河北省滹沱河冲积平原地下水质量及污染特征研究

地下水是河北省滹沱河冲积平原主要工农业及生活用水水源,地下水质量状况直接影响到区内居民的日常生活。为阐明人类活动影响下该区地下水质量状况,本次研究共采集了482组地下水样品进行测试分析,测试指标包含了无机常规指标以及挥发、半挥发性有机指标,共64项。利用改进的模糊数学综合评价法,评价结果显示:超III类水样点占到总取样点的21.5%,主要分布在工业聚集区和排污河流两侧,且冲洪积扇轴部水质明显劣于中部和扇缘地带。影响地下水质量的主要为常规无机组分,如溶解性总固体、总硬度、铁、锰、硝酸盐氮等,有机组分超标点较少,检出率较高的组分为三氯甲烷、四氯化碳、四氯乙烯和邻二氯苯等,利用EPI Suite软件计算可知高检出组分GUS值均较高,有较高的一致性。对地下水化学指标检出和超标因素进行分析,得出原生水文地质环境和人类活动影响是造成毒性金属、三氮、有机检出和超标的重要因素。     

滹沱河冲洪积扇地下水硝酸盐的污染特征及污染源解析

为研究滹沱河冲洪积扇地区地下水硝酸盐污染机制,对滹沱河冲洪积扇地区地下水和地表水进行了采样监测,运用环境健康风险评价模型对研究区硝酸盐进行评价,采用水化学和多元统计方法研究了滹沱河冲洪积扇地区地下水硝酸盐污染问题。结果表明:研究区地表水NO-3污染较轻,NO-3均值为19.54 mg/L,所有水样均未超出我国地表水环境质量标准（45 mg/L）;但是,地下水已经受到了NO-3的严重污染,NO-3均值为75.84 mg/L,且有30.43%水样超出我国地下水质量标准（88. 6 mg/L）。研究区3个水文地质单元地下水硝酸盐的平均个人年健康风险分别为4.94×10-8、1.99×10-8和2.61×10-9,低于国际辐射防护委员会（ICRP）推荐的最大可接受风险水平（5.0×10-5/a）,因此,认为不会对人群构成严重危害。水文地质单元和地下水埋深对硝酸盐污染有显著影响,但是,土地利用类型对硝酸盐浓度的影响不显著。滹沱河冲洪积扇地区地下水硝酸盐的主要污染来源是生活污水和化肥。此外,强烈开采地下水也是该地区NO-3污染的诱因。     

北京潮白河冲洪积扇地下水水化学的分层分带特征

为探讨北京潮白河冲洪积扇第四系地下水系统水化学分布特征,依据地层结构及水文地质条件,于2008年枯水期采集浅、中、深层水样293组,用于水化学分析。利用数理统计法计算了总硬度、溶解性总固体、氨氮、铁、氟、硝酸盐、亚硝酸盐、氯化物、重碳酸根、硫酸根等10种组分上、中、下游不同含水层的算术均值和均方差。结果表明,浅层地下水除了NO3–外,其余9种组分的算术均值均呈现由上游到中下游增大的趋势,均方差则中游较上游和下游大;整个冲洪积扇地下水均属偏碱性水,水化学类型多样,由上游的HCO3-Ca·Mg型逐渐过渡到中下游的HCO3-Ca·Na·Mg型和HCO3·SO4-Na·Ca·Mg型;随着往下游径流,地下水的化学类型趋于复杂多样,Cl–、矿化度和硬度等组分浓度升高。TDS、硬度、Cl–、NO3–和电导率均与取样深度呈反相关关系,pH值则与深度成正相关。水化学结果显示冲洪积扇地下水具有良好的分层分带特征,上游地区水质均一性高,是单一含水层结构,上下贯通,水动力条件好的反映,而中下游水动力条件较差,含水层分层明显。从测试组分的浓度分布范围和数值来看,均表现出浅层水样中层水样深层水样。地下水质量表现为上游好于中游,中游好于下游,分带特征明显。组分含量较高的样点和超标点绝大多数为浅层水样,这一点反映了中下游地区较强的人为输入和多源补给的特征。     

