皖北平原区浅层地下水脆弱性评价研究

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淮北平原浅层地下水中铁和锰的空间差异性及影响因素

淮北平原浅层地下水中铁和锰的空间差异性及影响因素
安徽淮北地区面积 34 721 km2,位于华北平原
的南部,除东北边缘及局部分布有低山丘陵外,绝大 部分属洪冲击平原,地势平坦开阔,地形由西北向东 南倾斜。淮北地区属暖温带半湿润季风气候区,平均 降水量 859.5 mm/a,平均蒸发量 1 038.4 mm/a。研究 区地下水为第四系松散岩类孔隙水和基岩裂隙岩溶 水,孔隙水广泛分布于平原区,具有供水 意义的含水岩组主要为新近系 (N2) —第四系 (Q2) 及
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用 GS+软件进行半方差分析。表 1 为淮北平原浅层 地下水中 Fe、 Mn 含量的统计特征。
占 43.05% ;达到我国和美国生活饮用水水质标准 (<0.3 mg/L)的采样点占 66.23%;若以我国农村小型 集中式供水和分散式供水的水质指标限值 0.5 mg/L 作标准, 82.78%的采样点符合我国农村饮用水水质 要求,17.22%的采样点地下水 Fe 含量超标,比我国 生活饮用水指标限值 (0.3 mg/L) 高 3.33 倍 ( 表 1 、 表 2)。
151个水样中达到欧盟和美国生活饮用水水质要求005mgl的采样点占1656达到我国生活饮用水水质标准01mgl的采样点占5497达到我国农村小型集中式供水和分散式供水的水质指标限值03mgl的采样点占90071788的采样点超过我国生活饮用水指标限值最高达23933结果讨论331fe的空间分布特征根据欧盟我国及美国生活饮用水标准及我国农村集中供水或分散式供水水质指标标准把地下水中fe的含量划分为4类其浓度分别在0102mgl0203mgl0305mgl0510mgl如所示
Analysis of spatial variability of iron and manganese in shallow groundwater and its influential factors in Huaibei plain

皖北矿区地下水化学组成控制因素及水源识别 研究进展 ——基于水岩相互作用和EPA Unmix 模型的思考

皖北矿区地下水化学组成控制因素及水源识别 研究进展 ——基于水岩相互作用和EPA Unmix 模型的思考

Open Journal of Nature Science 自然科学, 2019, 7(3), 129-136Published Online May 2019 in Hans. /journal/ojnshttps:///10.12677/ojns.2019.73019Research Progresses on Controlling Factors of Chemical Constitution and Water SourceIdentification of Groundwater in MiningArea, Northern Anhui Province—Consideration of Water-Rock Interaction and EPA Unmix ModelKai Chen1,2, Linhua Sun1,21School of Earth and Environment, Anhui University of Science and Technology, Huainan Anhui2School of Resources and Civil Engineering, Suzhou University, Suzhou AnhuiReceived: Apr. 23rd, 2019; accepted: May 7th, 2019; published: May 14th, 2019AbstractIt is a key point to identify the water-rock interaction mechanism in the aquifers of coal mining area in northern Anhui province. This paper summarized the work of the predecessors and pointed out some problems existing in the current research: 1) the qualitative analysis of major ion sources of groundwater in mining area needs to be verified and 2) the major ion sources re-quire further quantitative analysis. These problems can be solved by combining the water-rock interaction experiment with the EPA Unmix model analysis: the dissolution spectra of various minerals/rocks can be obtained by using the water-rock interaction experiment, whereas the EPA Unmix model can obtain quantitative information of ion sources. Their combination can provide new methods and ideas for identifying water inrush sources based on water-rock interactions in the future.KeywordsGroundwater, Coal Mine, Hydrochemistry, Water-Rock Interaction, Unmix Model皖北矿区地下水化学组成控制因素及水源识别研究进展——基于水岩相互作用和EPA Unmix模型的思考陈凯1,2,孙林华1,2陈凯,孙林华1安徽理工大学地球与环境学院,安徽 淮南 2宿州学院资源与土木工程学院,安徽 宿州收稿日期:2019年4月23日;录用日期:2019年5月7日;发布日期:2019年5月14日摘 要查明皖北煤矿区含水层水岩相互作用机理是进行水源识别的关键所在。

