定西市内官水源地地下水水质变化分析及评价

于登高

(甘肃省定西市引洮工程建设管理局，甘肃 定西 743000)

定西市内官水源地地下水水质变化分析及评价

于登高

(甘肃省定西市引洮工程建设管理局，甘肃 定西 743000)

定西市的城镇供水主要依赖于内官盆地水源地，通过分析内官盆地水文地质特征和地下水资源特征，分别采用单项组分评价法和综合评价法对内官水源地地下水水质进行评价。结果表明：区域内地下水由于过度开采造成地下水位线呈波状式递减，水质从上游到下游逐渐变差。常规化学组分后增加导致溶解性总固体和总硬度升高，水质逐年恶化明显，水质属于较差——极差类，不适用人饮要求。

内官水源地；地下水资源；潜力评价

地下水资源在我国的西北地区是一种尤为重要的自然资源，是维系生态环境和经济发展的重要因素，如今在气候变化和人类活动的影响下，地下水资源存在着供需失衡、严重污染等问题，因此，合理的开发利用地下水资源显得更为重要。定西市位于我国的西北地区，属于大陆性干旱气候，水资源十分匮乏，是座典型的资源型缺水城市，长期以来水资源的匮乏，不仅造成城市建设及各项事业发展缓慢，也影响着城区人民的生产生活[1]。近年来，随着城市建设规模的进一步扩大、人口的持续增长以及马铃薯加工产业的迅猛发展，城区需水量的逐年攀升，水源地总开采量从过去2009年前的300～500万 m3/a，猛增到如今的600～700万 m3/a。内官盆地就是定西市的重要水源地之一，目前大量的开采造成动水位局部已接近含水层隔水底板，这种密集且强烈的掠夺性开采带来了诸多水环境地质问题，已经直接威胁到城区供水的安全性和稳定性。因此，查明内官盆地的地下水资源状况及准确评价地下水，对促进当地水资源的科学管理和可持续发展提供帮助。

1 研究区概况

内官盆地位于关川河的一级支流西河流域上游，地势较平坦，海拔高程为1 888～1 897 m，属中温带干旱、半干旱气候区。干燥、寒冷，降水少是其主要的气候特征。年平均气温6.6℃，最冷月为一月，月平均气温为-8.1℃；最热月为七月，月平均气温为18.4℃。降水量受时空影响，水量分布不均。区内多年平均降水量为300～500 mm。随地势由高到低，降水量由大到小，定西城区以南的内官—香泉一带年平均降水量为455.7 mm。多年平均蒸发量为1 529.4 mm，多年平均无霜期142 d，空气相对湿度为64.6%。

西河发源于南部的内官南山，自西向东于定西城区汇入关川河，流程67.5 km，流域面积600 km2。西河河水源于南部山区降水，近年来，由于持续干旱，西河基本断流，绝大部分时间无地表径流，只有在夏季暴雨时才有少量洪水外泄。

内官盆地大致成“矩型”，总面积为28.40 km2。盆地内地形平坦，周围遍布低山丘陵，有几大支沟进入盆地，分别为符川沟、李家峡、丁家峡、阳阴峡等，出口只有一个即西河。

2 地下水资源特征

2.1 地下水动态特征

根据定西市自来水公司积累的多年观测资料(表1)，近十年来内官盆地地下水位呈现出持续下降的态势，但是下降速率不是每年匀速的降低，而是呈间歇性下降过程，其主要原因是降水量总体呈波状递减，而地下水的开采量却逐年递增，特别是近几年农灌的掠夺式开采，水位急速下降，使得地下水不仅无法恢复，而且向枯竭方向快速发展。而地下水的动态类型在短短的十年间，由水源地建成时的径流型，快速过渡为径流—开采型，直至到如今的开采型。

