洛阳市伊川县地下水质量综合评价分析及开发利用建议_周晓鹏.pdf

DOI:10 19807/j cnki DXS 2023 03 030洛阳市伊川县地下水质量综合评价分析及开发利用建议周晓鹏1，张豪杰2，杜晓阳1，陈雪1，黄天浩1，董培培1(1 河南省地质矿产勘查开发局第一地质矿产调查院，河南 洛阳 471000;2 洛阳市规划建筑设计研究院有限公司，河南 洛阳 471000)摘要地下水监测不仅仅为地下水质量研究提供科学数据，而且为地下水科学合理开发利用、保护地下水资源提供重要的理论依据。本文基于洛阳市伊川县地下水监测数据，利用单因子评价法、内梅罗综合指数法以及根据生活饮用水卫生标准对伊川县地下水质量进行综合评价和分析。研究表明，调查区内不存在优良级水，较差级及以下类别水居多，占调查区域的 60%及以上。水体存在的主要问题是总硬度、溶解性总固体、硫酸盐和硝酸盐氮的含量较高，超出类水级别比例较高。依据主要超标因素数据来看，硝酸盐氮的含量普遍超过生活饮用水卫生标准，导致大部分监测点地下水不适宜饮用。关键词伊川县;浅层地下水;内梅罗综合指数法;水质评价中图分类号P641 8文献标识码A文章编号1004 1184(2023)03 0087 06收稿日期2022 08 24作者简介周晓鹏(1994 )，女，河南洛阳人，助理工程师，主要从事水工环方面研究工作。Comprehensive evaluation and analysis ofgroundwater quality in Yichuan county Luoyang cityZHOU xiaopeng1，ZHANG hao jie2，DU xiao yang1，CHENxue1，HUANG tian hao1，DONG pei pei1(1 The first Institute of Geological and Mineral esources Survey，Henan Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development，Henan，Luoyang 471000;2 Luoyang Planning Institute of Architectural Design Institute Co LTD，Henan，Luoyang 471000)Abstract:Groundwater monitoring not only provides scientific data for groundwater quality research，but also offers thetheoretical foundation for rational exploitation and utilization of groundwater and the protection of groundwater resources Basedon the groundwater monitoring data of Yichuan County，Luoyang City，this paper comprehensively evaluates and analyzes thegroundwater quality of Yichuan County by using single factor evaluation method and Nemero comprehensive index method andaccording to the standards for drinking water quality The research shows that there is no excellent water in the survey area，and the water of poor grade and below is in the majority，accounting for over 60%of the survey area The major problem ofgroundwater is that the content of total hardness，total dissolved solids，sulfate and nitrate nitrogen is high，and the proportionof water beyond class III is high According to the data of major superelement，the content of nitrate nitrogen generally exceedsthe sanitary standard of drinking water，resulting in the groundwater of most monitoring points not suitable for drinkingKey words:Yichuan county;Shallow groundwater;Nemerow multi factor index method;Water quality assessment地下水作为支撑农村及城市发展的重要资源，其质量直接影响着补充和后备水源的供水能力和供水安全，进一步影响着人类生活可持续发展1。随着地下水资源被大规模开采，以及人类活动对地下水造成了一定程度的污染，产生了一系列的环境效应2。因此开展地下水质量评价分析，密切监控地下水水质变化情况，加大地下水环境保护工作监管力度、保持地下水环境质量稳定显得格外重要3。本文结合伊川县开展的地下水质量监测工作，密切监控了伊川县地下水水质变化情况。根据洛阳市伊川县地下水现状，参照国家有关标准，采用单项指标评价法和内梅罗综合指数法对地下水质量和生活饮用水质量进行分析评价。根据评价结果，针对该区域的水质问题提出合理的建议，为该区域社会、经济的可持续发展提供科学依据。