淺析水源地水環境的水質調查與評價方法

汪 宇 田金華

（四川省地質工程勘察院，四川成都610072）

一、區域地質背景條件

回龍溝位于彭州市北部山區龍門山鎮。區域內地勢總體北高、南低，居龍門山主斷裂構造帶，高山、中山及河谷平壩沿湔江兩岸呈階梯狀分布。區內最高峰為最北端的太子城，海拔4812m，最低點位于龍門山鎮東南河心處，海拔1018m，相對高差達3794m。區域包含黃水河群（Pthn）、石炭系（C）、二疊系（P）、三疊系（T）及火山巖組、巖漿巖等地層，巖性以花崗巖、閃長巖、蛇紋巖、石英巖、灰巖、片巖、片麻巖、變粒巖、變質流紋巖、安山巖、角斑巖、安山玄武巖、流紋巖等為主。地質構造復雜，為華夏系龍門山構造帶的中南段。

回龍溝是湔江一級支流，發源于海拔4600m的光光山，溝口高程1100m，相對高差3500m，水流蜿蜓穿行于高山峽谷之中，沿途先后匯入二道河、燕子洞溝、黃峰溝（回龍溝）、小牛圈溝等常年流水溪溝共16條。主溝長17.7km，集雨面積113km2，河道平均坡度197‰。

二、水源地水質調查評價方法

調查方法以資料收集、水文地質調查、取樣、水質檢測、水質評價等綜合方法進行。通過資料收集及水文地質調查，查明工作區地層巖性、地質構造、地表水的分布、類型、規模，地表水補給、徑流、排泄條件及水化學特征等水文地質條件；通過采集大量水樣進行水質分析，根據檢測數據鎖定污染源，并對污染源產生區域進行詳細的水文地質分析，確定污染源的補給、徑流、排泄過程，初步分析污染源產生的條件、規模及對地表水水質的影響進行評價，并對控制污染源做合理化建議，為安全飲水提出建設性處理意見。

三、本次采樣檢測基本情況

本次采水樣遍布全區，共采集地表水水樣17組，采樣采取以總體控制，局部加強的方式由上游向下游逐個取樣。水質評價按照《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）、《生活飲用水衛生標準》（GB5749-2006）以及《生活飲用水水源水質標準》（CJ 3020-93）的要求進行評價。各水樣化學分析主要離子檢測值詳見表1：

表1 ：各水樣化學分析主要離子檢測值表

四、調查區水化學

（一）水化學特征

地表水按化學成分的分類方法有很多種，其中K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、CO32-、SO42-、Cl-等八大離子是地下水化學類型分類的基礎。地下水化學類型按舒卡列夫法進行分類（前蘇聯學者CAЩукалев），首先，根據地下水中主要八種離子（其中K++Na+合并為1種，HCO3-+CO32-并為1種，共分為六種）的相對含量進行組合分類的一種方法。如果某種離子含量（毫克當量百分數，或視毫摩爾百分含量）≥25%，參與組合定名，給定編號。三類陽離子（K++Na+、Ca2+、Mg2+）可以有7種組合方式；三類陰離子（HCO3-+CO32-、SO42-、Cl-）也可組合為7種；陰、陽離子再組合共計為：7×7＝49種水型，參見下表2：

表2 ：舒卡列夫水質分類表

根據本次已完成的17組地表水取樣檢測資料，結合調查區區域資料分析，區內地下水化學類型以HCO3·SO4-Ca型水為主，個別為HCO3-Ca、HCO3·SO4-Na·Ca、SO4-Ca型水。PH值在7.3-8.9之間，總硬度57.6-337.8毫克/升，礦化度一般79.6-255.1毫克/升，最大礦化度465.8毫克/升，為弱堿性低礦化度淡水。地表水是較為理想的工業生產用水水源，經適當處理后亦可以滿足生活飲用水要求。

