河流流域土壤及水質污染狀況調查研究
——以云南大理古城地區河流為例

何潤澤 李進 霍盼盼 胡興旺 嚴瓊 韓濤

（1.中國冶金地質總局西北地質勘查院，陜西西安 710119；2.陜西地礦綜合地質大隊有限公司，陜西渭南 714000；3.商洛西北有色七一三總隊有限公司，陜西商洛 726000；4.西北有色勘測工程有限責任公司，陜西西安 710000；5.陜西秦正防雷檢測有限公司，陜西西安 710016）

0 引言

面對嚴重的水污染，大理州果斷出擊，在缺乏治理經驗的情況下，摸著石頭過河。總體上說，截至目前，洱海經歷了一個由貧營養湖泊到中營養湖泊再到富營養湖泊的演化過程，洱海保護也經歷了“一湖之治”、“流域之治”和“生態之治”3個重要階段。

重點推進“六大工程”、“百村”環境衛生綜合整治、洱源生態文明試點縣建設等一系列舉措，洱海保護治理取得了顯著成績。

依托五溪入海河道段水文地質初期勘察工程開展云南大理古城白鶴溪等五條溪流域土壤及水質污染狀況調查研究，洱海全湖和入湖河流水質監測數據已較全面，但各支流的根本污染來源至今未能確定。通過本次立項，對五條入湖溪流河床、堤岸的土壤、水質等進行污染情況數據調查，水文地質鉆探與水質監測相結合開展綜合研究工作尚屬首次，可為后續恢復治理提出建設性意見。

1 流域水文地質條件

1.1 富水巖層

根據流域勘察剖面揭露的地層主要為第四系松散層?，F自上而下分述如下：

（1）人工填土：一般為粉土或者粉砂，砂含量30%左右，礫含量20-30%，礫徑1-2cm 為主，棱角狀，松散，稍濕。層厚1.2m-3.1m，滲透性強。

（2）砂質粉土：深灰-灰褐色，砂含量30-40%，粘粒含量15%左右，含少量有機質，稍密-中密。層厚2.7m-4.3m，相對隔水。

（3）砂質土：以細沙為主，灰褐色-黃褐色，細粒含量10-15%，稍密-松散，濕-飽水。層厚1.3m-2.6m，滲透性強。

（4）粉砂：深灰-灰褐色，細粒土含量30-50%，含少量礫，含少量淤泥質，中密，濕。層厚1.3m-2.2m，相對隔水。

（5）細砂：細粒土含量10-20%，稍密-松散，濕-飽水。層厚1.4m-5.9m，滲透性強。

（6）礫類土：部分卵石土，褐色、灰白色為主，砂含量30%左右，礫含量60%，礫徑1-5cm 為主，圓狀。松散，濕-飽水。層厚>7.5m，滲透性強。

1.2 地下水埋藏條件

通過對莫殘溪鉆進中水文地質觀測，鉆進無掉埋鉆現象；鉆遇地下水位后，每班觀測孔內水位一次。每個鉆孔測得混合靜水位。相對于河岸面，莫殘溪岸邊鉆孔水位埋深為1.85-2.42m，河道水位埋深一般為2m 左右，兩者相差不大。側向補給不顯著。

圖1 研究區水文地質剖面

通過對清碧溪鉆進中進行水文地質觀測，鉆進無掉埋鉆現象；鉆遇地下水位后，每班觀測孔內水位一次。每個鉆孔測得混合靜水位。由于清碧溪上游高差起伏較大，上游水位埋深較深，相對于河岸面，清碧溪下游岸邊鉆孔水位埋深為2.27-2.98m，河道水位埋深一般為2m 左右，河道底部高于周圍地下水位。溪流水補給周邊地下水。

通過對桃溪鉆進中進行水文地質觀測，鉆進無掉埋鉆現象；鉆遇地下水位后，每班觀測孔內水位一次。每個鉆孔測得混合靜水位。相對于河岸面，桃溪下游岸邊鉆孔水位埋深為3.10-3.67m，入湖口較高為1.67m，河道水位埋深一般為2m 左右，河道水位遠高于周圍地下水位。溪流水補給周邊地下水。

