不同地质条件下影响地下水质量指标的差异分析——以宜宾市-泸州市为例

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)



· 水环境 ·

不同地质条件下影响地下水质量指标的差异分析
——以宜宾市-泸州市为例

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)

为了研究不同地质条件下影响地下水质量的指标差异，为地下水资源保护和开发提供参考。根据红层区和岩溶区不同的地质条件，分别采集水样进行测试，分析地下水化学特征。然后采用层级阶梯评价方法对地下水质量进行评价，得出影响水质的主要指标,并分析指标超标的原因。最后对比分析得出影响红层区和岩溶区水质指标的差异及原因。

地下水化学；水质指标；质量评价；超标

1 引 言

随着社会经济的发展，人类活动对环境的影响越来越大。尤其是对地下水的污染越来越严重，导致地下水质量恶化。四川省岩溶区和红层区地下水资源丰富，人口分布较为密集，潜在污染源分布较多，地下水污染正日趋加重。因此，对影响地下水质量指标的分析研究很有必要。且随着工业与城镇的发展，对地下水的开发利用逐步扩大，饮水安全及地下水资源保护和开发急待解决。但是，地下水质量不仅仅受人类活动的影响，也与地质条件有着密切关系。四川盆地红层区做过很多地下水质量评价方面的研究，得出高背景值为影响地下水质量的主要原因[1-2],但是，岩溶区做的工作相对较少，且岩溶区地质条件与红层区有着巨大差别，岩溶区裂隙网络较为发育，多岩溶大泉和地下河，地下水循环速度较快，且地表水更容易补给地下水，更易受到人为的污染。红层区裂隙网络发育较差，表层多有土层覆盖，地下水径流速度较慢，受地表污染物影响的范围相对较小，其主要受原生地质背景的影响尤为突出。根据部分项目成果，分析红层区和岩溶区水质影响指标的差别，为区域地下水污染调查评价提供参考。

2 研究区概况

研究区位于川东南区宜宾市，泸州市。岩溶区主要包括筠连县、珙县、兴文县及叙永县、古蔺县等区域，面积约0.7万km2，这些区域为四川岩溶较为发育的地区；红层区主要包括高县、长宁县、江安县、宜宾县、南溪区、翠屏区及纳溪区、龙马潭区、江阳区、合江县、泸县等区域，面积约1.6万km2，以丘陵为主；地层岩性以侏罗系、白垩系砂泥岩，三叠系、二叠系、志留系、奥陶系、寒武系灰岩、白云岩为主。地下水类型以碎屑岩裂隙水和碳酸盐岩溶洞水为主。

3 评价指标选择

本次研究在红层区采集样品39组，全部为机民井，岩溶区采集41组，其中地下河26条，岩溶大泉15个;见下图。通过对采集样品的现场测试和室内检测分析后进行地下水质量评价。并对6项现场测试指标进行统计分析。参与质量评价的指标包括无机常规指标13项，无机毒理指标10项，挥发性有机物指标25项，半挥发性有机物指标11项。

图 研究区水文地质Fig. Hydrological geological map in the studied area

4 地下水化学特征分析

根据采样测试结果分析，水化学类型比较复杂，80个采样点中，按照舒卡列夫分类原则，以HCO3·SO4-Ca和HCO3-Ca型水为主，分别有23个和21个，HCO3-Ca·Mg型水10个，其他类型零星分布。

表1 地下水化学指标统计分析Tab.1 Statistical analysis of hydrochemistry indexes

根据水化学指标统计结果，体现出红层区和岩溶区水化学特征的差异，见表1。其主要差异特征如下：

(1)各项水化学指标红层区平均浓度均较岩溶区高；

(2)红层区水化学类型较岩溶区复杂；

(3)阳离子有Na+或阴离子有Cl-的主要分布在红层区。

5 现场测试指标分析

现场测试指标包括水温、pH、EC、EH、DO、浊度，共6项。

根据测试结果，研究区内pH平均值为7.6，整体水质偏弱碱性。其他指标在红层区和岩溶区显现出差别，见表2。其中水温、EC、EH值红层区整体较岩溶区高，DO、浊度红层区整体较岩溶区低。

表2 现场测试指标统计分析Tab.2 Statistical analysis of field test indexes

出现差别的原因如下：

(1)岩溶区水位埋藏较深，而红层区埋深较浅，与地表温度交换较快。因此，红层区水温较高；

(2)岩溶区地下水循环较快，水量大。溶解在水中的离子浓度总体比红层区低。因此，红层区EC、EH较高；

(3)岩溶区发育大量裂隙，溶蚀管道，地下水与空气接触面积大。因此，DO值比红层区高。

(4)红层区地下水循环较慢，受降雨的影响相对较小。而岩溶区补径排转换较快，地下水在雨季受地表水入渗，导致水质浑浊。因此，浊度较红层区高。

6 地下水质量影响指标分析

6.1 评价方法

地下水质量评价根据《区域地下水污染调查评价规范》[3]，采用层级阶梯评价方法，即对评价指标进行综合评价，地下水质量级别按单指标最高类别确定。不同类别指标限值相同时，从优不从劣。

