朝阳市地下水水质规律及其水位动态监测与分析

刘延辉

(朝阳市水利规划勘测设计院，辽宁 朝阳 122000)



朝阳市地下水水质规律及其水位动态监测与分析

刘延辉

(朝阳市水利规划勘测设计院，辽宁 朝阳 122000)

地下水由于具有污染小、易开采等优势而逐渐成为全球重要的供水水源之一。但是，随着科技的进步、工业的迅速发展，地下水水质正面临严重威胁。通过对朝阳市城区地下水长期监测，分析确定城区内地下水的动态变化影响因素，结合各种影响因素，提出地下水水源地保护区的划分原则，建立地下水质监测网的框架。研究成果可以为相关部门了解和掌握地下水动态规律、合理开发和利用地下水资源、加强水资源科学管理等方面提供技术支撑和数据支持。

地下水；水质监测；预侧；影响因素；朝阳市

地下水资源不仅是供水水源，同样是维持水系统、生态系统的运转的重要前提。通过研究，发现地下水过度开采以及因地表水而造成地下水二次污染的两种现象较为普遍。发达国家对地下水资源的监测保护工作走在了世界前端，并且建立了地下水水源地保护区划分体制、框架体系[1-3]。

在提出保护区划分时，不能以点带面，要根据水资源所在地的具体情况，做出最有效的划分方法[4-5]。根据划分原则进一步提出水质监测网框架，对水源地环境质量做出进一步的贡献，同样为相关部门提供技术支持。

1 基本概况

辽宁省朝阳市坐落于本省的西端，在E118°50′-121°17′和N40°25′-42°22′。总面积约2万km2，总人口约330万。该地区属于温带季风性气候，平均气温约为8.5℃，年降水量约为600mm。其地势西北高，海拔达400m，而西南较低，低于20m。水资源相对丰富，但流量变化大、水土流失严重，且利用率不高。

2 地下水水质现状研究

在朝阳市区共设置70个水样的采样点，其中工业及人口密集区布置采样点相对较多，其他地区则相对较小。取样点主要为现有水井或地下水取水处，其样品中以浅层地下水为主，辅以其它水层。

对采集的水样进行测试，测试结果与我国制定的规范进行比较，发现采样区水质状况良好，无明显的污染情况出现。重要测试指标结果如图2所示。

图1 主要测试指标及统计特性结果

3 地下水水质变化规律研究

通过建立合适的模型来预测地下水水质变化趋势[6]。文章将采取主要由3个因素建立合适的模型：范围NF、频率NP以及程度NC。最后将这3种指标整合得到综合的指数值N。综合指数值0-100之间，关系式为：

(1)

式中：N为综合指数；NF为指标超标数量；NP为某指标超标的概率；NC为某指标超过可接受范围的大小。

计算模型主要是基于线性回归分析法。首先选取样本的80%数据进行分析，再回归分析计算，得到线性回归方程。最后利用样本剩余20%数据进行预测，通过对比，结果如图2所示。

图2 计算与测试结果比较

利用已经建立并验证的水质变化情况，将得到的地下水质量指数进行分级，分级标准见表1。

表1 分级标准

结果显示，朝阳市水质情况良好，总体上郊区及农村地区水质优于城市地区，而山区地区优于沿海地区。如果不采取一定的技术手段，水质将持续恶化。恶化程度比较明显的地区为建平县、龙城区以及朝阳县等地区，主要因为这些地区工业与人口相对密集，水质恶化的可能性较大。

4 地下水水位动态影响因素分析

4.1 气象影响因素

气象因素对地下水动态的影响，主要表现为不同季节降水量的影响。受纬度影响，降水集中在夏季。朝阳市2014年城区降雨量统计表见表2。

表2 2014年，朝阳市城区降雨量统计表

城区内地下水在4-5月份水位比较低，7-9月份水位比较高，其它月份地下水位变化比较平缓。

4.2 水文影响因素

通过地下水水位观测资料表明，地下水水位与大凌河有着较为密切的联系，2-3月，河水位比较低，地下水位也较低；4月中旬，河水水位开始上涨，近河地下水水位随之上升；8-9月份降水量持续不断，河水位迅速上涨，地下水位持续升高。