安徽省淮北市多年降雨变化及浅层地下水位响应研究

安徽省淮北市多年降雨变化及浅层地下水位响应研究

安徽省淮北市多年降雨变化及浅层地下水位响应研究
王禹
【期刊名称】《江淮水利科技》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】为揭示地下水位对降雨、地下水开采及土地利用变化等因素的响应规律,采用小波分析、M-K趋势检验、滑动平均等方法对安徽省淮北市1956一2020年降雨量及地下水自动监测数据进行对比分析。

结果表明:淮北市年降雨量呈现多时空尺度变化特征,具有明显的周期性,以36a和6a最为显著,降雨量自1956年以来整体下降是地下水位总体降低的主要原因;地下水位变化可分为水位变化主要受降雨量控制,开采井分布造成了水位变化的空间差异,降雨量引起水位上升、地下水开采引起水位下降、土地利用变化等影响因素在叠加或消减中共同影响了地下水水位变化导致城区水位下降,降雨量、土地利用变化决定地下水的动态变化降雨量占主导作用等四个阶段。

研究成果可为准北市水资源管理提供参考。

【总页数】8页(P32-37)
【作者】王禹
【作者单位】淮北市水资源管理办公室
【正文语种】中文
【中图分类】P641
【相关文献】
1.低丘红壤区不同降雨类型对浅层地下水位动态变化的影响——以江西省余江县为例
2.降雨型滑坡浅层滑动对土体含水率变化的响应
3.降雨对多年冻土区浅层滑坡失稳的影响研究
4.绿洲浅层地下水位与水质变化对人为驱动LUCC的响应——以三工河流域为例
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典型矿区深层地下水重金属含量特征及健康风险评价——以皖北矿区为例

典型矿区深层地下水重金属含量特征及健康风险评价——以皖北矿区为例
根据淮北煤田综合水文地质柱状图安徽省煤田地质局第三勘探队等2012个含水层自上而下依次为一含厚度3736342均值2792厚度052均值1945m三含厚度527163384m和四含厚度05197均值175中生界侏罗纪第五含水层仅在宿县矿区朱仙庄煤矿区域出现厚度0100均值1008上古生界二叠系煤系含水层主要有煤裂隙砂岩间含水层厚度129157均值3467煤上下含水层厚度0742均值192m10煤上下裂隙砂岩间含水层厚度0661均值2223石炭系太原组灰岩含水层厚度2127135均值549矿区下古生界揭露的奥陶系厚度大于500材料与方法11样品采集与测试水样采自于皖北矿区的四个煤矿其地理位置及采样区域如图所示水样样品共计59其层取样数量分别为16个26个12采样深度依次为223834995m2506495研究区含水层赋存状况示意图据桂和荣2005修改fiexistencestateaquifersstudyareamodifiedaftergui200543053849采样时间为2012采样量大于25微孔滤膜过滤加优级纯硝酸调ph2墨炉法测定了cdcrcupbni五种重金属zn采用火焰法测定定量方法均采用外标法测试回收率依次为936410584101831119295509696
2) School of Earth and Environment, Anhui University of Science and Technology, Huainan, Anhui 232001
Abstract: Six heavy metals(Cd, Cr, Cu, Zn, Pb and Ni)in deep groundwater from four aquifers (unconsolidated formation, coal-bearing series, limestone water in Taiyuan Formation and Ordovician limestone water) were monitored in a coal mining area of northern Anhui Province, and their content characteristics and health risk assessment were analyzed. The research result shows that the content orders of heavy metals from the four aquifers were different from each other. In the whole study area, the order of heavy metals content is the same as that of the groundwater samples from limestone water in Taiyuan Formation aquifer, with the order being Ni>Zn>Pb>Cu >Cd>Cr. A comparison with China’s quality standard for groundwater(GB/T14848—93 Ⅲ)shows that the concentrations of Cr, Cu and Zn are below GB/T14848—93 Ⅲ, while the concentrations of Cd, Pb and Ni in some

