新樂市地下水防污性能評價

尚曉雨 左瑞琦 馬秀

摘 要：【目的】新樂市地下水資源豐富，為保護地下水資源，保證人民飲用水安全，研究地下水防污性能評價具有重要意義?！痉椒ā坎捎肈RASTIC評價方法，選取反映水文地質條件的7個參數：地下水埋深、含水層凈補給量、含水層巖性、土壤介質類型、地形坡度、包氣帶巖性及含水層水力傳導系數等對新樂市地下水防污性能進行評價?！窘Y果】新樂市分為防污性能較好區、防污性能中等區和防污性能較差區，該區域劃分較為客觀，符合現狀。【結論】為各級決策部門的合理規劃，保護地下水資源提供簡單明了的科學依據。

關鍵詞：新樂市；DRASTIC；地下水；防污性能

中圖分類號：X523? ? ? 文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1003-5168（2024）07-0111-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.07.022

Evaluation of Groundwater Antifouling Performance in Xinle City

SHANG Xiaoyu1 ZUO Ruiqi2 MA? Xiu1

（1.Land and Resources Exploration Center of Hebei Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development （Hebei Mine and Geological Disaster Emergency Rescue Center），Shijiazhuang 050081，China;

2.Geological exploration technology center of Hebei Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development，Shijiazhuang 050081，China ）

Abstract： [Purposes] Xinle City is rich in groundwater resources. In order to protect groundwater resources and ensure the safety of people 's drinking water， it is of great significance to study the evaluation of groundwater antifouling performance. [Methods] In this study， the DRASTIC evaluation method was used to select seven parameters reflecting the hydrogeological conditions ： groundwater depth， aquifer static recharge， aquifer lithology， soil type， topography， unsaturated zone influence and aquifer conductivity coefficient to evaluate the groundwater anti-fouling performance of Xinle City. [Findings] Xinle City was divided into good antifouling performance area， medium antifouling performance area and poor antifouling performance area. The results were objective and in line with the current situation. [Conclusions] This paper provides a simple and clear scientific basis for the rational planning of decision-making departments at all levels and the protection of groundwater resources.

Keywords： Xinle City; DRASTIC; groundwater; anti fouling performance

0 引言

地下水是一個開放系統，其脆弱程度往往是多種因素共同作用的結果。其中既包括內部因素，如含水層的地形、地貌、地質、水文地質條件，以及與污染物遷移有關的自然因子，又包括外部因素，如可能引起地下水環境污染的各種人類活動。地下水防污性能評價是根據不同的水文地質條件，結合人類的活動因素，選擇適宜的評價理論和方法，編制地下水防污性能分區圖，為各級決策部門的合理規劃、保護地下水資源提供簡單明了的科學依據。為有效保護新樂市地下水資源，本研究選用DRASTIC方法［1-3］對新樂市地下水防污性能進行評價。

1 研究區概況

新樂市位于河北省西南部，石家莊市北部，地處太行山東麓，屬山前傾斜平原，地勢西北高東南低，基本平坦，總面積為525 km2。研究區內有大沙河、木刀溝兩條季節性河流，均屬大清河水系，貫穿市域東西，水量分布不均。由于河道上游有攔蓄工程，除雨季外基本無地表水資源。新樂市所在水文地質單元主要屬太行山東麓山前傾斜平原中的沙河沖積扇亞區，地下水主要賦存于第四系沉積的砂、礫卵石層空隙中。含水層厚350～400 m，按其特征分為四個含水層，其中第一、第二含水層屬于淺層含水層，淺層含水巖組無穩定隔水層，屬潛水類型，是當地普遍開發利用的含水層，也是研究區主要的富水巖組。第三、第四含水層屬于深層含水層。由于受區域構造的控制，含水層組在水平和垂直方向上的分布均有一定差異，并具有一定的規律性。本次調查的目標層為淺層含水層。

2 評價方法

2.1 評價因子與其分級標準

2.1.1 評價因子。本次地下水系統防污性能主要選取地下水埋深（D）、含水層凈補給量（R）、含水層巖性（A）、土壤介質類型（S）、地形坡度（T）、包氣帶介質（I）和含水層水力傳導系數（C）等影響因素作為評價因子。

2.1.2 因子的分級。本次評價各因子的分級和各級分值主要參考《石家莊市城市地質調查評價報告》中地下水防污性能評價的區間和數值。分級和評分劃分標準見表1。

①地下水水位埋深（D）。本次評價對象為新樂市淺層地下水，地下水類型為潛水，地下水水位埋深采用2016年12月豐水期地下水水位統測數據。

②含水層凈補給量（R）。凈補給量主要依據降雨入滲量數值。降雨入滲量使用多年平均降雨量和河北平原地區降雨入滲系數經驗數值進行計算。

③含水層介質（A）。含水層介質根據成井資料、水文地質剖面圖、鉆探取樣等數據，并結合本次調查采訪結果綜合判斷得出結論。

④土壤介質類型（S）。土壤介質類型根據本次調查結果，并結合鉆探、土工試驗及滲水試驗結果綜合判斷確定。

⑤地形坡度（T）。地形坡度根據地形圖和調查結果確定。

⑥包氣帶介質（I）。包氣帶介質類型主要依據滲水試驗、鉆探和土工試驗結果綜合確定。

⑦含水層水力傳導系數（C）。含水層滲透系數采用本次及以往收集抽水試驗計算結果。

2.2 因子的權重

因子權重采用DRASTIC法中給定的相對權重值，此權重由國內外大量試驗得出，權重范圍為1～5，對地下水系統最具影響的評價因子的權重為5，影響程度最小的評價因子權重為1。

