石洞河地下水质量影响指标分析

朱占雄，刘兆鑫，钟金先，周建伟，李成



石洞河地下水质量影响指标分析

朱占雄，刘兆鑫，钟金先，周建伟，李成

（四川省地质调查院，成都 610081）

通过对石洞河的水文地质条件的分析，包括补径排特征，岩溶洞穴发育特征及区域地质条件等，得出石洞河地下水系统的成因及发育特征；通过两期的调查采样分析结果，分别进行地下水质量评价，然后对比分析两期数据之间的变化，得出石洞河地下水系统的地下水质量与动态特征；为区域地下水污染调查分析有一定的代表意义。

地下水；影响指标；动态特征；石洞河

石洞河位于四川宜宾市兴文县四龙乡新生村2组，为石海洞乡国家级风景名胜区。石洞河地处四川盆南山地与云贵高原的过渡地带，属盆南山地地貌类型。区内有三个局部地表分水岭，地貌亦循此方向由石丘-洼地逐渐变为峰丛-洼地。石洞河洞口标高约418m，源头在仙峰附近分水岭，海拔标高为1 200～1 400m，系一区域地表分水岭，向东南方向至石洞河地势逐渐降低，相对高差达1 000m。该洞位于横切而过的古宋河西侧，高于河水面10m。

1 地质构造特征

石洞河所在地区出露地层主要有二叠系、三叠系、志留系和第四系地层（图1）。石洞河发育在二叠系茅口组、栖霞组灰岩中，位于长宁双河背斜东段南西翼。灰岩出露宽度1~3km，产状221°∠16°。石洞河景区一带地质构造主要阴阳背断层的影响，派生发育的次级断裂构造，对地下河发育有一定影响。

图1 石洞河区域水文地质图

石洞河仅有一个天然出水洞口，高约15m，宽约5～10m，呈不规则的菱形。洞口一段顺岩层走向，出口的枯季流量650L/s。目前，实测石洞河总长度为19.2km。洞穴规模较大，洞内钟乳石类景观集中分布于洞穴主洞和支洞中，尤以流石类和滴石类沉积景观丰度高，色泽洁白为特色，旅游开发潜力较大，现还未完全开发[1]。石洞河以峡谷式和厅堂式洞道为主，结构复杂。石洞河的长度很大，属大型洞穴。

石洞河为地表水补给的包气带洞穴，石洞河流域的补给区源于东部、北部和南部地势较高的山区，高处的地表水流汇入沟中向西南径流，汇流区全为可溶岩分布区，成为石洞河的主要水源。石洞河出口的丰水期流量约4 500L/s，枯季流量650L/s，流量变幅较大。

2 水文地质特征

2.1 石洞河水文地质特征

石洞河发育的区域水文地质类型为碳酸盐岩类岩溶水，水量丰富，大泉、暗河流量>100L/s。岩溶发育，石丘-洼地，峰丛-洼地地形，漏斗、洼地、落水洞密布，灰岩顶、底部多有落水洞、伏流入口、盲谷等吸水岩溶形体。

石洞河为地表水补给的包气带洞穴，石洞河流域的补给区源于东部、北部和南部地势较高的山区，高处的地表水流汇入沟中向西南径流，汇流区全为可溶岩分布区，成为石洞河的主要水源。石洞河出口的丰水期流量约4 500L/s，枯季流量650L/s，流量变幅较大。

补给区海拔高程1 000~1 400m，石洞河出口高程418m，补给-排泄区落差大于1000m。水力坡度较小，平均水力坡度约4.4%，洞道高。因此，雨季不容易造成壅水现象。

图2 石洞河地下水系统平面示意图

石洞河地下水质量评价统计表

测试指标测试结果（mg/L）超标限单指标评价 K+1.3// Na+18.2200Ⅰ类水 Ca2+121400Ⅱ类水 Mg2+10.750Ⅱ类水 NH4+00.64Ⅰ类水 Cl-1.78250Ⅰ类水 SO42-365250Ⅴ类水 HCO3-21.4// CO32-0// NO3-10.488.57Ⅱ类水 NO2-03.29Ⅰ类水 F-0.191Ⅰ类水 Zn0.0941Ⅱ类水 I0.0020.08Ⅰ类水 Se0.00060.01Ⅰ类水 H2SiO310.4// 溶解性总固体549.671000Ⅲ类水 总硬度345.93450Ⅲ类水 Cu0.00981Ⅰ类水 Pb0.00010.01Ⅰ类水 Mn0.780.1Ⅳ类水 Fe0.0240.3Ⅰ类水 As0.00090.01Ⅰ类水 Al0.620.2Ⅴ类水 Cd0.00140.005Ⅲ类水 Hg0.00010.001Ⅰ类水 Cr6+00.05Ⅰ类水 耗氧量1.123Ⅱ类水 综合评价质量分级Ⅴ类水

