新乐市地下水防污性能评价

尚晓雨 左瑞琦 马秀

摘 要：【目的】新乐市地下水资源丰富，为保护地下水资源，保证人民饮用水安全，研究地下水防污性能评价具有重要意义。【方法】采用DRASTIC评价方法，选取反映水文地质条件的7个参数：地下水埋深、含水层净补给量、含水层岩性、土壤介质类型、地形坡度、包气带岩性及含水层水力传导系数等对新乐市地下水防污性能进行评价。【结果】新乐市分为防污性能较好区、防污性能中等区和防污性能较差区，该区域划分较为客观，符合现状。【结论】为各级决策部门的合理规划，保护地下水资源提供简单明了的科学依据。

关键词：新乐市；DRASTIC；地下水；防污性能

中图分类号：X523      文献标志码：A     文章编号：1003-5168（2024）07-0111-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.07.022

Evaluation of Groundwater Antifouling Performance in Xinle City

SHANG Xiaoyu1 ZUO Ruiqi2 MA  Xiu1

（1.Land and Resources Exploration Center of Hebei Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development （Hebei Mine and Geological Disaster Emergency Rescue Center），Shijiazhuang 050081，China;

2.Geological exploration technology center of Hebei Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development，Shijiazhuang 050081，China ）

Abstract： [Purposes] Xinle City is rich in groundwater resources. In order to protect groundwater resources and ensure the safety of people 's drinking water， it is of great significance to study the evaluation of groundwater antifouling performance. [Methods] In this study， the DRASTIC evaluation method was used to select seven parameters reflecting the hydrogeological conditions ： groundwater depth， aquifer static recharge， aquifer lithology， soil type， topography， unsaturated zone influence and aquifer conductivity coefficient to evaluate the groundwater anti-fouling performance of Xinle City. [Findings] Xinle City was divided into good antifouling performance area， medium antifouling performance area and poor antifouling performance area. The results were objective and in line with the current situation. [Conclusions] This paper provides a simple and clear scientific basis for the rational planning of decision-making departments at all levels and the protection of groundwater resources.

Keywords： Xinle City; DRASTIC; groundwater; anti fouling performance

0 引言

地下水是一个开放系统，其脆弱程度往往是多种因素共同作用的结果。其中既包括内部因素，如含水層的地形、地貌、地质、水文地质条件，以及与污染物迁移有关的自然因子，又包括外部因素，如可能引起地下水环境污染的各种人类活动。地下水防污性能评价是根据不同的水文地质条件，结合人类的活动因素，选择适宜的评价理论和方法，编制地下水防污性能分区图，为各级决策部门的合理规划、保护地下水资源提供简单明了的科学依据。为有效保护新乐市地下水资源，本研究选用DRASTIC方法［1-3］对新乐市地下水防污性能进行评价。

1 研究区概况

新乐市位于河北省西南部，石家庄市北部，地处太行山东麓，属山前倾斜平原，地势西北高东南低，基本平坦，总面积为525 km2。研究区内有大沙河、木刀沟两条季节性河流，均属大清河水系，贯穿市域东西，水量分布不均。由于河道上游有拦蓄工程，除雨季外基本无地表水资源。新乐市所在水文地质单元主要属太行山东麓山前倾斜平原中的沙河冲积扇亚区，地下水主要赋存于第四系沉积的砂、砾卵石层空隙中。含水层厚350～400 m，按其特征分为四个含水层，其中第一、第二含水层属于浅层含水层，浅层含水岩组无稳定隔水层，属潜水类型，是当地普遍开发利用的含水层，也是研究区主要的富水岩组。第三、第四含水层属于深层含水层。由于受区域构造的控制，含水层组在水平和垂直方向上的分布均有一定差异，并具有一定的规律性。本次调查的目标层为浅层含水层。

