颍上县人饮工程地下水源可靠性分析

谢振涛

一、引言

颍上县位于安徽省淮北平原南端，东邻凤台，西毗阜南，南隔淮河与寿县、霍邱相望，北与阜阳、利辛接壤。辖30个乡镇，总面积1885km2，2010年总人口166.56万，人口自然增长率6.79‰，其中，农村人口148.23万，非农业人口18.33万。全县耕地面积10.33万hm2，其中水稻面积3.71万hm2，旱粮面积6.62万hm2。

颍上县属暖温带与北亚热带的过渡地带、半湿润季风气候区，季风明显，四季分明，气候温和，降水适中，日照充足，无霜期长，适宜多种农作物生长。在气候特点上，春季少雨多风，易出现干旱；夏季炎热多雨，常发生洪涝；夏秋之交，时遇伏旱；冬季寒冷干燥，雨水偏少。多年平均降水量942mm，降水年际变化大，年内分布不均，年最大降水量达1722.5mm（1954年），年最小降水量仅406.8mm（1966年），丰枯比达4.2；降水集中在夏季6～8月份，占全年降水量的60%以上；全县年均降水日数为107d，年平均气温15.1℃，年平均日照时数为2213.3小时，平均全年10℃～20℃之间的气温日为 177d，积温4133.5℃；多年平均无霜期221d，多年平均蒸发量为942mm，年最大和最小蒸发量分别为1214.9mm和680.8mm。

颍上县南临淮河，北毗西淝河，境内河流众多，沟渠成网。主要河道有淮河、颍河、润河、济河、西淝河。分属焦岗湖、西淝河、颍河、润河四大自然水系。虽然地表水丰富，但由于水污染、离河较远、供水保证率不高等原因，地表水难以作为农村人饮工程水源，因此，地下水仍是颍上县农村人饮工程首选水源。本文主要探讨该水源可靠性问题。

二、浅层地下水

浅层地下水含水层全区都较发育，主要由第四系全新统、上更新统及部分中更新统组成，该含水层组为一开放的地下水含水系统，主要由上更新统（Q3）亚粘土、亚砂土及粉细砂组成。底板埋深30～60m，砂层累计厚度10～25m，西部红星～耿棚一带砂层尤为发育，厚度一般大于20m。本县浅层地下水资源丰富，单井涌水量在1500～2000m3/d，安全开采模数在10～12 万 m3/a·km2，富水性好。

目前全县约有120万农村人口仍然采用手压井取浅层地下水饮用。根据抽样调查，颍上县境内的浅层地下水，在人口聚集地的村庄基本不符合安全饮用水质量标准；即使在远离人口聚集区的田野，由于受面源污染（主要是化肥、农药的长期过量使用），浅层地下水质也普遍超标。由此可见，颍上县农村人口饮水安全问题比较严重。

浅层地下水不能作为饮用水的主要原因，一是原生的地质和地理原因；二是人类活动造成的污染，其中人为影响是最主要的因素。

地理原因：在县内北部和南部沿淮行蓄洪区，由于地下水埋深浅（不足2m），且水分运移交替滞缓，蒸发强烈，使盐碱浓缩、集积，导致该区浅层地下水水质表现为苦咸水。

地质原因：由于地层中原生铁、锰、钙、镁等金属含量高，导致矿化度高、色黄、混浊；有的地层为湖相地质，淤泥质成分多，土腥味重，水质口感不佳。

人类活动：人为影响主要集中在城镇工业废水、生活污水、工业及生活垃圾、农业化肥农药的使用等，这些因素通过直接污染或者由地表水间接污染影响地下水质。

浅层地下水主要污染因子为总硬度、铁、氟、锰、“三氮”、砷、铅、农药残留物超标等。

通过归纳分析浅层地下水污染最主要原因还是人为活动的加剧破坏。如工业、生活用水等造成的地表水污染、农业生产活动引起的面源污染等，构成了污染主体，人类活动的加剧程度关系到地下水污染的变化趋势。

三、中深层地下水

颍上县全境属第四纪地质，结构复杂多变，呈多层状，分别由冲积、冲洪积、湖积组成，沉积层最深可达地面以下500m。按构造单元分类，大致可分为全新统、上更新统和中下更新统，其中全新统为近代黄泛、淮泛沉积物及河川剥蚀堆积组成，厚度在地面以下40m左右；上更新统在地面以下约40～110m；中下更新统约在地面以下110～500m左右，中深层含水层组主要由第四系下更新统，第三系上新统亚粘土层、粉砂层、中细砂层和粗砂层组成。含水层上部均有厚度不等的亚粘土弱透水层，因而深层水具有明显的承压性。南部顶板埋深70～90m，北部100～120m，砂层累计厚度30～50m。单井涌水量在1000～1500m3/d，安全开采模数在 2～3 万 m3/a·km2。