通過對白鶴溪鉆進中進行水文地質觀測，鉆進無掉埋鉆現象；鉆遇地下水位后，每班觀測孔內水位一次。每個鉆孔測得混合靜水位。由于白鶴溪上游高差起伏較大，上游水位埋深較深，蒼山大道上游河道s12 孔7.3m 未見地下水位，下游水位埋深為1.20-1.90m，鉆孔水位高程比附近河道水位高程高約10-20cm，存在地下水側向補給河道水。

通過對中和溪鉆進中進行水文地質觀測，鉆進無掉埋鉆現象；鉆遇地下水位后，每班觀測孔內水位一次。每個鉆孔測得混合靜水位。由于中和溪上游高差起伏較大，上游水位埋深較深，蒼山大道下游河道s13 孔5.8m 未見地下水位，相對于河岸面，下游岸邊鉆孔水位埋深為1.05-2.38m，河道水位埋深一般為2m 左右，河道底部一般略低于周圍地下水位。存在地下水側向補給河道水。

1.3 綜合情況評價

（1）莫殘溪下游大麗路以東相對穩定的隔水層為第三層第四系粉砂、砂質粉土，灰褐色，細粒土含量30-50%，含少量淤泥質，中密-密實，濕。埋深上界為2.20m-10.90m，層厚0m-11.3m，相對隔水。層厚較厚，隔水層較穩定，但隔水性能較差。相對于河岸面，莫殘溪岸邊鉆孔水位埋深為1.85-2.42m，河道水位埋深一般為2m 左右，兩者相差不大。側向補給不顯著。莫殘溪污染治理河道兩邊的防滲設計建議布置在第三層，埋深上界為2.20m-10.90m，但由于地下水側向補給不顯著，為節省成本，也可采用水質凈化措施來進行污染防治。

（2）清碧溪下游大麗路以東相對穩定的隔水層為第四層，埋深2.1m-12.8m，第四系粉砂、砂質粉土，深灰-灰褐色，細粒土含量30%左右，含少量礫，含少量淤泥質，中密-密實，濕。層厚1.5m-5.95m，相對隔水。層厚較厚，隔水層較穩定，但隔水性能較差。相對于河岸面，清碧溪下游岸邊鉆孔水位埋深為2.27-2.98m，河道水位埋深一般為2m 左右，河道水位高于周圍地下水位。溪流水補給周邊地下水。清碧溪污染治理河道兩邊的防滲設計建議布置在第四層，埋深上界2.1m-12.8m，但由于地下水基本不會補給溪流地表水，由于隔水層埋深較深，為節省成本，也可采用水質凈化措施來進行污染防治。

（3）桃溪下游大麗路以東無良好的隔水層，相對穩定的隔水層為第四層，埋深6.0m-10.0m，第四系粉砂，深灰-灰褐色，細粒土含量30-50%，含少量礫，含少量淤泥質，中密，濕。層厚1.3m-2.2m，相對隔水。層厚較薄，隔水層較不穩定，隔水性也較差。相對于河岸面，桃溪下游岸邊鉆孔水位埋深為3.10-3.67m，河道水位埋深一般為2m 左右，河道水位遠高于周圍地下水位。溪流水補給周邊地下水。桃溪污染治理河道兩邊的防滲設計建議布置在第四層，埋深上界6.0m-10.0m，但由于地下水基本不會補給溪流地表水，隔水層埋深較深，為節省成本，也可采用簡單的水質凈化措施來進行污染防治。

