衡水市深层地下水水环境状况分析

李秀莹

(河北省衡水水文水资源勘测局，河北 衡水053000)

衡水市位于河北省东南部。地质构造上，主要为黄河、漳河、滹沱河的第四纪冲积、洪积、湖积物。呈多层结构的泥沙堆积，地下普遍分布着咸水和淡水。衡水市可利用水资源十分匮乏，人均水资源量只有148 m3，是河北省最干旱、最缺水的地区之一［1］。

1 地下水动态

深层水为承压水，未开采前其流向为自西南向东北，其动态变化是:深层地下水不受降水的直接影响，全年地下水埋深变化一般呈单峰型。从2月下旬开始春灌水位一直呈下降趋势，到六月下旬雨季到来灌溉用水量基本停止，水位开始回升，9月下旬由于秋灌影响水位有所下降，10月中旬种麦结束后，水位继续回升直到年底或下年一、二月份，深层地下水峰值一般出现在这一时期。上世纪七十年代后，因大量开采，形成大面积降落漏斗，改变了天然流向，大部分地段向漏斗中部汇流。近年来因气候干旱，采大于补，水位逐年呈下降趋势，只有丰水年补给量大于开采量水位有所回升，因此，水位多年变化呈波状下降趋势。据《衡水市第二次水资源调查评价》统计多年平均深层地下水开采7.2亿 m3，占地下水总开采量的60.0%，2003年全市深层地下水年平均埋深为54.85 m，比1994年增大 14.02 m。

2 水质类别及综合污染评价

采用标准对照法进行水质类别评定，同时运用内梅罗综合污染指数法进行地下水质量综合评价。评价参数涉及pH值、钾、钠、氟化物、锰等共30项。

通过对全市247眼最新深层地下水井监测资料进行分析，Ⅰ类水井10眼占4.0%、Ⅱ类水井15眼占6.1%、Ⅲ类水井98眼占39.7%、Ⅳ类水井85眼占34.4%、Ⅴ类水井39眼占15.8%。主要污染物为氟化物、pH值，其次为硫酸盐、氯化物、溶解性总固体，另外亚硝酸盐氮、铁、高锰酸盐指数也存在部分测井超标现象，其中氟化物监测240井次超标106井次，超标率为44.2%，pH值监测233井次超标32井次，超标率为13.7%，硫酸盐监测144井次超标14井次，超标率为9.7%、氯化物监测222井次超标12井次，超标率为5.4%、溶解性总固体监测236井次超标4井次，超标率为1.7%，铁监测114井次超标3井次，超标率为2.6%。通过对其中117眼资料较全面的测井进行综合评价显示，全市地下水质量状况以良好—较差为主，优良水井5眼占4.3%、良好水井46眼占39.3%、无较好水井、较差水井63眼占53.8%、极差水井3眼占2.6%。从行政分区看，水质较好的区域主要集中在市区北部的武强、饶阳以及安平一带，其中尤以安平县水质最好。

3 水化学类型

采用阿列金分类法对深层地下水水化学类型分析显示，全市深层地下水阴离子以 Cl－为主，阳离子以 Na++K+为主，水化学类型以 C(Na，Ⅰ)、Cl(Na，Ⅰ)、Cl(Na，Ⅱ) 、S(Na，Ⅱ)型为主，分别占总监测井的 29.6%、25.9%、22.2%、14.8%，另局部地区存在 S(Na，Ⅰ)与 C(Na，Ⅱ)型水。水化学类型的分布具有明显的分区:西部多为硫酸盐钠型水(包括 S(Na，Ⅰ)、S(Na，Ⅱ)型)，局部为 C(Na，Ⅰ)型水;中部为氯化物钠型水(包括Cl(Na，Ⅰ)、Cl(Na，Ⅱ)型);东部多为碳酸盐及重碳酸盐钠型水(包括 C(Na，Ⅰ)、C(Na，Ⅱ)型)，局部为 Cl(Na，Ⅱ)型水［2］。

图1 主要污染物超标率统计

图2 深层地下水综合评价质量状况

4 重点区域地下水水质状况及其影响因素分析

4.1 区域水质概况

依据河北省水利厅冀水资［2006］25号文件《关于进一步加强城市饮用水水源地水质通报发布工作的通知》精神，为准确掌握衡水市区深层地下水水质状况，特选设白庙水厂1号井、2号井、3号井共计3眼监测井，自2006年6月至2007年6月为期1年的连续旬测，监测项目共涉及水温、pH值、总硬度、氯化物、高锰酸盐指数、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、氟化物、砷、挥发酚、六价铬、铁、汞共14项。其中白庙1号井井深280 m、取水层112～280 m;白庙2号井井深635 m、取水层499～629 m;白庙3号井井深320 m、取水层246～320 m。

