新乡市浅层地下水水环境特征

新乡市浅层地下水水环境特征
Environmental Characteristics of Shallow Groundwater in Xinxiang City
田良河
（河南省地质调查院，郑州，450001）
摘要：以浅表地层岩性、地下水位埋深、浅层含水组空间分布为基础，系统分析浅层地下水水化学特征，采用综合评分法进行浅层地下水质量评价，重点研究浅层地下水的主要超标化学组分特征及各组分与矿化度的相关关系，指出了其分布规律与影响因素，为城市地下水污染防治提供了参考。

Abstract: According to shallow stratum lithology, depth to groundwater level and spatial distribution of shallow aquifers, groundwater chemical characteristics are systematically analyzed. Groundwater quality is assessed with comprehensive method, focusing on the relation between overproof chemical items and Total Dissolved Solid of shallow groundwater. The distribution characteristics and influence factors are indicated, providing a reference for prevention from urban groundwater contamination.
关键词：水化学类型；矿化度；影响因素；新乡市
Keywords: hydro-chemical type; total dissolved solid; influence factors; Xinxiang City
1引言
新乡市位于太行山东南麓、黄河中下游冲积平原的北缘。

地形西高东低，北高南低。

北部地面高程130～210m，南部地面高程69～73m。

新乡市城市供水以地下水作为主要水源，其次为引黄河水。

现状条件下，主要开采两层地下水，即埋藏深度在100m以浅的浅层地下水和100～350m的第2组深层承压水。

第2组深层承压水为微咸水，仅有少量自备井开采利用。

新乡市人均水资源占有量为323.4m3，为较严重的缺水城市。

随着地下水的开采和工农业的发展，水位降落漏斗逐年增大，水质也愈来愈差。

本文以2007～2008年度开展的“河南省主要城市（新乡市）环境地质调查评价”项目所取得的水质资料，对浅层地下水环境特征进行研究。

2浅表地层岩性与地下水位埋深
新乡市浅表地层岩性主要为全新统粉土、粉质粘土，包气带厚度总的规律是中部较薄，一般4～6m，向南北两侧厚度逐渐增加到10m 左右。

浅层地下水浅埋区分布在中部的金家营—留庄营、—张武店一带和西部的合河乡一带。

地下水埋深一般小于6m。

其中梁任旺村一带受人民胜利渠渠灌影响，出现局部的高水位区，水位埋深小于4m。

西南部水位埋深大于10m。

北部南张门、东马坊和白小屯一带，由于超采形成水位降落漏斗，漏斗区水位埋深大于10m，漏斗中心水位20.55m。

浅层地下水埋藏浅，包气带厚度较薄，渗透性较好，防污染能力较差，容易受到地表和大气中各种废弃物的污染。

3浅层含水组空间分布特征
浅层含水组是指埋藏深度在100m以浅的第四系松散岩类含水层组，广泛分布在堆积平原区，北部山前地带含水层较薄一般20～45m，向南部平原逐渐增厚至30～70m（图1）。

浅层含水组岩性主要为中细砂、细砂。

新乡市城区主要开采浅层地下水。

浅层水为潜水—微承压水。

作者简介：田良河（1969-），男，高级工程师，主要从事水环地质、浅层地热能开发利用研究等工作。

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图1 含水组结构剖面图
Fig.1 Cross section map of aquifer structure
4浅层地下水水化学特征
浅层地下水水化学类型自北向南具有一定的分带性：西北部、北部山前倾斜平原一带地下水化学类型主要为HCO3－Ca、HCO3－Ca·Mg型；依次向南，共产主义渠北侧中马坊一带地下水漏斗区，水化学类型为HCO3·SO4－Ca·Mg·Na型；泛流平地区沿卫河、共产主义渠一带，水化学类型为HCO3·SO4·Cl－Na·Ca·Mg型等，泛流平地区沿人民胜利渠及干渠影响地段，水化学类型为HCO3·SO4－Na·Mg 型；东孟姜女河影响区一带，地下水化学类型为SO4·Cl－Ca·Mg·Na和HCO3·SO4·Cl－Na·Mg·Ca型等；至东南部古河床漫滩一带，地下水化学类型为HCO3－Ca·Mg·Na、HCO3－Na·Mg型等。

从地下水化学类型分布规律来看，在卫河、孟姜女河影响带，地下水化学类型复杂。

共产主义渠以北地区，地下水主要接受西部及北部山区侧向径流补给，地下水径流条件较好，以溶滤作用为主，水化学类型较简单，矿化度一般小于1.0g/l，由北向南，随着径流途径延长，地下水阴离子由HCO3为主渐变为以HCO3·SO4为主；
共产主义渠以南地区，地下水主要接受西南部黄河故道侧向径流补给，地下水埋藏浅，径流滞缓，以蒸发排泄为主，蒸发浓缩作用较强，形成矿化度大于1.0g/l的微咸水，局部高达3.3g/l，总硬度大于450mg/l，最高2022mg/l。