（4）白鶴溪下游大麗路以東相對穩定的隔水層為二層，埋深1.3m-3.6m，第四系粉土，或細粒土質砂塑性差，硬塑-軟塑密實-中密，潮濕。層厚1.8m-4.5m，隔水層。層厚較厚，隔水層較穩定，隔水性能較好。由于白鶴溪上游高差起伏較大，上游水位埋深較深，蒼山大道上游河道s12 孔7.3m 未見地下水位，相對于河岸面，下游岸邊鉆孔水位埋深為1.20-1.90m，河道埋深一般為2m 左右，河道水位低于周圍地下水位。地下水補給河道水。白鶴溪下游河道相對穩定的隔水層為二層第四系含淤泥質粉土，黑褐色，含較多淤泥質，占10%左右，塑性中等，呈硬塑狀，中密，很濕。層厚0.9m-2.67m，隔水層。層厚較薄，發育不穩定，長期處于飽水狀態，上界埋深約0.23m-1.10m。建議在該層位進行隔水。白鶴溪上游由于無隔水層，且地形起伏較大，河道水沿齒坎滲入地下，建議地表修建水利工程防止上游河道斷流與溪水污染，白鶴溪下游大麗路以東地下水對溪流地表水存在側向補給，需進行防滲設計。污染治理河道兩邊的防滲設計建議布置在第二層，埋深上界1.3m-3.6m，范圍從洱海邊至大麗路，適當的向西延伸。

（5）中和溪相對穩定的隔水層為二層，埋深0.4m-1.25m，第四系粉土，砂含量15%左右，塑性差中等，硬塑，中密，潮濕。層厚2.75m-4.2m，隔水層。層厚較厚，隔水層較穩定，隔水性能較好。由于中和溪上游高差起伏較大，上游水位埋深較深，蒼山大道下游河道s13 孔5.8m 未見地下水位，相對于河岸面，下游岸邊鉆孔水位埋深為1.05-2.38m，河道水位埋深一般為2m 左右，河道水位一般低于周圍地下水位。地下水補給河道水。中和溪上游由于無隔水層，且地形起伏較大，河道水沿齒坎滲入地下，建議地表修建水利工程防止上游河道斷流與溪水污染。下游大麗路以東地下水對溪流地表水存在側向補給，需進行防滲設計，中和溪下游污染治理河道兩邊的防滲設計建議布置在第二層，埋深上界0.4m-1.25m，范圍從洱海邊至大麗路，適當的向西延伸。

2 地下水現狀調查

將部分鉆孔的地下水進行了采樣與分析，主要目的是研究地下水對河道內水水質的影響，因此地下水的對比標準以《地表水環境質量標準（湖、庫）》（GB3838-2002）為準，五條溪的結果分述如下。

由莫殘溪地下水水質情況分析可知，莫殘溪大鳳路至大麗路段化學需氧量和氨氮指標達到地表水Ⅰ類，總磷指標達到地表水Ⅱ類，但總氮已經為地表水劣Ⅴ類。大麗路至入湖口段，除化學需氧量達到地表水Ⅰ類，總氮、總磷、氨氮指標均為地表水劣Ⅴ類。

由清碧溪地下水水質情況分析可知，清碧溪蒼山大道至大鳳路段化學需氧量、氨氮、總磷指標達到地表水Ⅰ類，但總氮已經為地表水劣Ⅴ類。大麗路至入湖口段，氨氮達到地表水Ⅰ類，總磷達到地表水Ⅲ類，總氮、化學需氧量指標為地表水劣Ⅴ類。

由白鶴溪地下水水質情況分析可知，白鶴溪蒼山大道至大鳳路段化學需氧量、氨氮指標達到地表水Ⅰ類，總磷為地表水Ⅲ類，總氮為地表水Ⅳ類。大麗路至入湖口段，生化需氧量為地表水Ⅲ類，總磷為地表水Ⅳ類，總氮、氨氮為地表水劣Ⅴ類。

由中和溪地下水水質情況分析可知，中和溪大麗路至入湖口段化學需氧量、氨氮、總磷、總氮全為地表水劣Ⅴ類。

由桃溪地下水水質情況分析可知，桃溪大鳳路至大麗路段化學需氧量指標達到地表水Ⅰ類，氨氮為地表水Ⅱ類，總氮、總磷為地表水Ⅲ類。大麗路至入湖口段，總磷達到地表水Ⅱ類，氨氮、總氮、化學需氧量指標均為地表水劣Ⅴ類。

