遵义市主城区地下水水化学特征及水质的时空变化

肖　欣，陈　淼，吴永贵( .贵州省地质环境监测院遵义分院，贵州遵义　563000; .贵州大学资源与环境工程学院，贵阳　55005)



遵义市主城区地下水水化学特征及水质的时空变化

肖欣1，陈淼2，吴永贵2
( 1.贵州省地质环境监测院遵义分院，贵州遵义563000; 2.贵州大学资源与环境工程学院，贵阳550025)

摘要:研究了贵州遵义主城区23个地下水监测点2010—2012年(枯水期)水化学类型及水质的时空变化特征，用SPSS软件对水质测试结果进行统计，AquaChem软件对水化学类型进行分析，依据《生活饮用水卫生标准》( GB 5749—2006)并采用综合指数法评价了水质的状况及变化特征。结果表明:遵义主城区地下水化学类型主要为Ca－HCO3、Ca－SO4、Ca－Cl、Na－Cl型，时间变化对水化学类型变异性影响不显著;监测点中95. 65%的地下水属于Ⅰ类水，其余属Ⅱ类水，水质较好;自2010—2012年，地下水监测点中17. 4%的水质逐渐变差。

关键词:地下水;水化学特征;水质评价;遵义

地下水化学成分的形成和分布是在一定的自然地理和地质条件下经过漫长地质演变过程的产物，地下水水化学类型是地下水化学成分的集中反映［1］。地下水水化学研究对地下水资源利用和管理及与其有关的生态环境保护与建设均具有重要意义［2］。进行地下水水化学特征与水质评价，可以揭示地下水环境质量以及地下水与环境的相互作用机制，对促进地区社会经济发展和生态环境保护治理具有重要的理论和实际意义［3－5］。本文根据贵州省遵义市主城区(红花岗区、汇川区，以下简称研究区)地下水水质各项指标测试结果，分析该区地下水在自然因素和人为因素影响下的水化学特征及水质的时空变化特征，拟为遵义市国民经济发展综合布局及合理利用地下水资源提供科学依据。

1　研究区概况

遵义市属于国家规划的长江中上游综合开发和黔中产业带建设的主要区域。地理位置在北纬27°08'—29°13'，东经105°36'—108°13'。市域东西绵延247. 5 km，南北相距232. 5 km。全市共辖2区、2市、10县，即红花岗区、汇川区、赤水市、仁怀市、遵义县、桐梓县、绥阳县、正安县、凤冈县、湄潭县、余庆县、习水县、道真仡佬族苗族自治县和务川仡佬族苗族自治县。现已探明的矿产有60多种，煤、铝土矿、钛、锰、镁、钼、钡、烧碱等在国内省内占有重要地位。遵义素有“黔北粮仓”之称，粮食产量大致占全省总量的25%，茶叶产量约占全省的40%，蚕桑和肉类分别占30%。遵义雨水较丰沛，年降水量1 000～1 300 mm。全市河流均属长江流域，以大娄山山脉为分水岭，把全市河流分为乌江、赤水河和綦江三大水系，河流多属雨源性河流，如连续多日不下雨，相当部分河流就会出现干涸断流。

2　样品采集与数据分析

2. 1样品采集

研究区地下水质监测点的布设主要考虑控制地质构造、含水岩组、地形地貌、水文地质单元特征，并结合开采量综合确定，国家级监测点编号为16、18，其余为省级监测点。总控制面积371. 08 km2。本文根据研究区23个地下水监测点2010、2011、2012年枯水期( 4月份)的水质分析结果进行水化学类型分析及水质评价，以对研究区地下水类型及水质的时空变化特征进行研究。监测点布设见图1(图中范围为两主城区范围)。

2. 2指标测试及方法

各地下水质监测点水质的分析测试由贵州黔北建筑实验测试有限公司依据《生活饮用水卫生标准检测方法》( GB/T 5750—2006)［6］、《地下水质检验方法》( DZ/T 0064—1993)［7］完成。

