浅层地下水对滇池水质影响的初步研究

浅层地下水对滇池水质影响的初步研究

[摘要]采用钻探、抽水试验、示踪试验、分析测试、长期观测等技术手段，查明了勘探线上孔隙含水层组类型；取得了水文地质参数；计算得到整个草海外围及外海北东岸地下水入湖流量；分析评价了孔隙水水质以较差和极差为主，表明浅层地下径流携带的污染物对滇池污染有一定的贡献，但相对流量极大的地表汇流量而言，孔隙水对滇池污染的影响较小。

[关键词]滇池浅层地下水污染

滇池是世界瞩目的污染水体的典型，其中的有机污染物达72种，致癌、致突、致畸污染物达18种，有文献报道，地表入湖河流带入的污染负荷仅占总量的60-70%，剩余的30-40%的污染负荷来源不明。本文通过在滇池北岸部署勘探线，采用钻探、物探、抽水试验、示踪试验、水样采取分析等手段，对所取得的资料进行全面分析，初步研究了浅层地下水对滇池水质的影响。

1含水层组特征

1.1岩性及分布特征

据本次开展的钻探、物探工作，在勘探度（0-40m）范围内，草海东、西两岸及滇池外海的北东岸全部为松散岩类孔隙含水层，共揭露4个大层9个小层，各层的岩性特征见表1。

1.2浅层地下水水位

施工的8个主孔有2个干孔、46个单孔有24个干孔。在有水钻孔中，孔隙水水位标高在1884.83-1894.39m，平均1889.00m，其中有2个单孔（S5、S20）水位标高，低于昆明市政府确定的滇池下限水位—1885.5m。

1.3含水层的渗透性

对于主孔有水的孔组（由主孔和观测孔组成）采用①式计算；对于有水单孔或主孔有水的孔组但观测孔水位无变化的采用②式计算。经过对6个孔组和22个有水钻孔的计算，得到孔组平均渗透系数为1.83m/d，单孔渗透系数为2.61m/d。

式中：K—含水层的渗透系数（m/d）；Q—为钻孔涌水量（m3/d）；m—承压含水层厚度（m）；Sw—抽水孔内水位降深（m）；S1—观测孔内水位降深（m）；r1—观测孔至抽水孔距离（m）；rw —抽水孔半径（m）；R—抽水孔影响半径（m）。

1.4地下水实际流速

选择有条件的4个孔组进行了示踪试验，在投入孔中放入荧光素，不同时段

在接收孔中取水样分析荧光素浓度，以其浓度最先发生改变（相对本底值）的时间为准计算流速。4个孔组3个联通，地下水流速分别为2.36、2.99、6.54m/d，三者平均值为3.964m/d，大于含水层的渗透系数。示踪试验得到的流速为地下水在多孔介质孔隙中的实际流速，渗透系数则表征地下水在整个过水断面上的平均流速，前者应大于后者。由此可看出本次计算的渗透系数较符合实际。

2孔隙水入湖流量计算

2.1计算方法及参数确定

（1）计算方法。在勘探剖面线内，绝大部分地段的松散含水层有一定的透水性，而且水位高于湖水位（S5、S20孔除外），孔隙水向滇池径流。大致以3-4个孔为一段，采用式③分段计算孔隙水的径流量，整个勘探线共分为18段，编号分别为A-B、B-C、C-D、E-F、F-G……S-T，分段及钻孔位置见图1。

式中：

q—地下水径流量（m3/d）；K—渗透系数（m/d）；I—水力坡度；B—过水断面宽度（m）；H—过水断面高度（m）。

（2）参数确定。①渗透系数K。采用各段中组成钻孔渗透系数的平均值。

②过水断面宽B。孔隙水向草海、滇池外海径流，其流向应垂直水域岸边，受地物等因素限制，勘探剖面线方向多变且大多与岸边斜交，为使过水断面与水域岸边平行，将分段的剖面长度（过水断面宽度）换算成与岸边平行的长度。当相邻钻孔均为有水孔时，取钻孔间的距离；相邻钻孔一孔有水另一孔为干孔时，取二者距离的一半；连续二孔或二孔以上均为干孔时，不计宽度。③过水断面高度H。采用过水断面宽度范围内钻孔的平均水位标高与湖底标高的差值。对于草海，底部高程取1883.5m（滇池下限水位1885.5m，草海水深2m）。对于滇池外海，底部高程取1879.5m（滇池下限水位1885.5m，滇池平均水深2m）。④水力坡度I。采用过水断面上孔隙水的平均水位标高与昆明市政府确定的滇池下限水位之差，除以过水断面至水域岸边的距离。

2.2计算结果及其评述

草海西岸3段，草海东岸2段，计算得出每年孔隙水流入5.23万m3，其中西岸（高饶、石咀、积善村一带）5.2万方，东岸（福海、新河、海埂、民族村一带）仅0.03万方（表2）。主要原因是前者松散层中含有冲洪积成因的砂砾石层，后者则以湖沼相的粘土、粉质粘土、泥炭、草煤为主。

滇池外海北东岸13段，每年孔隙水流入28.68万方，注入较大的地段集中分布于呈贡县城附近的照西村王家庄一带，包括M-N、N-O、O-P、P-Q、Q-R 段，流量占91%。主要原因是这些地段地层渗透性好，而且孔隙水受到山区地下水的侧向补给。

3孔隙水对滇池的污染程度

3.1孔隙水、河水、湖水水质比较

从水质（旱季）方面看，滇池外海、滇池草海按《地表水环境质量标准》（GB3838-2002），超标项有氨氮、总氮、汞三项。为便以说明孔隙水是否对湖水有污染，只将孔隙水与湖水中的氨氮、总氮、汞三项进行比较，见表3。从表中可看出，孔隙水中氨氮、总氮的含量较湖水中高。河流水中旱季氨氮、总氮的含量较孔隙水、湖水中高。

3.2孔隙水、河水注入滇池的水量比较

整个草海外围每年孔隙水流入5.23万m3，滇池外海北东岸流入28.68万m3，草海、外海合计33.91万m3/a。

据《云南省昆明地区滇池流域水文地质及工程地质普查报告》（云南省地质矿产局水文地质工程地质公司，1985年11月），滇池周边的盘龙江、宝象河等十多条河流，进入滇池的多年平均水量为98702.88万m3/a。

二者比较，计算断面内孔隙水注入滇池的水量仅是河流进入滇池水量的十万分之四。

4浅层地下水对滇池水质的影响

从以上分析可看出，滇池的污染主要是大量劣Ⅴ类的地表水进入所至。孔隙水本身污染严重，为劣Ⅴ类水，草海及外海沿岸部份地段有孔隙水进入滇池，对滇池造成了污染，但从水量上与地表水相比较，其污染负荷微乎其微，仅是地表水的十万分之四。