西安市平原区地下水污染现状及对策探析

2018-08-03

地下水 2018年4期

(西安市水资源利用技术服务中心，陕西西安 710018)

西安市位于关中平原中部，辖区总面积10 108 km2。南部为秦岭山地，北部为平原。地势总体南高北低，西高东低。地貌界限清晰鲜明，从南向北依次为高、中、低山地，丘陵沟壑，山前洪积扇，黄土台塬、渭河阶地和冲积平原。其中黄土台塬、渭河阶地和冲洪积平原面积为总面积的45%，是本文的调查分析范围。

1 水文地质条件概况

西安市平原区松散岩类空隙水分布广泛。根据地下水埋藏条件、水动力性质，并结合地下水开发利用的实际情况，西安市300 m以浅含水岩组可划分为潜水和承压水两大类型[1]。

1.1 潜水含水岩组特征

潜水的形成与含水岩组的分布，受地貌及岩相带控制，不同的地貌，含水组的岩性、结构、厚度及潜水位埋深、富水性等均有较大差异。渭河冲积平原为冲积相含水岩组，含水层厚度分布较稳定，岩性较均一，富水性一般较强。洪积平原，为洪积相含水岩组，厚度、岩性及富水性，在纵横方向上变化极为明显。黄土台塬，赋存于黄土层中的潜水，因孔隙--裂缝在垂直和水平方向上发育不均，富水性差异很大。

潜水的主要补给来源有大气降水、河流侧渗、地下径流以及地表水灌溉下渗回归补给等。潜水流向与地形坡降一致，由秦岭山前流向渭河。排泄方式主要有垂直蒸发排泄、向河流水平排泄、以泉的形式排泄、人工开采四种形式。

1.2 承压含水岩组特征

承压水埋藏在各地貌单元潜水含水岩组之下，由第四系中、下更新统沉积物组成。山前地带下部为洪积相含水层，冲积平原区下部为冲湖积相含水层，黄土台塬下部为冲湖积相与洪积相交错、沉积含水层。蓝田县及灞桥以东地区为第三系砂砾岩。

承压水主要为潜水越流和地下水径流补给，承压水与潜水在形成过程中关系密切。山前地带降水及峪口河水大量渗漏补给潜水，随着厚度大潜水含水层逐渐分异为多层含水层而转化为承压水。河流两侧潜水地板分布不稳定，多存“天窗”造成潜水越流补给承压水的有利条件。区内承压水主要分布于河谷平原、黄土台塬、山前洪积扇的下部，主要由中、下更新世洪积、冲积砂和砾石组成含水层。

承压水的天然流向基本与潜水流向大致相同，径流速度从山前到渭河岸边随地形坡度减缓而逐渐减慢，但西安市城区因长期大量开采地下水，已形成较大的开采漏斗，天然流场己经改变。在城区北郊尤家庄一带出现了承压水分水岭，局部地段承压水径流方向向漏斗中心汇集。承压水排泄主要是人工开采利用和地下径流流出，其次是局部地段越流补给潜水。

表1 西安市地下水水质监测采样井井数布设统计表

2 地下水污染现状分析

2.1 地下水水质监测

2.1.1 采样井的布设

根据《水环境监测规范》(SL219-98)规定并结合西安市地下水开采的实际情况，地下水采样井布设及采样频次遵循下列原则：

1)全市平原地区地下水采样井布设密度一般为1 眼/200km2，其中主城区加密布设，布设密度为1 眼/50km2，以工业为主的区县布设密度为1 眼/100km2，其余区县按一般原则布设。2)集中供水水源地，根据地下水类型与开采强度，以主要开采层位为主布设，兼顾承压水和潜水井，原则上每处水源地布设密度为3眼/处。3)集中供水水源井每月采样一次；非集中供水水源井每年采样二次。据此在平原区共布设了65眼地下水采样井，井深100～250 m不等。其中自备井32眼，集中供水井33眼。采样井布设详见表1。

2.1.2 采样井的监测

依据《地下水质量标准》(GB/T14848-93)，采用单指标评价法，以III类标准上限值作为标准值，超过标准值即为地下水质量超标。计算公式如下：

(1)

式中：Pi为某项目超标倍数；Ci为某项目含量；C0i为某项目标准上限值。

2.2 地下水污染现状分析

2.2.1 水质评价结果

经单项指标评价，65眼采样井有55眼采样井水质达到III类地下水水质标准，10眼采样井水质只能满足农业灌溉用水要求，此次调查III类水质达标率84.6%；若剔除源发性污染造成的水质不合格情况，水质达到地下水III类标准的采样井有61眼，达标率93.8%。

