聊城市淺層地下水防污性能評價(jià)

孫彥偉

（山東省物化探勘查院，山東 濟(jì)南 250013）

隨著城市建設(shè)的發(fā)展，工業(yè)“三廢”、生活污水、農(nóng)藥化肥等污染源不斷增多，淺層孔隙水水質(zhì)極易惡化，地下水一旦污染，水質(zhì)難以恢復(fù)[1]。開展地下水防污性能評價(jià)，不僅可以識(shí)別出地下水系統(tǒng)中容易受到污染的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，也有助于預(yù)測和評價(jià)人類活動(dòng)對地下水環(huán)境的影響程度[2]。

地下水防污性能為天然防污性能，是指在一定的地質(zhì)與水文地質(zhì)條件下，人類活動(dòng)產(chǎn)生的所有污染物進(jìn)入地下水的難易程度，它與含水層所處的地質(zhì)與水文地質(zhì)條件有關(guān)，與污染物性質(zhì)無關(guān)[3]。

1 研究區(qū)自然概況

聊城市地處黃河泛濫沖積平原，地勢較平緩，地面自西南向東北傾斜，海拔27.5～49.0 m，平均坡降1/7500，地貌類型以緩平坡地、河灘高地、淺平洼地、決口扇型地、背河槽狀洼地及沙質(zhì)河槽地為主，多年平均降水量為567.2 mm，河流縱橫交錯(cuò)，河網(wǎng)密布，邊界河有黃河、金堤河、漳衛(wèi)河，境內(nèi)河有馬頰河、徒駭河以及位山一、二、三干渠等數(shù)10條大小引水干渠，具有較完整的排灌工程體系。

2 研究區(qū)水文地質(zhì)條件

聊城市地下水類型較為復(fù)雜，按地下水賦存條件，含水巖組分為松散巖類孔隙含水巖組和碳酸鹽巖類裂隙巖溶含水巖組，其中500 m以淺松散巖類孔隙水含水層自上而下可劃分為淺層潛水含水層、中層承壓水含水層和深層承壓水含水層，本文主要研究淺層潛水含水層。根據(jù)水文地質(zhì)條件和水質(zhì)特征，淺層孔隙潛水含水層組分為4個(gè)小區(qū)。

2.1 冠縣—夏津古河道帶系統(tǒng)小區(qū)

分布在冠縣—夏津一帶，含水層分布受古河道的控制，主要巖性為細(xì)砂，砂層累計(jì)厚度10～30 m，含砂率20%～30%，單井涌水量500 m3/d左右，水化學(xué)類型主要為重碳酸鹽型，礦化度大部分小于1 g/L。

2.2 莘縣張魯—高唐古河間帶系統(tǒng)小區(qū)

分布在莘縣張魯—高唐一帶，含水層主要巖性為粉砂，砂層累計(jì)厚度5～10 m，含砂率多在20%左右，單井涌水量250～450 m3/d。主要接受大氣降水補(bǔ)給，排泄以人工開采和蒸發(fā)為主，流向自西南向東北，水化學(xué)類型主要為重碳酸氯化物型，礦化度多為1～2 g/L。

2.3 陽谷—茌平古河道帶系統(tǒng)小區(qū)

分布在莘縣古云—茌平一帶，含水砂層的分布受古河道的控制，主要巖性為細(xì)砂，砂層累計(jì)厚度10～30 m，含砂率30%～40%，單井涌水量一般700～1000 m3/d。主要接受大氣降水補(bǔ)給，排泄以人工開采和蒸發(fā)為主，流向自西南向東北，水化學(xué)類型主要為重碳酸鹽型和重碳酸氯化物型，礦化度多為1～2 g/L。

2.4 現(xiàn)代黃河影響帶地下水系統(tǒng)小區(qū)

分布在黃河北側(cè)的東阿沿黃一帶，含水層主要巖性為細(xì)砂、粉砂，砂層累計(jì)厚度5～20 m，單井涌水量300～800 m3/d，地下水主要接受大氣降水和黃河側(cè)滲補(bǔ)給，排泄以蒸發(fā)為主，流向基本垂直黃河自南向北流動(dòng)，水化學(xué)類型主要為重碳酸鹽型，礦化度多小于1 g/L。

3 地下水防污性能評價(jià)