按照W=（W1，W2，W3，W4，W5，W6，W7），[n=1iwi=1（n=1，2，3...7）]的要求將權重值［4-5］求歸一化后得到的權重向量為W=（0.217，0175，0.130，0.087，0.044，0.217，0.130）。

各項因子的權重見表2。

3 地下水防污性能評價分區

3.1 DRASTIC指標計算

根據影響地下水防污性能的7個評價因子，DRASTIC法根據每個因子對地下水防污性能影響的相對重要程度給予一個固定的權重構成權重體系，再根據每個因子的變化范圍或其內在屬性劃分為若干的范圍，每個范圍給予一定的評分構成評分體系。各參數評分的加權和即為地下水防污性能指標。

地下水防污性能指標由式（1）確定。

DRASTIC=DwDr+RwRr+AwAr+SwSr+TwTr+IwIr+

CwCr? （1）

式中：DRASTIC為地下水防污性能指標，w表示因子的權重項，r表示因子的評分項。

3.2 地下水系統防污性能分區

根據防污性能指標值，將研究區劃分為地下水防污性能好區、地下水防污性能較好區、地下水防污性能中等區、地下水防污性能較差區、地下水防污性能差區共5個區。具體分區標準見表3。根據本次評價結果顯示，新樂市地下水防污性能指標值均分布在防污性能較好區、防污性能中等區和防污性能較差區3個區內。具體分區結果見圖1。

3.2.1 地下水防污性能較好區。防污性能較好區分布面積小，約為15.29 km2，占新樂市總面積的2.91%。主要分布在新樂市城區東部及北部地區和化皮鎮—官莊—曹家莊—馬家莊一帶及以西地區，筆頭村以西也有小面積分布。

地下水位埋深：新樂市城區東部及北部地區為25～35 m，化皮鎮—官莊—曹家莊—馬家莊一帶和筆頭村以西為35～45 m；地下水凈補給量為85～100 mm/a；含水層巖性為砂礫、粗沙礫石層；土壤介質以粉砂質壤土、粉質黏土、黏土質壤土、黃土狀粉質黏土夾碎石為主；地形坡度小于1%；包氣帶巖性：黏性土與砂土互層、砂性土，含薄層黏性土；滲透系數：新樂市城區東部及北部地區和化皮鎮—官莊—曹家莊—馬家莊一帶及以西地區40～85 m/d，筆頭村以西地區小于20 m/d。

3.2.2 地下水防污性能中等區。防污性能中等區廣泛分布于新樂市，分布面積為406.68 km2，占總面積的77.46%。主要分布在新樂市西北部地區和大沙河南側的廣大地區。

地下水位埋深：西北部地區為20～32 m，大沙河以南地區一般為20～35 m，化皮鎮中南部地區大于35 m，埋深向遠離大沙河方向增大；地下水凈補給量為68～115 mm/a；含水層巖性：西北部地區砂礫、粗砂礫、礫石、卵石層為主，大沙河以南地區以砂礫、粗砂礫石層為主，大沙河南岸及西部地區為礫石、卵石層；土壤介質：西北部地區及木刀溝中下游河道兩岸以砂、粉砂質壤土、粉土為主，大沙河以南地區以壤土、粉砂質壤土和粉質黏土為主；地形坡度除河道及兩岸地區外大部分地區小于1%，部分地區小于2%；包氣帶巖性：黏性土與砂土互層、砂性土為主含薄層黏性土，部分地區為砂礫石為主夾少量黏性土；滲透系數：西北部地區大部分地區為40～85 m/d，正莫鎮北部為20～40 m/d，大沙河以南地區20～40m/d，大沙河下游南側部分地區及木刀溝上游南側地區為40～85 m/d，大沙河中下游南側部分地區大于85～160 m/d，五里鋪村附近大于160 m/d，木刀溝北側部分地區小于20 m/d。

3.2.3 地下水防污性能較差區。防污性能較差區主要分布在大沙河和木刀溝河道及兩側地區，大沙河及其上游北側地區分布面積較大，木刀溝主要分布于上游地區和堅固村以北河道附近。小郭莊附近也有小面積分布。較差區分布面積為103.03 km2，占總面積的19.62%。

地下水位埋深：大沙河上游地區小于20 m，局部地區小于15 m，中下游地區為20～25 m，木刀溝上游地區大于30 m，局部地區大于35 m；地下水凈補給量為90～125 mm/a；含水層巖性以砂礫、粗砂礫、礫石、卵石層為主；土壤介質以砂質壤土、粉土和砂層為主；地形坡度除河道及兩岸部分地區外小于1%；包氣帶巖性：砂性土為主含薄層黏性土、砂礫石為主夾少量黏性土；滲透系數：大部分地區為40～85 m/d，鳳鳴村以南河道兩側地區85～160 m/d，正莫鎮西南地區40～85 m/d，堅固村以北河道附近小于20 m/d。

4 結論

本研究采用DRASTIC評價模型對新樂市地下水防污性能進行評價，結果表明，新樂市地下水防污性能分為較好區、中等區和較差區3個區，分別為2.91%、77.46%和19.62%，主要影響因子為含水層巖性。該評價結果較為客觀地反映了新樂市地下水的防污性能，可為新樂市生態環境保護提供依據。

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收稿日期：2023-09-12

作者簡介：尚曉雨（1990—），男，本科，工程師，研究方向：水文地質工程地質和自然資源調查。