宋海波，許 模，楊艷娜，高 揚(yáng)

(成都理工大學(xué) 環(huán)境與土木工程學(xué)院，四川 成都 610059)

云南省干旱缺水問題在整個(gè)西南地區(qū)較為嚴(yán)重[1]，保障當(dāng)前地下水水質(zhì)，解決本地區(qū)水資源短缺問題具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。尤其對(duì)于滇東南地區(qū)，巖溶發(fā)育程度很高，地下水資源豐富，巖溶泉水為本地區(qū)重要的用水來源方式，泉水對(duì)巖溶區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活十分重要[2－3]。俠魚塘泉位于個(gè)舊市雞街鎮(zhèn)小石巖村附近，為當(dāng)?shù)氐囊粋€(gè)重要水源地。通過對(duì)地下水水質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該泉點(diǎn)亞硝酸鹽氮超標(biāo)，不符合《地下水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，影響當(dāng)?shù)鼐用竦恼Ｓ盟?。本文通過對(duì)其形成機(jī)理進(jìn)行分析以及地下水水質(zhì)的分析評(píng)價(jià)，指出泉水水質(zhì)當(dāng)前現(xiàn)狀，并提出相應(yīng)的保護(hù)措施建議，對(duì)今后巖溶泉點(diǎn)的合理開發(fā)利用、解決當(dāng)?shù)氐娜彼畣栴}以及今后該地區(qū)進(jìn)行工程建設(shè)具有一定的參考價(jià)值。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

個(gè)舊市雞街鎮(zhèn)地區(qū)為亞熱帶氣候，受地理位置、地形等條件影響，氣候和垂直分布差異明顯。一般山區(qū)較平原區(qū)降雨量大，溫度較低，自山頂至谷底，全年和晝夜溫差變化比較顯著。據(jù)氣象站多年觀測資料:歷年平均氣溫16.4℃左右，年平均降水量890 mm。

研究區(qū)地勢上呈南高北低，最低排泄區(qū)雞街盆地面積約156 km2，上覆厚約5～15 m的第四系(Q)地層，在盆地周邊下覆層延伸個(gè)舊組(T2g)、法郎組(T2f)巖溶地層。雞街盆地南面分布大面積的個(gè)舊組(T2g)、法郎組(T2f)巖溶山區(qū)，在高處接受大氣降水入滲補(bǔ)給，補(bǔ)給區(qū)到盆地高程變化很大，地下水流動(dòng)水力梯度較大，地下水運(yùn)移途徑較短。個(gè)舊組(T2g)為灰白色厚層白云巖，厚度巨大，局部具角礫狀結(jié)構(gòu);法郎組(T2f)為灰色薄 －中層狀灰?guī)r夾粉砂質(zhì)頁巖，整體上巖溶區(qū)呈塊狀、片狀分布。許多學(xué)者、專家對(duì)滇東南巖溶區(qū)進(jìn)行了研究，如康彥仁(1993)，馮崇武(2008)，張果、許模(2011)等[4－6]對(duì)滇東南巖溶特征進(jìn)行研究指出，巖溶發(fā)育演化過程較長，巖溶發(fā)育程度很高，地表巖溶形態(tài)多樣化，巖溶垂向發(fā)育明顯，地下水徑流強(qiáng)烈，水資源總量豐富。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告資料，朋普 －開遠(yuǎn)－個(gè)舊斷裂(小江斷裂東支)穿越研究區(qū)，斷裂帶寬達(dá)10～20 km，次生斷層發(fā)育，擠壓破碎強(qiáng)烈，地層產(chǎn)狀混亂發(fā)育。

2 俠魚塘泉泉形成成因

受侵蝕基準(zhǔn)面、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造及地形地貌因素的控制，地下水由南向北徑流，由補(bǔ)給、徑流區(qū)向排泄區(qū)運(yùn)移，俠魚塘泉在雞街盆地覆蓋層的阻隔作用下以水平排泄方式出露，為覆蓋層與基巖接觸帶排泄型泉，見圖1。

