、八一水庫、下洞、袁家洞的最底層、海子壩、河葉堤，這些支叉與主管道配置成一樹枝狀的地下水系統(tǒng)。可以肯定，實際的情況比已知的更為復雜（圖2）。徑流段地表特征為石丘-洼地，峰叢-洼地地形，漏斗、洼地、落水洞密布，灰?guī)r頂、底部多有落水洞、伏流入口、盲谷等吸水巖溶形體。

3 地下水質量影響指標分析

3.1 質量評價

在石洞河出口處采集水樣，現(xiàn)場測定水溫20℃，PH為6.66，濁度20.5NTU，電導率為1 250μs/cm，氧化還原電位91.4mv，溶解氧8.13mg/L。礦化度549.67 mg/L，水化學類型為SO42--Ca型水，根據《區(qū)域地下水污染調查評價規(guī)范》[2]層級階梯評價方法進行地下水質量評價，所檢測的項目中有機指標未檢出，無機指標中SO42-，Mn，Al超標，按“地下水質量評價”，地下水質量級別為Ⅴ類水。其地下水質量單指標與綜合指標評價結果見表。

3.2 影響指標分析

石洞河地下河水質超標的原因有以下幾種可能：潛在礦山污染源的分布較多，區(qū)域背景值較高，酸雨的影響等[3]。

1） 潛在礦山污染源分布較多：石洞河地下水系統(tǒng)中的潛在礦山污染源共有18個，為硫鐵礦和煤礦礦山（圖3）。這些礦山廢渣廢水直接或間接進入石洞河地下河中，為石洞河地下水中的SO42-，Mn，Al貢獻較多。石洞河地下水于1980年的測試結果顯示：SO42-為291.5mg/L，根據評價，SO42-單指標水質為Ⅳ類水，且根據當時的情況，石洞河地下水受上部興堰、川堰磺廠所排廢渣廢水的影響，導致SO42-的超標。根據本次采樣檢測結果：SO42-為365mg/L，單指標水質為Ⅴ類水。可見，這30多年來，水質是持續(xù)惡化。以前NO3-和NO2-分別為3.5mg/L和0.01mg/L，本次分別為10.4mg/L和0。可見受生活污水和農業(yè)化肥的污染在加劇。

圖3 石洞河污染源分布圖

2）區(qū)域背景值較高：區(qū)內產硫鐵礦和煤礦，這些礦產中富含硫，區(qū)域背景值較高。經過人為擾動后，更容易進入地下水中。

3）酸雨的影響：酸雨的形成主要受燃煤及硫磺廠的工業(yè)廢氣的影響，隨著大氣降水進入地下河中，對地下河中的水中的SO42-有一定的貢獻。

4 結論

石洞河水質惡化的原因主要是人為影響，其流域內人類活動較為強烈，礦山開采較多。加之，石洞河巖溶很發(fā)育，處于興文石海的核心區(qū)，多落水洞，巖溶洼地，巖溶漏斗等地質特征，為地表水的匯集和徑流提供有利條件。污染物隨著地表水滲入地下河中，導致石洞河地下水的水質較差。

參考文獻:

[1] 四川省地質局二O八地質隊. 1:200000區(qū)域水文地質普查報告（筠連幅、敘永幅）[R]. 1980，128～138.

[2] 中國地質調查局. 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]. 2008，10.

[3] 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]. 2015， 48～56.

Influence Factor of Groundwater Quality in the Shidong River Basin

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

（Sichuan Institute of Geological Survey, Chengdu 610081）

This paper deals with genesis and characteristics of groundwater system in the Shidong River Basin based on hydrogeological conditions, including recharge, runoff and discharge, karstification development, and regional geology. Groundwater quality and its dynamic change in the Shidong River Basin are assessed based on sampling and analyses.

Groundwater; Inflaence Factor; dynamic change; Shidong River

P641.8

A

1006-0995（2016）03-0450-03

10.3969/j.issn.1006-0995.2016.03.024

2016-1-12

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，碩士，工程師，主要從事水文地質、工程地質、環(huán)境地質方面工作