新乡市浅层地下水水环境特征

田良河

（（河南省地质调查院，郑州 450001）

新乡市浅层地下水水环境特征

田良河

（（河南省地质调查院，郑州 450001）

为有效防治地下水污染，分析新乡浅表地层岩性、含水组空间分布及其水化学的类型分带和特征。在此基础上综合评价浅层地下水质量，发现新乡市浅层地下水质量污染普遍超标，建成区及周围地下水质量为Ⅴ类以上，其他地区达到Ⅳ类以上。

浅层地下水；水化学类型；矿化度；影响因素；新乡市

1 引言

新乡市位于太行山东南麓、黄河中下游冲积平原的北缘。地形西高东低，北高南低。北部地面高程130～210m，南部地面高程69～73m。

新乡市城市供水以地下水作为主要水源，其次为引黄河水。现状条件下，主要开采两层地下水，即埋藏深度在100m以浅的浅层地下水和100～350 m的第2组深层承压水。第2组深层承压水为微咸水，仅有少量自备井开采利用。新乡市人均水资源占有量为323.4m3，为较严重的缺水城市。随着地下水的开采和工农业的发展，水位降落漏斗逐年增大，水质也愈来愈差。本文以2008年度开展的“河南省主要城市（新乡市）环境地质调查评价”项目所取得的水质资料，对浅层地下水环境特征进行研究。

2 浅表地层岩性与地下水位埋深

新乡市浅表地层岩性主要为全新统粉土、粉质粘土，包气带厚度总的规律是中部较薄，一般4～6 m，向南北两侧厚度逐渐增加到10m左右。

浅层地下水浅埋区分布在中部的金家营－留庄营－张武店一带和西部的合河乡一带。地下水埋深一般小于6m。其中梁任旺村一带受人民胜利渠渠灌影响，出现局部的高水位区，水位埋深小于4m。西南部水位埋深大于10m。北部南张门、东马坊和白小屯一带，由于超采形成水位降落漏斗，漏斗区水位埋深大于10m，漏斗中心水位20.55m。

浅层地下水埋藏浅，包气带厚度较薄，渗透性较好，防污染能力较差，容易受到地表和大气中各种废弃物的污染。

3 浅层含水组空间分布特征

浅层含水组是指埋藏深度在100m以浅的第四系松散岩类含水层组，广泛分布在堆积平原区，北部山前地带含水层较薄一般20～45m，向南部平原逐渐增厚至30～70m。按其降深5m计算出来的单井出水量，可将该区划分成3个富水性不同的区（图1、图2）。浅层含水组岩性主要为中细砂、细砂。浅层水为潜水－微承压水，是新乡市地下水主要的开采目的层。

4 浅层地下水水化学特征

图1 浅层水文地质图Fig.1 Hydro－geologic map of shallow strata

本次样品由河南省地质环境监测院测试，分析结果（表1）表明，浅层地下水水化学类型自北向南具有一定的分带性：西北部、北部山前倾斜平原一带地下水化学类型主要为HCO3－Ca、HCO3－Ca·Mg型；依次向南，共产主义渠北侧中马坊一带地下水漏斗区，水化学类型为HCO3·SO4－Ca·Mg·Na型；泛流平地区沿卫河、共产主义渠一带，水化学类型为HCO3·SO4·Cl－Na·Ca·Mg型等，泛流平地区沿人民胜利渠及干渠影响地段，水化学类型为HCO3·SO4－Na·Mg型；东孟姜女河影响区一带，地下水化学类型为SO4·Cl－Ca·Mg·Na和HCO3·SO4·Cl－Na·Mg·Ca型等；至东南部古河床漫滩一带，地下水化学类型为HCO3－Ca·Mg·Na、HCO3－Na·Mg型等。从地下水化学类型分布规律来看，在卫河、孟姜女河影响带，地下水化学类型复杂。

共产主义渠以北地区，地下水主要接受西部及北部山区侧向径流补给，地下水径流条件较好，以溶滤作用为主，水化学类型较简单，矿化度一般小于1.0g/l。由北向南，随着径流途径延长，地下水阴离子由HCO3为主渐变为以HCO3·SO4为主。

共产主义渠以南地区，地下水主要接受西南部黄河故道侧向径流补给，地下水埋藏浅，径流滞缓，以蒸发排泄为主，蒸发浓缩作用较强，形成矿化度大于1.0g/l的微咸水，局部高达3.3g/l，总硬度大于450mg/l，最高2 022mg/l。由北向南地下水阴离子由HCO3·SO4为主渐变为以SO4·Cl为主。随着矿化度的增高，阳离子由Ca·Mg的主导地位逐渐被Na代替。

图2 含水组结构剖面图Fig.2 Cross section of aquifers

5 浅层地下水质量评价

采用综合评分法进行浅层地下水质量评价。

评价因子主要有：色度、铁、氨氮、硫酸盐、氯化物、硝酸盐、亚硝酸盐、氟化物、总硬度、高锰酸盐指数、溶解性总固体、pH等。

根据评价结果，浅层地下水质量普遍差，在采取的79件水样中，其中V类水样57件，占调查点总数的72%，分布面积323km2，占总面积的38.6%；Ⅳ类水样18组，占调查点总数的23%，分布面积506km2，占总面积的60.6%；II类水样4组，占调查点总数的5%，分布面积7km2，占总面积的0.8%。