目前國外現(xiàn)有的防污性能評價(jià)指數(shù)模型有30多種，其中DRASTIC模型應(yīng)用最為廣泛，DRASTIC評價(jià)方法是美國環(huán)境保護(hù)局和美國水井協(xié)會(huì)綜合了40多位水文地質(zhì)學(xué)專家的經(jīng)驗(yàn)，于1985年合作開發(fā)的[4]，本文按照《地下水污染地址調(diào)查評價(jià)規(guī)范》（DD2008-1），采用DRASTIC法評價(jià)聊城市淺層地下水防污性能。

3.1 評價(jià)因子選擇

DRASTIC評價(jià)系統(tǒng)由地下水埋深、地下水凈補(bǔ)給量、含水層介質(zhì)、土壤介質(zhì)、地形坡度、包氣帶介質(zhì)及滲透系數(shù)7個(gè)指標(biāo)構(gòu)成。聊城地處黃河沖積平原，地勢平坦，坡降1/6500-1/7500，土壤類型單一，大部分為砂質(zhì)土，本文選取地下水位埋深（D）、凈補(bǔ)給量（R）、包氣帶巖性（I）、含水層介質(zhì)（A）和滲透系數(shù)（C）5個(gè)因子作為地下水防污性能評價(jià)指標(biāo)。由于每個(gè)評價(jià)指標(biāo)的性質(zhì)和單位不同，在對其進(jìn)行評分時(shí)通常需要統(tǒng)一量化處理，采用l～5不同的評分值分別來表征不同的數(shù)值范圍或類型對地下水脆弱性的影響程度，對地下水脆弱性影響最小的賦1分，對地下水脆弱性影響最大的賦5分[5]，最后綜合各個(gè)因子采用加權(quán)的方法計(jì)算DRASTIC指數(shù)，公式如下：

DRASTIC指數(shù)=DrDw+RrRw+IrIw+ArAw+CrCw

式中：D為含水層埋深，R為凈補(bǔ)給量，A為含水層介質(zhì)類型，I為包氣帶介質(zhì)類型，C為含水層滲透系數(shù)；Dr，Rr，Ar，Ir，Cr分別為各因子的分級值，Dw，Rw，Aw，Iw，Cw分別為各因子的權(quán)重值。

3.2 各評價(jià)因子評分賦值

根據(jù)聊城市水文地質(zhì)條件，結(jié)合地質(zhì)環(huán)境狀況，對各評價(jià)因子分別進(jìn)行分級和賦值（見表1）。

3.3 確定權(quán)重

根據(jù)國內(nèi)外大量實(shí)驗(yàn)綜合，并借鑒DRASTIC方法提供的各指標(biāo)不同的權(quán)重，按照Wi=（W1，，按照Wi的要求歸一化后[5]，得到的地下水位埋深、凈補(bǔ)給量、含水砂層厚度、滲透系數(shù)、包氣帶綜合巖性5個(gè)指標(biāo)權(quán)重分別為 0.269、0.192、0.078、0.115、0.346。

表1 地下水防污性能評價(jià)因子等級及賦值

3.4 評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

經(jīng)計(jì)算，DRASTIC指數(shù)介于2.691 3～7.899 1之間，分值越大，地下水環(huán)境越容易收到污染，分值越小，地下水環(huán)境越難收到污染，根據(jù)DRASTIC指數(shù)將聊城市淺層地下水防污性能劃分為5個(gè)等級，見表2。

表2 地下水防污性能分級標(biāo)準(zhǔn)

4 結(jié)論

聊城市地下水防污性能主要為較差和中等，兩類分布面積占總面積的75%，其中防污性能較差區(qū)面積占總面積48%；其次是防污性能較好區(qū)，分布面積占總面積的17%；地下水防污性能好區(qū)，分布面積占總面積的8%；地下水防污性能差區(qū)分布面積占總面積的3%。

評價(jià)區(qū)地下水的防污性能受淺層地下水埋深和包氣帶綜合巖性影響最大。整體趨勢從黃河沿線往西北地下水防污性能逐漸由差、較差過渡到中等、較好，西部地區(qū)零星分布少量地下水防污性能好區(qū)；防污性能差區(qū)主要分布在黃河沿岸以及包氣帶綜合巖性為粉土、淺層地下水埋深小于4.6 m和凈補(bǔ)給量>235 mm/a的區(qū)域；防污性能中等—較好地區(qū)地下水位埋深上大于4.6 m，局部地區(qū)超過24 m。