深圳市地下水水质动态特征及污染评价分析

阎苗渊

(中山市水利水电勘测设计咨询有限公司，广东 中山 528403)

深圳是全国较为缺水的城市之一，人均水资源不足全国平均水平的1/10，其用水量的70%以上依赖于市外的东江。根据深圳市1998年的水文地质初步调查结果，静态地下水储量约为10亿 m3，可开采的动态储量为1.92亿 m3/a，地下水水质总体良好，可以用作深圳市第二水源或战略储备水源。自深圳市建立以来，在80年代和90年代初已经抽取了大量的地下水，在某些地方，地下水的过度开采已导致地面塌陷、建筑物变形、海水入侵、地下水污染等问题。为抑制地下水环境的进一步恶化并防止出现新的地下水环境问题，有必要监测城市中地下水的动态变化及水质，了解地下水的时空分布和规律，从而及时制定相应的地下水资源保护措施，以实现地下水资源的平衡、可持续发展和利用的目的。

1 地下水动态特征

1.1 深圳市深圳河流域地下水系统

本次以深圳河地下水系统为例。深圳河地下水系统位于珠江口东侧，地貌类型上属于中部台地谷地区，地势较平缓，总体地势北高南低，上游地貌属低山丘陵区。主要行政区为福田区、罗湖区、布吉街道、南湾街道等，河流有深圳河，主要支流有莲塘河、平原河、梧桐河、布吉河等。含水层地层以含砾粗砂、卵石、砾石、含砾型砂土为主，地下水类型为松散孔隙水，厚度一般10～15 m，富水程度为贫乏-中等，一般100～150 m3/d，在深圳水库南，单井出水量最大达1 300 m3/d。水化学类型以HCO3·Cl-Ca·Na·HCO3-Ca为主[1]。

该区目前有2口监测井，为罗湖区东华园林有限公司JC-063号井和福田区深圳老干部活动中心JC-064。

JC-063地下水类型为深层基岩裂隙水，地下水最高水位为10.30 m，出现日期为2019年1月30日，最低水位为8.88 m，出现日期为2019年2月30日，年水位变幅1.42 m，通过分析18年和19年地下水位与深圳水库站降雨量耦合图，地下水位动态与降雨量曲线基本一致，雨季时地下水位较高，旱季时地下水位较低，说明该处地下水主要接受大气降雨的补给，主要排泄方式是侧向径流排泄(见图1)。根据地下水温与气温对比图，地下水温的范围为19.5℃～25.0℃，气温变化范围为17.0℃～34.5℃，地下水温变化幅度不大，表明地下水埋藏较大，地下水温受气温影响小(见图2)。

图1 JC-063地下水水位动态曲线图

图2 JC-063地下水水温、气温对比曲线图

JC-064地下水类型为第四系孔隙潜水，地下水最高水位为9.69 m，出现日期为2019年4月10日，最低水位为8.00 m，出现日期为2019年3月20日，年水位变幅1.69 m，通过分析18年和19年地下水位与福田站降雨量耦合图，地下水位动态与降雨量曲线基本一致，雨季时地下水位较高，旱季时地下水位较低，说明该处地下水主要接受大气降雨的补给，主要排泄方式是侧向径流排泄(见图3)。根据地下水温与气温对比图，地下水温的范围为22.3℃～26.5℃，气温变化范围为14.0℃～31.0℃，地下水温变化幅度不大，表明地下水埋藏较大，地下水温受气温影响小[2](见图4)。

图3 JC-064地下水水位动态曲线图

图4 JC-064地下水水温、气温对比曲线图

综上分析，深圳市深圳河地下水系统地下水类型为第四系孔隙潜水、基岩裂隙水，地下水位埋藏较浅，主要接受大气降雨补给，主要排泄类型为人工取水和侧向径流，最高水位出现在4月，最低水位出现在旱季2-3月份。第四系孔隙潜水地下水位动态变化受大气降雨影响较大，变幅在1.42～1.69 m，地下水温变化基本与气温变化一致；深层基岩裂隙水埋藏较深，地下水位随大气降水变幅小，水温全年变幅不大。

