阜阳市集中式深层地下水饮用水源地水化学特征及成因分析

2020-06-15孔令健王振龙

中国农村水利水电 2020年3期

孔令健, 王振龙，王兵

(1. 安徽省·水利部淮河水利委员会水利科学研究院，安徽蚌埠 233000；2.水利水资源安徽省重点实验室, 安徽蚌埠 233000)

0 引言

地下水在我国水资源中占有重要地位，其数量和质量倍受重视。地下水资源具有分布广泛、水量稳定等特点，是农业灌溉、工业和城市生活的重要水源之一。在中国北方地区，地下水作为城市重要饮用水源被广泛开发利用。研究深层地下水的水化学特征及其形成原因，对地下水资源管理及合理开发利用具有重要意义[1]。水体的水化学特征反映了水体的环境质量、水体元素的分布及其迁移转化规律等[2]。水体中的主要离子被广泛地用于识别水化学组成的基本过程，如流域岩石风化、水体蒸发/结晶、大气沉降及人为影响的相互关系等[3]。阜阳市水资源短缺，且水质性缺水严重[4]，由于严重的水质性缺水和地表水资源污染严重、调蓄不足，阜阳城区、界首、太和、临泉、颍上、阜南县城不得不继续依靠大量开采地下水来维持正常的生产生活和支持经济社会发展，饮水安全问题尤其受到重视。近几十年来，阜阳市工业迅速发展，工业生产中大量有害物质释放到环境中，在地表径流和淋溶作用下补给地下水，对地下水体造成严重影响[5]。随着2023年“引江济淮”工程实施通水，阜阳市深层地下水井逐步封停并作为备用水源，深层地下水进入恢复涵养期。鉴于此，本研究对阜阳城区及5个县区集中式深层饮用水井的水化学特征及形成原因进行分析，以研究超采地下水带来的影响，以期为今后地下水保护和可持续利用等工作提供依据[6,7]。

1 样品采集与分析

1.1 研究区概况

阜阳市位于安徽省西北部，淮河以北，下辖界首市、临泉县、太和县、颍上县、阜南县5个县级行政区和颍州区、颍泉区、颍东区3个市辖区，全市总面积10 122.8 km2。地下水类型为单一的松散岩类孔隙水[8]，深层含水层组伏于第二黏性土层组下，主要由新近纪上部地层组成，顶板埋深大于150 m，底板埋深约500 m。水位埋深受开采影响，最大埋深已达72.14 m。由于该地区大规模持续开采深层地下水，造成地下水位呈起伏下降趋势，一般在丰水期(7、8月份)水位较低，至枯水期(12月到次年2月)水位升高。天然状态下，地下水侧向径流补给为深层地下水主要补给方式，人工开采及侧向径流为主要排泄方式。开采状态下，补给来源有浅层水越流补给、黏性土层压密释水和区域性侧向补给[9]。

阜阳市属暖温带半湿润季风气候区，年平均气温14.7 ℃，年均降水量900.8 mm，降水年际变化大，年内分配不均，主要集中在6～8月份。由于该地区特殊的地理位置及水资源供求关系，阜阳市20世纪70年代末大量开采地下水，造成深层地下水严重超采，带来地面沉降等一系列环境问题，现已形成多处沉降漏斗，最大沉降可达1.5 m。

1.2 采样与测试

2018年7月，对阜阳市境内(包括阜阳城区及5个县级地区)集中式深层地下水饮用水源地水样进行采集，采样点14个，其中阜南县2个、界首市2个、临泉县3个、太和县3个、颍上县2个、阜阳城区2个，取样深度为400～500 m，全部位于第三含水层组(采样点位及含水层位置见图1)。每个采样点采集2个样品，样品采集后密封保存，并迅速于实验室进行水化学指标测试。