鸡西市区地下水脆弱性分析与评价

宋丕钦，曹志峰，王伟东

(1. 鸡西水文局湖北闸水文站，黑龙江 鸡西158400;2. 牡丹江水文局，黑龙江 牡丹江157000)

1 基本概念

地下水脆弱性是指在自然和人为因素影响下污染物、盐渍化等不和谐因子进入地下水系统以及与之相关的生态环境变化的可能性。它描述了地下水系统本身的“免疫”能力及抵御外来破坏的能力。地下水脆弱性可分为两类: 一类是本质脆弱性，即不考虑人类活动和污染源而只考虑研究区域水文地质内部因素的脆弱性; 另一类是特殊脆弱性，即地下水对某一特定污染源或人类活动影响的脆弱性。地下水脆弱性分析与评价，就是研究该区域地下水容易受污染和破坏的程度。

2 评价方法

目前国内地下水脆弱性评价方法主要有水文地质背景值法、参数系统法和关系分析与数值模型法。国外常用的地下水环境脆弱性评价方法有GOD 指标法和DRASTIC 指标法。我国关于地下水脆弱性研究始于90年代中期，目前国内研究大多局限于研究地下水本质脆弱性，而且脆弱性研究主要是针对局部城市或水源地进行的，区域地下水脆弱性分析与评价研究方面的例子很少。本次分析研究采用DRASTIC指标法对鸡西市区地下水脆弱性进行分析研究。

DRASTIC 指标法是美国环保署1987年提出的，目前已成为欧盟各国含水层脆弱性评价的统一标准。该方法选择地下水埋深D、地下水净补给量R、地下水含水层介质A、土壤介质S、地面坡度T、包气带介质I 和地下水含水层的传导系数C 这7 种因素作为评价指标。确定公式为:

式中下标W 表示指标的权重，R 表示指标值。权重W 的确定方法采用默认权重法，即选取DRASTIC 这7 种因素作为地下水评价因素。经过分析后，DRASTIC 指数大的区域，地下水容易受到破坏，比较脆弱。而DRASTIC 相对较小的区域，地下水抵御外界影响能力较强，地下水不容易受到污染。

3 影响因素

地下水环境脆弱性与地下水含水层结构、埋藏条件、水动力条件、地下水形成条件及地下水环境对各种污染物自我保护能力等多种影响因素有关。影响地下水脆弱性的主要因素有以下4个方面。

3.1 气象因素

主要因素有降水量、蒸发量、温度等，主要影响地下水循环条件，从而决定地下水的脆弱性。

3.2 包气带

一方面是包气带介质，包括土壤结构、厚度和有机质，黏土含量和土壤含水量等;另一方面包气带的特征和其潜在吸附、降解能力等，包气带特性对地下水脆弱性程度起决定性作用。

3.3 饱和带

主要分为3个方面:①含水层岩性、厚度分布及埋藏条件和垂直渗透性，这是地下水环境脆弱性的主要影响因素; ②含水层类型、渗透系数和储存特性等; ③地下水的水动力条件包括含水层导水系数、流速及水力坡度等。主要从地下水的赋存和循环条件决定地下水脆弱性程度。

3.4 其他因素

包括地形地貌及地表水下渗到地下水程度。

4 分析与评价结果

根据鸡西市水文地质条件，结合含水层特征，对DRASTIC评价模型进行修订，将地面坡度和地下水净补给量因子改为地段特征和净补给水质，去掉含水层介质因子和土壤介质因子，保留地下水埋深包气带介质和地下水传导性，增加可以反映人类活动影响的开采强度因子。

4.1 评价因子权重的确定

在确定权重时，首先假设各因子对地下水的影响在时间上和空间上是不变的，即各因子的权重是固定的，结合当地实际情况，从整体上依据各因子对地下水的影响，定性的给出各评价因子的权重，经过分析考证，确定出鸡西市区地下水影响因子的权重。

4.2 评价因子评分

参考相关资料并结合当地实际情况，确定出各因子的等级划分和评价标准。其中地下水埋深、包气带介质采用DRASTIC 等级评分标准，对于地下水传导性、净补给水质、开采强度、地貌特征的等级划分和评分标准，在充分了解当地含水层的岩性分布特征、地下水补给来源和补给水质、地下水开采量等相关资料进行分析，划分出它们的等级和评分标准。

4.3 分析评价结果

根据鸡西市区水文地质特征，对研究区进行分区，结合当地实际情况，给各区域评分，然后按公式(1) 求出各分区的DRASTIC 指数。

经过评价分析，鸡西市区穆棱河河谷平原孔隙潜水区，脆弱性指标值7 ～8，地下水脆弱性级别高，容易受到污染。穆棱河河谷平原地势较低，含水层为砂砾石层，地下水埋深较浅，表层黏土层薄，有利于雨水和河水的渗入，地下水与地表水大气降水联系密切，水循环条件好。该区人口密集，地下水开采量大，工业用水及生活污水排放量大，致使穆棱河水质较差。而高渗透性的砂砾石使污水容易进入含水层，而影响地下水水质状况。因此以地表水为主要补给的地下水容易受到外界污染和破坏，脆弱性高，属于容易受污染区域。

穆棱河山前台地孔隙潜水区，地下水脆弱性指标6 ～7，地下水脆弱性级别较高，属于比较容易受污染区域。此区域地下水主要为孔隙潜水，埋深较浅，补给强度较大，砂砾石层透水性好，污染物容易进入含水层，地下水比较容易受到污染。

碎屑岩类孔隙裂隙潜水区，地下水脆弱性指数4 ～5，脆弱性级别稍低，地下水属于较难受污染区。此区域为玄武岩台地和山间构造盆地，地下水类型为玄武岩孔洞裂隙水和碎屑岩类孔隙裂隙水，地下水埋深较深，补给条件较差，地下水较难受到污染。

基岩裂隙水区域，地下水脆弱性指标2 ～3，属于不容易受污染区域。广大基岩山区，地下水主要为基岩裂隙水，大气降水是主要补给来源，补给水质好，地下水埋深较深，有利于地下水的保护，地下水不容易受到污染。

［1］牡丹江水文局. 鸡西市区地下水资源开发利用规划报告［R］. 牡丹江:牡丹江水文局，2001.

［2］吉林大学环境资源学院. 鸡西市区水资源调查研究报告［R］. 长春:吉林大学环境资源学院，2008.

［3］鸡西市水务局. 鸡西市穆棱河及支流水功能区划报告［R］. 鸡西:鸡西市水务局，2004.