淺談八段溝水系北部流域水文地質條件及地下水污染防治對策

盧文保

摘要：由于人口的增長和經濟發展，人們增長了對環境資料及水資源的保護意識。本文以八段溝水系北部區域環境治理工程為背景，對治理工程內的水文地質特征及地下水污染情況進行了分析，也對其水污染防治提出了相應措施，希望對該地區水污染治理提供參考。

關鍵詞：水文地質；地下水污染；八段溝

1.引言

2018年4月，習近平總書記沿長江考察，在武漢召開深入推動長江經濟帶發展座談會并發表重要講話。新形勢下推動長江經濟帶發展，關鍵是要正確把握整體推進和重點突破、生態環境保護和經濟發展、總體謀劃和久久為功、破除舊動能和培育新動能、自我發展和協同發展的關系，堅持新發展理念，堅持穩中求進工作總基調，堅持共抓大保護、不搞大開發，加強改革創新、戰略統籌、規劃引導，以長江經濟帶發展推動經濟高質量發展。把修復長江生態環境擺在推動長江經濟帶發展工作的重要位置。

修復八段溝水系北部區域生態環境，對八段溝水系北部區域環境綜合整治工程水文地質、地下水污染調查和工程地質進行勘察，并對調查區地下水污染情況進行現狀評價。結合當地情況，提出了堅持生態優先、綠色發展，堅持共抓大保護、不搞大開發，著力打造水清岸綠產業優的美麗長江（安徽）經濟帶。通過開展“禁新建”“減存量”“關污源”“進園區”“建新綠”“納統管”“強機制”等重點舉措，實現“水更清”“岸更綠”“產業優”的主要目標。

2.調查區基本情況

工作區位于馬鞍山市雨山區八段溝水系北部區域，具體范圍：東至西山，西至沿江大道西側50m左右，南至八段溝東西向河道南側150m左右，北至六汾河路北側100m左右，面積約196hm2。

調查區屬于長江水系流域，地表水和地下水資源豐富，調查區范圍內主要的水系有八段溝，水系匯水面積2.52km2，主河道全長1805m，始于荷包山南側，止于九華泵站。現狀河道兩岸為農田，局部河段有民房。下游段處有一座水塘，長約300m，寬約60m。水塘通過一管涵鏈接入主河道，塘底有一定的淤積。河道末段通過九華泵站排入長江，泵站現狀和規劃排澇規模分別為6.3m3/s和9.5m3/s。

3.區域地質背景

3.1區域地層巖性

（1）侏羅系上統磨山組（J1m）：磨山組主要分布于翠螺山、九華山及東、西梁山等地區，巖性為淺紫色、灰白色細粒石英砂巖、中粗粒長石石英砂巖、粉砂巖、含礫粗砂巖，厚度>500m。

（2）侏羅系下統龍王山組（J3l）：龍王山組主要分布于調查區中部，為侵入巖，巖性為淺綠色閃長玢巖，僅SW3、SW5孔揭露。

（3）第四系全新統蕪湖組（Qhw）：廣泛分布于長江及支流谷地、山間盆地、湖積平原內，成因類型以沖積主，次為湖積；巖性主要為灰黃色粉質黏土、灰—灰黑色黏土、淤泥質粉質黏土、灰黑色粉細砂夾粉質黏土，地層厚度為長江河谷一般在50m～80m左右，支流及山間盆地一般在5m～30m、局部可達50m。

（4）第四系晚更新統下蜀組（Qpx）：主要分布在區內的一級階地之中。巖性主要為棕黃色、棕褐色，含碎石黏土、粉質黏土層。

3.2區域地質構造

大地構造位于揚子準地臺下揚子臺褶帶，江浦凹陷和蕪湖凹陷的交接部位，兩者大致在長江北岸分界，該凹陷呈北東向展布，以中、上侏羅統為“基底”的繼承式陸相斷陷火山巖盆地。區內地質構造較復雜，構造發展階段主要表現在燕山期，以斷裂和巖漿活動為主，褶皺次之。

