浅析引黄输水工程对地下水环境的影响

李海涛，张爽娜

(河北省衡水水文水资源勘测局，河北衡水053000)

我国北方由于长年干旱的原因，造成用水严重不足，许多有关水资源的问题不断涌现，为了缓解严重缺水状况，1992年3月，经国家农业综合开发办领导小组第十二次会议同意，引黄入冀工程正式批准立项。进入21世纪以来，随着城市经济社会的大力发展，水资源问题变得更加严峻。河北省引黄受水区区域水资源总量为20.35亿m3，人均水资源量160 m3，低于全国 300 m3标准，为全国平均值的 1/15［1］。引黄输水工程缓解了河北省严重缺水的状况，长期的引黄同时也对沿线地下水水环境造成了影响。这些外来水主要通过衡水湖、大浪淀、白洋淀及河道存储，主要用于城市生活、工业和农业灌溉［2］。

1 基本情况概述

地下水位水质监测井选用已有井位，包括水文局已有监测井位、“引黄入冀工程”地质勘测井位、灌溉井位、农村饮用水井位等。共确定了8个地下水质监测井，分别位于邯郸、邢台衡水和沧州四个地市(详见表1)。通过对引黄沿线、白洋淀周边、引黄灌溉受水区，位山线沿线、位山线引黄灌溉受水区等地区的地下水水质历史监测资料的收集，并根据已有监测结果评价分析项目区2006-2010年来地下水水质现状及超标情况，判断应急引黄补淀沿线以上地区地下水质变化趋势。据此在引黄沿线选取了19个地下水监测点，分别位于邯郸、邢台、衡水、沧州、保定和廊坊六个地市(详见表2)。

表1 地下水监测站点列表

8个地下水质现状监测采样点(表1)于2012年8月采样监测一次，监测项目为:pH值、矿化度、电导率、总硬度、溶解性总固体、高锰酸盐指数、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、氟化物、氰化物、砷、挥发酚、六价铬、镉、铁、锰、汞和大肠菌群。

“引黄入冀补淀”沿线地下水监测站点(表2)中的19个站点于2006-2010年间的5、9月份各监测一次，监测项目主要有水温、pH值、电导率、钙、镁、钾、钠、氯化物、硫酸盐、碳酸盐、重碳酸盐、离子总量、矿化度、总硬度、总碱度、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、高锰酸盐指数、氰化物、砷、挥发酚、六价铬、汞、镉、铅、铜、铁、硫化物、氟化物和总磷。

表2 “引黄入冀补淀”沿线地下水监测站点列表 m

2 评价标准与方法

2.1 评价标准

依据《地下水质量标准》［3］(GB/T14848-93)对监测结果进行评价。评价内容包括:地下水水质现状评价;近期地下水水质变化趋势;监测结果特征值、检出率及超标率分析等三个方面。

2.2 评价方法

2.2.1 标准指数法

地下水水质现状评价采用标准指数法进行评价。对于评价标准为定值的水质因子，其标准指数计算公式:

Pi=Ci/Csi

式中:Pi为第i个水质因子的标准指数，量纲为一;Ci为第i个水质因子的监测质量浓度值，mg/L;Csi为第i个水质因子的标准质量浓度值，mg/L。

标准指数＞1，表明该水质因子已经超过了规定的水质标准，指数值越大，超标越严重。评价项目为:PH值、矿化度、电导率、总硬度、溶解性总固体、高锰酸盐指数、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、氟化物、砷、挥发酚、六价铬、镉、铁、锰、汞和大肠菌群。

2.2.2 标准对照法

根据《地下水质量标准》(GB/T14848-93)，并将其Ⅲ类水标准的上限值确定为地下水水质控制标准，对2012年8月份的8个地下水监测点和2006-2010年间“引黄入冀补淀”沿线的19个地下水监测点的监测结果进行评价并判断引水沿线的地下水水变化趋势。评价项目为PH值、电导率、矿化度、总硬度、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、高锰酸盐指数、氰化物、砷、挥发酚、六价铬、镉、铁、锰、汞和氟化物等指标。

