深圳市地下水水質動態特征及污染評價分析

閻苗淵

(中山市水利水電勘測設計咨詢有限公司，廣東 中山 528403)

深圳是全國較為缺水的城市之一，人均水資源不足全國平均水平的1/10，其用水量的70%以上依賴于市外的東江。根據深圳市1998年的水文地質初步調查結果，靜態地下水儲量約為10億 m3，可開采的動態儲量為1.92億 m3/a，地下水水質總體良好，可以用作深圳市第二水源或戰略儲備水源。自深圳市建立以來，在80年代和90年代初已經抽取了大量的地下水，在某些地方，地下水的過度開采已導致地面塌陷、建筑物變形、海水入侵、地下水污染等問題。為抑制地下水環境的進一步惡化并防止出現新的地下水環境問題，有必要監測城市中地下水的動態變化及水質，了解地下水的時空分布和規律，從而及時制定相應的地下水資源保護措施，以實現地下水資源的平衡、可持續發展和利用的目的。

1 地下水動態特征

1.1 深圳市深圳河流域地下水系統

本次以深圳河地下水系統為例。深圳河地下水系統位于珠江口東側，地貌類型上屬于中部臺地谷地區，地勢較平緩，總體地勢北高南低，上游地貌屬低山丘陵區。主要行政區為福田區、羅湖區、布吉街道、南灣街道等，河流有深圳河，主要支流有蓮塘河、平原河、梧桐河、布吉河等。含水層地層以含礫粗砂、卵石、礫石、含礫型砂土為主，地下水類型為松散孔隙水，厚度一般10～15 m，富水程度為貧乏-中等，一般100～150 m3/d，在深圳水庫南，單井出水量最大達1 300 m3/d。水化學類型以HCO3·Cl-Ca·Na·HCO3-Ca為主[1]。

該區目前有2口監測井，為羅湖區東華園林有限公司JC-063號井和福田區深圳老干部活動中心JC-064。

JC-063地下水類型為深層基巖裂隙水，地下水最高水位為10.30 m，出現日期為2019年1月30日，最低水位為8.88 m，出現日期為2019年2月30日，年水位變幅1.42 m，通過分析18年和19年地下水位與深圳水庫站降雨量耦合圖，地下水位動態與降雨量曲線基本一致，雨季時地下水位較高，旱季時地下水位較低，說明該處地下水主要接受大氣降雨的補給，主要排泄方式是側向徑流排泄(見圖1)。根據地下水溫與氣溫對比圖，地下水溫的范圍為19.5℃～25.0℃，氣溫變化范圍為17.0℃～34.5℃，地下水溫變化幅度不大，表明地下水埋藏較大，地下水溫受氣溫影響小(見圖2)。

圖1 JC-063地下水水位動態曲線圖

圖2 JC-063地下水水溫、氣溫對比曲線圖

JC-064地下水類型為第四系孔隙潛水，地下水最高水位為9.69 m，出現日期為2019年4月10日，最低水位為8.00 m，出現日期為2019年3月20日，年水位變幅1.69 m，通過分析18年和19年地下水位與福田站降雨量耦合圖，地下水位動態與降雨量曲線基本一致，雨季時地下水位較高，旱季時地下水位較低，說明該處地下水主要接受大氣降雨的補給，主要排泄方式是側向徑流排泄(見圖3)。根據地下水溫與氣溫對比圖，地下水溫的范圍為22.3℃～26.5℃，氣溫變化范圍為14.0℃～31.0℃，地下水溫變化幅度不大，表明地下水埋藏較大，地下水溫受氣溫影響小[2](見圖4)。

圖3 JC-064地下水水位動態曲線圖

圖4 JC-064地下水水溫、氣溫對比曲線圖

綜上分析，深圳市深圳河地下水系統地下水類型為第四系孔隙潛水、基巖裂隙水，地下水位埋藏較淺，主要接受大氣降雨補給，主要排泄類型為人工取水和側向徑流，最高水位出現在4月，最低水位出現在旱季2-3月份。第四系孔隙潛水地下水位動態變化受大氣降雨影響較大，變幅在1.42～1.69 m，地下水溫變化基本與氣溫變化一致；深層基巖裂隙水埋藏較深，地下水位隨大氣降水變幅小，水溫全年變幅不大。

