尚曉雨 左瑞琦 馬秀

摘 要：【目的】新樂市地下水資源豐富，為保護(hù)地下水資源，保證人民飲用水安全，研究地下水防污性能評(píng)價(jià)具有重要意義?！痉椒ā坎捎肈RASTIC評(píng)價(jià)方法，選取反映水文地質(zhì)條件的7個(gè)參數(shù)：地下水埋深、含水層凈補(bǔ)給量、含水層巖性、土壤介質(zhì)類型、地形坡度、包氣帶巖性及含水層水力傳導(dǎo)系數(shù)等對(duì)新樂市地下水防污性能進(jìn)行評(píng)價(jià)?！窘Y(jié)果】新樂市分為防污性能較好區(qū)、防污性能中等區(qū)和防污性能較差區(qū)，該區(qū)域劃分較為客觀，符合現(xiàn)狀。【結(jié)論】為各級(jí)決策部門的合理規(guī)劃，保護(hù)地下水資源提供簡單明了的科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：新樂市；DRASTIC；地下水；防污性能

中圖分類號(hào)：X523? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1003-5168（2024）07-0111-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.07.022

Evaluation of Groundwater Antifouling Performance in Xinle City

SHANG Xiaoyu1 ZUO Ruiqi2 MA? Xiu1

（1.Land and Resources Exploration Center of Hebei Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development （Hebei Mine and Geological Disaster Emergency Rescue Center），Shijiazhuang 050081，China;

2.Geological exploration technology center of Hebei Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development，Shijiazhuang 050081，China ）

Abstract： [Purposes] Xinle City is rich in groundwater resources. In order to protect groundwater resources and ensure the safety of people 's drinking water， it is of great significance to study the evaluation of groundwater antifouling performance. [Methods] In this study， the DRASTIC evaluation method was used to select seven parameters reflecting the hydrogeological conditions ： groundwater depth， aquifer static recharge， aquifer lithology， soil type， topography， unsaturated zone influence and aquifer conductivity coefficient to evaluate the groundwater anti-fouling performance of Xinle City. [Findings] Xinle City was divided into good antifouling performance area， medium antifouling performance area and poor antifouling performance area. The results were objective and in line with the current situation. [Conclusions] This paper provides a simple and clear scientific basis for the rational planning of decision-making departments at all levels and the protection of groundwater resources.

Keywords： Xinle City; DRASTIC; groundwater; anti fouling performance

0 引言

地下水是一個(gè)開放系統(tǒng)，其脆弱程度往往是多種因素共同作用的結(jié)果。其中既包括內(nèi)部因素，如含水層的地形、地貌、地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，以及與污染物遷移有關(guān)的自然因子，又包括外部因素，如可能引起地下水環(huán)境污染的各種人類活動(dòng)。地下水防污性能評(píng)價(jià)是根據(jù)不同的水文地質(zhì)條件，結(jié)合人類的活動(dòng)因素，選擇適宜的評(píng)價(jià)理論和方法，編制地下水防污性能分區(qū)圖，為各級(jí)決策部門的合理規(guī)劃、保護(hù)地下水資源提供簡單明了的科學(xué)依據(jù)。為有效保護(hù)新樂市地下水資源，本研究選用DRASTIC方法［1-3］對(duì)新樂市地下水防污性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1 研究區(qū)概況

新樂市位于河北省西南部，石家莊市北部，地處太行山東麓，屬山前傾斜平原，地勢(shì)西北高東南低，基本平坦，總面積為525 km2。研究區(qū)內(nèi)有大沙河、木刀溝兩條季節(jié)性河流，均屬大清河水系，貫穿市域東西，水量分布不均。由于河道上游有攔蓄工程，除雨季外基本無地表水資源。新樂市所在水文地質(zhì)單元主要屬太行山東麓山前傾斜平原中的沙河沖積扇亞區(qū)，地下水主要賦存于第四系沉積的砂、礫卵石層空隙中。含水層厚350～400 m，按其特征分為四個(gè)含水層，其中第一、第二含水層屬于淺層含水層，淺層含水巖組無穩(wěn)定隔水層，屬潛水類型，是當(dāng)?shù)仄毡殚_發(fā)利用的含水層，也是研究區(qū)主要的富水巖組。第三、第四含水層屬于深層含水層。由于受區(qū)域構(gòu)造的控制，含水層組在水平和垂直方向上的分布均有一定差異，并具有一定的規(guī)律性。本次調(diào)查的目標(biāo)層為淺層含水層。

2 評(píng)價(jià)方法

2.1 評(píng)價(jià)因子與其分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

2.1.1 評(píng)價(jià)因子。本次地下水系統(tǒng)防污性能主要選取地下水埋深（D）、含水層凈補(bǔ)給量（R）、含水層巖性（A）、土壤介質(zhì)類型（S）、地形坡度（T）、包氣帶介質(zhì)（I）和含水層水力傳導(dǎo)系數(shù)（C）等影響因素作為評(píng)價(jià)因子。

