淺層地下水水質評價及其影響因素分析

邱新義 孫林華 彭位華 陳凱 趙祥

摘 要：了解地下水水質狀態及影響因素對于區域水資源管理具有重要意義。為了解宿州市淺層地下水水質及其影響因素，采用WQI飲用評價法對地下水水質進行評價，并通過Gibbs圖、離子比值和空間插值對其影響因素進行了分析。結果表明：研究區地下水適合飲用，Mg2+、F-和Na+是影響水質的主要水化學參數。Gibbs圖表明地下水離子組成受水巖相互作用控制，進一步通過離子比值分析得出Na+和Mg2+主要來源于硅酸鹽礦物的溶解。此外，空間插值顯示F-主要來源于含氟礦物的溶解。

關鍵詞：淺層地下水;水質評價;水巖相互作用;影響因素

中圖分類號? P597+2文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2021）19-0136-05

Shallow Groundwater Quality Assessment and Its Influencing Factors

——Take Suzhou City as an Example

QIU Xinyi1，2 et al.

（1School of Earth and Environment， Anhui University of Science & Technology， Huainan 232001， China; 2School of Resources and Civil Engineering， Suzhou University， Suzhou 234000， China）

Abstract： Understanding the groundwater quality and its influencing factors are important to manage regional groundwater resources. In this study， the Water Quality Index （WQI）， Gibbs diagram， ion relationship and spatial interpolation method were applied for identifying the quality and influencing factors in shallow groundwater of Suzhou city， Anhui province. The results indicated that groundwater was suitable for drinking， and Mg2+， F- and Na+ were the main parameters for affecting the groundwater quality in the study area. Gibbs diagram showed that the hydrochemical composition of groundwater was controlled by water-rock interactions. According to ion relationship method， Na+ and Mg2+ were mainly originated from the weathering of silicate minerals. In addition， spatial interpolation showed that F- was mainly derived from the dissolution of fluorinated minerals.

Key words： Shallow groundwater; Water quality assessment; Water-rock interaction; Influencing factors

1 引言

隨著社會高速發展和人口的不斷增加，全球水資源短缺已成為普遍存在的現象[1]。中國作為世界的一部分，也面臨同樣的問題[2]。華北地區多年平均水資源量僅占全國的4%，人均水資源量僅為全國平均水平的1/7[3]。與此同時，皖北地區人口及耕地分別占全省的45.4%、50.3%，而水資源總量僅占全省的13.68%[4]。

水資源短缺、水資源分布不均、水環境污染等問題日益突出，因此，對水資源的科學利用顯得尤為重要。從目前看來，對于水資源利用的研究主要分為水量、水質2個方面[5-6]。在這些研究中，水質評價作為重要的定量化研究手段，在水資源利用方面發揮了極其重要的作用，并主要集中于各種評價方法運用（單因子評價法、內梅羅污染指數法等）[7-10]。與此同時，對于水質影響因素分析也同樣至關重要[11-12]。

對于中國北方而言，大部分地區采用地下水作為居民生活及工農業活動的主要水源[13]。作為蘇皖北部的代表性城市，宿州市是國家重要的工農業城市。因此，對宿州市地下水資源利用的研究已然成為焦點。對此，前人已經開展了一部分與宿州市有關地下水資源利用的研究，但截至目前，這些研究主要集中于地下水資源量的評價方面[14-16]，而對于淺層地下水水質及影響因素的研究尚未深入，這對于地下水保護及可持續管理無疑是不足的。

基于此，本研究以宿州市唯一的飲用水源地——城西水源地作為研究對象，重點開展了水質評價及影響因素分析，了解城區地下水水質狀況，確定影響水質的主要影響因素，對于闡明研究區水源地水質狀況及成因分析具有重要意義，有助于全面了解飲用水安全，同時也為區域水資源保護及水資源管理提供科學依據。

2 材料與方法

2.1 研究區概況 研究區坐落于宿州市埇橋區境內，東北以沱河為界，西南以澮河為界，南至桃園煤礦。地理坐標為116°55′～117°05′E，33°30′～33°41′N，總面積約為134.69km2，（見圖1）。為溫帶半濕潤季風氣候，夏季酷熱，冬季干冷，四季氣候分明。據宿州市氣象資料顯示，研究區年平均氣溫達14.4℃，最高溫度達40.3℃，多年平均降水量達858.1mm，多年平均蒸發量達1589.4mm。研究區有地表水如沱河、新汴河穿境而過，更有鐵路由東南向北西貫穿其中。