皖北某矿沉陷区地表水与浅层地下水重金属含量特征及影响因素

皖北某矿沉陷区地表水与浅层地下水重金属含量特征及影响因素

皖北某矿沉陷区地表水与浅层地下水重金属含量特征及影响因素刘朝发;冯银炉;方刘兵;李翠【摘要】按丰水期、平水期和枯水期对皖北某矿采煤沉陷区地表水与浅层地下水进行采样, 测试重金属元素的含量,探讨其时空分布特征与影响因素,采用重金属污染指数法()进行风险分析.结果表明,受土壤高背景值及水岩相互作用控制,研究区浅层地下水重金属含量及指数明显高于地表水;地表水主要污染物为Cr,浅层地下水主要以Cr和Ni污染为主,二者季节变化规律均表现为枯水期>丰水期>平水期.虽然煤炭开采一定程度上造成沉陷区内地表水体的重金属含量升高,但与外源重金属污染物输入相比,煤炭开采影响程度较小;地表水的入渗补给也能适当的稀释降低浅层地下水重金属浓度.【期刊名称】《环境科技》【年(卷),期】2018(031)004【总页数】6页(P44-49)【关键词】采煤沉陷区;重金属;地表水;浅层地下水;HPI【作者】刘朝发;冯银炉;方刘兵;李翠【作者单位】安徽省交通航务工程有限公司,安徽合肥 230011;安徽省交通航务工程有限公司,安徽合肥 230011;安徽大学资源与环境工程学院,安徽合肥 230601;平安煤炭开采工程技术研究院有限责任公司,安徽淮南 232001【正文语种】中文【中图分类】X8煤炭是我国的主要能源,以井工开采为主,每开采万吨原煤造成的沉陷地面积为0.20~0.33 hm2[1]。

两淮矿区是我国14个亿t煤生产基地之一,长期开采形成大面积的沉陷区,且很快积水,形成采煤沉陷湖泊。

据不完全统计,截止2015年,两淮矿区采煤沉陷面积高达508 km2,其中积水区域约占60%[2]。

沉陷区内巨大的淡水资源对区域社会、经济及环境可持续发展意义重大[3]。

重金属是水环境中常见的污染物,具有持久性、不可降解性、可累积性等特点,对人体健康具有很大的潜在威胁,是全世界范围关注的重点[4-7]。

研究表明煤中有超过80种金属元素,其中超过20种元素是有害金属元素[8],使得采煤沉陷区内水体重金属含量状况更加引人注意。

淮北平原浅层地下水动态研究

淮北平原浅层地下水动态研究

淮北平原浅层地下水动态研究陈玺;郝振纯;戴明龙【摘要】[目的]研究近年淮北平原浅层地下水空间动态变化特征。

[方法]参照美国地质调查局于2002年在美国宾夕法尼亚的基于数理统计学方法的地下水动态预警研究方案,利用1975~2008年淮北地区71个站点逐月地下水动态资料,研究地下水埋深的年内、年际及空间动态变化特征。

[结果]淮北平原浅层地下水多年平均埋深从南部的1 m向北部的3 m逐渐增大,1990年之前地下水年均埋深较浅、变幅较小,1990年以后地下水埋深变幅加大,埋深加深,但2003~2008年埋深又趋向变浅。

北部砀山县、萧县、亳州市地下水埋深较深,南部颍上县、凤台县、五河县、阜阳市地下水埋深较浅。

[结论]为淮北平原农业发展提供了基础数据。

%Objective] The aim was to study dynamic changes of shallow groundwater in Huaibei Plain.[Method] According to groundwater dy-namic early warning system in Pennsylvania, USA in 2002 based on the mathematical statistics method by United States Geological Survey, using monthly groundwater dynamic data of 71 stations in Huaibei Region during 1975-2008, annual and spatial dynamic characteristics of groundwa-ter bury were studied.[Result] Results showed that the average groundwater depth was increasing from 1m in the south region to 3 m in the north region; shallow groundwater depth were at a higher level with a relative small amplitude before 1990 while it performed opposite after 1990;northern Dangshan, Xiaoxian and Bozhou had a deeper shallow groundwater depth than that in southern Ying, Fengtai, Wuhe andFuyang.[Con-clusion] The study can provide basic data for agriculture development in Huaibei Plain.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2016(044)028【总页数】4页(P73-76)【关键词】淮北平原;地下水;动态分析;干旱【作者】陈玺;郝振纯;戴明龙【作者单位】长江水利委员会水文局,湖北武汉430010;河海大学水文水资源与水利工程国家重点实验室,江苏南京210098;长江水利委员会水文局,湖北武汉430010【正文语种】中文【中图分类】P641近年来,淮北平原地下水资源过度开发利用,导致安徽淮北平原地下水埋深下降、地下水资源减少。

