福州市沿海县市区浅层地下水化学类型及水质评价研究

2021-08-04刘燕

海峡科学 2021年6期

刘燕

(福建省水利水电勘测设计研究院，福建福州 350001)

地下水作为水资源的组成部分，因其分布面广，易受污染且难以修复[1]，已成为水生态环境的重要影响因素。福州市有福建省最大的河流闽江及其他独流入海的溪流，雨量充沛，地表水源相对充足；沿海地区人类活动频繁，对河流水环境、水生态的破坏较为明显，而地下水系统对外界影响的响应具有一定滞后性，在遭到破坏后治理、修复难度大[2]；划分地下水化学类型，综合评价地下水水质可为福州地下水资源保护提供依据。

1 研究区概况

福州市地处福建省东部，位于北纬25°16′～26°39′，东经118°23′～120°31′；水资源分布规律与降雨基本一致，从西部山区向东部沿海递减；年内分配不均匀。区域内河流密布，地表径流发达，气候温湿多雨，降雨量大于蒸发量，地下水支持作用较强。

根据《2018年福州市水资源公报》，2018年福州市地下水源供水量为3500万m3，占全部供水量的1.05%。地下水资源多为分散式开采，沿海地区开采利用程度较高；地下水主要用于农村居民生活、养殖及地热开发用水。地下水类型主要分为松散岩类孔隙水、风化网带状孔隙裂隙水和基岩裂隙水三大类[3]；在沿海县市区以松散岩类孔隙水、风化带网状孔隙裂隙水为主，这两类地下水作为水资源管理主要对象[4]，防污性能差、易污染，是本次评价的重点。

2 研究数据来源及评价方法

2.1 研究范围及检测项目

调查区为福州市沿海地区，具体调查点分布于晋安区、马尾区、长乐区、福清市、连江县、罗源县6个县(市、区)，共布设81个点位，其中晋安区2个、马尾区2个、长乐区15个、福清市30个、连江县21个、罗源县11个；取样点均匀分布，具体分布见图1。水质样品为2018年11月枯水期瞬时水样，水位一般埋深0.50～5.69m。

图1 福州市沿海县市区地下水采样点位图

2.2 评价方法

地下水水质类别依据《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017)[7]进行划分，由于单因子指数法评价仅考虑污染最突出因子影响，未将其他因子考虑在内[8-9]；本次评价采用内梅罗指数法(F值法)，该方法是一种兼顾极值或称突出最大值的计权型多因子环境质量指数，特别考虑了污染最严重的因子，在加权过程中避免了权系数中主观因素的影响，使得评价结果更加客观[10-11]。当F<0.80，地下水质量级别为优良；当0.80≤F<2.50，地下水质量级别为良好；当2.50≤F<4.25，地下水质量级别为较好；当4.25≤F<7.20，地下水质量级别为较差；当F>7.20，地下水质量级别为极差。

3 结果分析

3.1 地下水化学参数统计分析

在对研究区地下水监测点位各化学参数进行统计分析，结果详见表1。现场测试点中，pH值介于5.44～7.77，平均值为6.85；其中pH<5.5(V类)站点有3个，占4.0%；5.5≤pH<6.5(IV类)站点有30个，占37.0%；6.5≤pH≤8.5(I～III类)站点有48个，占59.0%；点位超标率18.5%；pH变异系数6.45%，表明研究区酸碱度空间差异不大，总体呈中性、弱酸性。

溶解性总固体(TDS)值介于64.93～1674mg/L，平均值290.88(属于淡水)；其中TDS≤300(I类)站点有63个，占77.8%；300

总硬度(TH)值介于12.87～613mg/L，平均值129.1mg/L(属于软水)；TH≤150(I类)有58个，占71.6%(其中0～75mg/L有23个，极软水占28.4%；75～150mg/L有35个，软水占43.2%)；150

阳离子K+、Na+浓度分别为0.06～79.83mg/L和0.59～420.9mg/L，其中K+平均值8.07mg/L，变异系数为171.54%。Na+有75组水样(占比92.6%)样品浓度小于100mg/L(I类)，2组水样超标(属IV类)，平均值为47.11mg/L，变异系数为132.58%。

Ca2+、Mg2+浓度分别为3.31～139mg/L和0.64～64.45mg/L，其中Ca2+平均值34.21mg/L，变异系数为71.25%；Mg2+平均值11.18mg/L，变异系数为103.08%。阳离子浓度的平均值排序为(K++Na+)>Ca2+>Mg2+；K+、Na+变异系数较大。

表1 福州市沿海县市区地下水化学参数统计(n=81)

3.2 地下水化学类型分类

地下水化学特征受到地质、水文、气象、地形、水文地质结构、地下水补径排条件等诸多因素影响[16]，不同区域、不同含水岩组的地下水化学成份分布均有明显差异，却有各自一定的变化规律。将本次采集的81组地下水水质样品按舒卡列夫分类法划分，参与定名的6种主要离子换算成毫克当量，按照划分标准，共划分出9种类型地下水。按照所属区域、不同地下水类型分类进行统计，统计结果见表2和图2。

表2 福州市沿海县市区地下水化学类型统计表(舒卡列夫分类)

经过统计，调查区内地下水类型较多，基本上能呈现某一种类型为主的特征，松散岩类含水岩组和风化带含水岩组均以HCO3·Cl-Na·Ca(25-A)、HCO3·Cl-Na(28-A)为主，其他类型少数。基岩类含水岩组由于点位较少，出现三种类型，分别为HCO3·Cl-Na(28-A)、HCO3-Na·Ca(4-A)、Cl-Na(49-A)。

图2 地下水化学类型分布图

3.3 地下水水质评价

根据现状调查，福州市沿海地区基本已普及自来水，本次水样主要取自民井、机井，大多作为生产、生活用水的备用水源，开采的地下水大多用于洗涤，少量用于生活饮用，区域整体地下水开采量逐年减少。地下水水质评价结果详见表3和图3，本次采集的81组水样，F值在0～7.49。各含水岩组均以优良、良好级为主，较差次之。

研究区合计13组为优良级、39组为良好级、24组为较差级、5组为极差级，优良级和良好级水可用于饮用水，较差级的水质不适合饮用，可用于灌溉。