4.調查區主要地下水環境污染問題

馬鞍山市是一工業城市，以汲取長江水為主要供水水源。歷史上長江馬鞍山段局部江水已被工業廢水污染，調查區內河、湖、塘則更為嚴重。比較長江枯、豐二期資料，枯水期污染程度較重，豐水期則相對較輕，從六項毒物指標來看，以含酚工業廢水和工業廢渣污染為主，其次是氰化物、汞、錳、砷的工業廢水污染。通過前期治理。2017年，馬鞍山市化學需氧量排放量23690噸，較2015年削減15.05%；氨氮排放量2748噸，較2015年削減21.18%。2017年，馬鞍山市一般工業固體廢物產生量2227.62萬噸，綜合利用量2062.92萬噸，其中綜合利用往年貯存量1.06萬噸。處置量20.06萬噸，綜合處置利用率93.46%。工業危險廢物產生量38.16萬噸，危險廢物產生的行業主要為鋼鐵、化工、造紙、金屬制品、電器拆解等，危險廢物種類主要為廢酸、精餾殘渣、涂料廢物、焚燒飛灰、含鉻廢物等，危險廢物安全處置利用率為100%，其中31.57萬噸企業自行處置利用。但馬鞍山市工業區由于歷史原因部分區域仍有堆積、填埋工業廢渣、鋼渣。降雨期間通過入滲和徑流的方式對地下水產生污染。

5.水文地質條件

5.1水文地質條件概況

（1）地下水類型及含水巖組。根據地下水的含水介質、賦存條件、水力性質及地層巖性組合特征、埋藏條件及富水性，將調查區地下水劃分為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水兩種類型。

①松散巖類孔隙水。松散巖類孔隙潛水含水巖組（單井涌水量小于10m3/d）：由第四紀全新世粉質黏土、淤泥質粉質黏土及晚更新世黏土、粉質黏土、含碎石粉質黏土組成，單井涌水量小于10m3/d，地下水位埋深1m～3m，礦化度一般為0.5g/l～1.0g/l，pH值7.1～7.3，地下水質類型主要為HCO3·SO4-Ca·Na。

松散巖類孔隙承壓水含水巖組（單井涌水量100m3/d～ 1000m3/d）：由第四紀全新世粉細砂局部夾粉質黏土組成，厚15m～50m，單井涌水量100m3/d～1000m3/d，地下水位埋深3m～4m，礦化度一般小于1g/l，pH值7.0-7.8，地下水質類型主要為HCO3·SO4-Ca·Na型。

②基巖裂隙水。由侏羅紀磨山組（J1m），巖性為細砂巖、粉砂巖、泥巖、石英砂巖、長石石英砂巖、含礫石英砂巖，砂巖等，地下水資源貧乏，泉流量0.01L/s，單井涌水量為小于10m3/d～ 100m3/d，礦化度1g/l左右，地下水質為HCO3·SO4-Ca·Na型水。

（2）地下水補給、徑流、排泄條件。主要接受降雨縱向入滲補給及地表水體的側向補給，補給水源入滲到潛水面后，向下游運移。并以補給河水、地面蒸發等形成排泄。同時長江深切含水層使長江水體與江岸一帶地下水發生密切的水力聯系，并產生季節性互補關系。

5.2地下水賦存條件與分布規律

調查區地下水的形成、賦存與分布受氣候、地貌及地質條件的制約。根據貯水介質的性質及地貌類型的不同，調查區可分為兩個水文地質區：區域東部自南向北依次矗立著翠螺山、九華山和西山等，并連成一條狹長的帶形山脈——為低山丘陵基巖裂隙水水文地質區；西部地貌為低丘與長江間是狹長的河漫灘——為第四系松散巖類孔隙水水文地質區。