圖1 俠魚塘泉形成條件示意圖

俠魚塘泉水流量13.2 L/s(估測)，高程1 308 m，水溫常年在 18℃ ～21℃ 之間，pH 值 7.21，礦化度約 392.11 mg/L，屬于中性低礦化水，水化學(xué)類型為 HCO3－SO4－Ca－Mg型

3 泉水質(zhì)量評(píng)價(jià)

3.1 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與方法

1)評(píng)價(jià)方法

地下水水質(zhì)監(jiān)測分析方法按照《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》(GB/T5750－2006)[7]和《水和廢水監(jiān)測分析方法》(第四版)有關(guān)規(guī)定進(jìn)行，地下水執(zhí)行《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848－93)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)[8]，評(píng)價(jià)采用標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)法(HJ610－2011 8.4.2)和地下水質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)法(GB/T14848 －93 6.3)。

2)地下水水質(zhì)監(jiān)測因子

根據(jù)泉點(diǎn)特點(diǎn)，選取pH、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)、氨氮、氟化物、氯化物、硝酸鹽氮、硫酸鹽、亞硝酸鹽氮、揮發(fā)酚、氰化物、大腸桿菌等共20項(xiàng)反映本地區(qū)主要水質(zhì)問題的監(jiān)測因子。

3)監(jiān)測結(jié)果

俠魚塘泉水質(zhì)現(xiàn)狀監(jiān)測委托成都市華測檢測技術(shù)有限公司進(jìn)行枯水期水質(zhì)現(xiàn)狀檢測，檢測結(jié)果見表1。

3.2 單指標(biāo)質(zhì)量評(píng)價(jià)

采用單因子標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)法進(jìn)行水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)，主要有pH值評(píng)價(jià)模式和單指標(biāo)評(píng)價(jià)模式。

pH值評(píng)價(jià)模式:

式中:pHi為第i取樣點(diǎn)的pH值;pHsi為取樣點(diǎn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值。

單指標(biāo)評(píng)價(jià)模式:

式中:Pi為第i取樣點(diǎn)的檢測指標(biāo)值;Ci為第 i取樣點(diǎn)的實(shí)測值;Si為第i取樣點(diǎn)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值。

地下水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果見表2。

表1 地下水水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果表

表2 標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果表

3.3 綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)

綜合評(píng)分法步驟首先根據(jù)《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的分類指標(biāo)。

對(duì)各類別按下列規(guī)定(見表3)分別確定單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)分值Fi。

表3 確定單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)分值Fi

按表3確定的單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)分值 Fi，然后，據(jù)下列公式計(jì)算水質(zhì)綜合分值F，按式(4)和式(5)計(jì)算綜合評(píng)價(jià)分值F。

式中:F為各單項(xiàng)組分評(píng)分值Fi的平均值;Fmax為單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)分值Fi中的最大值;n為項(xiàng)數(shù)。

根據(jù)F值，按以下規(guī)定(見表4)劃分地下水質(zhì)量級(jí)別，再將細(xì)菌學(xué)指標(biāo)評(píng)價(jià)類別注在級(jí)別定名之后，如“優(yōu)良(Ⅱ類)”、“較好(Ⅲ類)”。

地下水水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)法評(píng)價(jià)結(jié)果見表5。

表4 地下水質(zhì)量級(jí)別劃分

表5 地下水質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)法評(píng)價(jià)結(jié)果表

3.4 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

采用標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)法和地下水質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)法結(jié)果可知，通過綜合評(píng)價(jià)法監(jiān)測點(diǎn)的地下水質(zhì)量級(jí)別均為良好(Ⅰ類);通過標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)法監(jiān)測點(diǎn)的pH、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)、氨氮等19項(xiàng)監(jiān)測因子均小于1，達(dá)到《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848－93)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)要求，但監(jiān)測因子亞硝酸鹽氮含量不符合要求。據(jù)調(diào)查，該泉點(diǎn)在當(dāng)?shù)乇环Q為“瞎魚塘”，生活在水中魚眼睛發(fā)育不正常，推測與地下水中亞硝酸鹽氮超標(biāo)有關(guān)。

