汶川县大骨节病区水文地球化学特征分析

易加强，黄杨荣，周中海

(1.四川省地质矿产勘查开发局四0五地质队，四川 都江堰 611830；2.四川省地质矿产勘查开发局成都水文地质工程地质中心，四川 成都 610081)



汶川县大骨节病区水文地球化学特征分析

易加强1，黄杨荣2，周中海1

(1.四川省地质矿产勘查开发局四0五地质队，四川 都江堰 611830；2.四川省地质矿产勘查开发局成都水文地质工程地质中心，四川 成都 610081)

汶川县大骨节病区主要分布于绵虒镇板子沟、白土坎等2个行政村，病区面积76.82 km2。通过在病区开展水文地质调查、遥感解译、水文地球化学评价、水质采样和分析测试、水文地质物探等工作，查明了病区地下水类型、分布及补、径、排循环储存条件。通过研究表明，病区饮用水源具有极低矿化度的特点，此外，病区水源腐殖酸含量略高于非病区，但总体上均处于较低水平。

汶川县；大骨节病；遥感解译

大骨节病(Kaschin-Beck disease，缩写KBD)是一种地方性、多发性、变形性骨关节的疾病、基本病理变化是骺软骨、关节软骨和(或)骺板软骨坏变[1-2]。

大骨节病是四川省主要病种之一，因其发病率和致残率高，对病区人民群众生产生活造成了严重影响。本文以四川省大骨节病区汶川县为研究区通过系统采集地表水、地下水水样，并结合当地的区域水文地质条件，分析病区水化学环境特征，试图从水环境角度解释大骨节病成因机制，为大骨节病的综合防治提供理论支持。

1　研究区概况

汶川县位于四川盆地西北部，阿坝藏族自治州东南部。东邻彭县、灌县，南靠崇庆、大邑县，西接宝兴、小金县，西北和东北分别与理县、茂汶县(现茂县)相连。

汶川县大骨节病区主要位于岷江干流绵虒段右岸一级支沟板子沟、马埝坪沟、苏村沟等小流域范围内，属绵虒镇板子沟、白土坎等2个行政村，病区面积76.82 km2。病区位于岷江上游半干旱河谷地区，属南温带半干旱气候，年平均降水量598.6 mm。病区所在地貌总体上属于中山和河谷区，山体相对高差在500～1 500 m之间；在板子沟上游为高山、极高山分布，为无人烟区。病区的板子沟村居民多居住于板子沟沟谷一带，仅岭岗组位于山脊顶部；而白土坎村、小茅坪村居民则多居住于中山区的高半山一带，斜坡坡度多在35°以上。病区出露地层主要有中元古界黄水河群(Pthn)、泥盆系月里寨群(Dyl)、志留系茂县群(Smx)以及雪隆包花岗岩体等。病区村民饮用水源以浅表层地下水为主，其中浅表层地下水以上层滞水为主。

2　病区水文地球化学特征

本次工作中结合对病区村寨和对比研究非病区村寨人们饮用水源情况的调查，共计采集基本分析样65组，其中浅表层地下水基本分析样25组(病区10组，非病区15组)，地表水基本分析样37组(病区25组，非病区12组)，另采集村民水缸水和开水基本分析样各1组，机井地下水基本分析样1组，对其矿化度、总硬度、pH值、碱度、重碳酸根、硫酸根、氯离子、钙离子、镁离子、钠离子、钾离子、腐殖酸总量、富啡酸、胡敏酸、耗氧量(CODMn)、氟化物、硝酸盐(以N计)、铁(Fe)、锰(Mn)、砷(As)、硒(Se)等指标进行了分析测试。采样点位置图见图1。

本次工作在上述取样分析测试的基础上，对各类水样基本化学特征进行了综合分析，以下对各类组分特征分别进行阐述。

图1　汶川县大骨节病区水质取样分布图

2.1水化学类型

从水质分析结果来看，汶川县浅表层地下水化学类型类型较复杂，据数据作出各流域各种化学类型浅表层地下水所占百分比的柱状图如图2，水化学piper三线图如图3。

由图表可见，区内地下水化学类型具有以下特点：

(1)汶川县大骨节病区与附近非病区浅表层地下水化学类型并没有太大的差别，总体上都以重碳酸钙型水、重碳酸钙镁型水、重碳酸硫酸钙型水、重碳酸硫酸钙镁型水和重碳酸硫酸镁钙型水为主，有少量重碳酸镁钙型水、重碳酸镁型水和硫酸重碳酸钙镁型水。

(2)而地表水的化学类型相对较单一，其中，病区以重碳酸钙型水为主，有少量重碳酸钙镁型水和重碳酸硫酸钙镁型水，非病区以重碳酸硫酸钙型水为主，有少量重碳酸钙型水、重碳酸钙镁型水和重碳酸硫酸钙镁型水。

