新鄉市淺層地下水水環境特征

田良河

（（河南省地質調查院，鄭州 450001）

新鄉市淺層地下水水環境特征

田良河

（（河南省地質調查院，鄭州 450001）

為有效防治地下水污染，分析新鄉淺表地層巖性、含水組空間分布及其水化學的類型分帶和特征。在此基礎上綜合評價淺層地下水質量，發現新鄉市淺層地下水質量污染普遍超標，建成區及周圍地下水質量為Ⅴ類以上，其他地區達到Ⅳ類以上。

淺層地下水；水化學類型；礦化度；影響因素；新鄉市

1 引言

新鄉市位于太行山東南麓、黃河中下游沖積平原的北緣。地形西高東低，北高南低。北部地面高程130～210m，南部地面高程69～73m。

新鄉市城市供水以地下水作為主要水源，其次為引黃河水。現狀條件下，主要開采兩層地下水，即埋藏深度在100m以淺的淺層地下水和100～350 m的第2組深層承壓水。第2組深層承壓水為微咸水，僅有少量自備井開采利用。新鄉市人均水資源占有量為323.4m3，為較嚴重的缺水城市。隨著地下水的開采和工農業的發展，水位降落漏斗逐年增大，水質也愈來愈差。本文以2008年度開展的“河南省主要城市（新鄉市）環境地質調查評價”項目所取得的水質資料，對淺層地下水環境特征進行研究。

2 淺表地層巖性與地下水位埋深

新鄉市淺表地層巖性主要為全新統粉土、粉質粘土，包氣帶厚度總的規律是中部較薄，一般4～6 m，向南北兩側厚度逐漸增加到10m左右。

淺層地下水淺埋區分布在中部的金家營－留莊營－張武店一帶和西部的合河鄉一帶。地下水埋深一般小于6m。其中梁任旺村一帶受人民勝利渠渠灌影響，出現局部的高水位區，水位埋深小于4m。西南部水位埋深大于10m。北部南張門、東馬坊和白小屯一帶，由于超采形成水位降落漏斗，漏斗區水位埋深大于10m，漏斗中心水位20.55m。

淺層地下水埋藏淺，包氣帶厚度較薄，滲透性較好，防污染能力較差，容易受到地表和大氣中各種廢棄物的污染。

3 淺層含水組空間分布特征

淺層含水組是指埋藏深度在100m以淺的第四系松散巖類含水層組，廣泛分布在堆積平原區，北部山前地帶含水層較薄一般20～45m，向南部平原逐漸增厚至30～70m。按其降深5m計算出來的單井出水量，可將該區劃分成3個富水性不同的區（圖1、圖2）。淺層含水組巖性主要為中細砂、細砂。淺層水為潛水－微承壓水，是新鄉市地下水主要的開采目的層。

4 淺層地下水水化學特征

圖1 淺層水文地質圖Fig.1 Hydro－geologic map of shallow strata

本次樣品由河南省地質環境監測院測試，分析結果（表1）表明，淺層地下水水化學類型自北向南具有一定的分帶性：西北部、北部山前傾斜平原一帶地下水化學類型主要為HCO3－Ca、HCO3－Ca·Mg型；依次向南，共產主義渠北側中馬坊一帶地下水漏斗區，水化學類型為HCO3·SO4－Ca·Mg·Na型；泛流平地區沿衛河、共產主義渠一帶，水化學類型為HCO3·SO4·Cl－Na·Ca·Mg型等，泛流平地區沿人民勝利渠及干渠影響地段，水化學類型為HCO3·SO4－Na·Mg型；東孟姜女河影響區一帶，地下水化學類型為SO4·Cl－Ca·Mg·Na和HCO3·SO4·Cl－Na·Mg·Ca型等；至東南部古河床漫灘一帶，地下水化學類型為HCO3－Ca·Mg·Na、HCO3－Na·Mg型等。從地下水化學類型分布規律來看，在衛河、孟姜女河影響帶，地下水化學類型復雜。

共產主義渠以北地區，地下水主要接受西部及北部山區側向徑流補給，地下水徑流條件較好，以溶濾作用為主，水化學類型較簡單，礦化度一般小于1.0g/l。由北向南，隨著徑流途徑延長，地下水陰離子由HCO3為主漸變為以HCO3·SO4為主。

共產主義渠以南地區，地下水主要接受西南部黃河故道側向徑流補給，地下水埋藏淺，徑流滯緩，以蒸發排泄為主，蒸發濃縮作用較強，形成礦化度大于1.0g/l的微咸水，局部高達3.3g/l，總硬度大于450mg/l，最高2 022mg/l。由北向南地下水陰離子由HCO3·SO4為主漸變為以SO4·Cl為主。隨著礦化度的增高，陽離子由Ca·Mg的主導地位逐漸被Na代替。

圖2 含水組結構剖面圖Fig.2 Cross section of aquifers

5 淺層地下水質量評價

采用綜合評分法進行淺層地下水質量評價。

評價因子主要有：色度、鐵、氨氮、硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氟化物、總硬度、高錳酸鹽指數、溶解性總固體、pH等。

根據評價結果，淺層地下水質量普遍差，在采取的79件水樣中，其中V類水樣57件，占調查點總數的72%，分布面積323km2，占總面積的38.6%；Ⅳ類水樣18組，占調查點總數的23%，分布面積506km2，占總面積的60.6%；II類水樣4組，占調查點總數的5%，分布面積7km2，占總面積的0.8%。