（二）水化學分類與圖示方法

派珀(Piper)三線圖簡單直觀的展現了地下水八大離子的空間關系，是分析水文地球化學數據的一種常用方法。本次采用專門處理水溶液地球化學數據分析、作圖和模擬的AquaChem V.3.7軟件進行分析。分析的主要參數為17個水樣的主要離子檢測值。三線圖解由2個三角形及1個菱形組成，左下角三角形的三條邊分別代表陽離子中K++Na+、Ca2+、Mg2+的毫克當量百分數；右下角三角形的三條邊分別表示陰離子中HCO3-+CO32-、SO42-、Cl-的毫克當量百分數。任意水樣中的陰陽離子相對含量分別在兩個三角形中以圓圈表示，引線在菱形中得出的交點上以圓圈綜合表示此水樣的陰陽離子相對含量。

Piper三線圖落在不同菱形區域的水樣具有不同的化學特征。1區：堿土金屬超過堿金屬離子，2區：堿大于堿土，3區弱酸根超過強酸根，4區強酸大于弱酸，5區碳酸鹽硬度超過50%，6區非碳酸鹽硬度超過50%，7區堿及強酸為主，8區堿土及弱酸為主，9區代表任一對陰陽離子含量均不超過50%。具體分區如圖1所示。

分析地下水各組分的相關關系，可以了解地下水成因及各組分相互聯系的關系。本次調查地下水陰離子、陽離子分別作水化學三線如圖2、水化學組分關系如圖3。

根據本次已完成的17組地表水取樣檢測資料，結合調查區區域資料分析，區內地下水化學類型以HCO3·SO4-Ca型水為主，個別屬HCO3-Ca、HCO3·SO4-Na·Ca、SO4-Ca型水。

從水化學組分關系圖可以看出，回龍溝流域內地下水中的硫酸根離子、碳酸根離子及鈣離子是影響區內地表水水體礦化度含量高低的主要因素。

四、水質分析評價

圖1 ：派珀三線圖圖解分區

圖2 ：調查區水化學類型派珀三線圖

圖3 ：調查區水化學組分關系圖

按照國家《地表水環境質量標準》（GB 3838-2002）對地表水進行水質質量分類綜合評價。

根據回龍溝流域地表水取樣檢測結果統計，地表水的PH值在7.3-8.9之間，總硬度57.6-337.8毫克/升，礦化度一般79.6-255.1毫克/升，最大礦化度465.8毫克/升，為弱堿性低礦化度淡水。地下水化學類型以HCO3··SO4-Ca型水為主，個別為HCO3-Ca、HCO3·SO4-Na·Ca、SO4-Ca型水。其中硫酸根離子、碳酸根離子及鈣離子是影響區內地下水水體礦化度含量高低的主要因素。調查區地表水的水質總體較差，在17組樣中，僅6組水樣達到《地表水環境質量標準》（GB 3838-2002）中Ⅲ類水域標準，占35.3%，11組水樣達不到地表水Ⅲ類水域標準，占64.7%，流域內地表水存在一定的污染情況，主要以鐵離子、錳離子超標為主，少量硫酸根離子超標。因此，回龍溝流域內地表水不宜直接飲用。

結語

根據水文地質調查及水質檢測成果資料可以得出如下結論：

1區內地下水化學類型以HCO3·SO4-Ca型水為主，PH值在7.3—8.9之間，總硬度57.6-337.8毫克/升，礦化度一般79.6-255.1毫克/升，為弱堿性低礦化度淡水。調查區地表水的水質總體較差，地表水存在一定的污染情況，地表水不宜直接飲用。

2流域內地表水主要以鐵離子、錳離子超標為主，少量硫酸根離子超標。SO42-、Mn離子超標屬于局部區域污染問題，通過水流自我調節、稀釋、降解后可達標。而Fe離子超標屬于區域性地質環境背景問題，人類工程活動對其具有一定影響，但特定的地質環境背景起了決定性作用，這是長期以來都存在的問題。

3為了保證居民飲用水的安全，建議加強對水源地Fe離子超標的水處理工作。對回龍溝主要污染源采取源頭封堵、改道或引排的方式處理，在一定程度上可以對水源的水質有所改善。同時應做好水源地及上游來水的長期水質監測工作。

[1]國家環保總局.水和廢水監測分析方法[M].北京：中國環境科學出版社，2002.

[2]王宏康.水體污染及防治概論[M].北京：北京農業大學出版社，2007.