朝陽市地下水水質規律及其水位動態監測與分析

劉延輝

(朝陽市水利規劃勘測設計院，遼寧 朝陽 122000)

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朝陽市地下水水質規律及其水位動態監測與分析

劉延輝

(朝陽市水利規劃勘測設計院，遼寧 朝陽 122000)

地下水由于具有污染小、易開采等優勢而逐漸成為全球重要的供水水源之一。但是，隨著科技的進步、工業的迅速發展，地下水水質正面臨嚴重威脅。通過對朝陽市城區地下水長期監測，分析確定城區內地下水的動態變化影響因素，結合各種影響因素，提出地下水水源地保護區的劃分原則，建立地下水質監測網的框架。研究成果可以為相關部門了解和掌握地下水動態規律、合理開發和利用地下水資源、加強水資源科學管理等方面提供技術支撐和數據支持。

地下水；水質監測；預側；影響因素；朝陽市

地下水資源不僅是供水水源，同樣是維持水系統、生態系統的運轉的重要前提。通過研究，發現地下水過度開采以及因地表水而造成地下水二次污染的兩種現象較為普遍。發達國家對地下水資源的監測保護工作走在了世界前端，并且建立了地下水水源地保護區劃分體制、框架體系[1-3]。

在提出保護區劃分時，不能以點帶面，要根據水資源所在地的具體情況，做出最有效的劃分方法[4-5]。根據劃分原則進一步提出水質監測網框架，對水源地環境質量做出進一步的貢獻，同樣為相關部門提供技術支持。

1 基本概況

遼寧省朝陽市坐落于本省的西端，在E118°50′-121°17′和N40°25′-42°22′。總面積約2萬km2，總人口約330萬。該地區屬于溫帶季風性氣候，平均氣溫約為8.5℃，年降水量約為600mm。其地勢西北高，海拔達400m，而西南較低，低于20m。水資源相對豐富，但流量變化大、水土流失嚴重，且利用率不高。

2 地下水水質現狀研究

在朝陽市區共設置70個水樣的采樣點，其中工業及人口密集區布置采樣點相對較多，其他地區則相對較小。取樣點主要為現有水井或地下水取水處，其樣品中以淺層地下水為主，輔以其它水層。

對采集的水樣進行測試，測試結果與我國制定的規范進行比較，發現采樣區水質狀況良好，無明顯的污染情況出現。重要測試指標結果如圖2所示。

圖1 主要測試指標及統計特性結果

3 地下水水質變化規律研究

通過建立合適的模型來預測地下水水質變化趨勢[6]。文章將采取主要由3個因素建立合適的模型：范圍NF、頻率NP以及程度NC。最后將這3種指標整合得到綜合的指數值N。綜合指數值0-100之間，關系式為：

(1)

式中：N為綜合指數；NF為指標超標數量；NP為某指標超標的概率；NC為某指標超過可接受范圍的大小。

計算模型主要是基于線性回歸分析法。首先選取樣本的80%數據進行分析，再回歸分析計算，得到線性回歸方程。最后利用樣本剩余20%數據進行預測，通過對比，結果如圖2所示。

圖2 計算與測試結果比較

利用已經建立并驗證的水質變化情況，將得到的地下水質量指數進行分級，分級標準見表1。

表1 分級標準

結果顯示，朝陽市水質情況良好，總體上郊區及農村地區水質優于城市地區，而山區地區優于沿海地區。如果不采取一定的技術手段，水質將持續惡化。惡化程度比較明顯的地區為建平縣、龍城區以及朝陽縣等地區，主要因為這些地區工業與人口相對密集，水質惡化的可能性較大。

4 地下水水位動態影響因素分析

4.1 氣象影響因素

氣象因素對地下水動態的影響，主要表現為不同季節降水量的影響。受緯度影響，降水集中在夏季。朝陽市2014年城區降雨量統計表見表2。

表2 2014年，朝陽市城區降雨量統計表

城區內地下水在4-5月份水位比較低，7-9月份水位比較高，其它月份地下水位變化比較平緩。

4.2 水文影響因素

通過地下水水位觀測資料表明，地下水水位與大凌河有著較為密切的聯系，2-3月，河水位比較低，地下水位也較低；4月中旬，河水水位開始上漲，近河地下水水位隨之上升；8-9月份降水量持續不斷，河水位迅速上漲，地下水位持續升高。