2 评价方法

2.1 评价因子与其分级标准

2.1.1 评价因子。本次地下水系统防污性能主要选取地下水埋深（D）、含水层净补给量（R）、含水层岩性（A）、土壤介质类型（S）、地形坡度（T）、包气带介质（I）和含水层水力传导系数（C）等影响因素作为评价因子。

2.1.2 因子的分级。本次评价各因子的分级和各级分值主要参考《石家庄市城市地质调查评价报告》中地下水防污性能评价的区间和数值。分级和评分划分标准见表1。

①地下水水位埋深（D）。本次评价对象为新乐市浅层地下水，地下水类型为潜水，地下水水位埋深采用2016年12月丰水期地下水水位统测数据。

②含水层净补给量（R）。净补给量主要依据降雨入渗量数值。降雨入渗量使用多年平均降雨量和河北平原地区降雨入渗系数经验数值进行计算。

③含水层介质（A）。含水层介质根据成井资料、水文地质剖面图、钻探取样等数据，并结合本次调查采访结果综合判断得出结论。

④土壤介質类型（S）。土壤介质类型根据本次调查结果，并结合钻探、土工试验及渗水试验结果综合判断确定。

⑤地形坡度（T）。地形坡度根据地形图和调查结果确定。

⑥包气带介质（I）。包气带介质类型主要依据渗水试验、钻探和土工试验结果综合确定。

⑦含水层水力传导系数（C）。含水层渗透系数采用本次及以往收集抽水试验计算结果。

2.2 因子的权重

因子权重采用DRASTIC法中给定的相对权重值，此权重由国内外大量试验得出，权重范围为1～5，对地下水系统最具影响的评价因子的权重为5，影响程度最小的评价因子权重为1。

按照W=（W1，W2，W3，W4，W5，W6，W7），[n=1iwi=1（n=1，2，3...7）]的要求将权重值［4-5］求归一化后得到的权重向量为W=（0.217，0175，0.130，0.087，0.044，0.217，0.130）。

各项因子的权重见表2。

3 地下水防污性能评价分区

3.1 DRASTIC指标计算

根据影响地下水防污性能的7个评价因子，DRASTIC法根据每个因子对地下水防污性能影响的相对重要程度给予一个固定的权重构成权重体系，再根据每个因子的变化范围或其内在属性划分为若干的范围，每个范围给予一定的评分构成评分体系。各参数评分的加权和即为地下水防污性能指标。

地下水防污性能指标由式（1）确定。

DRASTIC=DwDr+RwRr+AwAr+SwSr+TwTr+IwIr+

CwCr  （1）

式中：DRASTIC为地下水防污性能指标，w表示因子的权重项，r表示因子的评分项。

3.2 地下水系统防污性能分区

根据防污性能指标值，将研究区划分为地下水防污性能好区、地下水防污性能较好区、地下水防污性能中等区、地下水防污性能较差区、地下水防污性能差区共5个区。具体分区标准见表3。根据本次评价结果显示，新乐市地下水防污性能指标值均分布在防污性能较好区、防污性能中等区和防污性能较差区3个区内。具体分区结果见图1。

3.2.1 地下水防污性能较好区。防污性能较好区分布面积小，约为15.29 km2，占新乐市总面积的2.91%。主要分布在新乐市城区东部及北部地区和化皮镇—官庄—曹家庄—马家庄一带及以西地区，笔头村以西也有小面积分布。

地下水位埋深：新乐市城区东部及北部地区为25～35 m，化皮镇—官庄—曹家庄—马家庄一带和笔头村以西为35～45 m；地下水净补给量为85～100 mm/a；含水层岩性为砂砾、粗沙砾石层；土壤介质以粉砂质壤土、粉质黏土、黏土质壤土、黄土状粉质黏土夹碎石为主；地形坡度小于1%；包气带岩性：黏性土与砂土互层、砂性土，含薄层黏性土；渗透系数：新乐市城区东部及北部地区和化皮镇—官庄—曹家庄—马家庄一带及以西地区40～85 m/d，笔头村以西地区小于20 m/d。

