王献坤 左正金 罗文金 程生平 薛保民
（河南省地质调查院，郑州450007）
摘要：本文依据2003、2004年度环境水文地质调查及水质分析成果资料，对淮河流域沙颍河段（河南省域）浅层地下水质量现状、污染现状进行了评价；并分析研究了浅层地下水的面状污染特征、带状污染特征、垂向污染特征、居民区内外污染特征。
关键词：浅层地下水；地下水质量；地下水污染；污染特征
1 前言
研究区位于淮河流域沙颖河的中下游（河南省中东部），隶属许昌市、漯河市、周口市，面积约1.2万km2，平均人口密度900人/km2，东部可达1200人/km2。研究区属黄淮冲积平原，地形平坦，地势西北高东南低，地面标高100～36m，地面坡降0.5‰左右。沙河、颍河、汾河、贾鲁河由西北流向东南，在东南出境。第四纪以来地壳长期处于不断下降状态，沉积了巨厚的松散堆积物，厚约300m以上。地表岩性主要为粉土、粉质粘土。
遵循以“地层分层为基础，水文地质要素为依据，开发利用为目的”的原则，将研究区地下含水系统分为两个含水层组：(1)浅层含水层，控制深度50m左右，主要由Qh、
2 浅层地下水水质质量现状
依据“淮河流域环境地质调查技术要求”，选取19项因子，包括：pH值、总硬度、溶解性总固体、硫酸盐、氯化物、高锰酸盐指数、硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、挥发性酚类、铁、锰、铅、砷、汞、镉、铬（六价）、氟化物、氰化物。按《地下水质量标准（GB/T14848－93）》判定地下水的质量类别。
图1显示了埋深小于20m时地下水质量：以Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类水分布为主，Ⅲ类水只有零星分布，Ⅴ类水分布面积最大。Ⅲ类水面积441.8km2，占3.51％。Ⅳ类水：分布面积3658.9km2，占29.12％，主要超标因子有总硬度、锰、氟化物、铁、亚硝酸盐。Ⅴ类水面积8465.1km2，占67.37％，主要超标因子有总硬度、硝酸盐、氯化物、溶解性总固体、锰、氟化物、硫酸盐。
埋深20～50m的地下水质量比埋深小于20m的地下水质量要好得多。其Ⅱ、Ⅲ类水分布面积1238.0km2，占10.21％；Ⅳ类水面积7472.9km2，占59.47％，主要超标因子为总硬度、氟化物、锰；Ⅴ类水分布面积3810.0km2，占30.32％，其主要超标因子有总硬度、氟化物、硝酸盐、氯化物、硫酸盐、溶解性总固体。
图1 浅层地下水（埋深小于20m）质量评价图（2003～2004）
3 水质污染现状
3.1 背景值的确定及评价方法
本次地下水污染评价，确定地下水背景值的方法为：80年代以前浅层地下水水质污染轻微，可采用历史水质资料，根据数理统计方法求取其背景值［1］；无历史资料数据的因子，则按照地下水质量标准Ⅱ类水的上限确定相应的背景值。评价的因子与质量现状评价时基本一致。
评价方法采用内梅罗指数法，用内梅罗指数PI对污染程度进行分级和分区，内梅罗指数计算公式为：
华东地区地质调查成果论文集:1999~2005
式中：PI—合污染指数
华东地区地质调查成果论文集:1999~2005
—各单项组分评分值I的平均值；Imax——单项组分评分值I的最大值。
根据PI值计算结果，按下表（表1）规定划分地下水污染级别。
表1 地下水污染级别分类表
3.2 地下水污染现状
埋深小于20m的地下水污染现状见图2所示。未受污染区呈点状分布，面积128.2km2，占1.02％；轻微污染区面积2656.4km2，占21.14％；中等污染区面积4132.9km2，占32.89％，主要污染因子氯化物、硝酸盐、硫酸盐、总硬度、溶解性总固体、高锰酸盐指数。严重污染区面积5648.4km2，占44.95％，主要污染因子有氯化物、溶解性总固体、硝酸盐、总硬度、硫酸盐、高锰酸盐指数。
图2 浅层地下水（埋深小于20m）污染现状评价图（2003～2004）
