邢台市滏西平原区地下水补给主要有三个方面:①降雨入渗补给,该区岩性颗粒较粗,是降雨入渗补给的较优地段;②地表水体入渗补给;包括较大灌区的渠渗漏补给和渠灌田间渗漏补给以及河道渗漏补给;③山前地下水侧向补给,滏西平原区西靠太行山,整个山前地带长80余km,该区内含水层较厚,颗粒粗,且有可溶岩体直接接触,侧向补量充沛。而滏东平原区地下水补给量主要有两个方面:①降雨入渗补给,该区主要依靠此项补给,沿河床及古河道带是该区补给的最优地段;②地表水体入渗补给,此项补给量较小。
平原区地下水资源为69207万m3。地下水补给主要由降雨入渗、山前侧补、地表水补给和井灌回归四种方式,主要分布在滏西区,滏东区的东部及滹滏区的西部也有少量的分布。平原区地下水补给量见表1,本次补给量计算采用河北省水文水资源勘测局最新系列成果(1956~1997年)。
表1 邢台市平原区地下水补给量成果表
3.1 降雨入渗补给过程中对地下水质的影响
本区域大气降水的水质一般较好。由纯雨水补给地下水,则不会引起地下水水质的变化。问题是在降雨补给地下水过程中,雨水要流经地下含水层上覆的岩土,才能达到地下水面。就在雨水入渗过程中,由于农田常年使用农药化肥和除草剂等,这些残留物经雨水淋融连同土壤中易溶物一起随雨水补给了地下水,使地下水水质发生明显的变化。尤其在汛期发生大范围、高强度的暴雨之后,这种现象更加明显。
目前,邢台市农业使用的化肥有氮、磷、钾和复合肥四种,据邢台市统计局1998年统计资料,邢台市每年化肥使用量为29.7万t(按折纯法计算)。化肥的大量使用,虽然提高了农作物产量,但有相当一部分化肥不能被农作物吸收,随水土流失进入水体,造成地表水和地下水污染。据有关资料表明,农用水带入地表水体的氮占人类活动总排入水体含氮量的51%,施氮肥地区这种氮的流失比不施氮肥地区高3~10倍。
污染物在到达地下水面以前要经过包气带下渗,由于地层有过滤吸附等自净能力,可以使污染物的浓度变化。特别是包气带岩层的组成颗粒较细,厚度较大时,可以使污染源中许多污染物的含量大为降低,甚至全部消除,只有那些迁移性强的物质才能到达地下水面污染地下水。邢台市西部平原区岩层的颗粒明显大于东部平原,从单个地下水监测井资料分析,滏西平原污染物含量明显大于滏东平原,这种污染途径的污染程度受包气带岩性控制。
氮对地下水污染受降水量、土壤性质、植物植被、化肥品种等多种因素制约,其中使用氮肥多少是造成地下水氮污染的前提条件。由于以上土壤氮循环过程受土壤环境中生物、化学、物理因素影响,变得极其复杂。一方面,从理论上讲,在各类氮化物中,亚硝酸盐是含氮化合物分解过程中的中间产物,也是有机污染的重要标志之一;硝酸盐氮是含氮有机物经无机化作用的最终产物;氨氮在水体中存在时,表示有机物处在分解过程中,可作为判断水体在近期遇到污染的标志。另一方面,由于土壤颗粒吸附氨氮,而几乎不吸附硝酸盐,因此,氨氮基本上滞留在土壤上层或中层,而硝酸盐在下层大量存在,亚硝酸盐作为消化和反消化过程的中间产物,存在时间有限,因而淋溶损失也并不严重。
根据邢台市平原区近10年地下水监测资料,利用各水质监测站的年平均值,分析浅层地下水中氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮的含量及变化。氨氮随时间几乎没有变化,监测数据大部分未检出,没有明显的变化规律;但亚硝酸盐氮和硝酸盐氮随时间增长,地下水中含量逐渐增大,而硝酸盐氮含量和增长率明显大于亚硝酸盐氮。通过趋势分析说明长期大量使用化肥,会对地下水产生影响,这是一个漫长的污染过程。
3.2 地表水补给对地下水水质的影响(www.xing528.com)
被污染的河水除直接蒸发渗漏外,大部分用于灌溉。这会使部分有害物质积累在土壤中,再通过降雨入渗,将积留在土壤中的有害污染物带入地下污染地下水质。污染的地表水要通过在含水层中一段距离的渗透,才能到达地下水面。在渗透过程中,地表水中所含的某些污染物通过岩层自净作用使其浓度逐渐降低。城镇的工业废水和生活污水,绝大部分未经处理直接排入河道,表2是平原河道水质评价成果。
表2 平原区河道地表水水质评价成果表
评价结果可以看出,地表水主要污染物为氨氮、挥发酚和COD,氨氮最大超标倍数为96.8(洨河),挥发酚最大超标倍数为89.8(汪洋沟),COD最大超标倍数为72.6(汪洋沟)。
平原区的地表水水体补给地下水,平原区通过抽灌引水、河道渗漏、渠系补给等方式,地表水的水质较好,对地下水水质不会产生影响。如果地表水受到污染,通过排污河道的渗漏和引污水灌溉,那些通常是非达标排放的污水,必定会将有毒有害物质补给地下水。目前,邢台市京广路以东平原区的河道在非汛期接纳的全是工业污水和生活废水。地表污水对地下水的补给具有持续性的特点,其污染强度主要取决于地表污水的污染程度和所含污染物的成分及污水量,还取决于河流沿岸地质结构、水动力条件等。污染影响带沿河附近呈带状分布。
对邢台市平原区地下水中氯化物、硫酸盐、总硬度、溶解性总固体、氟化物、挥发酚、氰化物、砷、六价铬、汞、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、锰、铁等15项污染项目进行调查评价,评价标准及评价成果见表3。
表3 邢台市地下水主要污染物污染区域评价表
通过对邢台市平原区15个项目进行评价,其中氯化物、硫酸盐、总硬度、矿化度、氟化物、铁等项目,在黑龙港及部分区域超过评价标准,而在其他区域均未超标,这些物质是由于地质结构和环境水文地质结构条件所造成。对于其他污染项目,只有挥发酚超标,而且超标面积较大,分布范围主要在牛尾河、北澧河、滏阳河沿岸区域,说明是由污水入渗和污水灌溉对地下水造成的污染。氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮在平原区部分县市超标,与长期使用化肥及污水灌溉有关。
生活污水和工业废水排入河道,不仅污染地表水,使污染了的地表水又成为地下水的污染源。另外,降雨时农田径流带入地表水体的氮化物占人类活动排放水体氮的51%,施氮肥地区氮的流失比不施地区高3~10倍。通过河道侧向补给地下水的水源具有较高的含氮量,必然影响地下水水质。污染的地表水要通过含水层中一段距离的渗透才能到达水源地。在渗透过程中,地表水中所含的污染物通过土层的自净作用,使浓度有所降低。地表水侧向渗入污染的特征是,污染影响仅限于地表水体的附近呈带状或环状分布,污染程度仅取决于地表水污染程度、河道沿岸地质结构、水动力条件以及距岸边的距离。
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