总体来看，全市中深层地下水水质情况良好，靠近南部秦岭山区的地下水水质要好于北部靠近渭河区域的水质，西部地区的地下水水质要好于东部地区的水质。水质较差地区主要分布在渭北地区、西安市主城区及渭河两岸，说明地质构造和人类活动对地下水污染影响较大。

2.2.2 超标污染物来源分析

经统计，超标采样井污染物主要有9项，其中源发性污染物有6项，超标率由大到小分别为氟化物、锰、硫酸盐、总硬度、氯化物、溶解性总固体；外源性污染物有3项，由大到小分别为：总大肠菌群、氨氮、亚硝酸盐。地下水超标污染物统计详见表2。

表2 西安市地下水超标污染物统计

根据超标污染物检测数据所绘的等值线图，源发性污染物主要分布在渭北地区，外源性污染物主要分布在西安市主城区及渭河两岸。详见表3。

表3 西安市地下水超标污染物区域分布统计

源发性污染物超标的原因主要有两个：1)与当地地质环境有关。2)与地下水超采有关[2]。上世纪90年代前西安市地下水过量开采导致现在地下水环境仍没有得到完全恢复，地下水超采改变了地下水动力条件，导致水文地球化学环境改变，还原环境转化为氧化环境，一些金属不溶物氧化成游离的金属离子，淋渗到地下水中，使地下水水质逐渐恶化。

外源性污染物超标的原因主要有以下四方面：1)人为活动的影响。生活污水、工业废水、生活垃圾渗滤液经地表溶浸，日积月累会对地下水造成污染；畜禽养殖及农业生产中大量使用农药化肥，残余成分随着降雨和地面漫流逐渐扩散，渗入到土壤中，导致地下水的人为污染。2)水源地保护措施和力度不足，如在水源地周围保护区域内任意堆放垃圾，存在一些明令禁止的小规模生产企业，产生的污水和废气对周围环境带来污染，水源地周边的农业生产和畜禽养殖等，均直接影响地下水水质。3)地下水流向、河流侧渗的影响。首先受地势影响，西安市地下水和城市排污流向也由南向北，跨越整个市区，地下水不可避免会受到一定程度的污染。其次源于秦岭北麓的各大河流流经过程中不断接纳周边居民的生活污水和工矿企业的生产废水，致使各河流下游河段的水质污染最为严重，侧渗补给地下水也造成了地下水的污染。4)降水时空分布不均的影响。西安市7-10月降水量可占到全年降水量的60%以上，降水年内分配不均，因此河道径流的丰、枯水期水量变化也较大。冬春枯水期，河床水位低，流动性差，有时甚至发生地下水反渗的现象，河水中杂质浓度高，直接影响到地下水水质；而在夏秋丰水期，河道中水量大，河水流动性强，对地下水进行侧渗补给，稀释了地下水中的离子浓度。

3 防治对策建议

3.1 建立地下水源井的防护措施

通过对采样井外源污染物的分析，发现井口是最容易使地下水受到污染的地方，部分总大肠菌群超标的采样井，井口防护措施不到位，虽然未敞口放置，但周边隔离防护措施不到位。因此，建议对西安市内的水源井进行一次普查，对有污染风险的水源井，进行水井防护措施建设和周边环境治理。

3.2 加快城乡水源井保护区的划分工作

依照国家和陕西省、西安市有关城乡饮用水水源保护区管理的有关规定，进一步加快城乡地下水源井保护区的调整、划定和建设工作，对水源地保护区进行分级、分区和分目标管理，切实有效的保护饮用水水质安全。

3.3 建设地下水水质处理设施

集中水源地水源井水质不合格的需要关停或者建立水处理措施，广大农村的渗坑、渗井要尽快关闭，建设污水处理设施。在本次水质调查过程中，发现部分水源井抽水后直接供给当地居民生活使用，并没有对地下水进行处理。因此，建议直接供给居民生活饮用水的水源井，在供水前端进行水质处理达标后再供给。

3.4 建立地下水监测系统[3]

由于生活污水的排放、生活垃圾堆放，工业废水和工业垃圾的不合理排(堆)放，农业大量使用化肥、农药等，都会导致地下水环境污染。污染严重区主要分布于居民生活密集区、排污河道两侧、农田灌溉区。建议基于国土、水利及环保等部门已有的地下水监测工作基础，完善地下水环境监测网络，制定地下水污染防治应急措施，对重点污染地区采样井进行重点监测，系统掌握地下水水质和环境变化的动态特征，为合理利用地下水资源、保护地下水环境提供依据。