埋深20～50m的地下水污染现状与埋深小于20m时相比污染较轻，严重污染区分布位置相近，但面积变小。未受污染区零星分布，面积305.3km2，占2.43％。轻微污染区面积4076.4km2，占32.44％。中等污染区面积5054.0km2，占40.22％；严重污染区面积3130.2km2，占24.91％，主要污染因子是氯化物、硝酸盐、溶解性总固体、硫酸盐、总硬度。
4 地下水污染特征
4.1 面状污染特征
依据污染评价图及其他资料，可以得出浅层地下水在平面上的污染特征。
（1）未受污染区、轻微污染区一般分布于城市的上游，无污水渠（沟）通过。
（2）中等污染区一般处于污水沟较少、距城市有一定距离的区域，城市及工业污染不严重，主要污染是当地生活污水、生活垃圾及农药、化肥等。
（3）严重污染区，一般位于城市的下游排污区或地势地洼容易聚集污水的地区。前者如周口市、漯河市及许昌市下游一带，该区污水沟较发育，污水通过入渗、灌溉等方式污染地下水。后者如鄢陵南王岗一带，地势较低洼，污染的河水通过引水渠易在本区滞溜，再加上污水灌溉以及当地的生活污染、农业污染，使污染程度较重。
4.2 带状污染特征
沿污水河（沟）两侧附近浅层地下水受到污染，污染宽度与排污时间长短、污水水质状况、河沟宽度、深度、岩性、补排关系等因素有关。一般距污水河（沟）愈近污染愈严重，严重污染带的宽度一般可达50～150m。
从表2可知，在距污染河沟200m以内，靠近污染沟的水质明显劣于远离污染沟的地下水水质；而当离污染沟的距离大于300m以后，距污染河沟的远近对地下水水质差异的影响就不是那么明显了（参见表2Qs054、Qs055）。严重污染带的宽度一般达150m。
表2 距污水河沟不同距离浅层地下水质对比表
4.3 垂向污染深度
垂向污染深度受地层结构特征等因素控制。由不同深度的水井（相距很近）水质对比结果（表3）可知，深度大的水质明显好于深度小的水质，如SW095（井深7m）、SW094（井深25m），在水质质量、内梅罗指数、各主要污染因子均有明显的区别。
表3 不同深度浅层地下水质对比表单位：mg/L
由全区不同井深地下水质量类别统计成果（表4）和全区不同井深综合污染内梅罗指数统计成果（表5）可以看出，大致以埋深15～20m为界，其上与其下的质量类别、综合污染内梅罗指数有明显的区别。如表4中，15～20m以上，Ⅴ类水一般占70％以上，而15～20m以下一般为50％左右；又如表5中内梅罗指数平均值，15～20m以上一般大于8，而以下一般为3～6。
当埋深大于50m时，其质量类别、内梅罗指数与浅层地下水均有明显的区别。如Ⅴ类水只占30％左右，内梅罗指数平均值2～5。研究区30～50m以下有较厚的粘性土层，致使浅层水与中深层水联系微弱，因此，中深层水基本不受地表污水及浅层地下水的污染，这也可以通过浅层、深地下水的水化学类型、各因子含量得到证实，如周口—沈丘一带，浅层水为钙镁型水，总硬度大部分达500mg/L以上，而深层水为钠型水，总硬度60～200mg/L。
综合以上分析，研究区地下水污染深度一般可达30～40m，埋深15～20m以浅的地下水污染程度明显偏高，即随着深度的增加，污染减轻。
表4 不同井深地下水质量类别统计表
表5 不同井深地下水内梅罗指数统计表
备注：S区位于西部，N区位于北部，E区位于中东部
4.4 居民区内外水质差异
根据110眼村内、村外不同井深的浅层地下水的水质类别、内梅罗指数的统计对比，可以初步得出如下认识（表6）。
表6 村内、村外水质对比表
（1）井深小于20m时，村外水质明显的好于村内水质。村内的水质类别Ⅴ类水的样数占87.69％，Ⅲ、Ⅳ类水只占12.31％；村外的水质类别Ⅴ类的占42.86％，Ⅲ、Ⅳ类水占57.14％。平均内梅罗指数村内的为16.45，村外的为3.32。
（2）井深大于20m时，村外水质总体上仍好于村内水质，但并没有井深小于20m时明显。村内的水质类别Ⅴ类水占33.33％，Ⅲ、Ⅳ类水占66.67％，而村外水质类别Ⅴ类水占20％，Ⅲ、Ⅳ类水占80％。平均内梅罗指数分别是村内3.84、村外3.36。