图1　地下水监测点分布Fig. 61Distribution of groundwater monitoring sites

3　地下水水质分析

3. 1水化学成分特征

采用SPSS软件对23个地下水监测点水质测试结果进行统计分析，超标率根据《生活用水卫生标准》( GB 5749—2006)［8］进行计算。

从表1可以看出，总硬度、F－、Cl－、SO24－、NO3－分布范围大，且有超标现象，金属阳离子主要是Pb超标。在2010—2012年，pH、总硬度、Cl－、SO24－、NO3－、Fe、Pb等指标的测定上限呈

表1　2010—2012年各监测点水质指标参数统计Table 1　Water quality parameters statistics of eachmonitoring site from 2010 to2012

增大趋势: Cl－、NO3－离子浓度的增加显著，表明人类活动影响增加了地下水的污染。

3. 2水质类型

利用AquaChem软件对2010—2012年(枯水期)地下水水化学类型进行分析，并作出三线图(图2)。

图2　地下水Piper三线图Fig. 62Piper diagram of groundwater samples

通过对研究区地下水监测点在不同年度(枯水期)水化学类型AquaChem分析，结果表明: ( 1) 2010年，地下水化学类型主要为Ca－HCO3、Ca－SO4、Ca－Cl型，以23个监测点计，所占比例分别为69. 6%、21. 7%、8. 7%; ( 2) 2011年，地下水化学类型主要为Ca－HCO3、Ca－SO4、Ca－Cl、Na－Cl型，各种类型所占比例分别为73. 9%、17. 4%、4. 35%、4. 35%; ( 3) 2012年，地下水化学类型主要为Ca－HCO3、Ca－SO4、Ca－Cl型，各种类型所占比例分别为69. 6%、21. 7%、8. 7%。

从连续3年的地下水水化学类型分析结果可知，研究区地下水化学类型主要为Ca－HCO3型，反映了碳酸盐岩对地下水化学特征的控制作用。岩石中的孔隙是地下水存储和运移的空间，地下水的化学成分主要来源于岩石成分的溶解。地下水体中Ca2 +主要来自于地层中碳酸盐岩及含钙矿物的溶解; SO24－来源于硫酸盐类矿物(石膏)的溶解或可能来源于酸沉降; Na+来源除受蒸发盐溶解作用及降雨输入所携带的海相气溶胶的影响外，还受人类活动影响; Cl－来源于工厂生产污染、农业污染、生活洗涤污染等。2011年，地下水水化学类型增现了Na－Cl型，通过调查，第21号点周围的小工厂排污及生活污染是导致水化学类型变化的主要原因。研究区内，未受污染或轻微污染的地下水，多为Ca－HCO3、Ca－SO4型水。

3. 3水质评价

依据《生活饮用水卫生标准》( GB 5749—2006)，对表1中除pH值以外的10项指标采用综合指数法［9］计算综合指数( P)，并根据评价指数P确定水质状况。计算公式为式中: P—综合指数; Ci—某因子的实测值; C0—某因子的评价标准值; n—评价因子项数。

从评价结果(表2)可知: ( 1) 21号监测点水质综合指数在2011、2012年时P＞1，属于Ⅱ类水;其余监测点水质综合指数P＜1，水质较好，属于Ⅰ类水。21号点水质变化的主要原因是水点周围一些小的钛合金、铁合金加工厂排污引起。( 2)水质综合指数评价表明，研究区地下水水质较好，但不同监测点以及同一监测点在不同年份的水质评价综合指数表明，水质存在时空变化，2010、2011、2012年各监测点水质评价综合指数P值变化范围分别为0. 11～0. 78、0. 07～1. 23、0. 09～1. 16; 2010—2012年监测点中17. 4%的水质逐渐变差，表明遵义市主城区地下水遭到污染。根据监测点周边污染源调查分析，发现主要污染为生活污水及小厂矿的排污水，监测区大部分地下水的防护性能较差，岩溶发育，易受污染。

4　结论

通过对贵州遵义主城区地下水水化学特征及水质的时空变化特征研究，得出以下几点结论: ( 1)研究区地下水化学类型主要为Ca－HCO3、Ca－SO4、Ca－Cl、Na－Cl型; ( 2)时间变化对水化学类型变异性影响不显著; ( 3)水质综合指数评价表明，监测点中95. 65%的地下水属于Ⅰ类水，其余属于Ⅱ类水，水质较好; ( 4)不同监测点以及同一监测点在不同年份的水质评价综合指数表明，水质存在时空变化，自2010—2012年监测

