汉中盆地环境水文地质条件及地下水水质评价

(中陕核工业集团二一四大队有限公司，西安 710054)

1 环境水文地质条件

盆地在大地构造上位于勉略带勉略区段中东部，从勉县到洋县间，受控于勉略构造带和阳平关-宁陕断裂带，形成一个秦岭造山带南缘勉略构造带上及其南侧的新生代断凹盆地，盆地以勉略带及勉略带及阳平关-宁陕断裂带为北界，主体位于扬子地块北缘汉南地块之上[2]，如图所示。

图 汉中盆地理位置及构造单元划分图

(1)潜水补给来源除接受周围山区基岩裂隙水、岩溶水补给外，主要以大气降水为主。由于当地雨量充沛，地表水水系发育，所以其补给源很丰富。此外盆地内的灌溉网系也是潜水的主要补给来源。汉江及其主要支流的高位区，一般接受地下水的排泄，仅局部河段及河曲地带，河水反补给地下水。盆地内潜水流向由盆地南北边缘向中部流动，其径流特征随各地水力坡度、含水层岩性等的不同而不同。从盆地边缘至中部，富水性不断增强，水位埋深逐渐变小，汉江及其支流的一级阶地和高漫滩为强富水地段，水位埋深0.5～5.5 m，上覆盖层为粉砂质粘土或砂层，易接受降水渗入补给，水位年变化幅度1～3 m，水力坡度3‰～5‰，渗透系数一般15～35 m/d。二级阶地属于中等富水地段，地下水水位埋深6～18 m，年变化幅度2～3 m，水力坡度6‰～10‰，渗透系数5～15 m/d。三级阶地及山前坡地洪积平原，潜水埋深20～35 m，地下水一般不易直接接受降水渗入补给，而以接受山区地下侧向径流及沟谷内地表水的补给为主，水位年变化幅度3～5 m，水力坡度10‰～20‰，含水层中一般含有粘性土，渗透系数小于5 m/d，渗流速度慢。目前，该地区工农业及生产生活用水水源主要是河漫滩及一、二级阶地的潜水，但由于潜水含水层埋藏浅，覆盖层薄，易遭受工业排污及生活垃圾和农药、化肥的污染。

(2)区内承压水广泛埋藏于一、二级阶地下部的冲湖积层中，含水岩层不仅在水平方向有相变，而且在垂直方向上的变化也较大，并相互交替，从而形成了一个良好的蓄水空间：丰富的地表径流和充沛的大气降水，通过盆地边缘上部松散砂层及上游河床的渗漏，为承压水提供了充足的补给来源。此外，在山前地带基岩裂隙水及溶洞水沿基岩与松散层接触带以侧向方式补给承压水。在一定条件下区内第四系承压水与潜水存在着相互补给关系。

(3)地下水的开采条件

六十年代以来，汉中盆地大规模兴建工厂。由于工农业迅速发展的需要，地下水资源得到了进一步的开发利用。多数工厂位于二、三级阶地以上及低山丘陵区的一些山沟里，位置比较高，且位于河流上游。其供水水源地的开发多是由浅到深，由潜水到承压水，水源井多数位于富水性较强的河漫滩及一、二级阶地，位置比较低，居于工厂下游。

2 地下水水质评价

采用盆地内近年来所建立的5个水源地具有代表性的5个潜水钻孔的水质检测数据，据分析，区内地下水属渗入成因型，其水化学成分是在特定的地质环境中通过溶滤作用、脱碳酸作用、脱硫酸作用、阳离子交替吸附作用及混合作用等多种作用形成的[3]。其水质具有明显的地域性，特异性主要表现为低矿化度，低硬度，rHCO3>r(Ca+Mg)，且只具有暂时硬度，水中SO42-及Mg2+含量低，而NH4+、NO2-含量普遍偏高。为进一步综合评价区内水质，选取总硬度、溶解性总固体、氯离子、硫酸根、亚硝酸盐、硝酸盐等6个指标为评价因子进行评价计算，评价标准选用《地下水质量标准》。5个钻孔中选取的地下水水质监测数据见表1。评价方法采用F值评分法和模糊综合评价法。

表1汉中盆地2012年地下水水质监测结果 mg/L

1)F值评分法

根据《地下水质量标准》(GB/T14848-93)中的计算方法，首先计算各个水样单项组分评分，划分组分所属质量级别，再按照单项组分评价标准表得出Fi值评分[4]。然后再按照下面两式计算出各个监测点的F值，对照地下水水质分级标准表，得出5个监测点所属的质量级别，见表2。

表2 F值评分法评价结果

(2)模糊综合评价法

根据隶属度计算公式计算各个评价指标的隶属度。以5个钻孔水样计算评价指标的隶属度构成5×6阶的模糊矩阵R，再求取1×6阶的权重矩阵W，最后进行模糊综合运算，得到评价指标隶属于各评价等级的程度矩阵B，按照最大隶属度原则，选择最大值所对应的等级为评价指标的等级，计算公式：B=W×R=(μiⅠμiⅡμiⅢμiⅣμiⅤ)[5]。经过计算，5个监测点的模糊综合评价结果见表3。

表3模糊综合评价结果

3 评价结论及地下水防护建议

(1)从盆地中30余钻孔水质分析总体反映，整个汉中盆地的水质特征：低矿化度(一般200～500 mg/L)，低硬度(<10度)，低SO42-，而NH4+、NO2-、 NO3-偏高(个别的超指标十几倍以上)。这与汉中盆地的环境水文地质条件有关。特别是东部低山丘陵区和城镇附近更为突出。

(2)从上述选取的5个钻孔潜水分级评价看，整个汉中盆地供水水源的水质综合分类，水质异常指数偏高，水质等级偏低，个别因遭受污染，五毒指数超标，出现差质水及极差质水。

(3)汉中盆地的部分地区，浅层潜水已遭受到一定程度的污染，个别地区汞超标3～18倍，其它如砷、氰化物也有超标。由于河水与地下水存在着相互补给关系，以及上部潜水层与下部承压含水层有着较为密切的水力联系，因而出现由局部污染逐渐扩大的趋势。也有部分供水井在开采地下水时，没有严格的止水措施，使上位区被污染的潜水影响到了下部承压水。

(4)汉中盆地的工业布局不够合理，多数工厂厂区在二、三级阶地以上或山沟里，位置比较高，居于河源上游，而供水水源位于河漫滩或一级阶地，位置比较低，居于工厂下游，或水源地位于工厂排污口下游，因而产生了自身污染。也有的上游工厂污染下游工厂，且多数供水水源未设置卫生防护带。

(5)污水排放及污水灌溉是水资源遭受污染的原因之一，因此工厂废水应严格按国家规定的排放标准进行处理，在供水水源上游及卫生防护带内不得进行污灌，以确保水源地水质不致恶化。

(6)建议今后新建和扩建工程及工业发展应尽量做到统筹规划，合理布局，进行环境影响预测。在选择厂址及供水水源时，应充分考虑该区的地质环境及环境水文地质条件和地方病等因素。

(7)近些年来城镇人口急剧增加，相应的生活用水需求量在增加，同时产生的生活废弃物也在增多，要解决这些矛盾，在此建议，水源地开发尽量规划在当地河流上游，污水处理场及垃圾处理场尽量规划在河流下游，处理方法严格按照国家有关标准执行。