淮河流域河南平原区河流与地下水的相互影响

李扬， 王丽满， 田浩毅， 刘华平， 魏承铭功

(1.河南省地矿局第五地质勘查院，河南 郑州 450001； 2.河南省地矿局第三地质勘查院，河南 郑州 451464)

淮河流域河南平原区河流与地下水的相互影响

李扬1， 王丽满1， 田浩毅2， 刘华平1， 魏承铭功1

(1.河南省地矿局第五地质勘查院，河南 郑州 450001； 2.河南省地矿局第三地质勘查院，河南 郑州 451464)

利用“河南平原地区地下水污染调查评价(淮河流域)”项目中完成的749个点的地表水水文调查资料，结合河流断面监测资料分析了研究区地表水与地下水的补排关系；通过分析地表水与地下水水质、河流-地下水监测断面的水质特征，阐述了地表水与地下水水质的相互影响以及有机组分相互影响与无机组分相互影响的差异。研究结果表明：淮河流域河南平原区地下水对排泄型河流(段)水质影响有限，人为排污、降水及上游河水水质是影响其水质的决定因素；河流对地下水水质的影响与补排关系、地层岩性及结构关系密切；一些严重污染的补排交替型河流两岸分布有较宽的地下水严重污染带；河水中的有机物对地下水影响有限。

淮河流域河南平原区；河流类型；补排关系；相互作用；有机组分

淮河流域河南段处于淮河流域的中上游，既是我国重要的粮棉油基地，又是我国重要的煤电能源基地和交通枢纽。区内人口密集，交通便利。

淮河流域河南段地势总的趋势是西高东低。西部、南部为山地、丘陵，中、东部为平原，平原区面积约65 500 km2，为本文研究区，区内水系分布如图1所示。

图1 河南省淮河流域水系分布

淮河干流发源于桐柏山的主峰太白顶，至固始三河尖附近进入安徽，流经河南省，该段长340 km。南侧支流有浉河、竹杆河、潢河、史灌河、白露河等，河流长度一般较短，水量丰富，易形成高洪峰急流；北侧支流有沱河、涡河、沙颖河、洪汝河等，呈西北东南向，河道弯多水浅，水流缓慢。

研究区多年平均降水量从南至北为634～1 212 mm，具有明显的由南向北递减的特征。浅层地下水主要接受降水入渗补给，其次是河流补给、灌溉回渗补给等，地下水总体流向为由西北向东南。

1 地表水与地下水补排关系

自然界河流的主要功能是把地下水及降到地面的雨水汇集并排向下游，淮河流域(河南段)的河流也不例外。在解放前及解放初期，由于水利工程年久失修，河道蜿蜒曲折、易淤积，致使河流排泄不畅，一遇暴雨就发生涝灾；河流排泄不畅还会导致地下水埋深浅、潜水蒸发浓缩作用强烈，致使地下水溶解性总固体、总硬度、氟化物等含量增高。特别是在黄泛区，包气带岩性颗粒较粗，潜水蒸发浓缩作用更为强烈，以至于形成大量的盐碱地[1]。解放后，由于大兴水利，对蜿蜒曲折的河道进行了截弯取直、清淤，河道排泄顺畅，现已很少发生涝灾；再加上加大了地下水的开采力度，地下水位下降明显，潜水蒸发减弱，现在黄泛区盐碱地已基本消失[2]。

本次地面调查共完成水文调查点749个，其中，河流及大型渠道调查点726个，湖泊水库调查点23个。在水文调查中，采用地表水面、地下水面与地面的距离对比、河岸地下水渗出情况观察等方法，对淮河流域(河南段)200多条河流与地下水的补排关系进行了判别。

排泄型河流(段)主要分布于西部、南部山前平原一带，如小潢河、小洪河、北汝河等。排泄型河流(段)河谷深切，河水位明显低于地下水位，部分河段的河岸或河床见有地下水渗出、泉水出露，如汝州市西侯寨北汝河阶地陡坎处有大量泉水出露。在中东部平原区也有部分河段为排泄型河流(段)，如淮河干流、沙颖河沈丘大闸下游段。沙颖河沈丘大闸下游的河谷深切，见有明显的地下水渗出[3-4]。

补给型河流(段)比较少见，只是在少量河流的局部地段或建有人工节制闸的河流上游局部地段有分布，如颍河周口节制闸上游、沙颍河沈丘节制闸上游地段，当节制闸关闭时，河水水位明显高于地下水，对地下水有所补给。一些城市或工厂的排污渠