5.3含水巖組的劃分及其特征

根據地下水貯水介質的特征，含水孔隙的類型，將本區含水巖組劃分為兩種基本類型：松散巖類孔隙含水巖組和基巖裂隙水含水巖組。其中松散巖類孔隙含水巖組可分為淺層包氣帶含水巖組、松散巖類孔隙潛水含水巖組和松散巖類孔隙承壓水含水巖組。本次工作重點為淺層包氣帶含水巖組和松散巖類孔隙承壓水含水巖組。為便于敘述，將淺層包氣帶含水巖組和松散巖類孔隙承壓水含水巖組，分別簡稱為淺層含水層組和深層含水層組，與其相對應的地下水，稱為淺層地下水和深層地下水。將調查區孔隙含水層組富水性劃分如下等級：中等富水：單井涌水量=100m3/d～1000m3/d；水量貧乏：單井涌水量=10m3/d～100m3/d；水量極貧乏：單井涌水量<10m3/d。

5.4地下水化學特征

調查區地下水水化學特征變化，受地貌、地質、交替循環條件和人類活動影響。淺層地下水水化學類型為OH·Cl-Ca·Na型，調查區深層地下水類型為HCO3·SO4-Ca·Na型。根據水質分析結果，調查區淺層地下水和深層地下水水化學類型不同。淺層地下水主要接受大氣降水、地表徑流、廠區工業用水、生活用水入滲補給。其徑流方式、方向主要與地形地貌變化、排水口布設、人工道路建設等因素影響，均能改變其徑流方向。排泄區根據徑流方向的改變也形成了八段溝排泄區和六汾河排泄區。目前大部分工廠已停止生產，但場區埋藏的鋼渣和建筑生活垃圾對該層的影響一直存在。鋼渣堆積區成為污染嚴重區，化學變化特征由污染嚴重區域向外圍擴散，造成淺層地下水OH-含量增加，pH值增大。受地表污染環境的影響，其中pH、氨氮值由東向西減弱，總硬度由西向東南減弱。

5.5地下水動態

淺層地下水動態

調查區位于長江中下游平原區，天然狀態下，淺層地下水動態為入滲—蒸發型，水位埋深一般在0.6m～3.36m，水位起伏變化受降水直接控制，降水則水位抬升，蒸發消耗則水位回落。深層地下水與淺層地下水之間水力聯系較弱，因表層有一定厚度的隔水層，深層地下水不能直接接受淺層地下水補給，使其動態特征與淺層地下水不一致，其補給區僅分布于含水層出露較高地區及東部山區基巖裂隙水，因長江深切到該含水層，長江水為其主要補給源，與長江水位聯系密切。與淺層地下水的水力聯系較弱，水循環與動態特征受氣象影響不顯著，水位升降取決于水頭壓力的傳遞。季節性變化不明顯，揭露穩定水位埋深標高在4.03m～4.46m間。影響因素主要為氣象、地形因素和人為因素。

6.地下水污染評價

6.1土壤環境質量現狀調查及評價

（1）污染源現狀調查。調查區內污染源種類主要有：工業污染源和生活污染源兩大類。工業污染源主要是工業廢水、固體廢物；生活污染源主要是生活污染水和生活垃圾。工業污染源主要分布在八段溝水系北部區域企業中，生活污染源集中在居民區及工業廠區生活區。

（2）固廢污染現狀評價。本次固廢污染調查根據中冶華天工程技有限公司提交的《八段溝水系北部區域環境綜合整治規劃》中已做了詳細調查，本次報告將不闡述。在其基礎上，本次調查僅對調查區內土壤環境質量現狀調查及評價。

（3）隔水層土壤環境質量現狀調查及評價。本次調查，在位于淺層地下水以下粘性土層（隔水層）取土壤分析樣品，分析該層土壤環境質量現狀，根據調查及取樣檢測結果，污染區范圍內，僅SW5土1pH值偏大，該隔水層原狀土其他各項毒理性指標與對照點基本相同，說明該土壤層受上部污染影響較小。

