珲春盆地潜水地下水质量及其影响因素分析

郭晓东，赵海卿

(1.中国地质调查局沈阳地质调查中心，辽宁 沈阳 110032；2.吉林大学环境与资源学院，吉林 长春 130021)



珲春盆地潜水地下水质量及其影响因素分析

郭晓东1，2，赵海卿1

(1.中国地质调查局沈阳地质调查中心，辽宁 沈阳 110032；2.吉林大学环境与资源学院，吉林 长春 130021)

[摘要]研究珲春盆地地下水水质状况，保护地下水资源，对珲春盆地地下水进行取样分析。分析结果表明：珲春地下水水质普遍较差，以Ⅳ类水为主，主要超标因子为TFe、Mn2-以及NO3-，TFe和Mn2-超标的原因主要由于区域地下水开采量小，地下水环境比较封闭，处于相对还原环境，造成Fe和Mn富集；NO3-超标主要是由于该区域含水层防污性能差，加之城乡垃圾和生活污水的无序排放、地表河流的污染以及煤矸石的堆放和化肥的大量使用，造成了NO3-为代表的N含量升高。

[关键词]珲春盆地；地下水水质；还原环境；煤矸石

珲春市作为我国图们江区域国际合作示范区，是长吉图开发开放的先导区，又是吉林省重要的煤炭能源基地，发展潜力巨大，地下水环境质量受到高度关注。为了查明珲春市的地下水以及地质环境现状，2011年中国地质调查局部署了长吉图地质环境调查评价与区划项目，沈阳地调中心组织实施并开展了珲春市水工环综合调查。本文以此项目为基础，评价了珲春盆地地下水环境质量现状，分析了主要影响因素，提出了防治建议。

1研究区概况

1.1自然地理

珲春盆地位于珲春河下游，盆地西邻图们江、北东南三面低山丘陵环抱，珲春河自东北向西南横贯盆地中部汇入图们江。地貌类型为冲洪积河谷平原，地形平坦，两侧向河谷微倾斜，从河谷到山前波状台地之间，形成了河漫滩、一、二、三级阶地，沿河谷两侧呈条带状对称分布。气候属中温带近海洋性季风气候，多年平均降雨量为618 mm，多年蒸发量为1 301.2 mm[1]。

1.2水文地质

珲春盆地地下水主要为第四系孔隙潜水。含水层岩性以粗砂、砂砾石、卵砾石为主，沿河漫滩到三级阶地，颗粒逐渐变细，单井涌水量从1 500～3 000 m3/d减小为<500 m3/d。地下水从南北两侧山前向珲春河汇流并并向下游流动，径流条件较好，水位埋深在多小于3 m，在二级阶地后缘和三级阶地3～5 m，局地5 m以上。

珲春盆地地下水主要靠大气降水和灌溉回渗补给，与珲春河水力联系紧密，水位变化幅度在3.5 m以内，河漫滩及一级阶地变化幅度小于1 m。排泄途径主要为潜水蒸发和人工开采。

1.3矿产开发与农业生产

珲春盆地煤炭储量丰富，累计查明储量8亿多 t，共有18家煤炭企业，年生产原煤500多万 t。产生大量煤矸石，珲春盆地有大型矸石堆4处，主要分布在英安镇、板石镇、珲春城西等地，另有较多小型矸石堆零星分布。农业以水稻和玉米为主，珲春市耕地2.5万hm，其中水田0.7万hm。

2研究方法

2012年6月项目组采集了珲春盆地79组样品，样品点覆盖珲春盆地全部区域，采集样品同时进行了机民井调查，采样井多为民井，以压水井为主，个别为机井，井深多在5～10 m之间，个别点10～20 m。采样过程严格按照有关规范操作，现场测试pH值、氧化还原电位、电导率、浊度等指标，样品进行了水质全分析，分析单位为国土资源部东北矿产资源监督检测中心。采样点位见图1。

在采样分析的基础上，采用《GB/T 14848-93地下水质量标准》对珲春盆地地下水进行了评价。由于珲春河东北-西南走向将珲春盆地一分为二，形成了两个相对独立的水文地质单元，所以对珲春河河北区与河南区分别进行了评价[2]。

图1　珲春盆地取样点分布图

3结果讨论与原因分析

3.1结果讨论

图2　珲春盆地地下水质量评价结果图

采用综合指数法对珲春盆地的地下水质量进行了评价，评价结果见图2。由图2可以看出，珲春地下水以Ⅳ类水为主，主要分布在广大的河南区，以及河北区的自兴村到新华村一带，八连城村到英安镇一带以及三家子乡的古城村到河口村一带，约占研究区总面积的60%，其次为Ⅱ类水，主要分布在珲春城区以及周边，哈达门乡周边地以及珲春河三家子以上河段两侧区域，约占研究区总面积的36%。Ⅴ类水主要分布在电线村周边以及太阳村以北地区，约占总面积的6%左右。总体来说河南区水质较河北区差。