2.2 补给、径流和排泄特征

石洞河的所在地的岩溶水文系统由石洞河地下水系统构成，汇水面积约100km2。石洞河流域地下水补给来源为灰岩露头区的大气降水，上覆地层中的溪流。矿坑水、下伏地层中的溪流。降水落至地表后，大部被密布的洼地、漏斗、落水洞所吸收。灰岩顶、底部有7个大的伏流进口，集上覆与下伏地层的矿坑水、地表水注入地下，而石洞河是唯一之出口。仙峰-石洞河间存在一条地下河，并贯穿了途中三个局部分水岭。主管道经过小岩湾、黑洞沟的干溶洞之下，并伸至区域地表分水岭附近，埋藏深度<200m。地下水化学类型为SO4-Ca型。

该地下河支叉共有7条，分别为大地方、小地方、八一水库、下洞、袁家洞的最底层、海子坝、河叶堤，这些支叉与主管道配置成一树枝状的地下水系统。可以肯定，实际的情况比已知的更为复杂（图2）。径流段地表特征为石丘-洼地，峰丛-洼地地形，漏斗、洼地、落水洞密布，灰岩顶、底部多有落水洞、伏流入口、盲谷等吸水岩溶形体。

3 地下水质量影响指标分析

3.1 质量评价

在石洞河出口处采集水样，现场测定水温20℃，PH为6.66，浊度20.5NTU，电导率为1 250μs/cm，氧化还原电位91.4mv，溶解氧8.13mg/L。矿化度549.67 mg/L，水化学类型为SO42--Ca型水，根据《区域地下水污染调查评价规范》[2]层级阶梯评价方法进行地下水质量评价，所检测的项目中有机指标未检出，无机指标中SO42-，Mn，Al超标，按“地下水质量评价”，地下水质量级别为Ⅴ类水。其地下水质量单指标与综合指标评价结果见表。

3.2 影响指标分析

石洞河地下河水质超标的原因有以下几种可能：潜在矿山污染源的分布较多，区域背景值较高，酸雨的影响等[3]。

1） 潜在矿山污染源分布较多：石洞河地下水系统中的潜在矿山污染源共有18个，为硫铁矿和煤矿矿山（图3）。这些矿山废渣废水直接或间接进入石洞河地下河中，为石洞河地下水中的SO42-，Mn，Al贡献较多。石洞河地下水于1980年的测试结果显示：SO42-为291.5mg/L，根据评价，SO42-单指标水质为Ⅳ类水，且根据当时的情况，石洞河地下水受上部兴堰、川堰磺厂所排废渣废水的影响，导致SO42-的超标。根据本次采样检测结果：SO42-为365mg/L，单指标水质为Ⅴ类水。可见，这30多年来，水质是持续恶化。以前NO3-和NO2-分别为3.5mg/L和0.01mg/L，本次分别为10.4mg/L和0。可见受生活污水和农业化肥的污染在加剧。

图3 石洞河污染源分布图

2）区域背景值较高：区内产硫铁矿和煤矿，这些矿产中富含硫，区域背景值较高。经过人为扰动后，更容易进入地下水中。

3）酸雨的影响：酸雨的形成主要受燃煤及硫磺厂的工业废气的影响，随着大气降水进入地下河中，对地下河中的水中的SO42-有一定的贡献。

4 结论

石洞河水质恶化的原因主要是人为影响，其流域内人类活动较为强烈，矿山开采较多。加之，石洞河岩溶很发育，处于兴文石海的核心区，多落水洞，岩溶洼地，岩溶漏斗等地质特征，为地表水的汇集和径流提供有利条件。污染物随着地表水渗入地下河中，导致石洞河地下水的水质较差。

参考文献:

[1] 四川省地质局二O八地质队. 1:200000区域水文地质普查报告（筠连幅、叙永幅）[R]. 1980，128～138.

[2] 中国地质调查局. DD2008-01，中国地质调查局地质调查技术标准地下水污染地质调查评价规范[S]. 2008，10.

[3] 朱占雄、钟金先、刘兆鑫， 等. 渝北-川东南区地下水污染调查评价成果报告[R]. 2015， 48～56.

Influence Factor of Groundwater Quality in the Shidong River Basin

ZHU Zhan-xiong LIU Zhao-xin ZHONG Jin-xian ZHOU Jian-wei LI Cheng

（Sichuan Institute of Geological Survey, Chengdu 610081）

This paper deals with genesis and characteristics of groundwater system in the Shidong River Basin based on hydrogeological conditions, including recharge, runoff and discharge, karstification development, and regional geology. Groundwater quality and its dynamic change in the Shidong River Basin are assessed based on sampling and analyses.

Groundwater; Inflaence Factor; dynamic change; Shidong River

P641.8

A

1006-0995（2016）03-0450-03

10.3969/j.issn.1006-0995.2016.03.024

2016-1-12

地质调查项目“西南主要城市地下水污染调查评价”（1212011121166）；“成都平原地下水污染调查评价”（1212011220984）

朱占雄（1985-），男，硕士，工程师，主要从事水文地质、工程地质、环境地质方面工作