4 水質(zhì)成因及危害性分析

在調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)，在泉點(diǎn)的補(bǔ)給徑流區(qū)為大片的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)，農(nóng)家肥、廢棄的蔬菜、腐爛的食物以及農(nóng)作物秸稈遍布，且大都存放過久或存放位置不當(dāng)。由于本地區(qū)氣候干旱，泉水主要來源包氣帶滯留水補(bǔ)給，這些廢棄物的堆放造成了細(xì)菌大量繁殖。受微生物作用使得水中的氨氮分解成亞硝酸鹽氮，地表水的下滲運(yùn)移過程溶濾了含水介質(zhì)中的化學(xué)成分而礦化，并在在雞街盆地邊緣涌出地表而形成泉點(diǎn)，造成泉水中的亞硝酸鹽氮過量。

當(dāng)泉水中的亞硝酸鹽氮過高，攝入大劑量的亞硝酸鹽氮將和蛋白質(zhì)結(jié)合形成亞硝胺，使血液中正常攜氧的低鐵血紅蛋白(Fe2+)氧化成高鐵血紅蛋白(Fe3+)，失去攜氧能力[9－11]，造成組織缺氧，是導(dǎo)致俠魚塘中的魚類不能正常發(fā)育的主要原因。亞硝酸鹽氮是急性毒性較強(qiáng)的物質(zhì)，長期飲用對(duì)人類身體極為不利，甚至導(dǎo)致死亡，因此必須對(duì)泉點(diǎn)進(jìn)行長期監(jiān)測，并提出防治措施與建議進(jìn)行治理，只有在各項(xiàng)檢測指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)使用指標(biāo)后方可正常飲用。

5 地下水資源防治建議措施

依據(jù)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境地質(zhì)狀況和巖溶水污染特點(diǎn)和成因，以及地下水資源的利用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益，提出如下建議:

(1)嚴(yán)格控制地表污染源，加強(qiáng)資源循環(huán)利用，減少污染物排放量。對(duì)污染源的堆放量和堆放位置進(jìn)行合理安排，宜選擇不滲透區(qū)域或者利用工程措施集中控制，使污染源和水源隔離，保護(hù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境。

(2)生活、生產(chǎn)污水的排放易造成泉點(diǎn)污染，應(yīng)在排放前進(jìn)行地面處理，嚴(yán)格控制生活、生產(chǎn)用水下滲污染巖溶地下水，防止污染物進(jìn)入地下水體污染巖溶地下水。

(3)對(duì)已經(jīng)受影響的通過一定措施改善水質(zhì):進(jìn)行定期清淤;撒沸石粉與麥飯石粉，吸附池底部分有害氣體及有毒物質(zhì);加施消殺劑進(jìn)行殺菌，以防止病菌感染;提供水體充足的溶氧等措施，保證當(dāng)?shù)厝说挠盟踩?/p>

(4)加強(qiáng)俠魚塘泉水源地保護(hù)區(qū)管理和建設(shè)，對(duì)水源地和上游巖溶水的徑流帶和鄰近水源地的裸露巖溶區(qū)和巖溶溝谷，作為重點(diǎn)保護(hù)區(qū)域，進(jìn)行定期監(jiān)測，及時(shí)解決可能導(dǎo)致泉水污染的問題。

[1]譙乾峰.滇東南特長隧洞涌突水預(yù)測研究—以滇中引水工程大坡子隧洞為例[D].成都:成都理工大學(xué)碩士學(xué)位論文.2014.

[2]王麗麗.山西巖溶大泉水質(zhì)演化趨勢與成因分析—以柳林泉和娘子關(guān)泉為[D].重慶:西南師范大學(xué)碩士學(xué)位論文.2005.

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[4]GB/T14848－93.地下水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].中國標(biāo)準(zhǔn)出版社(1994 －04)，1993.

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