马挨荣 随春明
摘要:地下水水化学及水质特征分析,是地下水资源调查评价的重要组成部分,本文利用近年来开展的《鄂温克族自治旗地下水资源勘查与区划》调查研究成果,首次对鄂温克族自治旗按地下水含水层系统进行了地下水水化学及水质特征分析研究,明确了该地区的地下水水化学基本特征及水质动态变化特征,对该地区水资源的开发利用具有重要的指导意义。
关键词:鄂温克族自治旗;地下水;水化学特征
内蒙古鄂温克族自治旗地下水系统中各类型地下水化学特征,除受区域地质构造、地层岩性控制外,还受当地地形地貌、气象条件、地下水的补、径、排等条件的影响,反映在潜水与承压水系统中,各自在离子组合、水化学类型及矿化度的表现方面具有一定的水平分带规律,而在垂向上变化不明显。
一、水化学及水质特征
具体按含水层系统(参见表1)分述如下:
1. 基岩裂隙潜水水化学及水质特征
主要分布在东部基岩山区及中西部的巴彦山隆起带,多位于地下水系统及各子系统的分水岭地带,山体地形起伏较大,坡度较陡,构造裂隙较发育,整体富水性较差且不均。直接得到大气降水的垂直入渗,地下水径流条件好,与岩石的溶滤作用时间短,水交替快,矿化程度低,一般为低矿化淡水,矿化度一般均小于0.5g/L,地下水化学类型多为HCO3-Ca、HCO3-Ca·Na型水,在水平和垂直方向上分带不明显。
2. 松散岩类孔隙潜水水化学及水质特征
主要分布在各系统的河谷地带,主要接受大气降水的垂直入渗、上游侧向径流及河水渗漏补给,同时以径流、蒸发或人工开采方式进行排泄。
在循环过程中不断与含水层或土壤进行离子交换与吸附,在径流不畅的地段产生离子富集;而在径流条件良好的地段,随地下径流循环,地下水中离子不易富集。总体上,水化学场沿地下径流方向水平分带比较明显。具体按地下水系统分述如下:
(1)龙图沟潜水水流系统
该系统的松散岩类孔隙潜水含水层主要分布在局部高平原区及小型沟谷区,主要接受大气降水的垂直入渗补给。高平原区水位埋深大,径流条件较弱,蒸发作用弱,地下水化学类型多以HCO3-Ca型水为主,矿化度小于0.5mg/L;沟谷区水位埋深浅,径流条件较好,但蒸发作用强,地下水化学类型多以HCO3-Na·Ca、HCO3-Na·Ca·Mg型水为主,pH值7.08~8.19,矿化度小于1mg/L。
(2)伊敏河潜水水流子系统
该类含水岩组大面积分布于伊敏河上游段的东部及东南部,伊敏河西部仅见于巴彦山隆起带,巴彦山隆起带以侏罗系火山岩及华力西期花岗岩为主;伊敏河东部区主要分布古生代岩组,构造及风化裂隙较发育,分布地势较高,整体富水性较差且分布不均。
河谷中心地带松散岩类孔隙潜水水化学类型以HCO3-Mg·Ca、HCO3-Ca·Mg型为主,局部可见HCO3-Ca·Mg·Na、HCO3-Mg·Ca·Na型水。上游段水力坡降大,径流条件好,矿化度大部小于0.5g/L;中下游段水力坡降小,径流条件差,矿化度为0.5g/L~1g/L,局部氟离子超标,pH值7.08~8.19;河谷边缘及一级阶地区发育湖、淖及沼泽地,径流弱,水位埋深浅,蒸发作用较强,多以HCO3·SO4-Na、HCO3·SO4-Na·Ca型水为主,矿化度大部小于1g/L,部分井点可见SO4·CL-Na及SO4·HCO3-Na型水,矿化度1g/L~3.69g/L,局部氟离子超标。部分牧民定居点民井不同程度受到牲畜粪便的污染,硫酸根离子、绿离子及硝酸根离子易超标,个别井点亚硝酸盐超标。
(3)辉河潜水水流子系统
辉河河谷内主要分布第四系全新统冲积层,含水层以中、细砂层为主,稳定连续性较好,富水性中等—较强;上更新统冰水堆积层,伏于冲积层下部,岩性结构特征与冲积基本一致,为统一的含水岩组。
