滕昱
(遼寧省水文水資源勘測局大連分局,遼寧 大連 116023)
大連市是一個資源型缺水城市,水資源形勢十分嚴峻。2011年全市供水量16.27億m3,其中地表水11.50億m3,占供水總量的70.7%;地下水3.27億m3,占供水總量的20.1%;中水回用、海水淡化供水1.50億m3,占供水總量的9.2%。地下水是水資源的重要組成部分,是支撐大連市經濟發展的重要自然資源。大連市受水文地質條件制約,城鎮地下水供水量在城鎮總供水量所占比例為16.2%,雖然地下水供水量所占比重不大,但在城鎮供水、農村人畜飲水、農田灌溉、工業生產等方面發揮十分重要的作用,因此,地下水的水質現狀以及變化趨勢具有重要的現實意義。
大連市位于中國東北地區南部,遼東半島的南端,東臨黃海,西瀕渤海,北接陸地營口市,南隔渤海海峽與山東半島相望。大連市多山地丘陵,少平原低地,位居東北地區海岸線中部,海岸線總長1906 km。其中陸域海岸線1288 km,島嶼海岸線618 km,幅員面積12574 km2。年平均氣溫10℃左右,平均降雨量為678.1 mm,降水量東部大于西部,北部大于南部。
大連地區出露的地層有前震旦系、震旦系、寒武系、奧陶系、石灰系、侏羅系及第四系,其中震旦系、震旦系分布最為廣泛。就全區而言,基巖出露較高,巖層富水性差,降雨時間集中,地表植被較差,河流短小,徑流快等不利的水文地質因素,導致區域地下水開發利用條件較差。
此次水質評價選擇大連市較有代表性的16眼地下水監測井作為研究對象,在樣品的采集和分析過程中考慮了環境樣品采集和分析質量保證措施能夠符合實驗室計量認證的相關要求。
2.2.1 地下水化學分類
為了反映大連市地下水水化學狀況,分別采用阿列金分類法和舒卡列夫分類法確定地下水水化學類型,以評價地下水天然狀況下的水化學組成背景。
2.2.2 地下水質量綜合評價
1)評價標準:GB/T14848-93《地下水質量標準》。
2)評價因子:色度、透明度、游離二氧化碳、侵蝕性二氧化碳、pH值、臭和味、鈣、鎂、氯化物、硫酸鹽、溶解性總固體、總硬度、總堿度、碳酸鹽和重碳酸鹽、高錳酸鹽指數、氨氮、鐵、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、磷酸鹽、二氧化硅,鉀、鈉等22項質量指標。
3)評價方法:采用水質綜合評價指數法進行評價。水質綜合評價的模式頗多,因為地下水環境質量差異很大,最好很據不同環境條件,選擇最能客觀反映該評價區地下水環境狀況的、分辨率高的模式,在這里選擇單因子評價指數法和內梅羅綜合評價指數法。
2.2.3 地下水開發利用功能評價
根據地下水開發利用情況,分別進行生活飲用水水質評價和農田灌溉水水質評價。生活飲用水功能評價標準:GB5749-2006《生活飲用水衛生標準》;農田灌溉用水功能評價標準:GB5084-2005《農田灌溉水質標準》。
3.1.1 阿列金分類
采用阿列金分類法對大連市16眼地下水監測井的水化學類型進行分類,ClⅢCa型10眼,占監測井數的62.5%;CⅢCa型5眼,占監測井數的31.25%;ClⅢNa型1眼,占監測井數的6.25%。
3.1.2 舒克列夫分類
采用舒卡列夫分類法對大連市16眼地下水監測井的水化學類型進行分類,全市地下水監測井水化學類型達10種,其中22-A型水(Ca2--HCO3-+Cl-型水,礦化度小于1.5 g/L)4眼,15-A(Ca2--HCO3-+SO42-+Cl-型水,礦化度小于1.5 g/L)2 眼;25-A(Na++Ca2+-HCO3-+Cl-型水,礦化度小于 1.5 g/L)2眼;46-A(Na++Ca2+-Cl-型水,礦化度小于1.5 g/L)2眼;其余6眼井分屬6種類型。
3.2.1 水質單因子評價指數法
通過對大連市16眼地下水監測井進行水質監測,有2眼井達到Ⅲ類水,占監測井數的12.5%;3眼井達到Ⅳ類水,占監測井數的18.75%;11眼井為Ⅴ類水,占監測井數的68.75%。
3.2.2 內梅羅綜合評價指數法
首先進行各單組份評價,劃分組分所屬質量類別。對各類別按表1規定分別確定單項組分評價分值Fi。按式(1)和式(2)計算綜合評價分值F,見表2。

表1 內梅羅綜合評價法級別賦分表


表2 內梅羅綜合評價法級別評價表
根據內梅羅綜合評價法對大連地區16眼地下監測井的水質進行綜合評價,結果表明,評價結果為較好的2眼井,占監測井數的12.5%;評價結果為較差的3眼井,占監測井數的18.75%;評價結果為極差的11眼井,占監測井數的68.75%。從分析結果上來看,與單因子水質參數評價結果完全一致,說明了評價結果的可靠性。
2011年大連地區地下水質按GB5749-2006標準進行評價,只有3眼地下監測井符合生活飲用水標準,占監測井數的18.75%,主要超標項目為氯化物、總硬度。
2011年大連地區地下水質按GB5084-2005標準進行評價,有9眼地下監測井符合農田灌溉用水標準,占監測井數的56.25%,主要超標項目為氯化物。
由以上的評價結果來看,大連地區地下水監測井水質較差,大部分的超標項目集中在氯化物、總硬度上,這是因為大連地區地下水超采嚴重,使地下水出現海水入侵現象,造成大連地區地下水井氯化物,總硬度超標嚴重。通過對大連地區16眼地下監測井近5年的水質資料中氯化物、總硬度兩個超標項目進行水質變化趨勢分析,客觀上即是大連地區海水入侵狀況的趨勢分析。選擇氯化物和總硬度兩項水質指標,對大連地區16眼地下監測井2007—2011年5年的水質監測資料運用季節性肯達爾檢驗法進行水質變化趨勢分析。應用PWQTrend 2010水質趨勢分析軟件進行濃度趨勢分析,其中氯化物指標,16眼地下監測井中無明顯變化趨勢的有13眼井,占監測井總數的81.25%,明顯下降的有3眼井,占監測井總數的18.75%;總硬度指標,16眼地下監測井中無明顯變化趨勢的有12眼井,占監測井總數的75%,明顯下降和明顯上升的各有2眼井,各占監測井總數的12.5%。由以上的分析結果可知,由于種種措施的實施,近5年大連地區的海水入侵情況得以控制,未有加劇。
大連市旅順口區、甘井子區、金州區、普蘭店、花園口等部分沿海區域多年來由于缺少地下水開采的長遠規劃,地下水超采現象嚴重,致使大連市沿海部分區域海水倒灌,海水入侵面積逐年增加。通過對16眼地下水監測井進行水質評價及趨勢分析可知,大連地區海水入侵情況得以有效控制。為了大連市地下水保護行動計劃的實施和海水入侵的綜合治理,強化水資源統一管理,進行水資源合理配置,實行節約用水,加強海水入侵控制、治理和水資源保護勢在必行。
[1]彭文啟,張祥偉.現代水環境質量評價理論與方法[M].北京:化學工業出版社,2005:151-159.