衡水市地下水水质变化趋势预测分析

李海涛

（河北省衡水水文水资源勘测局，河北 衡水 053000）

衡水市地下水水质变化趋势预测分析

李海涛

（河北省衡水水文水资源勘测局，河北 衡水 053000）

采用线性趋势检验法，选择反映衡水市浅层地下水水质状况的氯化物、硫酸盐、总硬度、溶解性总固体、氟化物5项参数分别进行统计分析。依据分析结果，对衡水市未来几年地下水水质状况和变化趋势进行了预测。

水质预测；变化趋势；线性趋势检验法

1 地下水现状%

由于衡水市降水量较少，地表水资源不足，使地下水成为区域供水的主要水源。据衡水市水资源公报统计，衡水市供水主要靠地表水和地下水，地表水供水量仅占总供水量的10%，地下水供水量占总供水量的80%以上。因此地下水质的质量，直接关系到衡水市居民的身体健康和城市的可持续发展［1］。

2 水质分析

选取1999～2009年共10a的地下水资料，用线性趋势检验法对硫酸盐、矿化度、氟化物、氯化物、总硬度5项参数进行分析研究，对衡水市未来几年地下水水质状况和变化趋势进行分析、预测。

利用直线相关方式，求出各监测井各项目的含量变化趋势线以及以年份为变量的方程，设其方程式为：

Y=a+bt

式中 y为某离子在t年的浓度；a为某离子的起始浓度；b为单位时间内的浓度增量系数；t为时间增量。

通过与季节性肯德尔趋势检验法比对检验上述方程。检验分析井以北小位、西七吉、北韩、南青林、前村、军张庄、骆家村、宋桥、前马庄、中角等10眼井为代表（见表1）。

表1 子牙河水系地下水水质测井位置一览表

分析参数选择变化趋势较明显的硫酸盐、溶解性总固体、总硬度、氟化物、氯化物共5项。其中硫酸盐含量中角、北韩、西七吉、前马庄4眼井计算检验结果见图1；溶解性总固体含量北小位、北韩、西七吉、前马庄4眼井计算检验结果见图2；氟化物含量北小位、军张庄、南青林、宋桥4眼井的变化趋势分析结果见图3；总硬度含量北韩、前马庄、南青林、前村4眼井变化趋势分析结果见图4；氯化物含量军张庄、前村、西七吉、骆家村4眼井变化趋势分析结果见图5。

图1 硫酸盐变化趋势

图2 溶解性总固体变化趋势

图3 氟化物变化趋势

图4 总硬度变化趋势

图5 氯化物变化趋势

由图1可以看出，前马庄、北韩地下水中硫酸盐含量呈下降趋势，中角、西七吉地下水中硫酸盐含量呈上升趋势；由图2可以看出，前马庄、北韩地下水中溶解性总固体含量呈下降趋势，北小位、西七吉地下水中溶解性总固体含量呈上升趋势；由图3可以看出，军张庄、南青林地下水中氟化物含量呈上升趋势，北小位、宋桥地下水中氟化物含量呈下降趋势；由图4可以看出，南青林、前村地下水中总硬度含量呈上升趋势，北韩、前马庄地下水中总硬度含量呈下降趋势；由图5可以看出，军张庄、骆家村地下水中氯化物含量呈下降趋势，前村、西七吉地下水中氯化物含量呈上升趋势。

图1中季节性肯德尔检验公式分别为：前马庄为y=37.5x+475.5，北韩为y=-97x+1119.5，中角为y=9.16x+28.1，西七吉为y=25.6x+186.6。图2，3，4，5季节性肯德尔检验公式依此类推。

从上面一些图示与季节性肯德尔检验结果比较，变化趋势是一致的，证明此线性趋势检验方法的可行性［2］。

3 污染危害

衡水市浅层地下水水质的污染因素为氟化物、溶解性总固体、硫酸盐、氯化物和总硬度5项，这些物质如果超标，将对人类生产生活带来严重危害。

3.1 对人体的危害

地下水水质下降甚至恶化，给衡水市饮用水水质安全带来严重威胁。地下水中含有的有害物质具有致癌、致畸、致突变的 “三致作用”，长期饮用不符合生活饮用水标准的水源，对人类身体健康有着严重影响。

3.2 对环境、生产的危害

水质恶化会导致生物的减少或灭绝，造成各类环境资源的价值降低，破坏生态平衡。被污染的水如果达不到农业生产和灌溉的要求，就会导致减产。更严重的是用被污染的地下水灌溉农田，不仅会降低农用设备的功能，而且将使土壤恶化，改变土壤物理、化学性质而抑制农作物的正常生长，甚至直接致死。工业采用被污染的地下水，不但腐蚀各种机械设备，而且会大大降低产品的质量，影响工业正常生产。

4 污染原因

4.1 天然污染源

在衡水市，因天然污染源影响引起的地下水资源质量超标的水质监测井占监测井总数的80%以上。例如，硫酸盐、氯化物、总硬度、矿化度、氟化物等超标主要是受地质结构影响。由此可见，地质环境背景值高是影响衡水市浅层地下水资源质量状况的主要因素。

4.2 工业污染源

随着衡水市经济的快速发展，工厂排出的工业废水和废渣，虽然有少数经过处理排入污水处理厂，但是由于污水处理厂数量少，设施还不完善，大量废水不经过处理，便通过管道直接排入沟、河、渠等，这些管道因无防渗措施而污染了地下水，造成地下水水质的严重污染。

4.3 农业污染源

农业污染源主要来源于农业生产中的农药、化肥和废污水灌溉等［3］。农药、化肥、畜禽的粪便随雨水流入周围河道，使地下水体中亚硝酸盐氮等严重超标。水灌溉在一定程度上使土壤的含氮量增加，土壤肥力增加，长期使用污水灌溉，会使地下水体中氨氮、亚硝酸盐严重超标，引起对农作物、土壤及地下水的污染。