4.3 地質地貌影響因素

降水對地下水的補給還受到不同地表巖性的影響，朝陽城區基本屬于第四紀地質地貌。大凌河沖洪積扇的漫灘區，由于表層為粉質砂土，厚度比較薄，降水后雨水入滲比較快，根據地上監測井的資料分析5-7月為降水集中期，而地下水最高水位一般都出現在8-10月。

4.4 人為的影響因素

人工開采是影響朝陽市區地下水動態的主要人為因素之一。由于開采地下水影響著附近地下水位的動態變化。監測井的地下水位動態變化表現為在豐水期地下水位不高，受水源地開采影響反而較低。

5 地下水水源地保護區的劃分原則

地下水水源地水文地質條件較為復雜，同時污染物質也具有多樣性，地下水水源地保護區的劃分應遵循以下4項原則：

1)根據地下水基礎資料條件，選擇符合當前地區的劃分方法。

2)充分利用地下水監測資料，確定參數。

3)靈活參照水源地的水質標準，并根據該地區保護要求，做出合理區域劃分。

4)對水質安全的做出有效保證下，劃定的范圍不宜過大。

依據地下水水源地保護區的劃分原則，建立地下水質監測網的框架[7]，其前期準備步驟如圖3所示，地下水質監測網框架如圖4所示。

圖3 前期準備步驟

圖4 地下水質監測網框架

監測區域應當是一個完整的地下水盆地，應分析監測區域內的氣象、社會經濟活動、地形等各種綜合數據、影響因素，以確定監測區的特征[8-9]。對地下水水質狀態進行科學性定量評價以及分析地下水水質在人類活動的影響下的變化情況是區域地下水水質監測的主要目的。

6 結 論

目前，朝陽市地下水的水質狀況總體良好，無明顯的污染情況，但若不采取有效的防治措施，則將不斷惡化。朝陽市南部地區水質惡化程度將大于北部，其中壓力最大的是太和區、凌河區以及凌海市等工業、人口相對密集的地區。影響朝陽市地下水水質變化與分布的主要影響因子按貢獻率由大到小排序為：工業、生活、地勢、農業、海水。為了減緩地下水污染的發展趨勢，進一步降低污染程度，需要提出并實施合理的治理措施。地下水污染監測與評價不僅是對水資源的安全性能的綜合調研，也是對地下水保護方案提供一定的技術支持，可更好地實現地下水資源的保護。

[1]鐘秀，馬騰，劉林，等.地下水飲用水源地污染源風險等級評價方研究[J].安全與環境工程，2014,21(02):104-108.

[2]王巍巍.錦州市地下水水質現狀與變化趨勢研究[J].水利技術監督,2016(05):59-62.

[3]范宏喜.開啟地下水監測新紀元——聚焦國家地下水監測工程建設[J].水文地質工程地質，2015(02)：161-162.

[4]王愛平,楊建青,楊桂蓮,等.我國地下水監測現狀分析與展望[J].水文,2010(06):53-56.

[5]范先友,李朝陽,楊傳華.基于多元線性回歸分析的水位短期預測方法[J].水運工程,2014(01):159-162.

[6]周仰效，李文鵬.地下水水質監測與評價[J].水文地質工程地質，2008，35(01)：1-11.

[7]高志.國家地下水監測工程站網布設淺析[J].地下水,2012(05):71-72.

[8]李勁,閆波,丁志安,等.聚類分析在優化地下水監測點位中的應用[J].中國環境監測,1997(04):17-20.

[9]李春雨.沈陽市城區地下水遠程實時監測系統建設初探[J].水利規劃與設計,2016(08):116-118.

1007-7596(2017)01-0037-03

2016-12-26

劉延輝(1985-)，男，河南孟州人，工程師，研究方向為水文與水資源工程、水利規劃、水利設計等。

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