衡水市深層地下水水環境狀況分析

李秀瑩

(河北省衡水水文水資源勘測局，河北 衡水053000)

衡水市位于河北省東南部。地質構造上，主要為黃河、漳河、滹沱河的第四紀沖積、洪積、湖積物。呈多層結構的泥沙堆積，地下普遍分布著咸水和淡水。衡水市可利用水資源十分匱乏，人均水資源量只有148 m3，是河北省最干旱、最缺水的地區之一［1］。

1 地下水動態

深層水為承壓水，未開采前其流向為自西南向東北，其動態變化是:深層地下水不受降水的直接影響，全年地下水埋深變化一般呈單峰型。從2月下旬開始春灌水位一直呈下降趨勢，到六月下旬雨季到來灌溉用水量基本停止，水位開始回升，9月下旬由于秋灌影響水位有所下降，10月中旬種麥結束后，水位繼續回升直到年底或下年一、二月份，深層地下水峰值一般出現在這一時期。上世紀七十年代后，因大量開采，形成大面積降落漏斗，改變了天然流向，大部分地段向漏斗中部匯流。近年來因氣候干旱，采大于補，水位逐年呈下降趨勢，只有豐水年補給量大于開采量水位有所回升，因此，水位多年變化呈波狀下降趨勢。據《衡水市第二次水資源調查評價》統計多年平均深層地下水開采7.2億 m3，占地下水總開采量的60.0%，2003年全市深層地下水年平均埋深為54.85 m，比1994年增大 14.02 m。

2 水質類別及綜合污染評價

采用標準對照法進行水質類別評定，同時運用內梅羅綜合污染指數法進行地下水質量綜合評價。評價參數涉及pH值、鉀、鈉、氟化物、錳等共30項。

通過對全市247眼最新深層地下水井監測資料進行分析，Ⅰ類水井10眼占4.0%、Ⅱ類水井15眼占6.1%、Ⅲ類水井98眼占39.7%、Ⅳ類水井85眼占34.4%、Ⅴ類水井39眼占15.8%。主要污染物為氟化物、pH值，其次為硫酸鹽、氯化物、溶解性總固體，另外亞硝酸鹽氮、鐵、高錳酸鹽指數也存在部分測井超標現象，其中氟化物監測240井次超標106井次，超標率為44.2%，pH值監測233井次超標32井次，超標率為13.7%，硫酸鹽監測144井次超標14井次，超標率為9.7%、氯化物監測222井次超標12井次，超標率為5.4%、溶解性總固體監測236井次超標4井次，超標率為1.7%，鐵監測114井次超標3井次，超標率為2.6%。通過對其中117眼資料較全面的測井進行綜合評價顯示，全市地下水質量狀況以良好—較差為主，優良水井5眼占4.3%、良好水井46眼占39.3%、無較好水井、較差水井63眼占53.8%、極差水井3眼占2.6%。從行政分區看，水質較好的區域主要集中在市區北部的武強、饒陽以及安平一帶，其中尤以安平縣水質最好。

3 水化學類型

采用阿列金分類法對深層地下水水化學類型分析顯示，全市深層地下水陰離子以 Cl－為主，陽離子以 Na++K+為主，水化學類型以 C(Na，Ⅰ)、Cl(Na，Ⅰ)、Cl(Na，Ⅱ) 、S(Na，Ⅱ)型為主，分別占總監測井的 29.6%、25.9%、22.2%、14.8%，另局部地區存在 S(Na，Ⅰ)與 C(Na，Ⅱ)型水。水化學類型的分布具有明顯的分區:西部多為硫酸鹽鈉型水(包括 S(Na，Ⅰ)、S(Na，Ⅱ)型)，局部為 C(Na，Ⅰ)型水;中部為氯化物鈉型水(包括Cl(Na，Ⅰ)、Cl(Na，Ⅱ)型);東部多為碳酸鹽及重碳酸鹽鈉型水(包括 C(Na，Ⅰ)、C(Na，Ⅱ)型)，局部為 Cl(Na，Ⅱ)型水［2］。

圖1 主要污染物超標率統計

圖2 深層地下水綜合評價質量狀況

4 重點區域地下水水質狀況及其影響因素分析

4.1 區域水質概況

依據河北省水利廳冀水資［2006］25號文件《關于進一步加強城市飲用水水源地水質通報發布工作的通知》精神，為準確掌握衡水市區深層地下水水質狀況，特選設白廟水廠1號井、2號井、3號井共計3眼監測井，自2006年6月至2007年6月為期1年的連續旬測，監測項目共涉及水溫、pH值、總硬度、氯化物、高錳酸鹽指數、氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、氟化物、砷、揮發酚、六價鉻、鐵、汞共14項。其中白廟1號井井深280 m、取水層112～280 m;白廟2號井井深635 m、取水層499～629 m;白廟3號井井深320 m、取水層246～320 m。