3 监测结果及评价

3.1 地下水现状监测结果及评价

对2012年8月份8个地下水监测点的监测数据进行分析并用标准指数法和标准对照法对监测数据进行评价，监测结果见表3、表4。

表3 2012年地下水监测成果

表4 2012.8月各地下水监测点水质评价结果

3.1.1 地下水现状评价

经过对监测数据进行评价可知，除小白河东支白寺西桥段评价为Ⅳ类水，其他7个河段均评价为Ⅴ类水。

滏东排河东羡家庄段标准指数评分最高为860.3，其次为支漳河与南干渠交叉处的南牛庄段位545.9，支漳河与东水瞳渠交叉处的东水疃段位32.4，小白河渠出岸镇西古贤桥段为22.8，老漳河陈村段为 21.3，北排河阎五门桥段为11.8，任文干渠大树刘庄段为6.3，小白河东支白寺西桥段为4.1.由此可知滏东排河东羡家庄段及支漳河与南干渠交叉处的地下水超标严重，其他河段轻微超标。

3.1.2 地下水超标项目评价

从表3和表4中可以看出支漳河与南干渠交叉处的南牛庄段地下水总大肠菌类严重超标，总硬度、溶解性总固体、氨氮、硝酸盐氮、高锰酸盐指数等项目略微超标，其他监测项目未超标;支漳河与东水疃渠交叉处的东水疃段地下水总大肠菌类超标严重，总硬度、溶解性总固体、氨氮等项目轻微超标，其他监测项目为超标;老漳河陈村段地下水总大肠菌类群严重超标，总硬度、溶解性总固体、氨氮等项目略微超标，其他项目为超标;滏东排河东羡家庄段地下水总大肠菌类群、锰、总硬度、溶解性总固体严重超标，高锰酸盐指数、镉等项目略微超标，其他监测项目未超标;北排河阎五门桥段地下水总硬度、溶解性总固体、氨氮、高锰酸盐指数、镉和锰等项目略微超标，其他监测项目为超标;小白河渠出岸镇西古贤桥段地下水总硬度、溶解性总固体、氨氮、硝酸盐氮和锰等项目略微超标，其他监测项目未超标;小白河东支白寺西桥段地下水pH和氟化物轻微超标，其他监测项目为超标;任文干渠大树刘庄段地下水水质较好，只有总硬度略微超标。

黄河水入境后，由于沿途河道存储少量污水和河道腐殖质影响导致输水初期水质较差，其中高锰酸盐与氨氮为主要污染指标，它们主要是人类活动的产物，不过随着水体的自净和沿途泥沙的沉积作用，高锰酸盐和氨氮沿程呈逐渐降低趋势［4］

在超标项目中总硬度超标率最高为87.5，其次为溶解性总固体75%，氨氮62.5%，总大肠菌群50%。

3.2 “引黄入冀补淀”沿线近期地下水水质评价

3.2.1 2006-2010年引黄沿线地下水水质分析及评价

依据标准对照法，对19个地下水监测站点的环境质量评价得知，各年水之类别见表5

表5 2006-2010各年水之类别明细表

在统计的19个监测井中，21%有明显的好转趋势，68%相对稳定没有明显的变化趋势，5%有恶化趋势。有明显好转趋势的井数大于有水质恶化趋势的井数。尽管水体有一定的自我净化调节能力，但如果接收水体质量较差，对于受水区水质也有一定影响［5］。

3.2.2 地下水水质变化趋势

在2006-2010“引黄入冀补淀”所监测的19个站点中曲周、蔡小庄、小留庄、翟刘庄、南杜兴、北小魏、将台、小营、河间、肃宁、淮镇、三岔口和秦各庄等13个监测点的水质相对稳定没有明显的变化趋势;曹庄、东汪、南孝路和任召4个测点的水质有明显的好转趋势;广平和北韩2个测点的水质有恶化的趋势。Ⅲ、Ⅳ类水质站点的所占的比例明显上升，Ⅴ类似所占比例有下降的趋势(见图1～图4)。

