邯郸平原深层地下水质量评价

孙 超，田西昭，张娜娜

(河北省环境地质勘查院，河北 石家庄 050021)

由于邯郸经济的高速发展，需水量不断增加，深层地下水由于水质好、出水量有保障等特点致使开采量逐步增加，深层水开采量由70年代初的零开采增加到2008年的30 196×104m3［1］，地下水位自八十年代后期基本呈全线下降趋势，1986 ～2010 年地下水平均下降值 22.89 m［2］。同时，也引发了水质恶化、地面沉降等一系列地质环境问题。

对邯郸平原深层地下水水质进行评价，为相关部门合理规划、开发深层地下水，避免深层地下水水质的持续恶化，保障当地经济的持续健康发展是十分必要的。

1 研究区深层地下水水文地质概况

邯郸平原位于河北省南部，北纬 36°06＇～36°57＇，东经114°24＇～ 115°29＇之间，涉及邯郸市区及东部 14 个县市，面积7514.6 km2。

1.1 含水岩组划分

邯郸平原深层地下水在全淡水区为第三、四含水组;在有咸水区则包括咸水体下的全部深层淡水，相当于第二含水组下部和第三、四含水组，地下水类型为承压水。地层主要由新生界第四系松散沉积物构成，由西向东分别为山前冲洪积物，中部冲湖积物及东部冲积物。其中，第二含水层组底板埋深由山前40～160 m向中东部逐步过渡到为160～280 m，含水层厚度由20 m过渡到40 m以上，富水性5～10 m3/h·m;第三含水层组底板埋深在山前为80～360 m，逐步过渡到中东部的360～420 m，含水层厚度山前20～30 m，中东部40～50 m，富水性5～10 m3/h·m;第四含水组底板埋深在300～500 m，含水层总厚度20～40 m，富水性小于2.5 m3/h·m［3］。

1.2 水化学类型

深层水水化学类型自西向东基本呈条带状分布，依次为重碳酸型－重碳酸氯化物型－硫酸重碳酸型，局部分布有氯化物硫酸型。重碳酸型主要分布在磁县及成安、临漳的中西部;重碳酸氯化物型条带状分布于永年 －肥乡 －广平 －魏县;硫酸重碳酸型条带状分布于曲周 －大名;氯化物硫酸型水呈点状分布于曲周东北部及大名东部。

1.3 深层水的补给、径流和排泄

本区深层地下水的主要补给来源为山前侧向径流补给和浅层水的越流补给。

地下水的径流总体为自西向东，区域内部由于地下水降落漏斗影响，地下水径流方向由漏斗外围流向漏斗中心。

地下水排泄随着深层水水位的持续下降，侧向流出逐渐减少，地下水的人工开采成为本区深层水主要排泄方式。

2 地下水水质评价方法

2.1 评价方法

本次评价通过选取邯郸平原有代表性的11眼深水井，对其2010年水质进行评价。评价标准依照《地下水质量标准》(GB/T14848－93)执行，评价方法采用综合评价方法将单项组分评价结果综合起来。

单项组分评价是指分别对单个指标进行分析评价。该方法通过评价结果能直观地反映水质中哪一类或哪几类因子超标，同时可以清晰地判断出主要污染因子和主要污染区域，但是由于是对单个水质指标独立进行评价，因此得到的评价结果不能全面地反映地下水质量的整体状况，可能会导致较大的偏差，鉴于单因子评价体系的不足，为了能综合反映评价水体的总体质量，本文采用综合评价方法将单因子评价结果综合起来。通过对水质的综合评价来反映地下水水质的整体情况，既有全面性，又有综合性。［4］

2.2 评价因子

pH、氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、挥发性酚类、氰化物、砷、汞、铬(六价)、总硬度、铅、氟、镉、铁、锰、溶解性总固体、硫酸盐、氯化物等18项。

2.3 地下水水质分类

Ⅰ类主要反映地下水化学组分的天然低背景含量。适用于各种用途。

Ⅱ类主要反映地下水化学组分的天然背景含量。适用于各种用途。

Ⅲ类以人体健康基准值为依据。主要适用于集中式生活饮用水水源及工、农业水。

Ⅳ类以农业和工业用水要求为依据。除适用于农业和部分工业用水外，适当处理后可作生活饮用水。

Ⅴ类 不宜饮用，其他用水可根据使用目的选用。

3 邯郸平原深层地下水水质评价结果

根据评价结果，11眼水质监测井中未见水质优良及较好的井。水质良好的井5眼，占水质监测井总数的45%;水质较差的井5眼，占水质监测井总数的45%;水质极差井1眼，占水质监测井总数的10%(表1)。其水质分布大致呈带状分布，总体表现为西部山前地带水质多为良好，水质良好区面积835.6 km2，占平原区面积的 11.12%;中东部有咸水区水质多为较差、极差，水质较差区面积5115.2 km2，占平原区面积的68.07%;水质极差区面积1 563.8 km2，占平原区面积的20.81%。