图3　总铁评价结果分布图

对珲春盆地潜水水质资料进行统计分析，结果见表1，TFe以及NO3-(以N记)含量分布图见图3和图4。对具体指标进行分析之后，结果显示研究区TFe、Mn2+和NO3-(以N记)含量比较高，TFe超标区主要分布在河南区中部广大地区，以及河北区的自兴村以北地区。NO3-(以N记)的超标区面积较少，主要分布在板石镇周边、孟岭村周边以及沙陀子周边地区。

对河北区与河南区分别进行分析对比，如下：河北区TFe含量0.01～4.78 mg/L，超标率为39.5%。Mn2+含量0～7.5 mg/L，超标率为23.3%，NO3-(以N记)含量0～47.06 mg/L，超标率为9.3%。南区TFe含量0.05～17.34 mg/L，Mn2+含量0～1.82 mg/L，NO3-(以N记)含量0～46.78 mg/L，超标率分别为：80.56%、77.78%和16.67%，超标比较严重。TFe超标最大为南区s0024点，超标57.8倍，Mn2+超标最大为北区gs055点，达到75倍，NO3-(以N记)超标最严重为南区s0005点，超标2.3倍。

图4　NO3-评价结果分布图

3.2原因分析

根据钻孔资料分析珲春盆地第四系比较薄，厚度普遍在40 m以内，分布有比较完整的卵砾、砂砾石层，上覆粉质粘土，该层厚薄不均，多在15 m以内，南北两侧盆地边缘较厚，但不超过30 m，在珲春河及其主要支流河漫滩处又有缺失，这就造成了珲春盆地地下水环境比较脆弱，极易发生污染风险，应该高度重视地表污染源的控制。

人类活动是造成地下水污染的主要驱动因素。由于河北区地下水开发利用程度较大，时间较长，潜水径流交替作用较好，pH在6.64～9.95之间，均值为7.53，相对河南区的7.19而言，pH稍高，呈现明显的人类活动的作用。南区地下水开发利用强度较小，基本行处于封闭状态，河南区EH值平均值为22.41 mv，较河北区的24.83 mv稍低，地下水氧化性较弱。研究区超标指标中TFe和Mn2+主要受原生环境的影响，特别是在地下水开采量小，还处于还原环境情况下，易发生富集，从图2可以看出，TFe富集区主要分布于河南区南部山前地带，沿向河流方向逐渐降低，具有明显的分带性。NO3-(以N记)超标主要是由于生活垃圾无序排放，农田大量使用化肥以及煤矸石堆放溶滤作用等造成。从图3可以看出，NO3-富集区主要分布在板石镇、英安镇等煤矿长期开采区，煤矸石大量堆积。沙陀子地区含量升高可能与图们江污染物入侵有关，而图们江由于受开山屯造纸厂、石岘造纸厂以及朝鲜茂山铁矿未处理污水直接排放而污染严重。其他地区的NO3-含量的升高与地下水环境从山前到珲春河氧化性升高有关，在氧化环境下，NH4+和NO2-被氧化为NO3-，形成了NO3-在该地区的富集。

表1　珲春盆地潜水水质统计特征值一览表　除pH外单位为：mg/L

注：NO3-以N记

4结语

珲春盆地地下水质量总体较差，以Ⅳ类水为主，其中河南区较河北区更差。主要超标物质为Fe、Mn2+和NO3-，除受地质构造等含水层固有因素的影响外，人类对地下水的开采以及污染物的无序排放是引发地下水质变异的主要驱动力。

建议对珲春盆地Fe、Mn2+较高的区域进一步加大地下水资源开发，通过加快地下水的循环与更新，提高地下水氧化性，从而降低水中Fe、Mn2+含量。另外还要控制生活污水的乱排乱放，改善农村环境，推进农村公厕建设以及垃圾清运，控制化肥的过量使用。从而减少地下水污染的外界负荷，防止地下水污染。

参考文献

[1]王举,王佰友. 珲春盆地地下水化学特征与环境质量评价[J].长春工程学院(自然科学版).2004,5(3):39-42.

[2]国家技术监督局.GB/T14848-93地下水质量标准[S].1993.

[中图分类号]P641.132

[文献标识码]B

[文章编号]1004-1184(2016)02-0044-02

[作者简介]郭晓东(1981-)，男，河南襄县人，工程师，主要从事地下水调查与评价研究工作。

[基金项目]中国地质调查局项目资助(1212011140027)

[收稿日期]2015-11-16