1.2 水質動態特征

在每季度末對JC-063號井和JC-063號井進行水樣采集和化驗，各季度的檢測指標見表1。監測站井的水質評價按完整的水文地質單元進行評價。

表1 各季度水質檢測指標

1.3 水質檢測成果評價分析

根據水質檢測結果進行單項組分評價，JC-063站井第一、三季度水質類別為V類，第二、四季度水質類別為均IV類；JC-064站井第一、三、四季度水質類別為V類，第二季度水質類別為均IV類。詳見表2。

表2 深圳市深圳河流域地下水系統水質單項定類指標

根據水質檢測結果進行綜合評價，JC-063站井水質類別為良好～極差；JC-064站井水質類別為較差類。通過調查分析，JC-063站井水質不合格項主要為鐵、錳、氨氮和總大腸菌群超標，監測目標層為第四系松散巖類孔隙水，接受大氣降水和地表入滲補給，鐵、錳超標主要是由于該站井井壁為鐵管，長期的銹蝕造成了地下水中的鐵錳值超標。JC-064站井水質不合格項主要為總大腸菌群超標，主要表現為枯水期超標，而雨季時水質可達到III類，水質良好。

2 地下水污染評價

深圳市區域地下水中的Fe、Mn背景值總體偏高，河谷及河口地段地下水大腸菌群、BOD及COD指標超出飲用水(III類)標準，存在一定的生活和工業污染。

2.1 污染特征及其分布

(1)礦化度(溶解性總固體)：溶解性總固體均小于1 000 mg/L。枯水期和豐水期溶解性總固體數值上差異不大，各監測站井的溶解性總固體的年際變化不大，總體而言，雨季時的地下水中溶解性總固體小于枯水期濃度，但規律性不強。

(2)氯離子濃度：生活用水和農灌用水要求氯化物含量均不超過250 mg/L。深圳市地下水中氯離子濃度分布于礦化度的分布一致，在深圳市的其他區域，地下水氯離子濃度均小于250 mg/L，可用于生活和農業灌溉。

(3)Mn、Fe：深圳市地下水中Mn和Fe分布不具有規律性，Fe、Mn背景值總體偏高，在全市的大部分地區，其錳的含量均超過了1 mg/L，屬于V類標準，說明深圳市地下水中含大量的錳。

(4)氨氮：深圳市部分地帶的地下水中氨氮的濃度基本都超過了1.5 mg/L，有些區域氨氮超值非常嚴重。在深圳市寶安區、羅湖區和福田區的沿海地帶、西北部龍崗區的龍崗、坪山、橫崗、布吉等大部分地區，地下水氨氮的濃度均超過了3 mg/L，是深圳市地下水受氨氮污染最嚴重的區域，而在其他地區，地下水中氨氮的濃度較低，約為0.3～2 mg/L。

(5)總大腸菌群和細菌總數：深圳市地下水中總大腸菌群與細菌總數的分布情況大致相似，在人類工程活動強烈的區域，總大腸菌群均超過了600個/L，甚至達到了4 200 個/L；細菌總數均超過了1 000個/L，甚至達到了20 000個mg/L。二者均嚴重超標，超標率為100%。深圳市西部及南部沿海地區的地下水總大腸菌群和細菌總數超標尤為突出，說明污染特別嚴重[3]。

(6)pH值：主要反映地下水酸堿程度，在2019年度的水質監測中，發現松崗～公明～龍華片區，布吉～南灣片區pH值較低，據分析，該片區可能遭受酸雨的影響。

2.2 主要污染來源

深圳市入海污染源主要包括：入海河口、臨河城鎮以生活污水為主的市政下水口、用以排放工業污水和生活污水為主的排污溝渠等混合排污口、沿岸工廠企業直接入海的排污口、港口排污、海上流動污染源以及海水養殖區排污等。西部沿海主要污染物為無機磷、無機氮、石油類、COD。

3 結語

對地下水水質分析表明，隨著城市化的發展，工農業生產規模增加，隨之而來的環境污染也在增加。由于深圳工業的發展，“三廢”的排放量不斷增加，人口急劇增加，導致該地區河流受到不同程度的污染，進而影響附近的地下水水質，使地下水污染越來越嚴重。因此，有必要進行水質動態評價，為減輕流域水污染負荷，保護深圳飲用水源水質，改善深圳市水環境提供參考。