1研究区概况本文研究区伊川县位于河南西部，属洛阳市管辖。地理坐标为东经 11212 11246、北纬 3413 3433，面积1 243 29 km2。地处豫西低山丘陵区，四周环山，伊河纵穿南北，形成西南 东北走向的伊川盆地，总体可概括为“两山一川七分岭”。属暖温带大陆性季风气候区，四季分明，春季温和少雨，夏季炎热多雨，秋季阴雨连绵，冬季寒冷干燥。绝大部分河流属黄河水系，极少部分属淮河水系。主要河流为伊河、甘水河、荆河，均属黄河水系，支流 33 条，流向自西南向东北。全县已形成了煤电铝、磨料磨具、酿酒、耐火材料、铸造等优势产业，是河南省重点铝工业基地之一。782023 年 5 月第 45 卷第 3 期地下水Ground waterMay，2023Vol.45NO.32实验及评价方法2 1样品采集伊川县地下水样品采集来源于 19 眼监测井，依据地下水监测点的布设要求，依托自来水公司的 5 眼供水井作为监测井，以及按照 1 乡镇 1 井模式，对伊川县下辖 14 个乡镇依托所在地生活饮用水集中供水井作为监测井(合计 14 眼)，共19 眼监测井对伊川县的地下水进行监测和分析(监测点分布图见图 1)。采集时间为 2021 年 3 月 2022 年 2 月，采集频次为 1 次/月，取样井深 15 300 m，取样深度大部分为浅层地下水。地下水样品的采集严格按照地下水环境监测技术规范(HJ 164 2020)进行监测样品的采集、保存、运输、交接以及贮存。图 1伊川县地下水监测点分布图2 2单因子评价根据地下水质量标准(GB/T 14848 2017)，选取 18项地下水质量常规指标作为 18 个评价因子(见表 1)。对各评价因子进行单因子评价，把实测值与各类水质的标准值进行比较，依据各组分含量高低，分为五类(I、II、III、IV、V 类)，同时该结果为后续内梅罗指数法的综合评价提供了基础数据依据。表 1地下水质量评价指标指标类别指标名称指标个数一般化学指标溶解性总固体、pH 值、总硬度、氨氮、硫酸盐、挥发性酚、总氰化物、高锰酸盐指数、氟化物、砷、汞、镉、六价铬、铁、锰15微生物指标总大肠菌群1毒理学指标亚硝酸盐、硝酸盐22 3内梅罗指数综合评价根据单因子评价的结果所划分的 5 个等级，规定每一单项等级对应的评价分值 Fi分别为 0、1、3、6、10，之后利用内梅罗公式计算出综合评价分值。综合评价分值计算公式:F=?F2+F2max2(1)F=1nni=1Fi(2)式中:F 为综合评价分值;F 为各单项组份评价分值 Fi 的平均值;Fmax为单项组份评价分值 Fi 的最大值;Fi为单项组份评价分值;n 为参加评分的项数。根据国际中推荐的内梅罗指数法4，计算出每个水样点地下水质量的综合评价分值，对照标准的“地下水质量级别表”中关于各级水质的综合评价分值范围，确定出该水样点地下水的质量等级，分为优良、良好、较好、较差、极差共 5 个等级，综合评价分值标准见表 2。表 2地下水质量综合评价标准表类 别单项组份评价分值 Fi013610综合评价分值 F 0 800 8 2 502 50 4 254 25 7 20 7 20质量级别优良良好较好较差极差2 4生活饮用水卫生评价根据生活饮用水卫生标准(GB 5749 2006)，选取 34项地下水质量常规指标作为 34 个评价因子(见表 3)。以单项因子含量与标准含量对比，判断各项指标是否符合饮用水水质标准。从单项评价指标比对结果分析，地下水样完全达标的为适宜，可以直接用于饮用水源，适宜饮用。一般化学指标评价指标项目中没有完全达标，有一项或一项以上超过饮用水标准，不可以直接用于饮用水源，经后续处理后适宜饮用，为基本适宜。毒理学指标有一项或一项以上超过饮用水标准，经处理后仍不适宜饮用，为不适宜。此项评价可以作为伊川县地下水资源开发利用基础依据。表 3生活饮用水质量评价指标指标类别指标名称指标个数感官性状及一般化学指标色度、浑浊度、臭和味、肉眼可见物、pH、铝、铁、锰、铜、锌、氯化物、硫酸盐、溶解性总固体、总硬度、耗氧量、挥发酚类(以苯酚计)、阴离子合成洗涤剂17微生物指标总大肠菌群、耐热大肠菌群、大肠埃希氏群、菌落总数4毒理学指标砷、镉、铬(六价)、铅、汞、硒、氰化物、氟化物、硝酸盐、三氯甲烷、四氯化碳11放射性指标总 放射性、总 放射性23研究结果3 1单因子评价结果根据伊川县 19 个取样点每个月的单因子评价结果，伊川县整体水质一般，硬度、溶解性总固体、硝酸盐氮以及硫酸盐等影响因子评价等级在 III 类水及以上的概率普遍偏高。一少部分取样点的个别影响因子存在 III 类等级，例如 2021 年3 6 月、8 12 月以及 2022 年 1 2 月砷评价等级为 III 类的概率在 5 3%26 3%之间;2021 年 3 6 月以及 8 12 月镉评价等级为 III 类及以上的概率在 10 5%57 9%之间。进一步对地下水质量进行单因子综合评价时采取从劣不从优的原则5，综合评价结果以最差单因子评价类别来确定。结果(见图 2)表示伊川县 19 个取样点每个月地下水的级别无 I 类和 II 类水，地下水 III 类水及以上级别所占比例为100%。尤其是在 2021 年 3 5 月份，地下水 V 类水所占比例达 53%以上。88第 45 卷第 3 期地下水2023 年 5 月图 2伊川县地下水单因子综合评价图3 2内梅罗指数综合评价结果根据伊川县各监测点每个月详细综合质量评价分值和等级，各监测点每个月综合质量评价等级分布概率图见图 3。根据地下水监测点综合评价质量分布饼状图，伊川县各乡镇19 个监测点水质没有优良(深蓝色区域)和较好(浅蓝色区域)这两个等级，水质普遍较差(橙色区域)。只有 2021 年 4月和 5 月监测点水质良好(红色区域)的概率占 50%以上，尤其是在 2021 年 8、9 和 12 月监测点水质存在极差(蓝色区域)，这可能与当时降雨量的增加有关。结果显示，伊川县 19个监测点地下