（3）不同埋深的地下水水质有明显差异，井深大的水质明显好于井深小的水质。
综合以上分析，村镇自身生活垃圾、生活污水的污染，是造成浅层地下水污染的一个重要的原因。
5结论
（1）淮河流域沙颖河段浅层地下水水质质量状况堪忧，Ⅴ类水分布面积分别占总面积的67.37％（埋深小于20m）、30.32％（埋深20～50m）。
（2）总体上，大致以埋深15～20m为界，界线以下的水质明显好于以上的水质。
（3）研究区水质恶化主要是人为污染造成的，污染源主要有城市废水、废渣，农村生活污水、垃圾农药、化肥等，主要污染因子有总硬度、硝酸盐、氯化物、溶解性总固体等。
（4）依据内梅罗指数对污染程度进行了评价、分区，平面分布特征是重污染区一般位于城市的下游排污区或地势地洼容易聚集污水的地区。
（5）沿污染河（沟）的带状严重污染宽度一般可达150m左右。垂向污染深度一般可达30～40m。
（6）居民区内外浅层地下水质差异非常明显，村内水质明显劣于村外水质，说明村、镇自身生活污染是浅层地下水污染的重要因素。
参考文献
［1］王献坤，左正金，吕志涛等.河南省沈丘县地下水污染区饮水工程勘察报告.河南省地矿厅第一地质工程院，1999
［2］卢积堂，张相立，朱德方等.河南省许昌地区北部农田供水水文地质勘察报告.河南省地质局水文地质三队.1999
［3］乔国超，邱金波，李耀先等.河南省泉河流域洪涝灾害成因与治理水文地质勘察报告.河南省地矿局水文地质三队.1988
［4］李玉信，李广坤，荣兰芬等.周口地区农田供水水文地质勘察报告.河南省地矿局水文地质一队.1981
［5］水文地质一队.1：20万漯河幅水文地质普查报告.河南省地矿局水文地质一队.1980
［6］王华东，王建民，刘永可等.水环境污染概论.北京：北京师范大学出版社，1984
Water Quality Condition and Pollution Characteristic of the Shallow Groundwater in Shaying Section, Huaihe River Basin
Wang Xiankun, Zuo Zhengjin, Luo Wenjin, Cheng Shengping, Xue Baomin
( Henan Institute of Geological Survey, Zhengzhou 450007)
Abstract: This article carries on the appraisal to the water quality and the pollution present situation in the shallow groundwater in the Huaihe River basin (the Shaying section), then analyses the surface pollution characteristic, the belt-shaped pollution characteristic, hang to the pollution characteristic, the inside and outside pollution characteristic in residential area shallow groundwater according as the investigation on environment、 hydrology and geology and the result of the water qualiy analysis in 2003 and 2004 years.
Key words: Shallow groundwater; Groundwater quality; Groundwater pollution; Pollution characteristic