2.1.2 因子的分級(jí)。本次評(píng)價(jià)各因子的分級(jí)和各級(jí)分值主要參考《石家莊市城市地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)報(bào)告》中地下水防污性能評(píng)價(jià)的區(qū)間和數(shù)值。分級(jí)和評(píng)分劃分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

①地下水水位埋深（D）。本次評(píng)價(jià)對(duì)象為新樂市淺層地下水，地下水類型為潛水，地下水水位埋深采用2016年12月豐水期地下水水位統(tǒng)測(cè)數(shù)據(jù)。

②含水層凈補(bǔ)給量（R）。凈補(bǔ)給量主要依據(jù)降雨入滲量數(shù)值。降雨入滲量使用多年平均降雨量和河北平原地區(qū)降雨入滲系數(shù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值進(jìn)行計(jì)算。

③含水層介質(zhì)（A）。含水層介質(zhì)根據(jù)成井資料、水文地質(zhì)剖面圖、鉆探取樣等數(shù)據(jù)，并結(jié)合本次調(diào)查采訪結(jié)果綜合判斷得出結(jié)論。

④土壤介質(zhì)類型（S）。土壤介質(zhì)類型根據(jù)本次調(diào)查結(jié)果，并結(jié)合鉆探、土工試驗(yàn)及滲水試驗(yàn)結(jié)果綜合判斷確定。

⑤地形坡度（T）。地形坡度根據(jù)地形圖和調(diào)查結(jié)果確定。

⑥包氣帶介質(zhì)（I）。包氣帶介質(zhì)類型主要依據(jù)滲水試驗(yàn)、鉆探和土工試驗(yàn)結(jié)果綜合確定。

⑦含水層水力傳導(dǎo)系數(shù)（C）。含水層滲透系數(shù)采用本次及以往收集抽水試驗(yàn)計(jì)算結(jié)果。

2.2 因子的權(quán)重

因子權(quán)重采用DRASTIC法中給定的相對(duì)權(quán)重值，此權(quán)重由國內(nèi)外大量試驗(yàn)得出，權(quán)重范圍為1～5，對(duì)地下水系統(tǒng)最具影響的評(píng)價(jià)因子的權(quán)重為5，影響程度最小的評(píng)價(jià)因子權(quán)重為1。

按照W=（W1，W2，W3，W4，W5，W6，W7），[n=1iwi=1（n=1，2，3...7）]的要求將權(quán)重值［4-5］求歸一化后得到的權(quán)重向量為W=（0.217，0175，0.130，0.087，0.044，0.217，0.130）。

各項(xiàng)因子的權(quán)重見表2。

3 地下水防污性能評(píng)價(jià)分區(qū)

3.1 DRASTIC指標(biāo)計(jì)算

根據(jù)影響地下水防污性能的7個(gè)評(píng)價(jià)因子，DRASTIC法根據(jù)每個(gè)因子對(duì)地下水防污性能影響的相對(duì)重要程度給予一個(gè)固定的權(quán)重構(gòu)成權(quán)重體系，再根據(jù)每個(gè)因子的變化范圍或其內(nèi)在屬性劃分為若干的范圍，每個(gè)范圍給予一定的評(píng)分構(gòu)成評(píng)分體系。各參數(shù)評(píng)分的加權(quán)和即為地下水防污性能指標(biāo)。

地下水防污性能指標(biāo)由式（1）確定。

DRASTIC=DwDr+RwRr+AwAr+SwSr+TwTr+IwIr+

CwCr? （1）

式中：DRASTIC為地下水防污性能指標(biāo)，w表示因子的權(quán)重項(xiàng)，r表示因子的評(píng)分項(xiàng)。

3.2 地下水系統(tǒng)防污性能分區(qū)

根據(jù)防污性能指標(biāo)值，將研究區(qū)劃分為地下水防污性能好區(qū)、地下水防污性能較好區(qū)、地下水防污性能中等區(qū)、地下水防污性能較差區(qū)、地下水防污性能差區(qū)共5個(gè)區(qū)。具體分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)見表3。根據(jù)本次評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，新樂市地下水防污性能指標(biāo)值均分布在防污性能較好區(qū)、防污性能中等區(qū)和防污性能較差區(qū)3個(gè)區(qū)內(nèi)。具體分區(qū)結(jié)果見圖1。

3.2.1 地下水防污性能較好區(qū)。防污性能較好區(qū)分布面積小，約為15.29 km2，占新樂市總面積的2.91%。主要分布在新樂市城區(qū)東部及北部地區(qū)和化皮鎮(zhèn)—官莊—曹家莊—馬家莊一帶及以西地區(qū)，筆頭村以西也有小面積分布。

