西藏地下水水化學特征及水質評價

安紅梅,鄧利君，趙 礦，朱桂麗

(1.西藏自治區地質環境監測總站，西藏 拉薩 850000;2.西藏自治區工布江達縣環境保護局，西藏 林芝 860200；3. 西藏自治區環境監測中心站，西藏 拉薩 850000)

目前，地下水是我國最主要的供水來源之一，地下水水質的好壞直接影響著當地居民的飲水安全和健康問題，影響著社會的穩定和發展。地下水水質評價是地下水水資源評價的重要內容，其依據水質評價標準，根據地下水的主要組成成分，分析地下水水質的優劣程度及時空分布等，為地下水保護、合理開發利用及科學管理提供依據。

1 研究區水文地質概況

拉薩市位于西藏自治區東南部，雅魯藏布江支流拉薩河北岸，海拔3650m。拉薩市處于拉薩河谷盆地水文地質單元，屬于山間盆地以孔隙含水層為主，含水層以沖積、沖洪積堆積為主，水位埋深10～30m。

日喀則市地處中國西南邊陲，平均海拔4000m以上。日喀則市處于年楚河河谷盆地水文地質單元，該區域面積超過3000km2，孔隙含水層以沖積、沖洪積和湖積為主，水位埋深10～30m。

2 材料與方法

2.1 數據來源

本研究數據采自2016年拉薩市豐水期地下水水樣20件，日喀則地下水水樣10件，均取自機民井，取樣深度為5～20m，取樣器具為聚乙烯塑料瓶。采集的樣品于當天送至西藏自治區地質礦產勘察開發局中心實驗室進行水質全分析和水質簡分析。

2.2 離子比例系數

水文地球化學問題的研究由地下水各組分之間的比例系數確定。γCl-/γCa2+系數是刻畫水動力特點的參數，系數大小代表著地下水水動力條件的好壞，值越小，表明水動力條件越好。γNa+/γCl-系數稱為地下水的成因系數，是表征地下水中Na+離子富集程度的一個水文地球化學參數。標準海水的γNa+/γCl-系數平均值為0.85，低TDS水具有較高的γNa+/γCl-系數γNa+/γCl->0.85)，高TDS水具有較低的γNa+/γCl-系數(γNa+/γCl-<0.85)。γNa+/γCl-越小，反映地層水受滲入水的影響越弱，反之則反映地層水受滲入水影響越強[10- 11]。

表1 地下水水化學參數描述性統計特征值

2.3 單指標評價法

依據GB/T14848- 2017《地下水質量標準》，對拉薩市和日喀則市水質進行評價。地下水水質單指標評價，按指標值所在的限值范圍確定地下水水質類別，不同地下水水質類別的指標限值相同時，從優不從劣。

2.4 水質綜合評價

按單指標評價結果最差的類別確定，并指出最差類別的指標。

3 結果與分析

3.1 地下水水化學特征

研究地下水水化學特征首先要對檢測結果進行描述性統計分析，通過分析可以大致得知地下水中各組分的富集和變化規律，為進一步的研究提供基礎的判斷依據。兩市描述性統計結果見表1。

由表1及水質檢測結果可知，拉薩市地下水pH值在7.26～8.32之間，平均7.84；水樣的總硬度為91.99～346.58mg/L，平均172.45mg/L，屬中性偏堿性軟水至中硬水。TDS含量為117.5～547.5mg/L，平均248.8mg/L，所有水樣TDS均符合生活飲用水衛生標準。

日喀則市地下水pH值在7.81～8.31之間，平均8.11；水樣的總硬度為105.09～521.17mg/L，平均258.21mg/L，屬中性偏堿性軟水至高硬水。TDS含量為151.5～727.5mg/L，平均333.11mg/L，所有水樣TDS均符合生活飲用水衛生標準。兩市氟化物、氨氮均在生活飲用水標準范圍內，無超標。兩市碘化物均在第一檢測線以下。

兩市地下水中總硬度、HCO3-、TDS的標準差較大，在50%以上，表明這三個指標在不同的取樣點含量變化較大，區域變化性較大。而pH值、Na+、K+、Mg2+、游離CO2、COD、NO2-N、氨氮、H2SiO3和F-的標準差較小，均在20%以下，說明地下水中這些指標的含量空間差異性較小，其含量相對穩定。其他化學組分在空間的變異性為中等。所有含量中Ca2+和HCO3-的平均值和標準差都相對較大，表明這兩種離子是組成地下水的主要組分，決定著地下水的水化學類型。