1.2 水质动态特征

在每季度末对JC-063号井和JC-063号井进行水样采集和化验，各季度的检测指标见表1。监测站井的水质评价按完整的水文地质单元进行评价。

表1 各季度水质检测指标

1.3 水质检测成果评价分析

根据水质检测结果进行单项组分评价，JC-063站井第一、三季度水质类别为V类，第二、四季度水质类别为均IV类；JC-064站井第一、三、四季度水质类别为V类，第二季度水质类别为均IV类。详见表2。

表2 深圳市深圳河流域地下水系统水质单项定类指标

根据水质检测结果进行综合评价，JC-063站井水质类别为良好～极差；JC-064站井水质类别为较差类。通过调查分析，JC-063站井水质不合格项主要为铁、锰、氨氮和总大肠菌群超标，监测目标层为第四系松散岩类孔隙水，接受大气降水和地表入渗补给，铁、锰超标主要是由于该站井井壁为铁管，长期的锈蚀造成了地下水中的铁锰值超标。JC-064站井水质不合格项主要为总大肠菌群超标，主要表现为枯水期超标，而雨季时水质可达到III类，水质良好。

2 地下水污染评价

深圳市区域地下水中的Fe、Mn背景值总体偏高，河谷及河口地段地下水大肠菌群、BOD及COD指标超出饮用水(III类)标准，存在一定的生活和工业污染。

2.1 污染特征及其分布

(1)矿化度(溶解性总固体)：溶解性总固体均小于1 000 mg/L。枯水期和丰水期溶解性总固体数值上差异不大，各监测站井的溶解性总固体的年际变化不大，总体而言，雨季时的地下水中溶解性总固体小于枯水期浓度，但规律性不强。

(2)氯离子浓度：生活用水和农灌用水要求氯化物含量均不超过250 mg/L。深圳市地下水中氯离子浓度分布于矿化度的分布一致，在深圳市的其他区域，地下水氯离子浓度均小于250 mg/L，可用于生活和农业灌溉。

(3)Mn、Fe：深圳市地下水中Mn和Fe分布不具有规律性，Fe、Mn背景值总体偏高，在全市的大部分地区，其锰的含量均超过了1 mg/L，属于V类标准，说明深圳市地下水中含大量的锰。

(4)氨氮：深圳市部分地带的地下水中氨氮的浓度基本都超过了1.5 mg/L，有些区域氨氮超值非常严重。在深圳市宝安区、罗湖区和福田区的沿海地带、西北部龙岗区的龙岗、坪山、横岗、布吉等大部分地区，地下水氨氮的浓度均超过了3 mg/L，是深圳市地下水受氨氮污染最严重的区域，而在其他地区，地下水中氨氮的浓度较低，约为0.3～2 mg/L。

(5)总大肠菌群和细菌总数：深圳市地下水中总大肠菌群与细菌总数的分布情况大致相似，在人类工程活动强烈的区域，总大肠菌群均超过了600个/L，甚至达到了4 200 个/L；细菌总数均超过了1 000个/L，甚至达到了20 000个mg/L。二者均严重超标，超标率为100%。深圳市西部及南部沿海地区的地下水总大肠菌群和细菌总数超标尤为突出，说明污染特别严重[3]。

(6)pH值：主要反映地下水酸碱程度，在2019年度的水质监测中，发现松岗～公明～龙华片区，布吉～南湾片区pH值较低，据分析，该片区可能遭受酸雨的影响。

2.2 主要污染来源

深圳市入海污染源主要包括：入海河口、临河城镇以生活污水为主的市政下水口、用以排放工业污水和生活污水为主的排污沟渠等混合排污口、沿岸工厂企业直接入海的排污口、港口排污、海上流动污染源以及海水养殖区排污等。西部沿海主要污染物为无机磷、无机氮、石油类、COD。

3 结语

对地下水水质分析表明，随着城市化的发展，工农业生产规模增加，随之而来的环境污染也在增加。由于深圳工业的发展，“三废”的排放量不断增加，人口急剧增加，导致该地区河流受到不同程度的污染，进而影响附近的地下水水质，使地下水污染越来越严重。因此，有必要进行水质动态评价，为减轻流域水污染负荷，保护深圳饮用水源水质，改善深圳市水环境提供参考。