3.2.2 地下水防污性能中等区。防污性能中等区广泛分布于新乐市，分布面积为406.68 km2，占总面积的77.46%。主要分布在新乐市西北部地区和大沙河南侧的广大地区。

地下水位埋深：西北部地区为20～32 m，大沙河以南地区一般为20～35 m，化皮镇中南部地区大于35 m，埋深向远离大沙河方向增大；地下水净补给量为68～115 mm/a；含水层岩性：西北部地区砂砾、粗砂砾、砾石、卵石层为主，大沙河以南地区以砂砾、粗砂砾石层为主，大沙河南岸及西部地区为砾石、卵石层；土壤介质：西北部地区及木刀沟中下游河道两岸以砂、粉砂质壤土、粉土为主，大沙河以南地区以壤土、粉砂质壤土和粉质黏土为主；地形坡度除河道及两岸地区外大部分地区小于1%，部分地区小于2%；包气带岩性：黏性土与砂土互层、砂性土为主含薄层黏性土，部分地区为砂砾石为主夹少量黏性土；渗透系数：西北部地区大部分地区为40～85 m/d，正莫镇北部为20～40 m/d，大沙河以南地区20～40m/d，大沙河下游南侧部分地区及木刀沟上游南侧地区为40～85 m/d，大沙河中下游南侧部分地区大于85～160 m/d，五里铺村附近大于160 m/d，木刀沟北侧部分地区小于20 m/d。

3.2.3 地下水防污性能较差区。防污性能较差区主要分布在大沙河和木刀沟河道及两侧地区，大沙河及其上游北侧地区分布面积较大，木刀沟主要分布于上游地区和坚固村以北河道附近。小郭庄附近也有小面积分布。较差区分布面积为103.03 km2，占总面积的19.62%。

地下水位埋深：大沙河上游地区小于20 m，局部地区小于15 m，中下游地区为20～25 m，木刀沟上游地区大于30 m，局部地区大于35 m；地下水净补给量为90～125 mm/a；含水层岩性以砂砾、粗砂砾、砾石、卵石层为主；土壤介质以砂质壤土、粉土和砂层为主；地形坡度除河道及两岸部分地区外小于1%；包气带岩性：砂性土为主含薄层黏性土、砂砾石为主夹少量黏性土；渗透系数：大部分地区为40～85 m/d，凤鸣村以南河道两侧地区85～160 m/d，正莫镇西南地区40～85 m/d，坚固村以北河道附近小于20 m/d。

4 结论

本研究采用DRASTIC评价模型对新乐市地下水防污性能进行评价，结果表明，新乐市地下水防污性能分为较好区、中等区和较差区3个区，分别为2.91%、77.46%和19.62%，主要影响因子为含水层岩性。该评价结果较为客观地反映了新乐市地下水的防污性能，可为新乐市生态环境保护提供依据。

参考文献：

［1］钟佐燊.地下水防污性能评价方法探讨［J］.地学前缘，2005（S1）：3-11.

［2］张璜，谷洪彪，李海君，等.北京新机场浅层地下水防污性能评价［J］.人民黄河，2017，39（5）：81-87.

［3］杨劲枝，丁文萍，刘世琦，等.基于改进DRASTIC模型的河北文安地下水防污性能评价［J］.地下水，2021，43（4）：42-44，88.

［4］赵幸悦子，喻望，肖攀.江汉-洞庭平原浅层地下水防污性能评价［J］.绿色科技，2021，23（16）：194-199.

［5］苗晋杰，梁合成，张莺，等.我国不同区域地质环境城市地下水防污性能分布特征分析［J］.安全与环境工程，2012，19（2）：48-53，65.

收稿日期：2023-09-12

作者简介：尚晓雨（1990—），男，本科，工程师，研究方向：水文地质工程地质和自然资源调查。