新疆塔城盆地地下水中铁锰分布特征及人类活动的影响

以新疆塔城盆地80组地下水样品水化学组分测试结果为依据,结合区域地质、水文地质调查资料,研究塔城盆地地下水中铁、锰分布特征及其成因。结果表明,研究区浅层地下水中铁、锰浓度总体较低,局部超标,其空间分布特征基本一致。对比2017年发布的地下水质量标准,地下水中铁、锰超标率依次为25%和5%,深层承压水铁、锰含量均未超标。地下水中铁锰离子浓度受原生地质环境所控,同时叠加人类活动影响,城镇周边人口密集区尤其是排污沟渠附近地下水中耗氧量、溶解性总固体、铁、锰含量明显升高。地下水中铁锰超标连片区域呈条带状或斑块状分布于塔城盆地北部山区、中部冲积平原区以及南部低山丘陵区的铜钼成矿带,受人类活动影响,在塔城市、额敏县及其周边的地表水和地下水重污染区分布有地下水铁、锰重污染点,污染物特别是有机污染物排放所引起的还原环境促使地层中难溶的铁锰矿物的溶解释放。地层中,尤其是矿床及周边地层中高含量的铁锰是地下水中铁锰的重要来源,沉积层中富含丰富的有机质同时叠加人类活动输入所形成的还原条件是研究区地下水中铁、锰迁移和富集的主控因素。     

江汉平原东北部浅层高铁锰地下水环境特征

铁、锰元素是影响江汉平原东北部浅层地下水质量的主要因素。为了查明该地区地下水中铁锰的分布特征及地下水环境特征,选择典型研究区,采集了13件地下水样品,测试了地下水中铁锰的含量以及酸碱度、矿化度和氧化还原条件,分析了上述条件对铁锰含量的影响,并与江汉平原腹地高铁锰地下水环境进行对比。结果表明,本研究区地下水以HCO3-Ca、HCO3-Ca·Mg型为主,高铁锰水主要分布于研究区东部和南部沿江地带,与江汉平原腹地地下水化学类型一致,铁锰的含量相对偏低。研究区上部土层中铁锰的氧化物为地下水中的铁锰提供了丰富的来源,地下水的酸碱度、矿化度和氧化还原环境是影响铁锰迁移的主要因素。研究区高铁锰地下水多呈弱酸性,矿化度较高,地下水中铁锰的含量与溶解氧具弱负相关,与氨氮具强烈正相关,表明相对还原的环境有利于铁锰释放到地下水中,江汉平原腹地处于更加还原的环境,是地下水中铁锰高于本研究区的主要原因。     

江汉平原东北部地区高铁锰地下水成因与分布规律

肖港地区位于江汉平原东北部,属于大别山连片贫困区和贫水区,地下水资源较贫乏,且地下水水质不佳,水中铁锰离子含量普遍超过了国家饮用水标准。为查明高铁锰地下水成因及空间分布规律,服务区内地下水开发利用及安全供水问题,系统采集区内岩石、土壤和地下水样品,测试岩土与地下水中铁锰的含量,分析地下水中铁锰含量与含水层沉积物的铁锰含量、地下水的氧化还原条件和酸碱度之间的关系。结果表明:江汉平原东北部地区地下水中铁锰超标现象普遍存在,其中锰的超标率大于铁,第四系孔隙潜水超标最严重,铁锰最大浓度分别达到44.88 mg/L和19.21 mg/L。研究区岩土中铁锰氧化物为地下水中铁锰提供了物质来源,弱酸性、强还原环境为沉积物中铁锰的溶解释放提供了有利条件,总体上从研究区东西两侧（补给、径流区）向中部第四系孔隙潜水含水层（排泄区）,沿地下水流向Eh值、pH值逐渐减小,铁锰含量逐渐增大,形成北北东向带状分布的高铁锰地下水区。     

海河流域滹沱河冲洪积扇地下水中农药污染及分布特征

地下水是海河流域滹沱河冲洪积扇重要的饮用水水源,农业种植过程中施用的农药会导致地下水污染,该地区地下水中农药的污染调查工作相对匮乏。为了研究滹沱河冲洪积扇地下水中农药的污染及分布特征,本文利用气相色谱-质谱联用技术分析了30组地下水样品中75种农药组分,用统计学方法对结果进行分析。结果显示:30个采样点中均有农药检出,检测的75种农药中检出40种,有机氯、有机磷、有机氮三类均有检出。检出率最高的为3-羟基呋喃丹(93.3%)、敌杀磷(90.0%)、地茂散(90.0%),30个样品检出浓度之和最大的为呋喃丹(4860.6ng/L)。研究区内三类农药平均检出浓度有机氯(70.8ng/L)有机磷(392.7ng/L)有机氮(580.9ng/L),这主要与三类农药的使用历程和性质相关:有机氯类农药由于其高毒、难降解等特性在1983年被禁用;21世纪初,相对高效、易降解的有机磷类和有机氮类农药应用广泛。三类农药的空间分布特征为从冲洪积扇顶部到中部,农药含量逐渐减少,这主要受冲洪积扇水文地质特征的影响。研究区内HCHs来源为近期林丹使用或HCHs工业降解,DDTs来源为新DDT源的释放或历史上的使用。研究结果可为我国地下水农药的污染监测和地下水相关标准制定提供数据支撑。     

