大连市地下水水质现状评价
2012-09-19滕昱
滕昱
(辽宁省水文水资源勘测局大连分局,辽宁 大连 116023)
大连市是一个资源型缺水城市,水资源形势十分严峻。2011年全市供水量16.27亿m3,其中地表水11.50亿m3,占供水总量的70.7%;地下水3.27亿m3,占供水总量的20.1%;中水回用、海水淡化供水1.50亿m3,占供水总量的9.2%。地下水是水资源的重要组成部分,是支撑大连市经济发展的重要自然资源。大连市受水文地质条件制约,城镇地下水供水量在城镇总供水量所占比例为16.2%,虽然地下水供水量所占比重不大,但在城镇供水、农村人畜饮水、农田灌溉、工业生产等方面发挥十分重要的作用,因此,地下水的水质现状以及变化趋势具有重要的现实意义。
1 自然概况及水文地质条件
1.1 自然概况
大连市位于中国东北地区南部,辽东半岛的南端,东临黄海,西濒渤海,北接陆地营口市,南隔渤海海峡与山东半岛相望。大连市多山地丘陵,少平原低地,位居东北地区海岸线中部,海岸线总长1906 km。其中陆域海岸线1288 km,岛屿海岸线618 km,幅员面积12574 km2。年平均气温10℃左右,平均降雨量为678.1 mm,降水量东部大于西部,北部大于南部。
1.2 水文地质概况
大连地区出露的地层有前震旦系、震旦系、寒武系、奥陶系、石灰系、侏罗系及第四系,其中震旦系、震旦系分布最为广泛。就全区而言,基岩出露较高,岩层富水性差,降雨时间集中,地表植被较差,河流短小,径流快等不利的水文地质因素,导致区域地下水开发利用条件较差。
2 地下水水质监测及评价方法
2.1 监测井选择
此次水质评价选择大连市较有代表性的16眼地下水监测井作为研究对象,在样品的采集和分析过程中考虑了环境样品采集和分析质量保证措施能够符合实验室计量认证的相关要求。
2.2 地下水水质评价方法
2.2.1 地下水化学分类
为了反映大连市地下水水化学状况,分别采用阿列金分类法和舒卡列夫分类法确定地下水水化学类型,以评价地下水天然状况下的水化学组成背景。
2.2.2 地下水质量综合评价
1)评价标准:GB/T14848-93《地下水质量标准》。
2)评价因子:色度、透明度、游离二氧化碳、侵蚀性二氧化碳、pH值、臭和味、钙、镁、氯化物、硫酸盐、溶解性总固体、总硬度、总碱度、碳酸盐和重碳酸盐、高锰酸盐指数、氨氮、铁、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、磷酸盐、二氧化硅,钾、钠等22项质量指标。
3)评价方法:采用水质综合评价指数法进行评价。水质综合评价的模式颇多,因为地下水环境质量差异很大,最好很据不同环境条件,选择最能客观反映该评价区地下水环境状况的、分辨率高的模式,在这里选择单因子评价指数法和内梅罗综合评价指数法。
2.2.3 地下水开发利用功能评价
根据地下水开发利用情况,分别进行生活饮用水水质评价和农田灌溉水水质评价。生活饮用水功能评价标准:GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》;农田灌溉用水功能评价标准:GB5084-2005《农田灌溉水质标准》。
3 大连市地下水水质评价
3.1 水化学类型分布
3.1.1 阿列金分类
采用阿列金分类法对大连市16眼地下水监测井的水化学类型进行分类,ClⅢCa型10眼,占监测井数的62.5%;CⅢCa型5眼,占监测井数的31.25%;ClⅢNa型1眼,占监测井数的6.25%。
3.1.2 舒克列夫分类
采用舒卡列夫分类法对大连市16眼地下水监测井的水化学类型进行分类,全市地下水监测井水化学类型达10种,其中22-A型水(Ca2--HCO3-+Cl-型水,矿化度小于1.5 g/L)4眼,15-A(Ca2--HCO3-+SO42-+Cl-型水,矿化度小于1.5 g/L)2 眼;25-A(Na++Ca2+-HCO3-+Cl-型水,矿化度小于 1.5 g/L)2眼;46-A(Na++Ca2+-Cl-型水,矿化度小于1.5 g/L)2眼;其余6眼井分属6种类型。
3.2 地下水质量综合评价
3.2.1 水质单因子评价指数法
通过对大连市16眼地下水监测井进行水质监测,有2眼井达到Ⅲ类水,占监测井数的12.5%;3眼井达到Ⅳ类水,占监测井数的18.75%;11眼井为Ⅴ类水,占监测井数的68.75%。
3.2.2 内梅罗综合评价指数法
首先进行各单组份评价,划分组分所属质量类别。对各类别按表1规定分别确定单项组分评价分值Fi。按式(1)和式(2)计算综合评价分值F,见表2。
表1 内梅罗综合评价法级别赋分表
表2 内梅罗综合评价法级别评价表
根据内梅罗综合评价法对大连地区16眼地下监测井的水质进行综合评价,结果表明,评价结果为较好的2眼井,占监测井数的12.5%;评价结果为较差的3眼井,占监测井数的18.75%;评价结果为极差的11眼井,占监测井数的68.75%。从分析结果上来看,与单因子水质参数评价结果完全一致,说明了评价结果的可靠性。
3.3 地下水开发利用功能评价
2011年大连地区地下水质按GB5749-2006标准进行评价,只有3眼地下监测井符合生活饮用水标准,占监测井数的18.75%,主要超标项目为氯化物、总硬度。
2011年大连地区地下水质按GB5084-2005标准进行评价,有9眼地下监测井符合农田灌溉用水标准,占监测井数的56.25%,主要超标项目为氯化物。
4 大连地区地下水水质变化趋势分析
由以上的评价结果来看,大连地区地下水监测井水质较差,大部分的超标项目集中在氯化物、总硬度上,这是因为大连地区地下水超采严重,使地下水出现海水入侵现象,造成大连地区地下水井氯化物,总硬度超标严重。通过对大连地区16眼地下监测井近5年的水质资料中氯化物、总硬度两个超标项目进行水质变化趋势分析,客观上即是大连地区海水入侵状况的趋势分析。选择氯化物和总硬度两项水质指标,对大连地区16眼地下监测井2007—2011年5年的水质监测资料运用季节性肯达尔检验法进行水质变化趋势分析。应用PWQTrend 2010水质趋势分析软件进行浓度趋势分析,其中氯化物指标,16眼地下监测井中无明显变化趋势的有13眼井,占监测井总数的81.25%,明显下降的有3眼井,占监测井总数的18.75%;总硬度指标,16眼地下监测井中无明显变化趋势的有12眼井,占监测井总数的75%,明显下降和明显上升的各有2眼井,各占监测井总数的12.5%。由以上的分析结果可知,由于种种措施的实施,近5年大连地区的海水入侵情况得以控制,未有加剧。
5 结语
大连市旅顺口区、甘井子区、金州区、普兰店、花园口等部分沿海区域多年来由于缺少地下水开采的长远规划,地下水超采现象严重,致使大连市沿海部分区域海水倒灌,海水入侵面积逐年增加。通过对16眼地下水监测井进行水质评价及趋势分析可知,大连地区海水入侵情况得以有效控制。为了大连市地下水保护行动计划的实施和海水入侵的综合治理,强化水资源统一管理,进行水资源合理配置,实行节约用水,加强海水入侵控制、治理和水资源保护势在必行。
[1]彭文启,张祥伟.现代水环境质量评价理论与方法[M].北京:化学工业出版社,2005:151-159.