4.3 地质地貌影响因素

降水对地下水的补给还受到不同地表岩性的影响，朝阳城区基本属于第四纪地质地貌。大凌河冲洪积扇的漫滩区，由于表层为粉质砂土，厚度比较薄，降水后雨水入渗比较快，根据地上监测井的资料分析5-7月为降水集中期，而地下水最高水位一般都出现在8-10月。

4.4 人为的影响因素

人工开采是影响朝阳市区地下水动态的主要人为因素之一。由于开采地下水影响着附近地下水位的动态变化。监测井的地下水位动态变化表现为在丰水期地下水位不高，受水源地开采影响反而较低。

5 地下水水源地保护区的划分原则

地下水水源地水文地质条件较为复杂，同时污染物质也具有多样性，地下水水源地保护区的划分应遵循以下4项原则：

1)根据地下水基础资料条件，选择符合当前地区的划分方法。

2)充分利用地下水监测资料，确定参数。

3)灵活参照水源地的水质标准，并根据该地区保护要求，做出合理区域划分。

4)对水质安全的做出有效保证下，划定的范围不宜过大。

依据地下水水源地保护区的划分原则，建立地下水质监测网的框架[7]，其前期准备步骤如图3所示，地下水质监测网框架如图4所示。

图3 前期准备步骤

图4 地下水质监测网框架

监测区域应当是一个完整的地下水盆地，应分析监测区域内的气象、社会经济活动、地形等各种综合数据、影响因素，以确定监测区的特征[8-9]。对地下水水质状态进行科学性定量评价以及分析地下水水质在人类活动的影响下的变化情况是区域地下水水质监测的主要目的。

6 结 论

目前，朝阳市地下水的水质状况总体良好，无明显的污染情况，但若不采取有效的防治措施，则将不断恶化。朝阳市南部地区水质恶化程度将大于北部，其中压力最大的是太和区、凌河区以及凌海市等工业、人口相对密集的地区。影响朝阳市地下水水质变化与分布的主要影响因子按贡献率由大到小排序为：工业、生活、地势、农业、海水。为了减缓地下水污染的发展趋势，进一步降低污染程度，需要提出并实施合理的治理措施。地下水污染监测与评价不仅是对水资源的安全性能的综合调研，也是对地下水保护方案提供一定的技术支持，可更好地实现地下水资源的保护。

[1]钟秀，马腾，刘林，等.地下水饮用水源地污染源风险等级评价方研究[J].安全与环境工程，2014,21(02):104-108.

[2]王巍巍.锦州市地下水水质现状与变化趋势研究[J].水利技术监督,2016(05):59-62.

[3]范宏喜.开启地下水监测新纪元——聚焦国家地下水监测工程建设[J].水文地质工程地质，2015(02)：161-162.

[4]王爱平,杨建青,杨桂莲,等.我国地下水监测现状分析与展望[J].水文,2010(06):53-56.

[5]范先友,李朝阳,杨传华.基于多元线性回归分析的水位短期预测方法[J].水运工程,2014(01):159-162.

[6]周仰效，李文鹏.地下水水质监测与评价[J].水文地质工程地质，2008，35(01)：1-11.

[7]高志.国家地下水监测工程站网布设浅析[J].地下水,2012(05):71-72.

[8]李劲,闫波,丁志安,等.聚类分析在优化地下水监测点位中的应用[J].中国环境监测,1997(04):17-20.

[9]李春雨.沈阳市城区地下水远程实时监测系统建设初探[J].水利规划与设计,2016(08):116-118.

1007-7596(2017)01-0037-03

2016-12-26

刘延辉(1985-)，男，河南孟州人，工程师，研究方向为水文与水资源工程、水利规划、水利设计等。

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