内蒙古河套平原浅层高铁高氟地下水分布与成因

为了查明内蒙古河套平原高铁高氟地下水的分布与形成原因,通过实地调查、监测、资料分析和试验测试等方法手段,详细研究了地下水中铁、氟的分布、地球化学特征及其来源。结果表明:高铁水主要分布在平原中部的冲湖积平原,地势低洼和地下水的排泄地带含量最高;高氟水主要以条带状分布在山前的冲洪积扇地带;在调查研究区12510.83 km2的范围内,深度在10~40 m的浅层地下水中,分布有高铁水9310.66 km2,高氟水2308.35 km2,分别占调查研究区总面积的74.40%和18.45%;研究认为,河套平原高铁高氟地下水的形成主要是由自然地质环境所致,是不同地质环境条件下环境水文地球化学作用的结果;地下水中的铁主要来源于由黄河携带来的大量的第四系沉积物,而溶出的主要原因是地下氧化还原条件的变化;地下水中的氟主要来源于平原周边的山区,气候、地质构造、水文地质和水化学条件是氟富集的主要因素;研究表明河套平原高铁水与高氟水不存在正相关关系。     

基于氚同位素的安阳河中下游流域地下水更新能力研究

利用水中氚值与地下水年龄分布特征和多年平均更新速率,分析安阳河中下游流域地下水更新能力。应用MGMTP重建研究区1953—2016年大气降水氚值,应用集中参数模型(LPMs)计算地下水年龄,采用Le Gal La Shalle等提出的方法估算潜水与泉水多年平均更新速率。研究结果表明:(1)潜水与泉水由近20多年来大气降水补给。潜水样点受局部水文地质条件控制,补给径流条件差异明显。(2)小南海泉平均滞留时间23 a,多年平均更新速率3.6%,水量呈不断衰减趋势。(3)安阳河冲洪积扇扇后缘为补给区,受地表水渗漏与大气降水入渗补给,更新能力较强。扇中部至京港澳高速路地带为现代地下水,年龄40~60 a。扇前缘为现代与次现代地下水的混合水,年龄大于60 a,更新能力较弱。(4)剥蚀岗丘与冲洪积平原深层承压水为较老地下水,更新能力极弱。因此,对小南海泉域的保护需要加强,并在短时期内能取得明显成效。受南水北调中线水源补给及限量地下水开采影响,安阳市区地下水降落漏斗大幅度缩减。     

青海省格尔木山前平原区地下水动态特征分析

在格尔木山前平原区水文地质条件基础上,结合多年地下水位监测资料,对格尔木河冲洪积平原区的多年水位动态特征及其影响因素进行了分析研究,总结出该地区的地下水动态类型.格尔木山前平原区3个不同区域由于赋存条件及开发利用条件的不同,地下水动态类型分异显著.研究区地下水整体流向与地形起伏相一致,自南向北径流,区域上流场形态变化不大.冲洪积扇中上部地下水多年动态处于平衡状态,近年来由于开采力度加大,地下水位呈急速下降趋势,地下水动态类型为水文-径流型;冲洪积扇下部地下水位以区域性下降为主,地下水动态类型主要为蒸发型;冲洪积扇西翼水源地附近由于地下水调蓄能力较强,地下水位总体呈稳定并局部有上升趋势,地下水动态类型为水文-人类活动型.     

基于人为活动影响识别的区域地下水水质演化预测:以石家庄地区为例

地下水的水质演化预测一直以来是一个难点,单纯依赖于历史数据所反映的水质演化趋势预测未来水质,存在较大的局限性。以石家庄地区为研究区,提出将现状人为活动对地下水的影响程度作为校正因子,修订历史数据所表现出来的水质演化趋势,预测未来水质变化的方法。并以石家庄地区浅层地下水代表性指标总硬度、TDS、$NO_3^-$、Fe4项指标作为预测指标,尝试预测了2025年代表性指标的演化情况。结果表明:TDS和总硬度恶化的区域主要为灵寿县东南方向、藁城区和无极县靠近滹沱河河道附近等区域;Fe恶化的区域主要为石家庄市区中部以及东南部等区域; $NO_3^-$恶化的主要区域为鹿泉区与灵寿县交界附近、石家庄市区西北以及藁城区靠近滹沱河河道附近等区域。预测结果与研究区水文地质条件、人为污染源的排放以及地下水的开采等因素影响下的情况较为吻合。     

