紅原—若爾蓋草原地下水水質評價

劉 灝，梁 明

(四川省國土空間生態修復與地質災害防治研究院，四川 成都 610081)

1 紅原—若爾蓋草原概況

紅原—若爾蓋草原位于四川省西北部高山高原區，面積0.91×104km2，主要集中于黃河支流的黑河、白河流域，地下水類型為松散巖類孔隙水，白河流域中，下游含水層以沖洪積砂礫卵石層為主，粒徑大、含砂量少、富水性好；黑河流域、白河上游以沖洪積——湖沼相堆積為主，顆粒細、含泥重，厚度薄，富水性較差。該區含水層厚15 m左右，富水性中等，單井出水量100～1 000 m3/d，水位埋深0～2 m。受降水、融雪水及地表水入滲補給為主，地下水流向由南東向北西，排泄主要靠蒸發和兩河排出區外。

紅原—若爾蓋草不僅地下水資源豐富，也是地甲病、克山病的多發區，還是四川省生態環境對地下水變化最敏感的地區，而且若爾蓋草原濕地還是黃河源頭生態區之一。前人于20世紀80年代開展了若爾蓋草原水文地質環境地質綜合評價報告，對該區域有了初步研究，由于該區域草地沙化現象嚴重，地下水監測工作不足，為研究地下水位變化與草地沙化的關系，為調查地下水位下降的成因，防止沙化及沙化擴展，分析開采地下水對濕地生態環境、地下水環境、牧業生態的影響程度等問題，2016-2018年，國家地下水監測工程(國土資源部分)在紅原-若爾蓋草原共布設地下水監測站點48口，監測面積9 100 km2，實時監測該區域地下水水位、水溫的動態變化情況，并定期取樣監測水質。

2 監測站點布設情況

如圖1所示，本區主要監測上部孔隙含水層的地下水動態變化情況，站點布設采用以平行地下水流向為主，控制黑河、白河流域共布置2條主要控制性監測剖面線，即：求吉南—班佑—若爾蓋—公瓦、瓦切—唐克—瞎曼—墨溪，井深為17.4～31 m。

圖1 紅原-若爾蓋草原監測站點分布圖

3 地下水水質評價

3.1 取樣方法

由于國家地下水監測站點長期處于在線監測，井口封閉，地下水封閉，因此每次采樣前通過潛水泵進行抽水洗井，并現場測量水質參數(pH值、電導率、溶氧、氧化還原點位)，直至最后三次的參數偏差符合穩定條件以確保地下水狀態穩定后進行取樣(如表1所示)。

表1 參數偏差要求表

3.2 水質評價

采用《地下水質量標準(GB/T 14848-2017)》標準進行評價指標，包括pH值、總硬度、溶解性總固體、硫酸鹽、氯化物、鐵、耗氧量、氨氮、鈉、鉀、鈣、鎂、碳酸根、重碳酸根、偏硅酸、亞硝酸鹽、硝酸鹽、氟化物、碘化物、鉻(六價)、鉛、汞、砷、硒、鎘、錳、銅、共計30項。

紅原-若爾蓋草原48口地下水監測站點共取樣53組水樣(5組平行樣)，地下水pH值5.49～7.86，大多為無色、無味，溶解性總固體小于1 000 mg/L的中性-偏酸性淡水，個別呈黃色，總硬度42.8～1 113 mg/L,地下水水化學類型主要為HCO3-Ca型水，其次為CO3·SO4-Ca，具體比例如圖2和圖3所示。

圖2 紅原-若爾蓋草原水化學類型圖

圖3 紅原-若爾蓋草原piper三線圖

地下水檢出值超出Ⅲ類的常規指標包括為pH值、總硬度、溶解性總固體、鐵、錳、鋁、耗氧量等一般性化學指標，以及亞硝酸根、硝酸鹽、氟化物、砷、鉛等毒理學指標。

表2 紅原-若爾蓋草原2018年度地下水主要化學離子檢出情況一覽表 mg/L

3.2.1 pH值

圖4 pH值評價結果分布圖

紅原縣pH值超標原因:紅原縣在亞熱帶濕潤氣候的影響下，氣候潮濕，雨量充沛，加之植被茂密，畜牧業的迅速發展產生了大量排泄物，殘體不能徹底分解，有機質在腐化過程中產生形成了大量的腐植酸，導致該區域地表水、潛水多為酸性-弱酸性水，耗氧量超標[1]。

紅原縣屬于若爾蓋高原泥炭沼澤分布區，紅原縣內沼澤區面積約為1 600 km2，占紅原縣總面積的20%[2]，根據何光榮等學者在位于紅原縣城城南的泥炭地取樣測試結果，該礦區泥炭呈弱酸性，pH值一般為4.5～5.5[3]，推測由于大面積的酸性泥炭層造成了該區域地下水偏酸。不僅如此，紅原-若爾蓋草原地勢平坦，地下水循環較差，也是造成地下水PH值偏低的原因之一。

3.2.2 鐵、錳

本區內泥炭沼澤中鐵含量達60～80 g·kg/L，少數地方高達200 g·kg/L[6]，主要由于原生環境中鐵、錳礦物含量較高造成。其分布見圖5。

圖5 鐵、錳評價結果分布圖

3.2.3 氮

氮超標主要由于泥炭沼澤原生環境以及生活污水的排放。本區域主要為泥炭沼澤,有機質含量高達500～600 g/kg，全氮的含量也在20～ 25 g/kg左右[7]，造成地下水檢測氮含量偏高；其次，氮超標主要原因為工業廢水、生活污水以及化學肥料造成，但是本地區工業不發達，化學肥料使用較少，畜牧業較為發達，因此動物排泄物和植物的腐爛也是造成氮超標的原因之一(見圖6)。

圖6 氮評價結果分布圖

4 結語

(1)紅原若爾蓋草原地下水多為HCO3-～Ca2+型水，地下水檢出值超出Ⅲ類的常規指標包括為pH值、總硬度、溶解性總固體、鐵、錳、鋁、耗氧量等一般性化學指標，以及亞硝酸根、硝酸鹽、氟化物、砷、鉛等毒理學指標。

(2)根據分析，原生環境對地下水水質產生了較大影響，同時畜牧業的發展、植物腐爛對地下水水質變化也有一定作用。

(3)通過理論分析草原沼澤區泥碳質地層原生環境以及土地沙漠化可能對地下水pH值造成的影響，未針對監測區域(黑河流域、白河流域)河流的上中下游進行取樣，研究河流補給對地下水水質影響，同時未對沼澤區土壤進行取樣，在未來工作中將會進行改進。