图1 总硬度变化趋势

图2 氨氮变化趋势

图3 氟化物变化趋势

图4 高锰酸盐指数变化趋势

4 地下水污染因素分析

地下水污染十分广泛，地下水水质污染与地表水水质污染有着不可分割的关系，在大多数情况下，地表水污染玩玩导致地下水污染，两者在污染源方面经常是相同的。按污染物质来源可分为天然污染和人类活动污染源两种，人类活动污染源包括工业污染源、生活污染源、农业污染源。按其分布形式可分为点污染源和面污染源。

4.1 天然污染源

地下水的天然污染源主要是咸水、酸雨及地层自身所含物质。露天采矿所形成的矿坑，疏干、氧化形成了易溶解的化合物对地下水造成的污染;过量开采地下水，造成地层中的咸水进入淡水层造成的污染;地质地貌、水文地质条件、地下水埋藏、补给、排泄条件等与地下水水质状况密切相关。在监测结果中总硬度、锰、铁、氟化物等项目超标严重。由此可见，地质环境背景值高是影响地下水质量的一个主要因素。

4.2 工业污染源及城镇生活污染源

工业的飞速发展及人口的不断增长，导致每年排放大量的工业废水、废渣、废气和城镇生互殴污水，造成地下水的严重污染。在废渣堆积区附近或废污水排放口、排污渠附近的地下水中，主要超标污染物常与废污水中的主要污染物质一致。

地下水水质状况受废污水影响的程度，与废污水排放量、排放方式和排放区的水文地质条件等因素密切相关。当废水排量大、排放方式为渗坑或渗井、排放区的地下水上覆土层薄而疏松时，将会对下水水质状况产生严重的影响

在地下水监测结果中，反映人类活动对地下水环境影响的高锰酸盐指数、亚硝酸盐氮、挥发酚等项目超标严重。这表明工业废水及城镇生活污废水已经对地下水造成了严重的影响。

4.3 农业污染源

长期以来，大量使用的农药、化肥以及引用污水进行农业灌溉等，已造成农业种植区地下水大范围的污染，使得受农业污染的标志性指标—氨氮成为地下水的主要污染项目之一。因此，农业污染源已成为地下水的主要污染源。

5 结语

(1)地下水现状。支漳河与南干渠交叉处的南牛庄段、支漳河与东水疃交叉处的东水疃段、老漳河陈村段、滏东排河东羡家庄段超标项目较多，且总大肠菌群严重超标，水质较差;北排河阎五门桥段、小白河出岸镇西古贤桥段、小白河东支白寺西桥段以及任文干渠大树刘庄段地下水超标项目少，且只是略微超标，水质较好。

(2)“引黄入冀补淀”沿线地下水水质发展趋势。通过对引黄沿线的19个地下水监测站点监测结果的评价和分析可以看出，输水沿线的地下水水质总体有向好的发展趋势。在整个输水过程中，通过长距离输水后通过水体的自净和沿途泥沙的沉降使得水体的有机污染指数有所降低［6］。因为“引黄入冀补淀”的水质较好，可以预见当引水实施后对沿线的地下水起到良性的作用，使其水质得到明显改善。

由于“引黄入冀补淀”有些渠段是利用原有的河道或渠道，因此引黄初期可能会有一些污水的汇入，这些污水有可能导致沿线地下水受到不良的影响。所以在调水初期应加强水质的监测，并做好应急预案，如有污染出现应尽快妥善处理以确保引黄沿线地下水水质的安全，使水质合格的黄河水入淀。

［1］张艳红.河北省重大水问题战略研究［M］.北京:中国水利水电出版社.2010.

［2］河北省引黄输水河段水文特性分析［J］.水科学与工程技术.2012.

［3］GB/T14848-93，地下水质量标准［S］.

［4］李云生，海河流域“十一五”水污染防治规划研究报告［M］.中国环境科学出版社.2008.

［5］张俊芝，哈建强，李涛.引黄输水工程水质变化特征分析及污染控制对策［J］.南水北调与水利科技.2010.

［6］李金荣，杨振放.河流渗滤系统的自净作用［M］.郑州:黄河水利出版社.2006.