道水位一般高于地下水，对地下水有所补给。

补排交替型河流(段)在河南平原(淮河流域)中东部(特别是黄泛区)分布广泛,如惠济河、沱河、响河、包河、大沙河、古宋河、沙颍河、涡河等。

2 地下水对地表水水质的影响

在此，笔者以竹竿河、小潢河为例，主要分析地下水对排泄型河流(段)水质的影响。

竹竿河、小潢河均发源于南部大别山区，从南至北注入淮河，河流切割较深，为排泄型河流(段)。

竹竿河、小潢河附近浅层地下水取样井情况见表1。竹竿河、小潢河与其附近浅层地下水主要水质指标的对比情况见表2。图2与图3分别是竹竿河、小潢河与附近浅层地下水的部分水质指标的对比图。

表1 地下水取样井情况

表2 河水与其附近地下水水质对比

图2 竹竿河与地下水部分水质指标对比图

图3 小潢河与地下水部分水质指标对比图

综合以上分析，竹竿河、小潢河水质指标特征主要受上游来水水质指标特征(接近大气降水)或人为污染所控制，地下水补给对河水的影响有限。

3 地表水对地下水水质的影响

3.1 涡河流域河流水质对地下水水质的影响(无机组分)

涡河流域为黄泛区，位于研究区的北东部，大部分河流为补排交替型河流。本次调查取部分地表水和地下水样品作对照测试，取样井与地表水取样点的基本情况见表3。

表3 涡河流域河流与地下水取样点的基本情况

通许县的黄子河(06-05-9B)与地下水(06-05-9)两者污染因子对应较好，污染因子主要为氯化物、溶解性总固体和总硬度，与地表水(污染程度较轻)中的含量相差不大。柘城县的惠济河(06-29-35B)与上述情况类似，地表水对地下水有一定影响。

民权县城东的洮河(06-14-69B)河水乌黑发臭，污染因子主要为硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、溶解性总固体，但个别因子在地下水中的含量不高，如地表水的氨氮含量为9.33 mg/L，地下水氨氮含量为0.016 mg/L。柘城县的洮河地表水(06-29-25B)硝酸盐含量为15.58 mg/L，地下水硝酸盐含量为56.64 mg/L，与上述情况类似。地表水对地下水有一定的影响，同时地下水水质还受其他因素的影响。

商丘东南部的包河(07-09-12B)河水为灰褐色，污染因子主要为亚硝酸盐、氨氮、溶解性总固体等。以上因子在地下水中含量并不高，有些甚至未检出。如亚硝酸盐含量在地表水中测得的值为1.0 mg/L，在地下水中未检出。因距离较远，河流对地下水影响有限，地下水主要受附近废水、垃圾的影响。

商丘北部的黄河故道(06-24-12B)污染较轻，地下水中的主要污染因子为硝酸盐和亚硝酸盐，其在地表水中含量较低，河流距离06-24-12井相对较远，影响有限。该井主要受不远处一垃圾堆的影响。

太康县东部的涡河(农6B)，河水呈棕绿色、不透明、污染较重，污染因子主要为硝酸盐和亚硝酸盐，地下水中主要的污染因子为亚硝酸盐、溶解性总固体和总硬度。河流距离农6井相对较远，影响有限。

综上所述，涡河流域河流对地下水的影响与井距河的距离密切相关，一般距河200 m范围内，河流对地下水有明显的影响；大于此距离，则河流对地下水的影响不大。

3.2 涡河流域河流水质对地下水水质的影响(有机组分)

对比河水中与地下水中有机因子的类型及含量可知，两者的对应关系并不好，在地下水中含量较高的因子在河水中含量很低或无检出。如农6井(地下水)的苊、蒽、屈、苯并(a)蒽、七氯的含量是检出限的5～35倍，而在农6B(河水)却无检出，如图4所示。以上情况说明，河水有机组分对地下水水质的影响有限，地下水有机组分有相当一部分来自降水、农药化肥等。

图4 河水与其附近地下水有机组分含量对比

3.3 郑州、开封排污河对地下水有机组分的影响

贾鲁河郑州白沙段、老鸦陈段，开封化肥河、惠济河开封段分别是郑州市、开封市的主要排污河段，均为补给型河流(段)，排污河对附近地下水均有一定的补给。浅井与其附近河流有机组分含量对比结果见表4。

表4 浅井与其附近河流有机组分含量对比 μg/L

注：MDL—实验室检出限；ND—未检出。

由表4可知：有相当一部分因子在河水中有检出，而在地下水中无检出，如三氯乙烯、氯仿等。即使有检出，其含量也远低于河水的，如甲苯含量，郑06-16与郑06-16B相差约7.5倍，开k82与开k82B相差约2.2倍，开8-24与开8-24B相差约45倍；苯含量,郑06-16与郑06-16B相差约4倍，开k82与开k82B相差约60倍，开8-24与开8-24B相差约46倍。而且一些因子在浅井水样中的含量高于河水水样中的含量，甚至在河水水样中没有检出，如开k82与k82B的1,2,4-三甲苯、郑20-14与郑20-14B的环氧化七氯、郑06-16的艾氏剂和环氧化七氯等。