4.4 生活污染源

生活污染源来自于人类生活污水造成的水体污染。衡水市人口日益增多，随着人类活动的增加，产生大量的生活污水，有的不经过处理，造成了地下水水质的污染。生活污水中含有机物、合成洗涤剂和氯化物，以及致病菌、病毒和寄生虫卵等，生活污水进入水体，恶化水质，引起地下水污染，并传播疾病。

5 变化趋势预测

根据上述线性趋势分析，结合衡水市地下水的开发利用现状，对未来几年地下水水质进行初步预测。由以上趋势检验结果可知，影响衡水市浅层地下水水质的主要因素为氟化物、溶解性总固体、硫酸盐、氯化物和总硬度。从整体上讲氟化物、溶解性总固体、总硬度含量有增大的趋势；氯离子有下降的趋势；硫酸盐目前变化趋势不大，但根据溶滤作用和浓缩作用原理随着氯离子含量的下降，硫酸盐的含量有上升趋势。

从以上分析结果看，水质类别符合《地下水质量标准》Ⅲ类的相当少见，绝大多数浅层地下水水质为Ⅴ类水。分析表明，衡水市浅层地下水水质普遍较差，地下水污染呈减轻趋势。从区域分布上看，安平县及饶阳北部为全淡区，浅层地下水埋深较大，污染程度相对较轻；而滏阳河沿岸和南运河沿岸受地表水污染的影响，浅层地下水污染严重。桃城区北韩站、冀州区南褚宜两眼井水质极差，全部为V类水。北韩站氯化物、硫酸盐、总硬度、溶解性总固体均呈逐年下降趋势。

6 防治对策

6.1 健全法律法规，提高全民保护水资源意识

依据《水法》、《水污染防治法》等有关法律法规，加强地下水资源保护方面的法律、法规建设，依法治水。加大宣传力度，增强群众保护地下水资源的意识，让人民群众认识到地下水污染的严重性和危害性，促进水环境保护和生态建设决策的科学化、民主化，鼓励社会团体和公民积极参与地下水资源保护工作，做到人人防治地下水污染。利用各种媒体，加强水资源保护的宣传，加大监督力度，从而保证地下水资源保护工作健康发展。

6.2 强化水源保护，提高污水处理能力

根根水源区的水体功能，划定水源保护区，制定相应的保护措施，禁止向河流水域、渗井、渗坑排放超标污水。建立污水处理厂，合理排放污水，治理、清除污染源，加强水资源保护工作。

6.3 加强地下水水质监测工作

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。合理开采地下水，避免过量开采。

6.4 防治结合，以防为主

水资源的污染要防治结合，重在预防，要综合规划，合理布局，决不走“先污染后治理”的路子。以预防为主，减少污染物排放才是改善地下水环境的根本措施，最有效的办法是根据流域水环境容量制定污染物允许排放量，控制进入江河湖库的污染物，将排放总量指标层层分解，并将排放量指标分解到每个排污单位，纳入目标责任制管理，同时加强对入河排污口的监督性监测与管理，广泛推广应用污水净化新技术，从根本上减少污染。

7 结语

（1）地下水是水资源的重要组成部分，是人类生产和生活不可或缺的重要因素之一，加强地下水资源的质量管理，保护环境刻不容缓，大家都应该珍惜、爱护地下水，实现水资源的可持续利用，为构建和谐社会做出贡献［7］。

（2）衡水市绝大多数浅层地下水水质普遍较差，影响衡水市浅层地下水水质的主要因素为氟化物、溶解性总固体、硫酸盐、氯化物和总硬度。

（3）根据线性趋势分析，氟化物、溶解性总固体、总硬度含量有增大趋势；氯离子有下降趋势；硫酸盐目前变化趋势不大，但根据溶滤作用和浓缩作用原理随着氯离子含量的下降，硫酸盐的含量有上升趋势。

［1］河北省衡水水文水资源勘测局.衡水市水资源评价报告［R］.2006.

［2］王海峰，李春燕，杜吉银，等.大名县地下水水质状况及肯德尔水质趋势分析［J］.河北水利，2006（6）:46.

［3］梅双斌.浅谈河北省城市地下水污染及防治［J］.环境保护，1994（8）:45-46.

［4］袁旭音，李兵，许微微，等.太湖入湖河道沉积物中生物利用磷和营养水平分析［J］.地学前沿，2008，15（5）:212-218.

［5］地下水污染与人类健康［J］.城市环境与城市生态，1998（3）:19-22.

［6］姜建军.中国地下水污染现状与防治对策［J］.环境保护，2007（19）：7-10.

［7］潘本锋，李莉娜.地下水污染原因调查的思路分析与探讨［A］.中国环境科学学会2006年学术年会优秀论文集（中卷）［C］.2006.

Analysis of Trend Prediction of Hengshui City Groundwater Quality

LI Hai-tao
（Hydrology and Water Resources Survey Bureau of Hengshui in Hebei Province， Hengshui 053000，China）

Based on linear trend inspection， selecting chloride， sulfate， total hardness， dissolved solids， and fluoride to analyze for shallowing groundwater quality status of Hengshui City.According to the analysis result，groundwater situation and future trend of Hengshui City is forecasted.

prediction of groundwater；variation tendency；linear trend inspection

X832

A

1672-9900（2011）03-0035-03

2011-03-25

李海涛(1982—)，男(汉族)，河北邯郸人，助理工程师，主要从事水文与水资源、水环境监测及评价工作，（Tel）13831809766。