(3)从三线图特征分析，水质分析结果主要集中在两个三角形左侧和菱形左上侧，各样点分布较为集中，无明显分异特征，说明病区水样总体上补给来源基本相同，其阳离子方面，碱土金属含量明显高于碱金属，阴离子方面，含重碳酸根等弱酸高于氯离子等强酸离子，水化学类型方面以重碳酸或重碳酸硫酸钙镁型水为主。

图2　各类水源水化学类型所占比例柱状对比图

图3　汶川县大骨节病区水化学piper三线图

2.2常量组分特征

对病区和非病区浅表层地下水主要常量组分特征进行统计分析，各常量组分含量对比情况如图4。

图4　各类水源常量组分含量柱状对比图

通过分析，调查区各类水源常量组分具有以下特点：

(1)比病区与非病区的对比情况看，病区浅表层地下水矿化度平均值为390 mg/L，而非病区浅表层地下水矿化度平均值则达408 mg/L，另外，病区地表水矿化度平均值为170 mg/L，而非病区地表水矿化度平均值则达244 mg/L，可见，总体上非病区水源矿化度高于病区，特别在地表水方面体现最为明显。

(2)病区与非病区浅表层地下水和地表水矿化度变化均较大，但对比研究表明，病区附近矿化度小于150 mg/L的水源所占比例较大，有的地表水矿化度甚至低至56 mg/L，随着矿化度升高，总体上患病程度呈降低的趋势。根据病区各类水源矿化度特征的统计并结合对应病情统计，将汶川县矿化度低于150 mg/L的水源划为极低矿化度水源，150～300 mg/L为基本适宜的水源矿化度区间，达到300 mg/L以上的为适宜的矿化度区间。

(3)其他常量阴阳离子组分的含量特征和病区、非病区的对比变化情况总体上与矿化度体现出相似的规律性，且常量阴阳离子组分与矿化度表现出较强的相关性。

对各类水源腐殖酸指标特征进行统计分析，无论地表水还是浅表层地下水，病区水源腐殖酸平均含量均高于非病区，其含量均约为非病区的2倍左右，病区水源水中腐殖酸含量较高可能是致病影响因素之一。

对工作区各类水源F-含量特征进行统计分析，病区与非病区水源F-含量没有明显差异，因此汶川县大骨节病区患病与F-含量关系不显著。

污染指标主要以化学耗氧量衡量，对各类水源化学耗氧量(CODMn)特征进行统计分析，病区各类水源水化学耗氧量总体上高于非病区，说明病区水源水污染程度可能略高于非病区，且地下水化学耗氧量与非病区总体相当，所以从避免污染角度，地下水是较好的选择。

对各类水源中铁、锰、砷、硒等微量元素的含量特征进行统计分析，汶川县大骨节区及附近非病区地表水和浅表层地下水中铁含量总体上处于较高水平，个别水样存在超标现象，且病区水源铁含量总体上高于非病区，地表水高于浅表层地下水，而地下水中铁含量均处于极低水平。

3　结语

大骨节病区主要为基岩裂隙水和松散层孔隙水分布。基岩裂隙水赋存于基岩风化带裂隙中，水量较贫乏，泉流量一般为0.1～0.5 mg/L。松散岩类孔隙水赋存于岷江河谷一级阶地沙砾卵石层以及支沟谷地及沟口冲洪积块碎石土、漂石夹角砾土中，具有矿化度较高，腐殖酸含量低的特点，且水量较丰富，单井出水量多在70～80 m3/d以上。

病区饮用水源往往具有极低矿化度的特点，此外病区水源腐殖酸含量略高于非病区，但总体上均处于较低水平，这也与全县大骨节病区以轻病区为主的特点相统一。因此，汶川县大骨节病区患病可能主要与饮用水源的极低矿化度相关，与高腐殖酸含量的相关关系则不太显著。

[1]Hinsenkamp M.Kashin-beck diease[J/OL].International Orthopaedics，2001，25(3)：133.Doi：10.107/S002640000177.

[2]Kolsteren P.Kashin-Beck diease[J].Ann.Soc.Belg.Med.Trop.1992，72：81-91.

[3]杨建伯.中国大骨节病防治策略[J].中国地方病杂志.1997，16(3)：129-131.

[4]Li S J，Li W，Hu X，et al.Soil selenium concentration and Kashin-Beck disease prevalence in Tibet，China[J].Frontiers of Environmental Sicence and Engineering in China，2009，3(1)：62-68.

2016-03-21

国土资源部与四川省合作项目“汶川县大骨节病区地下水调查与供水安全示范打井工程”资助(川国土资函[2009]931号)

易加强(1983-)，男，四川都江堰人，工程师，主要从事水文地质、工程地质、环境地质、地质灾害的工作与研究。

P641.3

B

1004-1184(2016)04-0119-02