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张掖城市湿地地下水防污性评价研究

2011-04-19贺斌英巴建文张彦莉

地下水 2011年4期
关键词:张掖砂砾卵石

贺斌英,巴建文,张 雁,张彦莉

(1.甘肃省地矿局第三勘查院,甘肃 兰州 730050;2.甘肃省地矿局水文地质工程地质勘察院,甘肃 张掖 734000)

近年来,张掖城市湿地浅层地下水水质有恶化的趋势,地下水污染已经使张掖城市湿地安全受到严重威胁。因此通过系统研究张掖城市湿地水文地质条件,选择适宜的评价理论和方法,对张掖城市湿地地下水的防污性进行评价,编制地下水防污性分区图,为决策部门的合理规划、进行地下水功能分区和保护湿地及地下水资源提供科学的依据就显得尤为必要。

1 区域概况

张掖城市湿地主要为祁连山前缓倾斜冲洪积细土平原构成,总的地势是自南西向北东倾斜。地形平坦开阔,地面坡降:西南部5‰ ~8‰,北部1‰ ~3‰,以黑河沿岸地势最低,海拔1 425~1 540 m。

研究区地下水属第四系松散岩类孔隙水,呈连续的、横向为无限边界含水层系综合体。西部黑河滩含水层岩性为单一大厚度砂砾卵石层,其余大部分地带为多层结构的砂、砂砾石及砂砾卵石。

在勘探深度(200 m)以内,按含水层时代及其埋藏特征,划分为上部全新统潜水含水层、中部上更新统承压含水层和下部中更新统承压含水层。上部全新统潜水与中部上更新统承压水之间无明显界线,统称浅层地下水系统;中部上更新统承压水与下部中更新统承压水之间有一层较稳定的粘性土,厚度一般3~8 m,所以将下部中更新统承压水称为深层地下水系统。

上部全新统潜水含水层埋藏深度1~30 m,西南部黑河滩一带大于30 m,南深北浅。含水层岩性以各类砂为主、单层厚度一般0.5~2 m,总厚度小于20 m。表层亚砂土、亚粘土富水性很弱,地下水主要赋存于植物根系和腐烂的根系之中,对湿地植物根系吸取水分具有重要价值。

中部上更新统承压含水层埋藏深度一般30~80 m,厚度一般50~60 m,承压水顶板埋深15~20 m,含水层岩性为泥质砂砾卵石、砂砾石。是本区的主要含水层和开采层。

下部中更新统含水层埋藏深度大于80 m。含水层厚度60~80 m,顶板埋深75~80 m,隔水顶板岩性为亚粘土,厚度2~4 m。含水层岩性为泥质砂砾卵石、砂砾石及砂层。

埋藏深度小于80 m的浅层地下水目前已经受到不同程度的污染,

2 评价方法

地下水的防污性是指地下水体由于赋存地质环境的差异,而具有的抵抗人类活动产生的污染物进入地下水的能力。本文采用目前应用较为普遍的DRASTIC指数评价法地下水污染防污性,其基本原则是:第一,选择对地下水污染影响最明显的地质与水文地质条件作为评价因子;第二,对各因子的评分范围进行划分,各评分范围给予不同的分值;第三,根据各种因子对地下水防污性能有效的大小给予不同的权重,影响大的权重值大,反之则小;第四,把各单项因子的评分值通过数学方式变成地下水污染性能指数,以防污指数的大小评价地下水防污性能的高低。即按照各指标的地下水防污性能影响大小分别给予相当权重值,用污染指数将各因子综合起来,采用加权的方法计算DRASTIC指数,即为地下水防污性指数:

式中:Wi为因子的权重;Ri为因子分级评分值。

2.1 评价因子的选择与分级标准

2.1.1 评价因子的选择

地下水防污性主要受地下水位埋深(D)、地下水净补给量(R)、含水层组介质(A)、土壤介质(S)、地形地貌(T)、包气带介质(I)和含水层渗透系数(C)等因素影响,因此选择这七项指标作为评价指标。

2.1.2 因子的分级

地下水防污性评价核心内容主要反映的是地下水抵抗污染的能力,其评价指标反映出研究区实际情况的相对性,根据资料与调查情况,各评价指标的分级划分标准见表1。

2.2 因子的权重

各项因子的权重见表2,范围为1~5。对地下水系统影响最重要的评价因子权重为5,影响程度最小的评价因子权重为1。

2.3 地下水防污性能级别划分标准

对地下水防污性能按照防污性指数划分为好、较好、中等、较差、差等五级表3。

3 评价结果

通过对张掖城市湿地地下水防污性能DRASTIC指数计算结果,按地下水防污性能级别划分标准,将本区划分为三个防污性能分区,即地下水防污性能较好区、地下水防污性能中等区和地下水防污性能较差区。

地下水防污性能较好区:主要分布在研究区南部新墩镇——二十里铺一带地下水深区,水位埋深一般大于10 m,包气带岩性以亚砂土及砂砾卵石为主。

地下水防污性能中等区:主要分布在张掖城区以西及以南,地下水位埋深大于5 m,包气带岩性为亚砂土、亚粘土。城区以西包气带岩性为砂砾卵石层,地下水位埋深大于10 m。

表1 评价因子分级及评分表

表2 评价因子权重表

表3 防污性能级别划分标

地下水防污性能较差区:主要分布在张掖城区以北至山丹河沿岸地下水浅埋区。

4 结论

采用DRASTIC指数评价方法对张掖城市湿地地下水防污性进行了评价,评价结果表明:张掖城市湿地地下水防污性较好地带主要分布在研究区南部新墩镇——二十里铺一带地下水深埋区,水位埋深一般大于10 m,包气带岩性以亚砂土及砂砾卵石为主。DRASTIC指标为65~85。沿地下水径流方向,随着地下水位埋深的减小、饱气带厚度变小、地下水净补给量的增加,DRASTIC指标逐渐减小,地下水防污性能相对降低,这是符合客观实际的。该评价结果为决策部门合理规划和保护张掖城市湿地地下水资源提供简单明了的科学依据。在进行地下水防污性评价时,要在充分掌握工作区的地质及水文地质条件基础上,根据实际情况选取评价因子,在对评价因子进行分级量化时,要根据实际情况强调评价因子的相对性。

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