内官盆地地下水波状式递减规律明显，每年水位线都具有小幅度增减的趋势，那是因为在每年1-4月农灌未开采，地下水位相对比较稳定且为高水位期；5-10月为农灌强开采期，地下水急剧下降，直到秋季开采结束达到最低水位，10月基本停开，水位略有恢复，11-12月冬灌水位动态依开采量而不同，整体来看全年水位呈现负增长[2]。

内官水源地水位的下降主要因素是开采，其次也有多年来气候干旱导致补给量减少的问题。特别是近几年来水位的快速下降，除开采量的剧增以外，还与水位下降更新统中有效含水层厚度变薄、储存量减少不无关系。

2.2 地下水水化学特征

通过运用水化学技术，可以探究区域内地下水特征以及地下水的演化规律。研究通过对内官盆地内的9个观测井和1个灌溉机井的地下水进行采样，实验测得各个水样的水化学成分(表2)。

表1 内官水源地1999-2010年地下水年降幅统计表

表2 内官水源地水化学成份一览表

区域内地下水的各离子浓度及矿化度变化较大，内7号井位于上游，各项指标基本都达到最小值，而农65号井位于流域下游，各项指标整体偏高。沿着地下水水径流方向，含盐量不断增加，一方面体现了干旱环境下的蒸发，另一方面也是水岩相互作用持续进行的结果。

根据地下水中离子变化可将内官水源地的地下水水化学类型从南到北按阴离子可分为四个带：

(1)重碳酸盐带 分布于下曾家庄—红河子地区，地下水水化学类型为HCO3--(Ca2+)或(Ca2+-Na+)型水，溶解性总固体0.65～0.76 g/L，总硬度330～338 mg/L。

(2)重碳酸-硫酸盐带 分布于盖家庄—上曾家庄地区，地下水水化学类型为HCO3--SO42--(Ca2+-Mg2+)或(Ca2+-Na+)型水，溶解性总固体0.74～1.21 g/L，总硬度480～732 mg/L。

(3)氯化物-硫酸盐带 分布于洞子门—内官镇地区，地下水水化学类型为Cl--SO42--Ca2+-Mg2+型水，溶解性总固体1.03 g/L，总硬度637 mg/L。

(4)硫酸-氯化物带 分布于宋家沟—洞子门—王家什字以及凉马滩以北地区，地下水水化学类型为SO42--Cl--Ca2+-Na+-Mg2+型水，溶解性总固体1.83 g/L，总硬度792 mg/L。

2.3 地下水水质动态特征及评价

内官水源地建成时间较晚，外围农灌井水质资料很少，也只有自来水公司多年来积累的水源地各开采井水质资料。这些资料基本反映出水源地及外围地下水质恶化的基本规律。如较内4井，2007年水中溶解性总固体、总硬度分别为828 mg/L、360 mg/L，至2010年底溶解性总固体、总硬度分别升高到1 216 mg/L、732 mg/L，相应增加值分别是388 mg/L和372 mg/L。其它开采井水质中溶解性总固体、总硬度升高规律也大致相近，只是增加值不同罢了。

研究区的地下水地下水类型主要为黄土丘陵孔隙裂隙水和松散岩类孔隙水。其中黄土丘陵孔隙裂隙水主要分布在内官盆地边缘黄土丘陵地区，水质较好，地下水主要接受降雨补给，保存在粉土中，形成上层滞水，其水位与水源地内地下水水位相差甚远。此层地下水水化学类型为HCO3--Ca2+型水，溶解性总固体小于1 g/L，总硬度小于500 mg/L，因此层地下水水量很小，无开发利用价值，故不做过多评价。而松散岩类孔隙潜水为本区主要地下水，无色、无嗅、无味、透明、无悬浮物和沉淀物，已在本区工农业生产及城市供水中长期使用。

根据现有的数据对本次地下水质量进行了评价，以国家现行的《生活饮用水卫生标准》(GB5749―2006)和《地下水质量标准》(GB/T14848-93)作为评价依据。选择7个影响水质的因子，采用单项组分对比分析和综合评价方法，对区内地下水进行生活用水评价。

