河流流域土壤及水质污染状况调查研究——以云南大理古城地区河流为例

何润泽 李进 霍盼盼 胡兴旺 严琼 韩涛

（1.中国冶金地质总局西北地质勘查院，陕西西安 710119；2.陕西地矿综合地质大队有限公司，陕西渭南 714000；3.商洛西北有色七一三总队有限公司，陕西商洛 726000；4.西北有色勘测工程有限责任公司，陕西西安 710000；5.陕西秦正防雷检测有限公司，陕西西安 710016）

0 引言

面对严重的水污染，大理州果断出击，在缺乏治理经验的情况下，摸着石头过河。总体上说，截至目前，洱海经历了一个由贫营养湖泊到中营养湖泊再到富营养湖泊的演化过程，洱海保护也经历了“一湖之治”、“流域之治”和“生态之治”3个重要阶段。

重点推进“六大工程”、“百村”环境卫生综合整治、洱源生态文明试点县建设等一系列举措，洱海保护治理取得了显著成绩。

依托五溪入海河道段水文地质初期勘察工程开展云南大理古城白鹤溪等五条溪流域土壤及水质污染状况调查研究，洱海全湖和入湖河流水质监测数据已较全面，但各支流的根本污染来源至今未能确定。通过本次立项，对五条入湖溪流河床、堤岸的土壤、水质等进行污染情况数据调查，水文地质钻探与水质监测相结合开展综合研究工作尚属首次，可为后续恢复治理提出建设性意见。

1 流域水文地质条件

1.1 富水岩层

根据流域勘察剖面揭露的地层主要为第四系松散层。现自上而下分述如下：

（1）人工填土：一般为粉土或者粉砂，砂含量30%左右，砾含量20-30%，砾径1-2cm 为主，棱角状，松散，稍湿。层厚1.2m-3.1m，渗透性强。

（2）砂质粉土：深灰-灰褐色，砂含量30-40%，粘粒含量15%左右，含少量有机质，稍密-中密。层厚2.7m-4.3m，相对隔水。

（3）砂质土：以细沙为主，灰褐色-黄褐色，细粒含量10-15%，稍密-松散，湿-饱水。层厚1.3m-2.6m，渗透性强。

（4）粉砂：深灰-灰褐色，细粒土含量30-50%，含少量砾，含少量淤泥质，中密，湿。层厚1.3m-2.2m，相对隔水。

（5）细砂：细粒土含量10-20%，稍密-松散，湿-饱水。层厚1.4m-5.9m，渗透性强。

（6）砾类土：部分卵石土，褐色、灰白色为主，砂含量30%左右，砾含量60%，砾径1-5cm 为主，圆状。松散，湿-饱水。层厚>7.5m，渗透性强。

1.2 地下水埋藏条件

通过对莫残溪钻进中水文地质观测，钻进无掉埋钻现象；钻遇地下水位后，每班观测孔内水位一次。每个钻孔测得混合静水位。相对于河岸面，莫残溪岸边钻孔水位埋深为1.85-2.42m，河道水位埋深一般为2m 左右，两者相差不大。侧向补给不显著。

图1 研究区水文地质剖面

通过对清碧溪钻进中进行水文地质观测，钻进无掉埋钻现象；钻遇地下水位后，每班观测孔内水位一次。每个钻孔测得混合静水位。由于清碧溪上游高差起伏较大，上游水位埋深较深，相对于河岸面，清碧溪下游岸边钻孔水位埋深为2.27-2.98m，河道水位埋深一般为2m 左右，河道底部高于周围地下水位。溪流水补给周边地下水。

通过对桃溪钻进中进行水文地质观测，钻进无掉埋钻现象；钻遇地下水位后，每班观测孔内水位一次。每个钻孔测得混合静水位。相对于河岸面，桃溪下游岸边钻孔水位埋深为3.10-3.67m，入湖口较高为1.67m，河道水位埋深一般为2m 左右，河道水位远高于周围地下水位。溪流水补给周边地下水。

通过对白鹤溪钻进中进行水文地质观测，钻进无掉埋钻现象；钻遇地下水位后，每班观测孔内水位一次。每个钻孔测得混合静水位。由于白鹤溪上游高差起伏较大，上游水位埋深较深，苍山大道上游河道s12 孔7.3m 未见地下水位，下游水位埋深为1.20-1.90m，钻孔水位高程比附近河道水位高程高约10-20cm，存在地下水侧向补给河道水。

通过对中和溪钻进中进行水文地质观测，钻进无掉埋钻现象；钻遇地下水位后，每班观测孔内水位一次。每个钻孔测得混合静水位。由于中和溪上游高差起伏较大，上游水位埋深较深，苍山大道下游河道s13 孔5.8m 未见地下水位，相对于河岸面，下游岸边钻孔水位埋深为1.05-2.38m，河道水位埋深一般为2m 左右，河道底部一般略低于周围地下水位。存在地下水侧向补给河道水。

