河津禹门口冲洪积扇水源地地下水动态分析与水质评价

2011-04-23李玲

山西水利科技 2011年2期

李玲

（河津市水资源管理委员会办公室河津 043300）

1 水源地现状

河津禹门口冲洪积扇水源地位于河津市境内汾河与黄河汇流处的三角地带，总面积88 km2。该水源地具有良好的贮水构造和充沛的补给来源，一直被誉为华北地区的一颗明珠，是附近工农业的主要供水水源。本区域属暖温带半湿润大陆性气候，多年平均降雨量495.7 mm，最小年降雨量253.4 mm，最大年降雨量997.5 mm。水源地按地貌可分为黄河三级阶地区与黄河、汾河河漫滩及一级阶地区。按其供水目的及地貌特征可分为清涧湾水源地、连伯滩水源地与汾河口水源地（未运行）。

该水源地动态监测起始于1995年1月，由于整个水源地以开发浅层地下水为主，故目前只对区内浅层地下水动态进行监测与分析。现状年（2010年）共有水位长观井9眼，统测井17眼；水质监测井4眼，监测频次为丰水期、枯水期各一次。

2 地下水动态分析

2.1 地下水补给、径流与排泄

在天然条件下，水源地浅层水的补给源除降水入渗补给外，主要受黄河水侧向径流补给，在北部还有岩溶水和涧河水径流补给，地下水总体流向是由北面向东南方向流动，并与来自东部黄河三级阶地南西向的浅层水汇流于冲洪积扇前缘，转向南偏东方向径流。排泄有蒸发与人工开采。

在开采条件下，浅层水的主要补给源为黄河地表水的侧向补给，因为开采使地下水水力坡度增大，黄河地表水的侧向补给量远远大于天然状态下的渗入补给量，同时井位越接近河边其补给量越大。

2.2 降雨与开采现状

现状年（2010年）降雨量488.4 mm，与多年平均降雨量相比减少1.5%，与上年比减少15.7%。年内降水量主要集中在6—9月份，占年降雨量的73.3%，1—5月降雨量占年降雨量的23.4%，10—12月降雨量较少，仅占年降雨量的3.3%。年内总降水天数为68天。

水源地内现有开采井190眼，其中工业用水井40眼，农业开采井150眼。现状年开采量2 188.8万m3，与上年2 196.5万m3基本持平。年内工业用水1 638.8万m3，占总用水量的74.9%，农业用水量533.9万m3，占总用水量的25.1%。全年各月开采量中7月份开采量最大，为274.3万m3，1月份最小，为121.0万m3。各月开采情况见图1。

图1 河津禹门口冲洪积扇水源地2010年各月开采量柱状图

2.3 地下水动态分区

1）根据地下水水位年末差进行分区

根据地下水水位年末差变化大小可分为：上升区（年末差＞+0.5 m）、下降区（年末差＜-0.5 m）、稳定区（年末差在+0.5～-0.5 m之间）。

2）根据地形、地貌进行分区

按地形、地貌将水源地分为黄河三级阶地，黄河、汾河河漫滩及一级阶地区。其中黄河三级阶地分布在水源地中部大石咀、苍头至清涧、永安，面积26 km2；黄河、汾河河漫滩及一级地区分布在清涧湾及苍头、连伯以南，面积62 km2。

3）从水资源保护角度进行分区

根据污染源进入地下水后，稀释、迁移规律将水源地分为一级水源保护区和二级水源保护区。其范围是：一级水源保护区西从开采井至黄河堤岸，东从开采井至1 400 m处，面积68 km2；二级水源保护区从开采井向东2 200～3 330 m处，面积 20 km2。

2.3 地下水动态

2.3.1 年际地下水水位动态

表1 河津禹门口冲洪积扇水源地2010年不同分区地区地下水动态统计表

根据水源地现状年地下水水位长观井及统测井观测资料，分析了水源地不同分区的地下水动态，结果见表1。与上年末相比，全区地下水水位平均下降0.06 m，基本呈稳定状态。