基于GIS-FAHP的石家庄市地下水源热泵适宜性分区

为探明石家庄城区地下水源热泵适宜区分布情况,基于石家庄市的地质、水文地质和环境地质条件构建了地下水源热泵适宜性评价指标体系,包括水文地质条件、水动力条件、水化学条件、环境地质条件和先决条件;利用模糊层次分析法确定了评价指标综合权重,并结合GIS空间分析功能划分了石家庄城区地下水源热泵适宜性分区。结果表明：研究区地下水水源热泵开发利用适宜区分布在靠近滹沱河地区,面积约为19.74 km²,占全区面积的5.85%;较适宜区分布于研究区大部分,面积约为251.22 km²,占全区面积的74.40%;不适宜区主要分布在研究区西北部及东部地下水超采漏斗区,面积约为66.71 km²,占全区面积的19.75%。石家庄市除地下水降落漏斗区及水文地质条件较差地区不适宜作为地下水源热泵开发的地区外,大部分地区较适合利用地下水源热泵技术。     

垃圾堆埋对石家庄地下水源的污染及其防治对策

石家庄冲积扇含有优质的地下水,是石家庄市区200多万人和工农业用水的主要供水水源.但其地表堆埋了大量的城市垃圾,对地下水源构成严重的污染威胁.通过卫星遥感图像数据解译、现场取样测试等工作,对该地下水源地的环境水文地质条件和垃圾堆放、填埋、分布状况及其对地下水的污染进行了评价,并针对性地提出了应对措施和对策.     

哈尔滨地区浅层地下水质量与污染评价

为查明哈尔滨地区浅层地下水水质现状及污染情况,利用松嫩平原（黑龙江）地下水污染调查评价项目的数据,对浅层地下水主要化学特征进行了描述.在此基础上采用模糊综合评价法进行了地下水质量评价,采用污染指数法进行了地下水污染现状评价.结果表明：研究区浅层地下水水化学类型以HCO₃-Ca型为主;受原生环境下水化学条件控制的Fe、Mn指标含量对水质影响较大;地下水污染属于区域性污染,污染范围广、污染程度重,主要污染物为NH₄⁺及NO₃^-、NO₂^-,来源于生活污水及农业生产所施用的化肥.根据分析数据,研究区地下水污染以无机污染为特征.     

华北平原地下水脆弱性评价

针对华北平原地域广阔,地貌和水文地质条件复杂、地下水开发利用程度高,地下水位埋深、包气带和含水层岩性差异性大等特点,基于大量钻孔和地下水位监测资料,厘定了包气带岩性和地下水位埋深变化对脆弱性评价影响,进而建立适宜华北平原的DRITC评价指标体系,并应用于华北平原地下水脆弱性评价。评价中,根据华北平原水文地质条件,划分4评价分区,剖分2 km×2 km单元34 253个,采用地下水位埋深、净补给量、包气带岩性、含水层累积厚度和渗透系数5个因子作为评价指标,求得地下水脆弱性综合指数及脆弱性分布图。结果表明,华北平原山前冲洪积扇和古黄河冲洪积平原的现代黄河影响带地下水脆弱性高或较高。野外采样7 472组地下水有机污染测试分析结果佐证,脆弱性高或较高区有机污染检出项数多,其他地区较少,由此验证评价结果的客观性。     

区域地下水污染调查取样点布设量化分配方法

在区域尺度、有限样品的地下水污染调查中,密度控制可以计算区域总样品数量,但取样点布设应综合考虑地质环境、人类活动等方面的差异性。目前,样点布设主要依赖技术人员经验,存在较强的不确定性,如何科学布设取样点是需要解决的一个科学问题。针对这个问题,文章基于实际工作创建了“区域预分配、单元再优选”的解决方法。在区域上,基于层次分析法构建量化分配模型,以背景控制因素和潜在污染因素建立分配因子组合,运用指数标度量化定性因子、标度函数计算定量因子,通过矩阵运算获取每个分配单元的样品预分配数量;在单元内,按照分段控制、条件优选的方法提高取样点针对性和代表性。利用构建的分配方法,以拉萨河流域地下水水质调查为案例进行了取样点布设分配应用,确定了各单元样品分配数量。结果表明:考虑背景控制和潜在污染的层次分析模型及量化计算平衡了拉萨河流域不同分配单元对样品的实际需求,解决了城关区面积小样品需求多、当雄县面积大样品需求少等问题;分段控制、条件优选的方法明确了分配单元内取样点选择依据。本方法的构建为地下水污染调查取样点布设提供了必要的方法支撑。