1.3 综合情况评价

（1）莫残溪下游大丽路以东相对稳定的隔水层为第三层第四系粉砂、砂质粉土，灰褐色，细粒土含量30-50%，含少量淤泥质，中密-密实，湿。埋深上界为2.20m-10.90m，层厚0m-11.3m，相对隔水。层厚较厚，隔水层较稳定，但隔水性能较差。相对于河岸面，莫残溪岸边钻孔水位埋深为1.85-2.42m，河道水位埋深一般为2m 左右，两者相差不大。侧向补给不显著。莫残溪污染治理河道两边的防渗设计建议布置在第三层，埋深上界为2.20m-10.90m，但由于地下水侧向补给不显著，为节省成本，也可采用水质净化措施来进行污染防治。

（2）清碧溪下游大丽路以东相对稳定的隔水层为第四层，埋深2.1m-12.8m，第四系粉砂、砂质粉土，深灰-灰褐色，细粒土含量30%左右，含少量砾，含少量淤泥质，中密-密实，湿。层厚1.5m-5.95m，相对隔水。层厚较厚，隔水层较稳定，但隔水性能较差。相对于河岸面，清碧溪下游岸边钻孔水位埋深为2.27-2.98m，河道水位埋深一般为2m 左右，河道水位高于周围地下水位。溪流水补给周边地下水。清碧溪污染治理河道两边的防渗设计建议布置在第四层，埋深上界2.1m-12.8m，但由于地下水基本不会补给溪流地表水，由于隔水层埋深较深，为节省成本，也可采用水质净化措施来进行污染防治。

（3）桃溪下游大丽路以东无良好的隔水层，相对稳定的隔水层为第四层，埋深6.0m-10.0m，第四系粉砂，深灰-灰褐色，细粒土含量30-50%，含少量砾，含少量淤泥质，中密，湿。层厚1.3m-2.2m，相对隔水。层厚较薄，隔水层较不稳定，隔水性也较差。相对于河岸面，桃溪下游岸边钻孔水位埋深为3.10-3.67m，河道水位埋深一般为2m 左右，河道水位远高于周围地下水位。溪流水补给周边地下水。桃溪污染治理河道两边的防渗设计建议布置在第四层，埋深上界6.0m-10.0m，但由于地下水基本不会补给溪流地表水，隔水层埋深较深，为节省成本，也可采用简单的水质净化措施来进行污染防治。

（4）白鹤溪下游大丽路以东相对稳定的隔水层为二层，埋深1.3m-3.6m，第四系粉土，或细粒土质砂塑性差，硬塑-软塑密实-中密，潮湿。层厚1.8m-4.5m，隔水层。层厚较厚，隔水层较稳定，隔水性能较好。由于白鹤溪上游高差起伏较大，上游水位埋深较深，苍山大道上游河道s12 孔7.3m 未见地下水位，相对于河岸面，下游岸边钻孔水位埋深为1.20-1.90m，河道埋深一般为2m 左右，河道水位低于周围地下水位。地下水补给河道水。白鹤溪下游河道相对稳定的隔水层为二层第四系含淤泥质粉土，黑褐色，含较多淤泥质，占10%左右，塑性中等，呈硬塑状，中密，很湿。层厚0.9m-2.67m，隔水层。层厚较薄，发育不稳定，长期处于饱水状态，上界埋深约0.23m-1.10m。建议在该层位进行隔水。白鹤溪上游由于无隔水层，且地形起伏较大，河道水沿齿坎渗入地下，建议地表修建水利工程防止上游河道断流与溪水污染，白鹤溪下游大丽路以东地下水对溪流地表水存在侧向补给，需进行防渗设计。污染治理河道两边的防渗设计建议布置在第二层，埋深上界1.3m-3.6m，范围从洱海边至大丽路，适当的向西延伸。

（5）中和溪相对稳定的隔水层为二层，埋深0.4m-1.25m，第四系粉土，砂含量15%左右，塑性差中等，硬塑，中密，潮湿。层厚2.75m-4.2m，隔水层。层厚较厚，隔水层较稳定，隔水性能较好。由于中和溪上游高差起伏较大，上游水位埋深较深，苍山大道下游河道s13 孔5.8m 未见地下水位，相对于河岸面，下游岸边钻孔水位埋深为1.05-2.38m，河道水位埋深一般为2m 左右，河道水位一般低于周围地下水位。地下水补给河道水。中和溪上游由于无隔水层，且地形起伏较大，河道水沿齿坎渗入地下，建议地表修建水利工程防止上游河道断流与溪水污染。下游大丽路以东地下水对溪流地表水存在侧向补给，需进行防渗设计，中和溪下游污染治理河道两边的防渗设计建议布置在第二层，埋深上界0.4m-1.25m，范围从洱海边至大丽路，适当的向西延伸。

2 地下水现状调查

将部分钻孔的地下水进行了采样与分析，主要目的是研究地下水对河道内水水质的影响，因此地下水的对比标准以《地表水环境质量标准（湖、库）》（GB3838-2002）为准，五条溪的结果分述如下。

由莫残溪地下水水质情况分析可知，莫残溪大凤路至大丽路段化学需氧量和氨氮指标达到地表水Ⅰ类，总磷指标达到地表水Ⅱ类，但总氮已经为地表水劣Ⅴ类。大丽路至入湖口段，除化学需氧量达到地表水Ⅰ类，总氮、总磷、氨氮指标均为地表水劣Ⅴ类。