2.3.2 年内地下水水位动态

1）不同地貌单元地下水水位动态特征

在黄河三级阶地区，根据水源地长观井埋深过程线及区内枯水期、丰水期统测井埋深变化状况分析，年内高水位出现在雨季后的2月份，低水位出现在8月份，地下水年内变幅小于1.35 m，属降雨—开采动态类型。本区年内地下水枯水期平均埋深19.11 m，丰水期平均埋深18.89 m，说明年内汛期降雨量对地下水有一定的补给。

在黄河、汾河河漫滩及一级阶地区，由于地质、地貌及开采条件不同，在清涧湾、汾河口及连伯滩一带地下水动态类型各不相同。在连伯滩及汾河口一带，地下水开采主要以农灌为主，但年开采量不大，现状年开采量仅500万m3左右，对地下水水位变化影响较小，区内地下水水位主要受黄河、汾河水位变化影响，在苍头以南局部地区，由于受电厂开采的影响，年内水位变化较大，变幅在0.51～2.05 m，其余大面积范围水位变化不大，属水文—动态类型。在清涧湾一带，由于该区是中铝山西分公司的主要供水水源地，其水位变化主要受黄河水位影响，也为水文—动态类型。由于本年度区内地下水开采较小，所以该区地下水水位变化较为平衡，年内变幅小于1.0 m。

2）不同水源保护区地下水年内动态特征

一级水源保护区面积68 km2；包括黄河三级阶地及黄河、汾河河漫滩绝大部分地区。本区枯水期平均埋深8.11 m，丰水期平均埋深7.85 m，丰水期地下水水位比枯水期上升0.26 m。二级水源保护区面积20 km2，其中包括黄河三级阶地6 km2，汾河河漫滩及一级阶地14 km2，区内枯水期平均埋深11.72 m，丰水期平均埋深10.91 m，丰水期地下水水位比枯水期上升0.81 m。不同分区地下水埋深动态见表2。

2.4 地下水蓄变量计算

地下水蓄变量可以综合反映一个均衡期始末水源地地下水资源动态特征。通过对水源地地下水蓄变量进行计算分析，整个水源地与上年相比储蓄量减少109.5万m3，为负均衡。不同分区蓄变量计算成果见表3。

表2 河津禹门口冲洪积扇水源地2010年不同分区地下水埋深动态计算表

表3 河津禹门口冲洪积扇水源地2010年地下水蓄变量计算表

3 地下水水质评价

3.1 水质监测现状

本年度水质监测点4个，采集样品8个，采样时间为丰水期、枯水期各一次。监测项目有：色、嗅、味、八大离子、五毒、三氮、重金属、细菌等共33项。

从33项水质监测的结果来看，丰水期、枯水期各监测点的地下水水温变化基本稳定，各监测点水体均无色、无味、无肉眼可见物，感官性状符合饮用水标准。氰化物、镉、铅、铜、汞等丰水期、枯水期均未检出。超标项目丰水期有：氨氮、硝酸盐、总硬度、六价铬及氟化物，枯水期超标项目与丰水期基本相同。其中氨氮饮用水标准为0.5 mg/L，而丰水期监测值为0.84 mg/L，硝酸盐饮用水标准为20 mg/L，而丰水期监测值为47.3 mg/L，枯水期监测值为44.9 mg/L，总硬度饮用水标准为450 mg/L,而丰水期监测值为472 mg/L，枯水期监测值为458 mg/L，六价铬饮用水标准为0.05 mg/L，而枯水期监测值为0.219 mg/L，氟化物饮用水标准为1.0 mg/L,而丰水期监测值为1.08 mg/L。

根据监测结果综合分析，水源地各监测点水质均为较差水，水体遭到轻微污染。

3.2 主要超标组分对人体健康影响

地下水水体中三氮是相互转换的。氨氮、硝酸盐本身对人体危害不大，只有在有氧条件下才转换为对人体危害极大的亚硝酸盐。现在普遍认为它是一种致癌物质。氟已被确认是人和动物必需的微量元素，而水中含氟过高则会导致人体含氟量失调，以至危害健康。六价铬化合物在体内具有致癌作用，还会引起其他健康问题，如皮肤接触会造成皮肤过敏反应。生活用水硬度太硬的水除了味道不好外，对人体健康也不利，总硬度超标水引起的症状大多为“牙斑病”，还有“粗脖子”病。