超标因子主要有亚硝酸盐、硫酸盐、总硬度、溶解性总固体、高锰酸盐指数等。

6 主要超标因子的分布特征

6.1 浅层地下水TDS（M）与总硬度

共产主义渠和孟姜女河之间的地带TDS最高，其中沿卫河南侧和东台头至留庄营之间的孟姜女河两岸地段为高TDS地下水分布区，TDS一般大于2 000mg/l，最高3 915mg/l，向两侧矿化度渐低。共产主义渠北部原庄、陈堡一带以北，TDS小于1 000mg/l；南部油房堤、大三王庄一线以南TDS小于1 000mg/l。

表1 浅层地下水主要水化学指标一览表Table 1 Main hydro－chemical indicators for shallow groundwater

与TDS分布规律类似，浅层地下水硬度最高的分布地段也在卫河南侧，硬度大于1 000mg/l，最高2 200mg/l。向两侧为450～1 000mg/l。北部山前一带、南部至朱召村、东台头、王连屯一线以南，总硬度小于450mg/l。

6.2 硫酸盐与氯化物

硫酸盐与氯化物含量超标的地段主要也是在共产主义渠和孟姜女河之间，其中卫河两岸地段含量最高，硫酸盐最高含量达1 554mg/l，超过饮用水标准6倍以上。氯化物最高达669mg/l，为饮用水标准的2.7倍。向南北远离卫河逐渐降低，共产主义渠以北和孟姜女河以南地区，硫酸盐和氯化物含量降至250mg/l以下。

图3反映了地表水对浅层地下水的影响，可以看出，各超标组份受地表水影响明显，浅层地下水中不同超标离子成分含量和距地表水的距离成正相关。总的规律是：近河地带较高，远离河流处渐低；上游补给区较低，下游排泄区较高。卫河沿岸市区一带是主要的化学组份超标区域。

图3 地表水对不同距离浅层地下水组份含量的影响示意图Fig.3 Influence of surface water on shallow aquifers in different distances

6.3 氟化物

区内氟化物含量大于1.0mg/l的地下水成点状或小片状分布于卫河和孟姜女河两侧，含量最高的位于洪门乡，为2.24mg/l，其他为1.92～1.04 mg/l。

6.4 TDS与各化学组份含量的关系

地下水的矿化度是指地下水中所含离子、分子、化合物的总量，地下水中物质组份的变化将引起矿化度的变化，矿化度与各组份之间的相关关系可以很好地反映它们之间的成因联系。本区浅层地下水中 K＋＋Na2＋、Mg2＋、Cl－、、Ca2＋与矿化度有明显的线性相关关系。其中，K＋＋Na2＋、Mg2＋、Cl－、SO2－4与矿化度强相关，Ca2＋、HCO－3呈显著相关（表2、图4）。

表2 矿化度与不同化学组份含量的相关关系Table 2 Correlation between mineralization and different chemical components

图4 矿化度与不同化学组份含量的拟合曲线Fig.4 Fitting curve between mineralization and different chemical components

7 结论

（1）新乡市冲积平原区浅层地下水水位埋藏浅，包气带岩性以粉土、粉质粘土为主，渗透性较好，防污性能较差，容易受到地表和大气中各种废弃物的污染。

（2）新乡市浅层地下水受地表水影响明显，主要超标组份含量远离卫河、孟姜女河等地表水体而降低。不同离子组份含量表明，浅层地下水已受到不同程度污染。建成区一带地下水化学类型主要为HCO3·SO4·Cl型，污染主要来自地表污水体，其中卫河与孟姜女河是主要的地表水污染源。

（3）新乡市浅层地下水质量普遍超标，建成区及周围地下水质量均为V类以上，其他地区达到IV类以上。主要超标组份为亚硝酸盐、硫酸盐、总硬度、溶解性总固体、高锰酸盐指数等，浅层地下水已不适宜饮用。

浅层地下水污染加剧了用水紧张的状况，对人民生活和社会经济发展带来了严重影响，制约了新乡市的可持续发展。因此，地下水污染的防治问题应引起政府部门高度重视。

［1］河南省水利厅水政水资源处，河南省水文一队.河南省新乡市城市地下水超采区评价成果报告［R］.2005.

［2］沈照理.水文地球化学基础［M］.北京：地质出版社，1986.

［3］刘永良，周卫，潘国营，等.新乡市地下水硬度升高机理和原因试验研究［J］.人民黄河，2009，31（11）：50－51.

［4］王国重.新乡市水资源紧缺状况及对策［J］.水资源保护，2002，（4）：31－32.

FEATURES OF SHALLOW GROUNDWATER IN XINXIANG CITY

Tian Liang－he
（Henan Institute of Geological Survey，Zhengzhou 450001，China）

To effectively control groundwater pollution，we analyze the lithology of the shallow strata，the spatial distribution of the aquifers and their hydro－chemical type zonation.The comprehensive evaluation about the quality of the shallow groundwater shows widespread groundwater pollution in Xinxiang.The groundwater quality is above Class V in Jianchen District while it is above Class IV in other districts.

shallow groundwater；hydro－chemical type；mineralization；affecting factors；Xinxiang

X143；P641

A

1006－4362（2011）03－0105－05

2011－02－09 改回日期：2011－03－31

国家地质大调查项目（水［2008］03－01－04）

田良河（1969－ ），男，高级工程师，主要从事水环地质、浅层地热能开发利用研究等工作。