由清碧溪地下水水质情况分析可知，清碧溪苍山大道至大凤路段化学需氧量、氨氮、总磷指标达到地表水Ⅰ类，但总氮已经为地表水劣Ⅴ类。大丽路至入湖口段，氨氮达到地表水Ⅰ类，总磷达到地表水Ⅲ类，总氮、化学需氧量指标为地表水劣Ⅴ类。

由白鹤溪地下水水质情况分析可知，白鹤溪苍山大道至大凤路段化学需氧量、氨氮指标达到地表水Ⅰ类，总磷为地表水Ⅲ类，总氮为地表水Ⅳ类。大丽路至入湖口段，生化需氧量为地表水Ⅲ类，总磷为地表水Ⅳ类，总氮、氨氮为地表水劣Ⅴ类。

由中和溪地下水水质情况分析可知，中和溪大丽路至入湖口段化学需氧量、氨氮、总磷、总氮全为地表水劣Ⅴ类。

由桃溪地下水水质情况分析可知，桃溪大凤路至大丽路段化学需氧量指标达到地表水Ⅰ类，氨氮为地表水Ⅱ类，总氮、总磷为地表水Ⅲ类。大丽路至入湖口段，总磷达到地表水Ⅱ类，氨氮、总氮、化学需氧量指标均为地表水劣Ⅴ类。

综上，五溪流域地下水总体呈现以下规律：五溪上游至中游地下水水质相对较好，但进入农田种植区和村落集中区，受农业、农村面源下渗影响，地下水水质逐渐变差，尤其是大丽路以下，地下水水质整体为地表水Ⅴ类、劣Ⅴ类。

3 土壤、底泥污染现状调查

国内目前未对底泥和土壤的全氮、总磷指标有明确的标准划分，因而此处参考美国EPA 制定的底泥分类标准：

底泥中全氮<1000mg/kg 属于轻度污染区，全氮在1000-2000mg/kg 属于中度污染区，全氮>2000mg/kg属于重度污染区。

底泥中总磷<420mg/kg 属于轻度污染区，总磷在420-650mg/kg 属于中度污染区，总磷>650mg/kg 属于重度污染区。

3.1 土壤污染现状调查

本次调查对研究区进行了土壤和底泥取样，最大程度避免了农业生产产生的面源污染对取样分析结果的影响。取样后选取合适的特征分析项目在1个月内送实验室检验，送样分析结果可靠。其可以代表2020年研究区全年的污染特征。

根据土壤污染分析可知：全氮样品中度-重度污染样品共五组，全部分布在大丽路以东，全氮含量1326-2145mg/kg，全部分布在第一层以粉质为主的壤土中，附近有排水沟、池塘等人类活动行程的地表水体存在，由此判断农业活动不是土壤全氮污染的主要原因，其主要原因是污水或者养殖业造成；总磷样品全部超标，样品中仅见一组轻度污染，8 组中等污染，重度污染47组，平均总磷含量1027mg/kg，范围为677-2680mg/kg，在不同的深度相差不大，唯一一组超过2680mg/kg 的样品位于洱海西侧200m 水塘附近，可知长期的农业活动，居民生活污水排放，造成了磷在土壤中的大量富集，地下水的入渗和径流为磷的移动到深部提供了通道，地表水体加剧了这一富集过程。

3.2 底泥污染现状调查

将部分调查点位的污染层土壤和河床底泥进行了采样与分析，主要目的是研究土壤和底泥对河道内水的水质影响。分析结果如下所示：五溪大丽路至入湖口区域土壤及底泥总体呈现中、轻度污染情况，对河道水质情况有一定影响。通过以上分析可知，土壤污染和河道水质密切相关，中下游水质污染较严重的地区土壤和底泥污染也较严重，但污染由于隔水层存在基本未对隔水层以下的土壤产生污染。

4 成果结论

通过研究工作，在不赋水层位采取土质样品及地下水质分析样品分析，初步掌握五条溪流上、下游地质情况，了解不同层位土壤、地下水污染物的成分及含量，根据生活区和农业区分布与河流之间的关系，分析渗透作用对河流水质的影响，确定污染物源对调查区水质的影响机理及影响程度。

五溪流域地下水总体呈现以下规律：五溪上游至中游地下水水质相对较好，但进入农田种植区和村落集中区，受农业、农村面源下渗影响，地下水水质逐渐变差，尤其是大丽路以下，地下水水质整体为地表水Ⅴ类、劣Ⅴ类。

全氮样品中度-重度污染样品共五组，全部分布在大丽路以东，全氮含量1326mg/kg-2145mg/kg，全部分布在第一层以粉质为主的土壤中，附近有排水沟、池塘等人类活动行程的地表水体存在，由此判断农业活动不是土壤全氮污染的主要原因，其主要原因是污水或者养殖业造成。五溪大丽路至入湖口区域土壤及底泥总体呈现中、轻度污染情况，对河道水质情况有一定影响。