由北向南地下水阴离子由HCO3·SO4为主渐变为以SO4·Cl为主。

随着矿化度的增高，阳离子由Ca·Mg的主导地位逐渐被Na代替。

5浅层地下水质量评价
采用综合评分法进行浅层地下水质量评价。

评价因子主要有：色度、铁、氨氮、硫酸盐、氯化物、硝酸盐、亚硝酸盐、氟化物、总硬度、高锰酸盐指数、溶解性总固体、PH等。

根据评价结果，浅层地下水质量普遍差，在采取的79件水样中，其中V类水样57件，占调查点总数的72%，分布面积323km2，占总面积的38.6%；Ⅳ类水样18组，占调查点总数的23%，分布面积506km2，占总面积的60.6%；II类水样4组，占调查点总数的5%，分布面积7km2，占总面积的0.8%。

超标因子主要有亚硝酸盐、硫酸盐、总硬度、溶解性总固体、高锰酸盐指数等。

6主要超标因子的分布特征
6.1浅层地下水TDS（M）与总硬度
共产主义渠和孟姜女河之间的地带TDS最高，其中沿卫河南测和东台头至留庄营之间的孟姜女河两岸地段为高TDS地下水分布区，TDS一般大于2000mg/l。

最高3915mg/l，向两侧矿化度渐低。

共产主义渠北部原庄、陈堡一带以北，TDS小于1000mg/l；南部油房堤、大三王庄一线以南TDS小于1000mg/l。

与TDS分布规律类似，浅层地下水硬度最高的分布地段也在卫河南测，硬度大于1000mg/l，最高2200mg/l。

向两侧为450～1000mg/l。

北部山前一带、南部至朱召村、东台头、王连屯一线以南，总硬度小于450mg/l。

6.2硫酸盐与氯化物
硫酸盐与氯化物含量超标的地段主要也是在在共产主义渠和孟姜女河之间，其中卫河两岸地段含量最高，硫酸盐最高含量达1554mg/l，超过饮用水标准6倍以上。

氯化物最高达669mg/l，为饮用水标准的2.7倍。

向南北远离卫河逐渐降低，共产主义渠以北和孟姜女河以南地区，硫酸盐和氯化物含量降至250mg/l以下。

图2反映了地表水对浅层地下水的影响，可以看出，各超标组分受地表水影响明显，浅层地下水中不同超标离子成份含量和距地表水的距离成正相关。

总的规律是：近河地带较高，远离河流处渐底；上游补给区较低，下游排泄区较高。

卫河沿岸市区一带是主要的化学组分超标区域。

（a）
（b）
图2 地表水对不同距离浅层地下水组份含量
的影响示意图
（a、市区西部（上游），b、市区东部（下游））Fig.2 Sketch map of influence on groundwater component by surface water of different distance (a. West urban area (upper stream), b. Eastern urban area (lower stream))
6.3氟化物
区内氟化物含量大于1.0mg/l的地下水成点状或小片状分布与卫河和孟姜女河两侧，含量最高的位于洪门乡，为 2.24mg/l，其它为1.92～1.04mg/l。

7 TDS与各化学组份含量的关系
地下水的矿化度是指地下水中所含离子、分子、化合物的总量，地下水中物质组分的变化将引起矿化度的变化，矿化度与各组分之间的相关关系可以很好地反映它们之间的成因联系。

本区浅层地下水中K++Na2+、Mg2+、Cl－、SO42－、Ca2+与矿化度有明显的线性相关关系。

其中，K++Na2+、Mg2+、Cl－、SO42－与矿化度强相关，Ca2+、HCO3－呈显著相关（表1、图3）。

表1矿化度与不同化学组分含量的相关关系Tab．1 Correlativity between total dissolved solid and different chemical components
离子相关系数拟合方程
K++Na2+
Mg2+
Ca2+
Cl－
SO42－
HCO3－
0.80
0.89
0.66
0.92
0.96
0.34
y=0.148x-23.38
y=0.057x-11.03
y=0.083x+1.371
y=0.187x-89.31
y=0.456x-362.8
y=0.044x+455.4
图3 矿化度与不同化学组份含量的拟合曲线Fig.3 Fitting curve between total dissolved solid and different chemical components
8结论
⑴新乡市冲积平原区浅层地下水水位埋藏浅，包气带岩性以粉土、粉质粘土为主，渗透性较好，防污性能较差，容易受到地表和大气中各种废弃物的污染。

⑵新乡市浅层地下水受地表水影响明显，主要超标组分含量远离卫河、孟姜女河等地表水体而降低。

不同离子组分含量表明，浅层地下水已受到不同程度污染。

建成区一带地下水化学类型主要为HCO3·SO4·Cl型，污染主要来自地表污水体，其中卫河与孟姜女河是主要的地表水污染源。

⑶新乡市浅层地下水质量普遍超标，建成
区及周围地下水质量均为V类以上，其它地区
达到IV类以上。

主要超标组份为亚硝酸盐、硫
酸盐、总硬度、溶解性总固体、高锰酸盐指数等，浅层地下水已不适宜饮用。

浅层地下水污染加剧了用水紧张的状况，
对人民生活和社会经济发展带来了严重影响。

制约了新乡市的可持续发展。

因此，地下水污
染的防治问题应引起政府部门高度重视。

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