6.2地下水環境質量現狀評價

對6口水文孔的深層地下水樣品進行檢測，檢測指標包括8項感官性狀及一般檢測指標和10項毒理學指標根據現場調查和深層地下水水質樣品檢測結果，水質評價按照《地下水質量標準》（GB/T14848-2017）進行評價。該地下水質量綜合類別定為Ⅴ類，Ⅴ類指標為氨氮、錳、砷。地下水化學組分含量高，不宜作為生活飲用水水源，其他用水可根據使用目的選用。

7.地下水污染趨勢及防治對策

地下水污染與地表水污染有明顯的不同。地下水污染具有隱蔽性和不可逆轉性。所以對地下水環境應該做到定時監測，及時治理，以防為主，以治為輔。

7.1地下水污染途徑

地下水污染途徑復雜多變，按照水力學特點，調查區地下水污染途徑可以分為間歇入滲、連續入滲和徑流三種類型。工業固體廢物、鋼渣和生活垃圾等經雨水淋浴溶解、氧化、微生物活動、地表水溶解等作用。污染物質進入地表水入滲含水層污染地下水，這種間歇入滲方式是本調查區地下水污染的主要途徑。

淺層地下水因隔水層防護性能較差，容易受工業廢水和地表污水源源不斷地入滲含水層，污染物不斷污染地下水主要方式是淺層地下水污染。

7.2地下水污染趨勢

從地下水水質評價中可以看出調查區淺層地下水已嚴重污染，淺層地下水超標指標中，pH、總硬度、溶解性總固體、氨氮和氟化物超標范圍較大；六價鉻超標范圍接近一半；汞、砷超標范圍比較小且集中。深層地下水錳、氨氮大范圍超標，砷在個別鉆孔中檢出超標量高。由于深層地下水監測時間較短，這里只對地下水污染趨勢作定性的預測。地表水污染日趨嚴重。而淺層地下水主要補給源是降水及地表水，淺層地下水水質惡化勢必加重其他區域深層地下水污染。

隨著政府大力進行環境整治，關停污染企業，不會再加重工業固廢量及生產生活廢水對區內地下水的污染影響，但長期堆填在區內的工業固廢特別是鋼渣內存在重金屬及強堿物質，由于降解過程緩慢，仍會繼續對區內地下水造成污染，從而造成地表水體的污染，應采取積極有效的地下水污染防治對策。

7.3地下水污染防治對策

（1）從源頭根治，清除區內引起地下水污染的污染源（工業固廢、鋼渣），如受條件限制，應采取措施進行地下水修復。（2）包氣帶水的污染因子主要由pH值、氨氮、氟化物、汞、砷鉻等，應采取適宜的修復技術，加速固廢的降解進程。目前淺層地下水直接向八段溝水系排泄，已污染區域地表水系，因而防止淺層地下水直接污染地表水的防治應為當務之急，可采用“阻隔技術+抽出處理”的方法。在淺層地下水流向下游設置防滲墻，修建防滲墻后會改變淺層地下水的流向，可在適當位置修建調蓄池，通過處理后進入污水處理管網。（3）深層地下水受區域環境污染及水文地質條件的影響，氨氮和砷指標部分檢出超標，但該層水補給范圍廣，徑流與排泄極其緩慢，自身凈化時間長，應制訂系統性區域性環境整治措施。（4）加強研究環境凈化能力和地下水改良技術，了解環境的凈化能力，防治環境污染。（5）對本區域應進行系統的環境整治、復墾、修復工作，禁止開采地下水。（6）應加強地下水長期監測工作，為修復整治提供依據。

8.結論

通過對調查區水文地質進行分析，對調查區地下水污染現在進行評價，認為，調查區土壤層受上部污染影響較小。地下水質量綜合類別定為Ⅴ類，Ⅴ類指標為氨氮、錳、砷。地下水化學組分含量高，不宜作為生活飲用水水源，其他用水可根據使用目的選用。在此基礎上提出地下水污染防治對策，希望通過多方法綜合處理，使調查區地下水污染情況得到改善。

參考文獻：

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