由于气候、新构造运动、地貌等主要因素控制的沉积物不同，以及沉积物的成因类型、厚度及岩性的差异，造成孔隙水的水质变化不定。矿化度总体北高南低，地层由上而下水质由HCO3-Ca向HCO3-Na型水变化。深层地下水局部有矿化度大于1g/L的HCO3·SO4型、SO4·HCO3型和 SO4·Cl型水，向地层深部有矿化度增高趋势，在240～300m间反而没有理想含水层。在距地下110～180m地层属第三系上新统地层（N2），地层形成年代距今约250～530万年，该地层含水层厚度大，水质属HCO3-Ca型，除少数区域外水质基本良好，是农村安全饮水工程主要选用水源，目前全县农村有居民饮水深井94眼，覆盖农村人口28.2万。

1.基岩层区含水层分布

颍上县有两块区域下部有基岩层，北部以张村～兰庙（陈圈门）～谢桥～龚集一线基岩层距地表80～120m，在距地表50m基岩层间有15～20m含水层，含水层为中细砂，色泽黄色或浅黄色，主要成分为石英、长石，石英占60%～70%，长石占15%～25%，铁的含量达0.3～0.5mg/L，铁锰含量高。成井出水量一般在30～40 m3/h之间。

南部以庙台～垂岗～周台～鲁口一线距地表150～200m处有基岩层。在距地表100m基岩层间有30m以上含水层。含水层为中粗砂含砾石，色泽白色或奶白色，主要成分为石英、长石、方解石，出水量大于60m3/h，水质达标。

2.非基岩层区含水层分布

在颍上县江口～新集一线区域，属第四纪沿淮凹陷亚区北部边缘（其以北属相对隆起亚区），在距地表100～160m间有30m以上含水层，含水层为中粗砂，色泽白色居多（上部多为黄色、浅黄色），主要成分为石英、长石，石英占70%，长石占25%。单井出水量大于50m3/h，水质达标。

在颍上县西部南照～六十铺～五十铺一线以西区域为铁锰高含量区，在距地表200m以内几乎没有水质达标的含水层，含水层为中粗砂，色泽黑色、黄色，有大量锈染及原生铁。

在颍上县东部杨湖～刘集～八里河一线，在距地表110～240m之间有60m左右的理想含水层，含水层多为中粗砂，部分地层含砾石，色泽白色，出水量大于70m3/h，水质达标。

在颍上县城中心约100km2的区域内，在距地表90～300m地层中有120m（间断，不连续）以上的理想含水层，含水层多为中粗砂含砾石，色泽白色，单井出水量大于100m3/h，水质达标。

3.部分中深层地下水不能作为人饮水源地的原因

颍上县人饮工程的水源都是采用中深层地下水，尽管中深层地下水受人类活动影响很小，但由于地层形成条件不同，地质结构有较大差异。有的地层原生铁、锰、氟及腐质物等含量较高，水质有害物超标，部分地层还存在铅、汞等重金属超标现象。

若采用水质处理设备解决，不仅投资加大，也会加大运营成本。只有选对合格水层，封闭一切不良水层才是解决问题的最佳办法。

四、结语

综上所述，颍上县合格的水源地主要为中深层含水层组，由第四系下更新统、第三系上新统亚粘土层、粉砂层、中细砂层和粗砂层组成。含水层上部均有厚度不等的亚粘土弱透水层，因而深层水具有明显的承压性。南部顶板埋深70～90m，北部100～120m，砂层累计厚度30～50m。单井涌水量在1000～1500m3/d，安全开采模数在2～3万m3/a·km2。除少数区域外水质基本良好，矿化度总体北高南低，地层由上而下水质由HCO3-Ca向HCO3-Na型水变化。深层地下水局部有矿化度大于1g/L的HCO3·SO4型、SO4·HCO3型和 SO4·Cl型水，向地层深部有矿化度增高趋势，在240～300m间反而没有理想含水层。成井时，需要认真判别含水层矿物质成分，放弃不良及可疑含水层，做好止水工作。只有摸清区域水文地质条件，分析地下水源可靠性，采用合格地下水作水源，才能提高农村人口饮水工程水质水量的可靠性，确保全县农村人口的饮水安全