4.2 白庙1号井

全年水温在 19.2～22.5度之间，pH 值在 8.1～8.6之间，水质以Ⅱ类水为主，综合评价级别以良好为主。有部分测次存在亚硝酸盐氮超标现象，主要集中在2006年7～8月，以及2006年的12月，最大超标2.3倍。硝酸盐氮含量1年来均低于1.00 mg/L、氨氮含量1年来均低于0.10 mg/L。

4.3 白庙2号井

全年水温在 31.3～34.0度之间，pH 值在 8.1～8.7之间，水质1年来均为Ⅳ类，综合评价级别全部为较差。主要污染物为氟化物，另外有部分测次存在亚硝酸盐氮超标现象。氟化物含量在1.26～1.48 mg/L之间，亚硝酸盐氮超标主要集中在2006年7～8月，以及2006年的12月，最大超标1.0倍，硝酸盐氮含量1年来均低于1.00 mg/L、氨氮含量1年来均低于0.10 mg/L。

4.4 白庙3号井

全年水温在 23.4～24.7度之间，pH 值在 8.1～8.6之间，水质以Ⅱ类水为主，综合评价级别以良好为主。有部分测次存在亚硝酸盐氮超标现象，主要集中在2006年7～9月，以及2006年的12月 ～2007年3月，最大超标2.3倍。硝酸盐氮含量1年来最高位1.53 mg/L、氨氮含量1年来最高为 0.15 mg/L。

4.5 影响因素分析

深层地下水污染途径主要有两种，一种是受地质条件的影响，一种是污染的潜水越层进入承压水。衡水市区深层地下水监测项目中存在超标现象的污染项目有氟化物、pH值、亚硝酸盐氮三项，其中氟化物1号井与3号井不存在超标现象，但2号井所有测次均超标，另外市区设浅层地下水监测井氟化物含量多在1.00 mg/L以下，可见主要为受地质结构影响，环境背景值较高;pH值3眼测井所有测次均在8.1以上，部分测次超国标上限值8.5，最高监测值为8.7，市区浅层地下水pH值多在7.5～8.0之间，可见也主要为受地质结构影响，环境背景值较高;亚硝酸盐是氮循环的中间产物，不稳定，根据水环境条件可被氧化成硝酸盐，也可被还原成氨。亚硝酸盐在pH值较低的酸性条件下，可与仲胺类反应生成具有致癌性的亚硝胺类物质。亚硝酸盐氮受地质的影响较小，主要为潜水越层进入承压水引起的污染，纵观2006～2007年浅层地下水监测资料，市区浅层地下水也的确存在超标现象，如浅层地下水监测井张圈2006年亚硝酸盐氮年均值为 0.066 mg/L，超标 2.3 倍。

5 水质变化趋势分析

采用单项组分变化与综合质量变化相结合的方式，选取资料完整的饶阳县水务局测井2004～2009年共6年连续监测资料进行分析(受资料所限，具有长系列连续监测资料的测井仅此1眼，深层地下水变化分析还需做进一步研究)。

图3 溶解性总固体、硫酸盐、总硬度、氯化物变化趋势图

图4 氟化物变化趋势图

图5 综合污染指数变化趋势图

由原始监测资料以及图3～图5分析可见，溶解性总固体2007～2009年有较明显的增高趋势;硫酸盐、总硬度、氯化物、氟化物以及综合污染指数多年来无明显变化趋势;纵观原始监测资料，其余监测项目也均无明显变化趋势。

6 保护建议

(1)合理开采地下水，避免过量开采。根据衡水市水资源特点，实行优先开发利用地表水、合理开采浅层水、限制开采深层水的策略来确定地下水开采的原则，严格执行打井审批制度和取水许可制度(包括水质、水量的管理)以及新上项目水资源论证制度。

(2)加强对地下水水量、水位、水质的监测，进一步巩固、调整、充实地下水监测站网，对地下水水质、水量进行同步监测。对重点地区、重点水域、和重点水源地的重点监测，定期发布动态简报、公报，掌握地下水变化动态，发现地下水水质恶化及时处理。

(3)大力推广先进节水技术，提高水资源的利用效率和效益，结合产业结构调整，进一步加大推广节水新技术、新工艺、新设备的力度。大力推广节水灌溉技术，减少用水过程中不必要的损失和浪费。

7 结语

由于地表水资源严重不足，地下水一直是衡水市主要依赖的水源。常年的过度超采，形成了著名的地下水“冀枣衡”漏斗区，目前漏斗面积仍在不断扩大，深度仍在继续增加。地下水位的持续下降，势必会造成地面沉降、地下水水质恶化、咸淡水界面下移等一系列环境问题，地下水开发难度也将不断加大。为此应加强地下水水质状况、污染来源及防控措施的研究，有效利用地下水，从而实现水资源的可持续开发利用。

［1］衡水市第二次水资源调查评价［M］.衡水:衡水市水务局.2005年.69～71.

［2］2000年衡水市水资源保护规划［M］.衡水:衡水市水务局.2001年.95～96.