表1 综合评价法评价结果表

深层水水质主要受地质水文地质条件、地下水人工开采及人为污染的控制和影响。原生水文地质问题是主要原因，邯郸西部山区组成岩体和地层的岩石多含铁、锰、氟等元素，在地下水的溶滤迁移作用下，逐步赋存于平原区地下水中。另外，多年来，随着深层水水位的下降，破坏了原有的物理与化学环境，使地下水水质有恶化趋势，而大量的工业、农业、生活污染源的污染，加速了地下水水质的恶化。

4 影响地下水水质的物质

影响邯郸平原深层地下水水质的物质包括 pH、总硬度、氟、铁、锰、溶解性总固体、硫酸盐、氯化物、挥发性酚类(表2)。

表2 影响水质物质井数统计表

下面对影响水质的主要物质进行简要分析:

pH:检出值介于7.5～8.83之间，超标率9%，主要分布于邯郸平原东部大名一带。pH值与地下水径流条件关系密切，径流条件好多偏酸性，滞水区则多偏碱性，邯郸平原地下水径流条件弱，因此地下水多成稍偏碱性。

总硬度:检出值介于 154.1～464.4 mg/L之间，超标率9%，主要分布于大名县咸水区。总硬度与水文地质条件变化关系密切，随着地下水的长期超量开采，水位下降加速了盐分的迁移，在地下水渗流过程中，促使土壤及其下层沉积物的固相钙镁易溶盐、难溶盐及交换性钙镁向水中转移，［5］从而造成地下水硬度偏高。

氟化物:检出值介于 0.4～1.56 mg/L之间，超标率27%，主要分布于山前磁县及东部大名等地。氟是人体必须的一种元素，缺氟易患龋齿，长期饮用含氟量高的水，易患氟斑牙等病。［6］氟元素自山区到平原，经过淋溶和迁移，主要富集在冲积洪积扇前交接洼地和冲积湖积平原与黄河冲积平原的交接部位。［7］

铁:检出值介于 0.02～2.90 mg/L之间，超标率 27%。铁元素超标属原生环境水文地质问题，形成原因主要为邯郸市西部山区具有丰富的铁矿资源。

锰:检出值介于 0.01～1.330 mg/L之间，超标率 27%。本次评价中铁锰基本同时于同一眼井中超标，锰元素具有与铁元素相同的物质来源，属原生环境水文地质问题。

溶解性总固体:检出值介于220.0～1 594.9 mg/L之间，超标率18%，主要分布于东部的大名、邱县一带。溶解性总固体超标的主要原因为深层水的过度开采，导致深层水位大幅度下降，造成咸水在水位差的作用下向深层水运移。

硫酸盐:检出值介于 15.4～476 mg/L之间，超标率36%，主要分布于东部的大名、曲周、邱县一带。硫酸盐超标井浅层水均为咸水，其超标主要原因与溶解性总固体超标原因相同，硫酸盐超标井中溶解性总固体多也同时超标也说明这一原因。

氯化物:检出值介于 14.2～377.2 mg/L之间，超标率9%，主要分布于大名县咸水区。其超标原因与硫酸盐类似。

5 深层水水质趋势预测

综上所述，近期影响深层水水质的主要因素依然为原生水文地质问题，但是，随着地下水位的持续下降，总硬度、溶解性总固体、硫酸盐、氯化物等含量将进一步加大，因此，深层水质量近期内难以呈现良性发展趋势。

6 结语

深层水具有自然恢复周期长，一旦污染难以恢复等特点，因此保护深层水资源使其水质不致恶化尤为重要。邯郸平原深层水水质除受原生因素影响外，主要与深层水的长期超采有关。因此，从保护深层水可持续利用的角度出发，必须严格控制其开采量，科学合理的利用深层地下水资源是问题的关键。深层水水质超标井主要分布于东部的咸水区，目前，邯郸咸水开发利用程度较低，推广咸水利用技术，鼓励开发利用咸水，是缓解深层水水质恶化的重要措施之一。另外，应加强深层水的人工回灌和回补试验的研究，有计划、科学合理的开采地下水资源。

［1］邯郸市水利局.河北省邯郸市水资源评价［M］.北京:学苑出版社.2008.

［2］河北省地质环境监测总站邯郸监测站.河北省邯郸市地质环境监测报告［R］.河北省地质环境监测总站.2011.

［3］邯郸市卫生防疫站等.邯郸环境水文地质研究资料集［M］.邯郸:邯郸地区印刷厂.1988.179 －188.

［4］王文强.地下水水质评价方法浅析［J］.地下水.2007(29)，37.

［5］刘永良等.新乡市地下水硬度升高机理和原因试验研究［J］.人民黄河.2009(31)，51.

［6］张改云.沧州市深层地下水资源评价及利用对策［D］.南京:南京理工大学.2007.

［7］韩慧中等.邯郸环境水文地质研究论文集［M］.北京:学苑出版社.1991.96.