6.2 评价结果

根据80组样品的测试结果进行地下水质量评价[4-5]。评价结果表明：区内无Ⅰ类地下水；Ⅱ类地下水17组，占总数的21.2%；Ⅲ类地下水30组，占总数的37.5%；Ⅳ类地下水21组，占总数的26.3%；Ⅴ类地下水12组，占总数的15.0%。见表3。红层区水质以Ⅲ类、Ⅳ类为主，岩溶区以Ⅱ类、Ⅲ类为主。总体而言，红层区水质较岩溶区差。

表3 地下水质量统计分析Tab.3 Statistical analysis of groundwater quality

6.3 影响指标分析

表4 超标指标统计分析Tab.4 Statistical analysis of standard-exceedingindexes

Mn是区内超标率最高的指标，红层区和岩溶区均超标较多。其超标率为22.5%。该区Mn超标主要是由于区内出露的侏罗系遂宁组、蓬莱镇组、二叠系栖霞组、茅口组地层中富含铁锰[4]，致使其超标率高。

Fe是区内超标率第二的指标，仅出现在红层区，其超标率为15.0%。出露地层为侏罗系沙溪庙组地层，该地层铁铝质含量高，具团块状泥岩由铁铝质固结的残积泥砾结构，因此造成区内浅层地下水Fe含量高。

总硬度是区内超标率第三的指标，主要出现在红层区，其超标率为11.3%。是由于部分地层富含膏盐，地下水主要赋存于红层风化带裂隙中，地下水循环径流缓慢，使钙镁等离子大量融入地下水，造成总硬度超标。

6.4 对比分析

根据上述结果，可见红层区和岩溶区影响地下水水质的指标有明显差异。虽都受高背景值的影响，但是还与水文地质条件关系密切。

6.4.1 Fe、总硬度在岩溶区没有出现超标或很少超标，这主要是由于岩溶区地下水循环较快，水量较大，溶解在水中的盐类运移较快，相对含量就较少。而红层区地下水循环相对较慢，溶解的盐类含量相对较高。

6.4.4 Mn在岩溶区和红层区均出现较多的超标，这与区域地层岩性有重大关系。但红层区超标相对较多。

7 结 论

7.1 红层区水质总体比岩溶区要差，受高背景值影响，红层区地下水主要为Fe、Mn质水。

7.2 岩溶区水质主要受人类工程活动的影响，矿山开采是主要的污染源，因为矿山开采不仅会造成地形地貌景观和土地破坏，还会导致含水层的破坏和产生废水废液及固体废弃物。这些进入地下水中，会不同程度对地下水产生污染。

7.3 岩溶区防污性能较差，容易污染。但岩溶很发育的区域，水量很大，地表水与地下水交替频繁。污染物残留较少，浓度较低。所以超标的指标和数量反而较少。

[1] 欧亚波,李泽琴.四川省红层丘陵区浅层地下水水质现状及评价-以宜宾市屏山地区为例[J].地质灾害与环境保护,2007,12(4):108-112.

[2] 王晓东,梁 波,解征帆.四川省红层丘陵区浅层地下水水质现状及评价[J].四川环境,2012,(12):149-153.

[3] 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].中国地质调查局,2008,10.

[4] 刘兆鑫,崔英山,毛 郁,朱占雄,等.成都平原地下水污染调查评价报告[R].成都:四川省地质调查院,2015.98-125.

[5] 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].成都:四川省地质调查院,2015.34-43.

Analysis on the Difference of Groundwater Quality Indexes under Different Geological Conditions-A Case Study of Yibin and Luzhou City

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

(SichuanInstituteofGeologicalSurvey,Chengdu610081,China)

In order to study the difference of groundwater quality indexes under different geological conditions and provide reference for ground water resource protection and development, this paper collected water samples and tested to analyze the chemical characteristics of groundwater according to different geological conditions in the red layer areas and karst areas. Then the hierarchical ladder evaluation method was used to evaluate groundwater quality, through which the main indicators affecting the water quality was obtained. The reasons of the indicators exceeding standard was also analyzed. Finally, the reason that cause the difference of the groundwater quality between red layer areas and karst areas were discussed.

Hydrochemistry;water quality indicators;quality evaluation;standard-exceeding

2016-01-13

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，重庆酉阳人，2011年毕业于成都理工大学地质工程专业，硕士，主要从事水文地质、工程地质、环境地质方面工作。

X523

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1001-3644(2016)03-0046-05