表2　各监测点水质评价综合指数P值Table 2　Comprehensive index of water quality assessment P value at each monitoring site

点中17. 4%的水质逐渐变差。

研究结果表明，遵义市在发展国民经济时需综合布局及合理利用地下水资源，避免地下水污染及水质进一步变差。同时，加强各地下水点周围环境的治理与保护，提高市民的环保意识，珍惜和保护地下水资源;建立健全污水排放和处理系统，防止污水渗入地下而污染地下水;建立和完善处理工业废渣、生活垃圾的堆放场所，严禁随意堆放，防止废渣和垃圾经淋滤作用后，将有毒有害成分带入地下而造成地下水污染;健全和加强地下水监测体系，为保护地下水资源和防治地下水污染提供可靠的科学依据。

参考文献:

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［2］章光新，邓伟，何岩，等．中国东北松嫩平原地下水水化学特征与演变规律［J］．水科学进展，2006，17 ( 1) : 20－28．

［3］王必达，陆德明．后发优势与区域发展［M］．上海:复旦大学出版社，2004: 135．

［4］章光新，邓伟，何岩，等．中国东北松嫩平原地下水水化学特征与演变规律［J］．水科学进展，2006，17 ( 1) : 20－28．

［5］郑跃军，李文鹏，万利勤，等．北京昌平地区地下水地球化学研究［J］．水文地质工程地质，2009，36 ( 4) : 8－11．

［6］GB/T 5750—2006，生活饮用水卫生标准检测方法［S］．

［7］DZ/T 0064—1993，地下水质检验方法［S］．

［8］GB 5749—2006，生活饮用水卫生标准［S］．

［9］冯慧芳，贺秋芳，谢世友，等．重庆岩溶山区农村饮用水水质评价及分析——以南川区南平镇石庆村为例［J］．地球与环境，2010，38 ( 1) : 54－58．

Groundwater hydrochemical characteristics and spatial-temporal variations from the main urban areas in Zunyi

XIAO Xin1，CHEN Miao2，WU Yong-gui2
( 1. Zunyi Branch，Guizhou Institute of Geological Environment Monitoring，Zunyi 563000，China; 2. College of Resource and Environmental Engineering，Guizhou University，Guiyang 550025，China)

Abstract:This study covers the hydrochemical types and spatial-temporal variations of 23 groundwater monitoring sites in Honghuagang district and Huichuan district in Zunyi during 2010－2012 ( dry seasons)．SPSS software is adopted for the statistical analysis of the test of water quality，and AquaChem software for hydrochemical type analysis．Besides，sanitary standard for drinking water ( GB 5749－2006) and synthetic index method are adopted to assess the water quality and variations．The results indicate that ( 1) The principal hydrochemical types of groundwater in Honghuagang district and Huichuan district are Ca－HCO3，Ca－SO4，Ca－Cl and Na －Cl．( 2) Temporal variation does not have a significant impact on the variability of hydrochemical types．( 3) 95. 65% groundwater in the monitoring sites is up to the GBI standard，and the rest is GBII，reflecting a good overall water quality．( 4) The quality of 17. 4% groundwater in the monitoring sites gradually degraded from 2010 to 2012．The research may serve as an important practical reference for local economic development and rational utilization of groundwater resources．

Key words:groundwater; hydrochemical characteristics; water quality assessment; Zunyi

通讯作者:陈淼，博士，副教授，chenmiao7879@126. com。

作者简介:肖欣( 1969—)，男，工程师，研究方向:地质环境监测与综合研究。

基金项目:中国地质环境监测院地质调查与监测项目(［2010］［2011］［2012］01－12－24)

收稿日期:2014－05－07

doi:10. 3969/j．issn. 1674－9057. 2015. 01. 023

文章编号:1674－9057( 2015) 01－0142－05

文献标志码:A

中图分类号:P641. 3

引文格式:肖欣，陈淼，吴永贵．遵义市主城区地下水水化学特征及水质的时空变化［J］．桂林理工大学学报，2015，35 ( 1) : 142－146．