某地區深層地下水水化學類型及水質淺析

李建英 封梅青 雒寒夢 河北省地質環境監測院

隨著中國特色社會主義五位一體布局中生態文明建設的推進，生態文明建設的概念深入人心，水資源和水生態也日益被我們所關注，有關部門也愈加重視地下水的保護與治理。本文以某研究區平原深層地下水為研究對象，在取樣、送檢的基礎上，對其進行了水化學類型及水質的分析研究。研究結果供該地區深層地下水開發利用借鑒，同時為區域地下水保護提供依據。

一、研究區水文地質條件

研究區諸多河流屬海河流域，多季節性河流，橫跨華北平原與太行山地兩大地質單元，平原自西向東傾斜，地勢平坦。平原監測區面積8813.3km2。

根據地形地貌及其成因類型等，研究區大致可分為三個水文地質大區，分別為：山前沖積及冰水堆積傾斜平原區、近山河流沖積湖積平原區及遠山河流沖積湖積低平原區。

根據第四系地層分層原則將含水層劃分的為四個含水組，分別為全新統（Q4）、更新統（Q3）、中更新統（Q2）、下更新統（Q1）。各含水組含水層的粒度均從西向東由粗變細，以區內河流為界將平原分為東、西兩大區：即河西為全淡水區；河東為有咸水區。第一含水組：河西底板埋深多小于40m；河東40～60m，局部地帶或深或淺，由一套沖洪積和牛軛湖相粉質粘土、粘質砂土等物質組成；第二含水組：河西底板埋深40～160m，河東140～280m。河西含水層巖性：西部為砂礫，厚10m左右，東部為中粗砂，厚20～30m，與第一含水組有較強的水力聯系；河東含水層巖性多為粉細砂或中細砂，厚10～40m，上部為咸水；第三含水組：河西底板埋深220～340m，河東340～420m，主要由一套沖積、冰積粉質粘土，風積中粗、中細砂組成；第四含水組：由一套沖洪積、湖積粉質粘土、粘質粉土、粘土組成，含水層巖性多為風化中粗砂，透水性差，出水率隨深度增加而降低。

二、樣品采集與分析

在研究區平原地區共有81個深層水樣點，基本能反映該區平原的深層地下水水質情況。選取八大離子、感官性狀及一般化學指標（pH、總硬度、溶解性總固體、TFe、COD-Mn、Cu等）、毒理學指標（汞、砷、硒、鎘等）等39項為地下水水質的評價因子[1]，采用單因子法和附注加分的綜合評價方法進行評價。

三、現狀水質分析

（一）地下水超標統計

研究區平原深層81個水樣點的水化學參數統計結果見表1（檢測結果低于檢出限的按0計）。從表1可以看出，深層地下水的pH值變化范圍在7.31～8.44之間，均值為7.92，偏堿性?？傆捕荣|量濃度為26.16～1357.52mg/L，均值為269.16mg/L。氟超標率超過15%。

（二）地下水化學特征

從圖1可以看出，深層水水樣的陽離子明顯聚集于三角形的左、右下角即優勢陽離子為Na+和Ca2+，其次為Mg2+。水樣中優勢陰離子為HCO3-，其次為SO42-和Cl-。

圖1 深三線圖

按照舒卡列夫水化學分類法分別對研究區深層地下水進行分析并繪制了地下水水化學類型圖，見圖2。平原深層地下水水質動態相對較小，礦化度均小于1g/L，水化學類型由西向東大致呈條帶狀分布，多為重碳酸鹽類型，其中重碳酸鹽鈣型水、重碳酸鈣鈉型水、重碳酸鈣鎂型水、重碳酸鈉型水、重碳酸鹽硫酸鹽鎂鈣鈉型水、重碳酸鹽氯化物鈉型水、重碳酸鹽氯化物鈉鎂型水、重碳酸鹽氯化物鈣鎂型水，約占總面積的94.3%；酸鹽類主要是硫酸鹽重碳酸鹽鈉鎂型水，約占總面積的0.15%；氯化物型水包括氯化物重碳酸鹽硫酸鹽鈣鈉鎂型水、氯化物重碳酸鹽鈉型水和氯化物硫酸鹽鈉鎂型水，約占總面積的5.55%。

圖2 深層水化學類型圖

（三）地下水水質量評價分析

1）單因子質量評價方法將超過地下水質量標準中各指標的Ⅲ類限值視為超標[2]，可以看出深層地下水超標因子超標率超過10%以上的主要有Na、F、I、揮發性酚和總硬度等[3]。具體見表2。

由表2可知，深層水中F、Na、I、揮發性酚和總硬度的超標比例均超過10%，部分污染較嚴重，如作為飲用水或工農業使用，應處理后再投入使用。其他因子受單點影響較大，污染成點狀分布。評價結果與表1中水化學參數特征值的結果一致，評價結果可信。

表1 深層地下水水化學參數的統計特征值

表2 深層水超標因子占比統計表

2）根據地下水附注加分評價法分析評價[4]，結果表明，深層水81個水樣中有36個水樣質量極差、38個質量良好、7個質量優良，所占比例分別為38.2%、40.4%、7.4%，見圖3。地下水質量較差的原因主要是氟化物、碘化物、總硬度等其中的一項或多項屬Ⅳ、Ⅴ類而造成。

圖3 深層地下水質量級別統計圖

利用mapgis軟件繪制研究區地下水質量評價分布情況[5]，如圖4。深層水研究區域的4.1%水質量優良，零星分布在西北部和東部；區域的66.1%水質量良好，廣泛分布在研究區內；區域的29.8%水質量較差，分布在研究區西部、東部和東南部。

圖4 深層水質量綜合評價結果

四、結語

以某研究區平原深層地下水為研究對象，對其水化學類型及水質進行分析研究，關注地下水現狀，加強環保宣傳，建立健全地下水監測體系，重視存在的污染問題，監督和控制污染源，做好污染源處理工作，盡最大努力保護和治理恢復地下水資源，推進生態文明建設，助力經濟社會發展。