2.3.1 单项组分法评价

按照《生活饮用水卫生标准》和《地下水质量标准》划分，本区地下水部分地区总硬度、溶解性总固体、硝酸盐和硫酸盐超标(表3)。

表3 内官水源地地下水水质判别结果一览表

2.3.2 综合评价法评价

评价步骤分三步，首先分别确定单项组分评价分值Fi(表4)。

表4 单项组份评分标准

然后按式(1)和式(2)计算综合评价分值F。

(1)

(2)

根据F值大小划分地下水质量级别(表5)。

表5 地下水质量标准

评价因子选取：pH值、总硬度、溶解性总固体、氯化物、硫酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐共7项(表6)。

通过综合评价，区内地下水质量级别较好级分布于下曾家庄一带，其F值为3.39。较差类分布于盖家庄一带，其F值为6.28～6.32。极差类分布在黄家坡—王家什字—凉马滩—赵家水沟一带；其F为10.33～11.66。

内官水源地因持续开采地下水，水质逐年恶化明显，具体表现在常规化学组分的增加导致的溶解性总固体、总硬度的升高。产生水质恶化的原因是多方面的，通过一些干旱、半干旱地区地下水水质变化分析特点认为：内官水源地处于第四纪断陷盆地内，受补给量少的制约，地下水水交替作用不强烈，地下径流十分缓慢，局部可能处于停滞状态，这就为地下水矿化提供了充足的时间，是造成地下水原始水质较差的根本原因。内官盆地为第四系多期沉积后形成的，地下水主要集中分布于较晚的全新统和上更新统中，含水层在不同地段其岩性组成结构差异很大，粘性土厚度较厚处，往往水质较差，这是各井出现水质差异的主要原因。水源地各开采成井时水质本底质较高就是自然地下水环境条件造成的。后期开采量的增加，使形成的降落漏斗迅速扩大，水力坡度陡然增加，地下水流速加快，再使不同岩性组合的含水介质中水质各异的地下水向漏斗中心运移，加速了所开采出地下水溶解性总固体、总硬度升高。可以肯定，随着整个盆地开采的延续，包括水源地在内开采的地下水继续向恶化方面发展。

表6 地下水质量分类结果一览表

3 结语

内官盆地地下水位近几十年来呈现持续下降的状态，而地下水的开采量却逐年递增，特别是近几年农灌的掠夺式开采，水位急速下降，使得地下水不仅无法恢复，而且向枯竭方向快速发展。地下水化学沿着地下水水径流方向，含盐量不断增加，水质逐年恶化明显，具体表现在常规化学组分的增加导致的溶解性总固体、总硬度的升高。随着整个盆地开采的延续，包括水源地在内开采的地下水继续向恶化方面发展。根据相关地下水质量评价依据作为评价依据。结果造成内官水源地水质属于较差—极差类，不适用人饮要求。

[1]于春玲. 定西市城市供水可持续发展对策研究[J].甘肃地质.2008,17(2):71-74.

[2]郭富赟,尹念文. 定西市地下水开采引起的环境地质问题及对策[J].甘肃科技.2006,22(5):15-17.

[3]尹政,冯建宏,田辽西,等. 酒泉东盆地地下水资源及潜力评价[J]. 地下水.2015,37(6):28-30.

[4]黄维东,徐桂霞,沙昨菊. 甘肃省定西市水源地地下水资源分析评价[J]. 地下水.2010,32(5):25-27.

[5]温续余,张潜. 引洮工程中地表水地下水资源的联合调度与利用[J].水利水电技术.2005,36(5):7-10.

2016-10-31

于登高(1964-)，男，甘肃临洮人，工程师，主要从事灌溉支渠及农村供水工程管理和水资源配置管理工作。

P641.8

A

1004-1184(2017)01-0027-03