超標因子主要有亞硝酸鹽、硫酸鹽、總硬度、溶解性總固體、高錳酸鹽指數等。

6 主要超標因子的分布特征

6.1 淺層地下水TDS（M）與總硬度

共產主義渠和孟姜女河之間的地帶TDS最高，其中沿衛河南側和東臺頭至留莊營之間的孟姜女河兩岸地段為高TDS地下水分布區，TDS一般大于2 000mg/l，最高3 915mg/l，向兩側礦化度漸低。共產主義渠北部原莊、陳堡一帶以北，TDS小于1 000mg/l；南部油房堤、大三王莊一線以南TDS小于1 000mg/l。

表1 淺層地下水主要水化學指標一覽表Table 1 Main hydro－chemical indicators for shallow groundwater

與TDS分布規律類似，淺層地下水硬度最高的分布地段也在衛河南側，硬度大于1 000mg/l，最高2 200mg/l。向兩側為450～1 000mg/l。北部山前一帶、南部至朱召村、東臺頭、王連屯一線以南，總硬度小于450mg/l。

6.2 硫酸鹽與氯化物

硫酸鹽與氯化物含量超標的地段主要也是在共產主義渠和孟姜女河之間，其中衛河兩岸地段含量最高，硫酸鹽最高含量達1 554mg/l，超過飲用水標準6倍以上。氯化物最高達669mg/l，為飲用水標準的2.7倍。向南北遠離衛河逐漸降低，共產主義渠以北和孟姜女河以南地區，硫酸鹽和氯化物含量降至250mg/l以下。

圖3反映了地表水對淺層地下水的影響，可以看出，各超標組份受地表水影響明顯，淺層地下水中不同超標離子成分含量和距地表水的距離成正相關。總的規律是：近河地帶較高，遠離河流處漸低；上游補給區較低，下游排泄區較高。衛河沿岸市區一帶是主要的化學組份超標區域。

圖3 地表水對不同距離淺層地下水組份含量的影響示意圖Fig.3 Influence of surface water on shallow aquifers in different distances

6.3 氟化物

區內氟化物含量大于1.0mg/l的地下水成點狀或小片狀分布于衛河和孟姜女河兩側，含量最高的位于洪門鄉，為2.24mg/l，其他為1.92～1.04 mg/l。

6.4 TDS與各化學組份含量的關系

地下水的礦化度是指地下水中所含離子、分子、化合物的總量，地下水中物質組份的變化將引起礦化度的變化，礦化度與各組份之間的相關關系可以很好地反映它們之間的成因聯系。本區淺層地下水中 K＋＋Na2＋、Mg2＋、Cl－、、Ca2＋與礦化度有明顯的線性相關關系。其中，K＋＋Na2＋、Mg2＋、Cl－、SO2－4與礦化度強相關，Ca2＋、HCO－3呈顯著相關（表2、圖4）。

表2 礦化度與不同化學組份含量的相關關系Table 2 Correlation between mineralization and different chemical components

圖4 礦化度與不同化學組份含量的擬合曲線Fig.4 Fitting curve between mineralization and different chemical components

7 結論

（1）新鄉市沖積平原區淺層地下水水位埋藏淺，包氣帶巖性以粉土、粉質粘土為主，滲透性較好，防污性能較差，容易受到地表和大氣中各種廢棄物的污染。

（2）新鄉市淺層地下水受地表水影響明顯，主要超標組份含量遠離衛河、孟姜女河等地表水體而降低。不同離子組份含量表明，淺層地下水已受到不同程度污染。建成區一帶地下水化學類型主要為HCO3·SO4·Cl型，污染主要來自地表污水體，其中衛河與孟姜女河是主要的地表水污染源。

（3）新鄉市淺層地下水質量普遍超標，建成區及周圍地下水質量均為V類以上，其他地區達到IV類以上。主要超標組份為亞硝酸鹽、硫酸鹽、總硬度、溶解性總固體、高錳酸鹽指數等，淺層地下水已不適宜飲用。

淺層地下水污染加劇了用水緊張的狀況，對人民生活和社會經濟發展帶來了嚴重影響，制約了新鄉市的可持續發展。因此，地下水污染的防治問題應引起政府部門高度重視。

［1］河南省水利廳水政水資源處，河南省水文一隊.河南省新鄉市城市地下水超采區評價成果報告［R］.2005.

［2］沈照理.水文地球化學基礎［M］.北京：地質出版社，1986.

［3］劉永良，周衛，潘國營，等.新鄉市地下水硬度升高機理和原因試驗研究［J］.人民黃河，2009，31（11）：50－51.

［4］王國重.新鄉市水資源緊缺狀況及對策［J］.水資源保護，2002，（4）：31－32.

FEATURES OF SHALLOW GROUNDWATER IN XINXIANG CITY

Tian Liang－he
（Henan Institute of Geological Survey，Zhengzhou 450001，China）

To effectively control groundwater pollution，we analyze the lithology of the shallow strata，the spatial distribution of the aquifers and their hydro－chemical type zonation.The comprehensive evaluation about the quality of the shallow groundwater shows widespread groundwater pollution in Xinxiang.The groundwater quality is above Class V in Jianchen District while it is above Class IV in other districts.

shallow groundwater；hydro－chemical type；mineralization；affecting factors；Xinxiang

X143；P641

A

1006－4362（2011）03－0105－05

2011－02－09 改回日期：2011－03－31

國家地質大調查項目（水［2008］03－01－04）

田良河（1969－ ），男，高級工程師，主要從事水環地質、淺層地熱能開發利用研究等工作。