4.2 白廟1號井

全年水溫在 19.2～22.5度之間，pH 值在 8.1～8.6之間，水質以Ⅱ類水為主，綜合評價級別以良好為主。有部分測次存在亞硝酸鹽氮超標現象，主要集中在2006年7～8月，以及2006年的12月，最大超標2.3倍。硝酸鹽氮含量1年來均低于1.00 mg/L、氨氮含量1年來均低于0.10 mg/L。

4.3 白廟2號井

全年水溫在 31.3～34.0度之間，pH 值在 8.1～8.7之間，水質1年來均為Ⅳ類，綜合評價級別全部為較差。主要污染物為氟化物，另外有部分測次存在亞硝酸鹽氮超標現象。氟化物含量在1.26～1.48 mg/L之間，亞硝酸鹽氮超標主要集中在2006年7～8月，以及2006年的12月，最大超標1.0倍，硝酸鹽氮含量1年來均低于1.00 mg/L、氨氮含量1年來均低于0.10 mg/L。

4.4 白廟3號井

全年水溫在 23.4～24.7度之間，pH 值在 8.1～8.6之間，水質以Ⅱ類水為主，綜合評價級別以良好為主。有部分測次存在亞硝酸鹽氮超標現象，主要集中在2006年7～9月，以及2006年的12月 ～2007年3月，最大超標2.3倍。硝酸鹽氮含量1年來最高位1.53 mg/L、氨氮含量1年來最高為 0.15 mg/L。

4.5 影響因素分析

深層地下水污染途徑主要有兩種，一種是受地質條件的影響，一種是污染的潛水越層進入承壓水。衡水市區深層地下水監測項目中存在超標現象的污染項目有氟化物、pH值、亞硝酸鹽氮三項，其中氟化物1號井與3號井不存在超標現象，但2號井所有測次均超標，另外市區設淺層地下水監測井氟化物含量多在1.00 mg/L以下，可見主要為受地質結構影響，環境背景值較高;pH值3眼測井所有測次均在8.1以上，部分測次超國標上限值8.5，最高監測值為8.7，市區淺層地下水pH值多在7.5～8.0之間，可見也主要為受地質結構影響，環境背景值較高;亞硝酸鹽是氮循環的中間產物，不穩定，根據水環境條件可被氧化成硝酸鹽，也可被還原成氨。亞硝酸鹽在pH值較低的酸性條件下，可與仲胺類反應生成具有致癌性的亞硝胺類物質。亞硝酸鹽氮受地質的影響較小，主要為潛水越層進入承壓水引起的污染，縱觀2006～2007年淺層地下水監測資料，市區淺層地下水也的確存在超標現象，如淺層地下水監測井張圈2006年亞硝酸鹽氮年均值為 0.066 mg/L，超標 2.3 倍。

5 水質變化趨勢分析

采用單項組分變化與綜合質量變化相結合的方式，選取資料完整的饒陽縣水務局測井2004～2009年共6年連續監測資料進行分析(受資料所限，具有長系列連續監測資料的測井僅此1眼，深層地下水變化分析還需做進一步研究)。

圖3 溶解性總固體、硫酸鹽、總硬度、氯化物變化趨勢圖

圖4 氟化物變化趨勢圖

圖5 綜合污染指數變化趨勢圖

由原始監測資料以及圖3～圖5分析可見，溶解性總固體2007～2009年有較明顯的增高趨勢;硫酸鹽、總硬度、氯化物、氟化物以及綜合污染指數多年來無明顯變化趨勢;縱觀原始監測資料，其余監測項目也均無明顯變化趨勢。

6 保護建議

(1)合理開采地下水，避免過量開采。根據衡水市水資源特點，實行優先開發利用地表水、合理開采淺層水、限制開采深層水的策略來確定地下水開采的原則，嚴格執行打井審批制度和取水許可制度(包括水質、水量的管理)以及新上項目水資源論證制度。

(2)加強對地下水水量、水位、水質的監測，進一步鞏固、調整、充實地下水監測站網，對地下水水質、水量進行同步監測。對重點地區、重點水域、和重點水源地的重點監測，定期發布動態簡報、公報，掌握地下水變化動態，發現地下水水質惡化及時處理。

(3)大力推廣先進節水技術，提高水資源的利用效率和效益，結合產業結構調整，進一步加大推廣節水新技術、新工藝、新設備的力度。大力推廣節水灌溉技術，減少用水過程中不必要的損失和浪費。

7 結語

由于地表水資源嚴重不足，地下水一直是衡水市主要依賴的水源。常年的過度超采，形成了著名的地下水“冀棗衡”漏斗區，目前漏斗面積仍在不斷擴大，深度仍在繼續增加。地下水位的持續下降，勢必會造成地面沉降、地下水水質惡化、咸淡水界面下移等一系列環境問題，地下水開發難度也將不斷加大。為此應加強地下水水質狀況、污染來源及防控措施的研究，有效利用地下水，從而實現水資源的可持續開發利用。

［1］衡水市第二次水資源調查評價［M］.衡水:衡水市水務局.2005年.69～71.

［2］2000年衡水市水資源保護規劃［M］.衡水:衡水市水務局.2001年.95～96.