兩市地下水陽離子毫克當量百分數圖、陰離子的毫克當量百分數圖如圖1、2所示，從圖1、2可以看出拉薩市地下水陽離子主要為Ca2+、Na+和Mg2+，毫克當量百分比分別為72%、15.4%和11.3%；陰離子主要為HCO3-，毫克當量百分比為72%。由此可見，拉薩市地下水的水化學類型主要為HCO-Ca型。日喀則市地下水陽離子主要為Ca2+、Mg2+和Na+，毫克當量百分比分別為60.4%、24.7%和14.4%，水中Ca2+和Mg2+含量相對較高。陰離子主要為HCO-3，毫克當量百分比分別為67.7%。可見，日喀則市地下水的水化學類型主要為HCO-Ca型，間有HCO-Mg型。

圖1 兩市地下水陽離子的毫克當量百分數圖

圖2 兩市地下水陰離子的毫克當量百分數圖

3.2 離子比例系數分析

一般水動力條件越差，水中TDS含量越高，此時地下水中的Cl-不易流失，因此其含量隨TDS的增大而增高。地下水流動緩慢，則Ca2+在水溶液中的比例會下降，因此γCl-/γCa2+的比例會增大，反之亦然[12]。拉薩市γCl-/γCa2+系數為0.26，日喀則市為0.3，兩市系數均較小，表明兩市的地下水水動力條件較好，流通性好，地層的滲透性和富水性較好。拉薩市堆龍德慶縣四個監測點(LS245、LS246、LS248、LS250)的γCl-/γCa2+系數為0.5，表明堆龍德慶縣的地下水水動力條件較其他區域相對差。

一般標準海水的γNa+/γCl-系數均值為0.85，如果海相沉積水在地質歷史過程中，海相沉積水中的Na+與地層中交換性鈣離子產生陽離子交換，則Na+含量下降，γNa+/γCl-小于0.85。如果地下水主要是含鹽巖地層溶濾而成，則γNa+/γCl-應接近于1[13]。拉薩市地下水水樣的γNa+/γCl-值介于0.39～2.7，日喀則市介于0.64～2.96之間，平均值分別為1.48和1.63，表明兩市地下水均有海相水成分。拉薩市、日喀則市地下水離子比例系數見表2、3，從表2、3可以看出，拉薩市與日喀則市地下水γNa+/γCl-值總體上高于0.85，進一步說明具有淋溶水的特征，比值越大，說明地下水在巖層沉積過程中的淋溶作用越強烈，表明地層的滲透性和富水性越好。

3.3 水質評價

經評價，拉薩市20個水樣標本中II類水1個，III類水17個，IV類水2個。其中III類水所占比重最大，為85%，III類水以內(≥III類)共18個，占總樣品的90%，IV類水占總樣品的10%。總體而言，拉薩市地下水水質較好。其中超標點和超標組分分別為LS002為六價鉻超標、LS248砷超標，這兩種組分的超標量均較小。

表2 拉薩市地下水離子比例系數表

表3 日喀則市地下水離子比例系數表

日喀則市10份水質樣品經檢測，II類水6個，III類水3個，IV類水1個，III類水以內共9個，占總樣品的90%，IV類水占10%。超標組分為總硬度，屬原生超標組分。詳情見表4。

表4 地下水水質及污染狀況表

4 結論

通過研究薩拉市與日喀則市地下水水化學特征及水質評價，得出以下結論：

(2)通過計算離子比例系數，拉薩市和日喀則市γCl-/γCa2+系數均較小，表明兩市的地下水水動力條件較好，地層的滲透性和富水性較好。兩市γNa+/γCl-總體大于1，說明具有淋溶水的特征，比值越大，說明地下水在巖層沉積過程中的淋溶作用越強烈，表明地層的滲透性和富水性越好。

(3)水質評價結果顯示，兩市地下水水質較好，檢測的水樣有90%≥III類，部分水樣有個別組分超標，但超標量較小，可能與季節性污染有關。日喀則部分水樣為原生組分超標。總體而言，兩市地下水水質較好，能夠滿足國家生活飲用水衛生標準。