河谷上游段径流条件好,潜水所含阴、阳离子的种类较少,向下游径流条件差,潜水所含阴、阳离子的种类较多。据最新水文地质钻孔资料水质分析成果,辉河河谷中心地带松散岩类孔隙潜水水化学类型,以HCO3-Ca·Mg、HCO3-Mg·Ca型水为主,局部河谷宽阔地段,为HCO3-Ca·Mg·Na、HCO3-Mg·Ca·Na型水,pH值6.98~8.32,矿化度大部小于1g/L,局部1g/L~2g/L,局部氟离子超标;向河谷外缘,南侧(东侧)及北侧因分布地势差异又有所不同,河谷中游东侧边缘段为HCO3·SO4-Na型水,局部为HCO3·SO4-Na·Mg、HCO3·SO4-Na·Ca型水,矿化度小于1g/L;河谷中游东侧高平原宽谷洼地为SO4·HCO3-Na型水,局部为SO4-Na型水,矿化度大部1g/L~2g/L,局部大于2g/L,局部氟离子超标;河谷下游段北侧(高平原坡脚处)为HCO3·Cl-Na·Mg·Ca、HCO3·Cl-Na型水。矿化度大部小于1g/L,局部为1g/L~2g/L。局部氟离子超标。
3. 碎屑岩类裂隙孔隙承压水水化学及水质特征
(1)巴雁承压水水流系统
该系统内主要分布新近系及白垩系砂岩、砂砾岩等碎屑岩类裂隙孔隙承压含水层,位于工作区东北部的边缘地带高平原区,呈条带状东西向延伸,南部与基岩区接触,向北延伸至海拉尔区(海拉尔河谷方向),连续稳定分布,地表无出露,顶板埋深较大,富水性不均。
据收集钻孔资料水质分析成果,该地区碎屑岩类裂隙孔隙承压水水化学类型主要为HCO3-Na·Ca、HCO3-Ca·Na型水,矿化度一般小于1g/L。
(2)伊敏河承压水水流系统
因存在局部分水岭,故按伊敏河流域及辉河流域分别叙述如下:
①伊敏河流域碎屑岩类裂隙孔隙承压水
据施工及收集钻孔资料水质分析成果,伊敏河流域承压水水化学类型以HCO3-Ca·Mg型水为主,矿化度大部小于0.5g/L;中下游段伊敏河谷及其以西地区以HCO3-Na型水为主,径流偏弱,pH值7.19~8.13,矿化度小于1g/L,局部为1g/L~2g/L。部分井点氟离子超标,最高达2.2mg/L(收集成果)。
②辉河流域碎屑岩类裂隙孔隙承压水
据施工及收集钻孔资料水质分析成果,辉河承压水水流子系统承压水水化学类型:上游段以HCO3-Ca、HCO3-Ca·Na型水为主,局部HCO3·SO4-Ca·Na型水,径流条件较好,矿化度大部小于0.5g/L,;中、下游段以HCO3-Na型水为主,局部HCO3·SO4-Na·Mg型水,径流偏弱,pH值7.19~8.13,矿化度大部小于1g/L,局部为1g/L~2g/L。氟离子大部小于1.0mg/L,局部1mg/L~1.5mg/L。
二、地下水水质动态变化特征
根据水质监测资料分析可知,工作区大部分地区仍处于天然原生态状况,水质未见明显改变。主要是局部牧民常年集中养畜造成的粪便污染,如伊敏河谷区和辉河河谷区的部分民井调查点都不同程度地出现了亚硝酸盐超标,均是因井点处地势相对较低,地下水径流弱,井点与牲畜圈养点太近或就在牲畜圈内造成。
三、地下水质量综合评价
综合评价在单项组分评价基础上采用评分法,具体步骤如下:
A. 首先进行单项组分评价,划分组分所属质量类型。
B. 对各类别按下列规定分别确定单项组分评价分值Fi(见表2)。
该地区主要含水层系统包括伊敏河潜水水流子系统松散岩类孔隙潜水、辉河潜水水流子系统松散岩类孔隙潜水及碎屑岩类裂隙孔隙承压水含水层系统,依据上述评价标准,各含水层系统地下水质量评价结果概述如下:
伊敏河潜水水流子系统松散岩类孔隙潜水主要为优良(Ⅰ类)水,部分良好(Ⅱ类)和较好(Ⅲ类)水,无极差水。较差(Ⅳ类)水取样占比较多,但其主要分布在河谷的边缘及高平原的低洼区。从单项组分评价结果分析,影响水质综合评价结果的主要是氯化物、氟化物和亚硝酸盐,其次是硫酸盐等组分。部分pH值及矿化度超标。主要是蒸发作用较为强烈及部分井点位于牲畜圈附近导致。
辉河潜水水流子系统松散岩类孔隙潜水主要为Ⅰ~Ⅲ类水,较差水分布在外围边缘地带,无极差水。从单项组分评价结果分析。影响水质综合评价结果的主要是硫酸盐和氟化物,其次是亚硝酸盐、氯化物等组分,主要是因为蒸发较为强烈及部分井点位于牲畜圈附近导致。
鄂温克族自治旗承压水主要为Ⅰ类(优良)~Ⅲ类(较好)水,部分Ⅳ类水较差。从单项组分评价结果分析,影响水质综合评价结果的主要是地下水中硫酸盐等组分。究其原因主要是径流较弱所致。
综上所述,鄂温克族自治旗地下水水质总体较好,适宜人、畜饮用及工、农业用水。