周锴锷等
摘要 随着社会经济的发展,农业灌溉用水受到严重污染,作为全国主要商品量生产基地的淮河流域,地下水在农业灌溉中的比重日益增大。在此以国土资源大调查项目为依托,对淮河流域浅层地下水进行了水质评价,计算出了适宜灌溉和不适宜灌溉的地下水面积比例。结果表明,埋深小于20 m浅层地下水中有85.55%比例适宜灌溉,埋深20~50 m地下水中有83.34%适宜灌溉。
关键词 淮河流域;地下水;质量;农业灌溉;评价
中图分类号 S181.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2014)13-04023-02
Abstract The groundwater quality used for agriculture has been becoming worse with the increase of economy. The base of commodity grainHuaihe catchment, can offer increasing quantity of groundwater used for agricultural irrigation. This paper provides quality evaluation of groundwater used for agriculture in Huaihe Catchment based on MLRs program of land resource survey. The 85.55% area of shallow groundwater with depth less than 20 m is suitable for agricultural irrigation, and 83.34%area of groundwater with depth between 20 to 50 m is suitable for agricultural irrigation.
Key words Huaihe Catchment; Groundwater; Quality; Agriculture irrigation; Evaluation
社会经济高速发展,环境负荷日益加重,地表水污染就是一个严重后果。淮河流域内曾经作为农业灌溉主要水源的地表水已经被严重污染,逐渐失去灌溉供水功能。部分仍坚持地表污水灌溉的地区,农作物品质受到影响,“毒小麦、毒大米”事件屡见于新闻报道。
鉴于地表水污染加重的现状,浅层地下水作为淮河流域内丰富的水资源,在农业灌溉中发挥的作用日益增大。在流域内豫东地区、皖西北地区、鲁西南地区,地下水灌溉已经成为农业生产的一种主要灌溉方式[1-2]。
中国地质调查局启动的“淮河流域平原地区地下水污染调查评价项目”2006~2011年在淮河流域进行了全面的地下水质量调查。在此以该项目为依托,对流域内有农灌供水意义的浅层地下水进行质量评价,划分了不同层位适宜灌溉区和不适宜灌溉区,该成果可为区内农业生产和地方经济发展规划提供参考。
1 资料与方法
1.1 研究区概况
1.1.1 地理概况。
淮河流域包括淮河水系与沂沭泗河水系,总面积约26.9万km2。其中,淮河水系面积约18.9万km2,沂沭泗河水系面积约8万km2,流域主要覆盖河南、安徽、江苏、山东四省。流域总的地形为由西北向东南倾斜,淮南山丘区、沂沭泗山丘区分别向北和向南倾斜,流域内有山区、丘陵、广阔的平原及湖泊洼地,其面积分别占流域面积的13%、19%、52%、16%。
淮河流域山区、丘陵区主要分布为棕壤、褐土(成土母质为各类岩石风化物、洪积冲积物及人工堆垫物)和水稻土。淮河中上游平原地区主要为黄潮土(系由河流沉积物和近代黄泛沉积物发育而成)、砂疆黑土和棕潮土等,并在其间零星分布着小面积的盐化潮土和盐碱土;淮河下游平原水网区为水稻土,系由第四纪湖相沉积层组成;苏鲁两省滨海平原新垦地多为滨海盐土,含盐量较高。
1.1.2 地下水类型及特征。
淮河流域地下水主要分为松散岩类孔隙水、碳酸盐岩类裂隙岩溶水和基岩裂隙水3种类型,其中分布最广的为松散岩类孔隙水,其次为岩溶水和基岩裂隙水,但有供水意义的主要为孔隙水和岩溶水[3]。
平原区松散岩类孔隙水在区内分布最为广泛,按其埋藏深度可分为浅层地下水和深层地下水。在流域内平原区地表下30~55 m,区域上广泛分布有一层14~20 m厚的粘性土层。因此,传统上大致以地表下50 m为界限系统,其中浅层地下水为农业灌溉最重要供水水源。
淮河流域上游地区地下水基本是由西北流向东南,南部西部则由西向东流。北部岗状平原区浅层孔隙地下水水位埋深一般大于6 m;北部低缓平原区大部分为2~4 m;南部地下水位埋深大部分小于2 m。浅层孔隙地下水水位主要受降水和蒸发及地表水影响,水位变幅一般为1.5~2.5 m。
1.2 取样测试及评价
野外调查以1∶25环境地质调查约束内容进行,调查面积190 000 km2,地下水井采集总样品数3 611组。其中有灌溉意义,可以参评的样品数2 700组,该2 700组样品全部位于浅层含水系统内(埋深浅于50 m)。而在全域内由于灌溉井型有差异,所以参评水样按采样深度又可以分为浅于20 m和20~50 m 2个层位。浅于20 m埋深的水井在区内灌溉井内占大多数,该种水井多为村民自打井,有手压井、自吸泵细管井、单拉井,该部分井除了灌溉用途外,还提供生活用水。井深20~50 m的水井多为大口井,一般采用潜水泵大流量大面积抽水灌溉,该井型仅供灌溉提水之用[1-2,4]。
地下水样品由国土资源部华东地矿监测监督中心测试分析。
此次对农业用水水质进行专门评价,评价是按中华人民共和国国家标准《农田灌溉水质标准(GB5084-92)》进行。评价方法是判断某项因子是否超标评价标准,有超标准因子的地下水即评价为不适宜灌溉的水。此次以旱作物标准对灌溉用水进行评价。该地区水文地质条件适合全盐量放宽条件,全盐量标准放宽至2 000 mg/L。评价结果分级为两级,分别为适宜灌溉和不适宜灌溉。
2 结果与分析
2.1 埋深小于20 m浅层地下水农业用水水质评价
由图1可见,淮河流域埋深<20 m浅层地下水适宜灌溉区分布于河南段郑州市-山东段济宁市-安徽段阜阳市-江苏段东兴市大部分地区,面积162 497.48 km2,占评价区85.55%;
不适宜灌溉区分布于豫东商丘—周口一带,鲁西南、鲁南部分地区,安徽段砀山县西北、亳州市西北、界首市北部、灵璧县北部、临泉县南部、阜南县南部,江苏徐宿连一带,面积27 450.99 km2,占评价区14.45%。
3 结论
(1)淮河流域浅层地下水总体质量良好,适宜灌溉用水占绝大比例,其中埋深小于20 m地下水中适宜灌溉的占85.55%,埋深20~50 m地下水适宜灌溉的占83.34%。
(2)不适宜灌溉地下水中主要影响离子是氯化物、全盐、pH和氟化物,这些影响因子在全区不同地段较一致。
(3)埋深小于20 m地下水质量总体稍好于埋深20~50 m地下水质量,可能与井孔构造有关。埋深20~50 m地下水井主要为敞口井,容易受到外界杂物投入从而受污。
(4)淮河流域浅层地下水灌溉供水潜力巨大,建议流域内地表水受污严重区域加大对浅层地下水的开发利用力度。
参考文献
[1] 叶念军,葛伟亚,龚建师,等.淮河流域环境地质综合研究报告[R].中国地质调查局南京地质调查中心,2008.
[2] 叶念军,龚建师,葛伟亚,等.淮河流域平原地区地下水污染调查综合研究及专题研究成果报告[R].中国地质调查局南京地质调查中心,2012.
[3] 河南地质环境监测总站.河南省地下水资源与环境[M].北京:中国大地出版社,2005.
[4] 杨则东.安徽省阜阳地下水开采利用现状及其引发的地质环境问题[J].安徽地质,2007,17(2):134-139.