以上分析表明，河水对地下水有机组分的影响有限，地下水有机污染较复杂，有相当一部分来自降水补给、农药化肥的使用等。

3.4 区域地下水与河水的污染对比分析

由于工业“三废”及各种污染物大量排放，大多数河段均受到不同程度的污染。沱河流域、涡河流域河流污染最重，其次为沙颖河流域、洪河流域和汝河流域，污染最轻的是淮河南部支流及淮河干流。

比较典型的严重污染河流有南黑河(漯河市排污河)、贾鲁河(郑州市排污河)、惠济河(开封市排污河)、沱河(商丘、永城等市排污河)，但在这些河流两岸并没有形成连续的地下水严重污染带。

在沙颖河沈丘段南岸虽然分布有地下水严重污染带，但这个地下水污染带并不是河水直接侧渗补给地下水造成的，而是沈丘节制闸引水渠把大量污染的河水引入沟塘或灌溉后引起地下水，污染的[5-7]。这种情况比较普遍。

4 结语

1)在淮河流域河南平原地区，分布最多的河流是补排交替型河流(段)，主要分布于中东部，特别是黄泛区；其次是排泄型河流(段)，主要分布于西部、南部山前平原一带；补给型河流(段)比较少见，只是在少量河流的局部地段或建有人工节制闸的河流上游局部地段有分布。

2)河南淮河流域平原区地下水对排泄型河流(段)水质影响有限，人为排污、降水及上游河水水质是影响排泄型河流水质的决定因素。

3)淮河流域河南平原区河流对地下水水质的影响与补排关系、地层岩性、结构关系密切。一般来说，补给型、补排交替型以补给为主的河流对地下水的严重影响带宽度为200 m左右；补排交替以排泄为主的河流，影响带宽度为50 m左右；距河超过200 m的区域的地下水受到生活垃圾、污水、化肥、农药等因素的影响较明显。

4)一些严重污染的补排交替型河流两岸分布有较宽的地下水严重污染带，是由于人为引河水灌溉引起的，自然的河水侧渗补给地下水对此影响有限。

5)由于淮河流域河南平原区河流有机物含量一般较低，且易受到含水层颗粒的吸附，因此河水有机物对地下水影响有限。

[1]徐馨，朱明伦，卢积堂，等.中原东部第四纪环境及其影响的研究[M].贵阳：贵阳科技出版社，1994：55-88.

[2]程生平，赵云章，张良，等.河南淮河平原地下水污染研究[M].武汉：中国地质大学出版社，2011：35-48.

[3]左正金，王献坤，罗文金，等.河南沈丘饮用水资源评价与用水规划[J].地下水，2004，26(3)：12-15.

[4]左正金，王献坤，程生平，等.淮河流域(河南段)第四纪地层沉积规律[J].地下水，2006，28(4)：34-36.

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[6]王献坤，左正金，罗文金，等.淮河流域沙颍河段浅层地下水水质状况及污染特征[J].工程勘察，2007(9)：40-43.

[7]左正金，马有华，王献坤，等.沙颍河流域(河南段)地下水污染现状及防治[J].地下水，2009，31(5)：91-92.

(责任编辑：乔翠平)

Interaction between River and Groundwater in Henan Plain of Huaihe River Basin

LI Yang1, WANG Liman1, TIAN Haoyi2, LIU Huaping1, WEI Chengminggong1

(1.No.5 Institude of Geo-exploration of Henan, Zhengzhou 450001, China;2.No.3 Institude of Geo-exploration of Henan, Zhengzhou 451464, China)

Based on the survey data of 749 points of groundwater hydrology completed in the project of "Survey and Evaluation of Groundwater Pollution in the Henan Plain Area (Huaihe River Basin)", combined with the monitoring data of river sections, the recharge and discharge relationship between surface water and groundwater in the study area was analyzed. Through the analysis of surface water and groundwater quality, the water quality characteristics of river-groundwater monitoring section, the quality interaction between surface water and groundwater and the difference of the interaction between organics and inorganic components are described. The results show that the influence of groundwater on the water quality of the drainage-typeriver (sections) is limited in Henan plain area of Huaihe River Basin. Man-made sewage, precipitation and upstream river water quality is the deciding factor. The influence of rivers on groundwater quality is closely related to the relationship between recharge and discharge, formation lithology and structure. Some severely polluted recharge-discharge rivers have a wide range of serious groundwater contamination. The effect of organic matter in the river on groundwater is limited.

Henan plain of Huaihe River Basin; the type of streams; recharge and discharge relationship; interaction; organic components

2016-08-31

国土资源大调查项目“河南平原地下水污染调查评价(淮河流域)”(1212010634502)。

李扬(1983—)，男，河南郑州人，工程师，从事水文地质、环境地质调查评价方面的研究。E-mail：147047172@qq.com。

10.3969/j.issn.1002-5634.2017.01.008

TV211

A

1002-5634(2017)01-0036-05