地下水位埋深：新樂市城區(qū)東部及北部地區(qū)為25～35 m，化皮鎮(zhèn)—官莊—曹家莊—馬家莊一帶和筆頭村以西為35～45 m；地下水凈補(bǔ)給量為85～100 mm/a；含水層巖性為砂礫、粗沙礫石層；土壤介質(zhì)以粉砂質(zhì)壤土、粉質(zhì)黏土、黏土質(zhì)壤土、黃土狀粉質(zhì)黏土夾碎石為主；地形坡度小于1%；包氣帶巖性：黏性土與砂土互層、砂性土，含薄層黏性土；滲透系數(shù)：新樂市城區(qū)東部及北部地區(qū)和化皮鎮(zhèn)—官莊—曹家莊—馬家莊一帶及以西地區(qū)40～85 m/d，筆頭村以西地區(qū)小于20 m/d。

3.2.2 地下水防污性能中等區(qū)。防污性能中等區(qū)廣泛分布于新樂市，分布面積為406.68 km2，占總面積的77.46%。主要分布在新樂市西北部地區(qū)和大沙河南側(cè)的廣大地區(qū)。

地下水位埋深：西北部地區(qū)為20～32 m，大沙河以南地區(qū)一般為20～35 m，化皮鎮(zhèn)中南部地區(qū)大于35 m，埋深向遠(yuǎn)離大沙河方向增大；地下水凈補(bǔ)給量為68～115 mm/a；含水層巖性：西北部地區(qū)砂礫、粗砂礫、礫石、卵石層為主，大沙河以南地區(qū)以砂礫、粗砂礫石層為主，大沙河南岸及西部地區(qū)為礫石、卵石層；土壤介質(zhì)：西北部地區(qū)及木刀溝中下游河道兩岸以砂、粉砂質(zhì)壤土、粉土為主，大沙河以南地區(qū)以壤土、粉砂質(zhì)壤土和粉質(zhì)黏土為主；地形坡度除河道及兩岸地區(qū)外大部分地區(qū)小于1%，部分地區(qū)小于2%；包氣帶巖性：黏性土與砂土互層、砂性土為主含薄層黏性土，部分地區(qū)為砂礫石為主夾少量黏性土；滲透系數(shù)：西北部地區(qū)大部分地區(qū)為40～85 m/d，正莫鎮(zhèn)北部為20～40 m/d，大沙河以南地區(qū)20～40m/d，大沙河下游南側(cè)部分地區(qū)及木刀溝上游南側(cè)地區(qū)為40～85 m/d，大沙河中下游南側(cè)部分地區(qū)大于85～160 m/d，五里鋪村附近大于160 m/d，木刀溝北側(cè)部分地區(qū)小于20 m/d。

3.2.3 地下水防污性能較差區(qū)。防污性能較差區(qū)主要分布在大沙河和木刀溝河道及兩側(cè)地區(qū)，大沙河及其上游北側(cè)地區(qū)分布面積較大，木刀溝主要分布于上游地區(qū)和堅(jiān)固村以北河道附近。小郭莊附近也有小面積分布。較差區(qū)分布面積為103.03 km2，占總面積的19.62%。

地下水位埋深：大沙河上游地區(qū)小于20 m，局部地區(qū)小于15 m，中下游地區(qū)為20～25 m，木刀溝上游地區(qū)大于30 m，局部地區(qū)大于35 m；地下水凈補(bǔ)給量為90～125 mm/a；含水層巖性以砂礫、粗砂礫、礫石、卵石層為主；土壤介質(zhì)以砂質(zhì)壤土、粉土和砂層為主；地形坡度除河道及兩岸部分地區(qū)外小于1%；包氣帶巖性：砂性土為主含薄層黏性土、砂礫石為主夾少量黏性土；滲透系數(shù)：大部分地區(qū)為40～85 m/d，鳳鳴村以南河道兩側(cè)地區(qū)85～160 m/d，正莫鎮(zhèn)西南地區(qū)40～85 m/d，堅(jiān)固村以北河道附近小于20 m/d。

4 結(jié)論

本研究采用DRASTIC評(píng)價(jià)模型對(duì)新樂市地下水防污性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果表明，新樂市地下水防污性能分為較好區(qū)、中等區(qū)和較差區(qū)3個(gè)區(qū)，分別為2.91%、77.46%和19.62%，主要影響因子為含水層巖性。該評(píng)價(jià)結(jié)果較為客觀地反映了新樂市地下水的防污性能，可為新樂市生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供依據(jù)。

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收稿日期：2023-09-12

作者簡介：尚曉雨（1990—），男，本科，工程師，研究方向：水文地質(zhì)工程地質(zhì)和自然資源調(diào)查。