淄博市周村區(qū)地下水質(zhì)評價分析

丁厚鋼

(山東省淄博市水文中心，山東 淄博 255000)

1 區(qū)域概況

1.1 地理位置

周村區(qū)位于淄博市西部，為淄博市五區(qū)三縣之一，東靠張店，西及西北部與鄒平接壤，南臨文昌湖區(qū)，西南與章丘毗鄰，東北與桓臺相連。南北長27.3 km，東西寬25.3 km，總面積216 km2。轄絲綢、大街、永安、青年、城北5個街道辦事處和王村、南郊、北郊3鎮(zhèn)。周村區(qū)地理位置優(yōu)越，境內(nèi)交通發(fā)達，膠濟鐵路、濟青高速橫貫東西，各級公路四通八達、交織成網(wǎng)。

1.2 地層與地質(zhì)構(gòu)造

周村區(qū)內(nèi)地層屬華北地層區(qū)，魯西地層分區(qū)泰安小區(qū)，出露的地層由南而北，從老到新依次有：上古生界石炭系及二疊系，中生界的三迭系、侏羅系和白堊系，新生界的第三系和第四系。

受地質(zhì)作用的影響，周村區(qū)內(nèi)形成了褶皺、斷層等構(gòu)造，因受松散沉積物覆蓋，多不能直接觀察到。斷層有禹王山斷裂帶、宋家莊斷層、萌山～小龍口斷層、池子頭～戴家泉隱伏大斷層；褶皺有淄博向斜、嶺子～寶山單斜構(gòu)造、宋家莊小背斜。

1.3 水文地質(zhì)概況

周村區(qū)水文地質(zhì)條件復(fù)雜，不同構(gòu)造單元、地質(zhì)巖性互相組合，導(dǎo)致地下水的形成分布、富水程度和賦存運移有較大差別，形成了比較復(fù)雜的地下水水化學(xué)特征。周村區(qū)水文地質(zhì)分區(qū)大致可劃分為南部山丘水文地質(zhì)區(qū)和北部平原區(qū)。

1.3.1 南部山丘水文地質(zhì)區(qū)

本區(qū)內(nèi)主要含水巖組有：奧陶系裂隙巖溶水，基巖(巖漿巖類)裂隙水，第四系松散巖類孔隙水，碎屑巖類孔隙～裂隙水。

奧陶系裂隙巖溶水主要分布于王村鎮(zhèn)南部，多埋藏于地下450 m以下，區(qū)內(nèi)未有出露，其巖溶裂隙發(fā)育，連通性強，富水性好。

基巖裂隙水在南部山丘區(qū)分布較廣，多為北西向巖脈侵入侏羅系碎屑巖或賦存在玄武巖與碎屑巖接觸帶，地下水在有利的地形、地貌及水文地質(zhì)條件下富集成脈狀或塊狀基巖裂隙地下水。

碎屑巖類孔隙～裂隙地下水主要存在于二疊系奎山組砂巖內(nèi)，巖性為中粗粒長石石英砂巖，主要富水地段在東寶山、西寶山北側(cè)、辛莊～蘇李～沈古一帶。水位埋深15～30 m，補給面積小。

第四系孔隙水在本區(qū)僅在山坡山麓，山間洼地、溝谷河槽中有所分布、厚度多在10 m以下。

1.3.2 北部平原區(qū)

周村區(qū)第四系松散沉積物較為發(fā)育，地下水賦存于第四系松散巖類孔隙中，主要為孔隙水，下部基巖風(fēng)化裂隙帶中亦含水。含水層巖性以粘土、亞粘土及中粗砂、砂礫石為主，厚度自南部20～30 m至北部達80～100 m。

2 研究區(qū)地下水質(zhì)評價分析

2.1 物理化學(xué)特征分析

《水文地質(zhì)手冊》(第二版)第一篇第二章地下水水質(zhì)一節(jié)中，提出了地下水物理化學(xué)特征的5種分類方法，分別為按溫度分類、按溶解性總固體分類、按酸堿度分類、按硬度分類、按放射性分類。此分類方法目前有較多的應(yīng)用，本文根據(jù)周村區(qū)地下水質(zhì)實際情況，選取溶解性總固體、總硬度、酸堿度3種方法進行分類分析。采用水質(zhì)資料為周村區(qū)境內(nèi)分布較為均勻的68眼地下井2016-2019年水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)。

2.1.1 按溶解性總固體分類

《水文地質(zhì)手冊》第一版曾以礦化度分類，在第二版中改為以溶解性總固體分類。按溶解性總固體含量由小到大，將地下水分為淡水、微咸水、咸水、鹽水、鹵水5個類別。將68眼地下井按其標準進行分類，結(jié)果見表1。周村區(qū)68眼地下井溶解性總固體全部在3 g/L之內(nèi)，其中小于1 g/L的淡水54眼，占79.4%；1～3 g/L的微咸水14眼，占20.6%。周村區(qū)地下水以淡水為主，也有少部分微咸水，不存在咸水及以上級別的高溶解性總固體水。