綜上，五溪流域地下水總體呈現以下規律：五溪上游至中游地下水水質相對較好，但進入農田種植區和村落集中區，受農業、農村面源下滲影響，地下水水質逐漸變差，尤其是大麗路以下，地下水水質整體為地表水Ⅴ類、劣Ⅴ類。

3 土壤、底泥污染現狀調查

國內目前未對底泥和土壤的全氮、總磷指標有明確的標準劃分，因而此處參考美國EPA 制定的底泥分類標準：

底泥中全氮<1000mg/kg 屬于輕度污染區，全氮在1000-2000mg/kg 屬于中度污染區，全氮>2000mg/kg屬于重度污染區。

底泥中總磷<420mg/kg 屬于輕度污染區，總磷在420-650mg/kg 屬于中度污染區，總磷>650mg/kg 屬于重度污染區。

3.1 土壤污染現狀調查

本次調查對研究區進行了土壤和底泥取樣，最大程度避免了農業生產產生的面源污染對取樣分析結果的影響。取樣后選取合適的特征分析項目在1個月內送實驗室檢驗，送樣分析結果可靠。其可以代表2020年研究區全年的污染特征。

根據土壤污染分析可知：全氮樣品中度-重度污染樣品共五組，全部分布在大麗路以東，全氮含量1326-2145mg/kg，全部分布在第一層以粉質為主的壤土中，附近有排水溝、池塘等人類活動行程的地表水體存在，由此判斷農業活動不是土壤全氮污染的主要原因，其主要原因是污水或者養殖業造成；總磷樣品全部超標，樣品中僅見一組輕度污染，8 組中等污染，重度污染47組，平均總磷含量1027mg/kg，范圍為677-2680mg/kg，在不同的深度相差不大，唯一一組超過2680mg/kg 的樣品位于洱海西側200m 水塘附近，可知長期的農業活動，居民生活污水排放，造成了磷在土壤中的大量富集，地下水的入滲和徑流為磷的移動到深部提供了通道，地表水體加劇了這一富集過程。

3.2 底泥污染現狀調查

將部分調查點位的污染層土壤和河床底泥進行了采樣與分析，主要目的是研究土壤和底泥對河道內水的水質影響。分析結果如下所示：五溪大麗路至入湖口區域土壤及底泥總體呈現中、輕度污染情況，對河道水質情況有一定影響。通過以上分析可知，土壤污染和河道水質密切相關，中下游水質污染較嚴重的地區土壤和底泥污染也較嚴重，但污染由于隔水層存在基本未對隔水層以下的土壤產生污染。

4 成果結論

通過研究工作，在不賦水層位采取土質樣品及地下水質分析樣品分析，初步掌握五條溪流上、下游地質情況，了解不同層位土壤、地下水污染物的成分及含量，根據生活區和農業區分布與河流之間的關系，分析滲透作用對河流水質的影響，確定污染物源對調查區水質的影響機理及影響程度。

五溪流域地下水總體呈現以下規律：五溪上游至中游地下水水質相對較好，但進入農田種植區和村落集中區，受農業、農村面源下滲影響，地下水水質逐漸變差，尤其是大麗路以下，地下水水質整體為地表水Ⅴ類、劣Ⅴ類。

全氮樣品中度-重度污染樣品共五組，全部分布在大麗路以東，全氮含量1326mg/kg-2145mg/kg，全部分布在第一層以粉質為主的土壤中，附近有排水溝、池塘等人類活動行程的地表水體存在，由此判斷農業活動不是土壤全氮污染的主要原因，其主要原因是污水或者養殖業造成。五溪大麗路至入湖口區域土壤及底泥總體呈現中、輕度污染情況，對河道水質情況有一定影響。