表1 按溶解性總固體分類結(jié)果表

2.1.2 按硬度分類

《水文地質(zhì)手冊》中按地下水硬度由小到大，分為極軟水、軟水、微硬水、硬水、極硬水5個類別。68眼地下井分類結(jié)果見表2，其中硬度大于450 mg/L的極硬水有35眼，占51.4%；硬度300～450 mg/L的硬水24眼，占35.3%；硬度150～300 mg/L的微硬水8眼，占11.8%；硬度小于150 mg/L的僅有1眼。周村區(qū)地下水硬度總體較大，極硬水占一半以上，硬水、微硬水也有部分分布，硬度越小的類別占比越少，軟水僅有個別存在，全區(qū)無極軟水。

表2 按硬度分類結(jié)果表

2.1.3 按酸堿度分類

按地下酸堿度(pH值)同樣分為5類，分別為強酸性水、弱酸性水、中性水、弱堿性水、強堿性水。分類結(jié)果見表3，68眼井中有66眼為中性水，占97.1%；2眼為弱堿性水，占2.9%。從酸堿度來看，周村區(qū)地下水絕大部分屬于中性水，個別屬弱堿性水，不存在強酸性水、弱酸性水和強堿性水。

表3 按酸堿度(pH值)分類結(jié)果表

2.2 水質(zhì)類別分析

按照《地下水質(zhì)量標準》(GB/T14848-2017)對周村區(qū)地下水進行水質(zhì)類別評價，評價指標選取《地下水質(zhì)量標準》39項常規(guī)指標中的19項，具體為pH值、總硬度、溶解性總固體、硫酸鹽、氯化物、氨氮、揮發(fā)酚、耗氧量、氟化物、氰化物、砷、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、鉻(六價)、汞、鉛、錳、鐵、鎘。評價方法采用單項指標法，單井水質(zhì)類別按評價指標中最差指標的水質(zhì)類別確定。

68眼地下井評價結(jié)果見表4。從中可見，68眼地下井中，符合Ⅱ類標準的僅有1眼，占1.5%；符合Ⅲ類標準的有24眼，占35.3%；符合Ⅳ類標準的25眼，占36.8%；符合Ⅴ類標準的18個井點，占26.4%。說明Ⅲ類、Ⅳ類水是周村區(qū)地下水的主要水質(zhì)類別，V類水也存在一部分，Ⅱ類水較少，無Ⅰ類水。

表4 水質(zhì)類別評價結(jié)果表

2.3 水質(zhì)變化趨勢分析

2.3.1 分析方法

采用指標年均變化率RC，進行地下水水質(zhì)變化趨勢分析，將所選指標的變化趨勢分成水質(zhì)惡化(RC>5%)、水質(zhì)穩(wěn)定(-5%≤RC≤5%)和水質(zhì)改善(RC<-5%)三類。本次選取楊古、南閆、寶山3眼井作為代表井，利用2000-2016年水質(zhì)資料，選取總硬度、礦化度、耗氧量、氨氮、硝酸鹽氮、氟化物、氯化物和硫酸鹽8項指標進行變化趨勢分析。

根據(jù)評價指標2000年(t1)監(jiān)測值C1、2016年(t2)監(jiān)測值C2，計算評價指標的年均變化量△C：

△C=(C2-C1)/(t2-t1)

(1)

則評價指標監(jiān)測值的年均變化率RC為：

RC=△C/C1×100%

(2)

2.3.2 變化趨勢分析

按照上述方法，對選取的代表井水質(zhì)變化趨勢進行分析，結(jié)果見表5。從中可見，3個代表井點的8個水質(zhì)指標共產(chǎn)生24個變化趨勢，其中23個為水質(zhì)穩(wěn)定狀態(tài)，占95.8%，有1個為水質(zhì)改善狀態(tài)(南閆的耗氧量)，沒有出現(xiàn)水質(zhì)惡化的情況。說明2000年以來周村區(qū)地下水水質(zhì)較為穩(wěn)定。

3 結(jié)語

(1)通過對周村區(qū)68眼地下井近年水質(zhì)監(jiān)測資料進行物理化學(xué)特征分析，按溶解性總固體分類，周村區(qū)地下水以淡水為主，也有少部分微咸水；按硬度分類，周村區(qū)地下水硬度總體較大，以極硬水為主，硬水、微硬水也有部分分布；按酸堿度分類，周村區(qū)地下水絕大部分屬于中性水，個別屬弱堿性水。

表5 地下水水質(zhì)變化趨勢分析成果表

(2)按《地下水質(zhì)量標準》，選取19個指標進行水質(zhì)類別評價，評價結(jié)果顯示Ⅲ類、Ⅳ類水是周村區(qū)地下水的主要水質(zhì)類別，V類水也存在一部分，Ⅰ類、Ⅱ類水幾乎不存在。

(3)選取3個代表井、8個指標，利用2000-2016年水質(zhì)資料，采用指標年均變化率進行水質(zhì)變化趨勢分析，結(jié)果顯示24個變化趨勢中有23個為水質(zhì)穩(wěn)定狀態(tài)，說明2000年以來周村區(qū)地下水水質(zhì)較為穩(wěn)定。