太湖流域典型平原地区浅层地下水脆弱性研究

太湖流域典型平原地区浅层地下水脆弱性研究 马天海;朱晓明;潘扎荣 【期刊名称】《地下水》 【年(卷),期】2014(000)006 【摘 要】以太湖流域典型平原地区苏州市为例,结合研究区水文地质特点,选取浅层地下水水位埋深等6项参数作为评价因子,建立基于墒权的浅层地下水脆弱性评价 DRITuTmE模型。将评价模型与 GIS技术相耦合,形成研究区浅层地下水脆弱性分区图,并进行研究区浅层地下水脆弱性评价。评价研究结果表明:所建立的评价模型避免了人为因素的干扰,能够真实地反映苏州市浅层地下水脆弱性程度。%Here presents the study on shallow groundwater vulnerability ( SGWV) assessment for Suzhou city, a typical plain area in the Taihu Basin in China. According to the specific geological conditions of the area, groundwater depth and other five parameters are selected as assessment factors, and the DRITuTmE model based on entropy weight is established to assess the SGWV in Suzhou plain area. Based on the assessment model and GIS technique, the SGWV assessment is conducted and the vulnerability distribution map is drawn. The assessment result shows that the improved model can eliminate subjective er-rors and can reflect the shallow groundwater vulnerability characteristics of the study area, and the result is useful for the shal-low groundwater utilization and protection.

安徽合肥地区浅层地下水质量评价

安徽合肥地区浅层地下水质量评价作者:孙跃刘中刚侯香梦周迅来源:《华东地质》2019年第01期摘要:对合肥地区浅层地下水取样分析,采用单因子评价法、分类指标评价法和综合评价法对浅层地下水质量进行评价。

结果显示:可以直接饮用的地下水资源(Ⅰ类水、Ⅱ类水和Ⅲ类水)占59.3%,经过适当处理可以饮用的地下水資源(Ⅳ类水)占30.5%,不能直接饮用的地下水资源(Ⅴ类水)占10.2%。

在地下水评价指标中,挥发性有机指标较好,毒性重金属指标和半挥发性有机指标次之,无机毒理指标和一般化学指标较差。

影响地下水质量的化学组分主要为铁、锰、总硬度、溶解性总固体、氟、硫酸盐和钠+钾等无机组分,与人类活动相关的化学组分主要为氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、六价铬、砷、铝、碘、氯化物等无机组分和苯并(a)芘等有机组分。

影响地下水质量的原因主要为城市和乡镇工业污水、生活污水排放,农村农药、化肥使用及生活垃圾污染。

关键词:浅层地下水;地下水质量评价;合肥地区中图分类号:X824文献标识码:A文章编号:2096-1871(2019)01-074-07地下水是保障我国城乡居民生活用水、支持社会经济发展的重要战略资源,在维持生态系统安全和生态环境建设方面具有重要作用。

安徽合肥地区生活用水以地表水为主,地下水开采程度低,利用前景广阔。

随着城市的快速发展,合肥地区水资源需求量逐年攀升,作为补充和后备应急水源的地下水显得尤其重要,地下水质量和污染问题成为制约城市发展的重要因素。

袁陈敏等[1]对合肥市区浅层地下水受洗衣粉和细菌污染现状进行了调查,认为旧城区井水均受阴离子合成洗涤剂(LAS)、氯化物和细菌不同程度的污染;储茵[2]对合肥市浅层地下水受硝酸盐氮的污染程度进行了分析,并提出相关的防治对策;张留喜等[3]、操基玉等[4]对合肥市农村生活饮用水卫生现状进行调查,发现肥西县、肥东县和长丰县浅层地下水已被细菌等微生物污染。

以上研究仅对受人类活动影响明显的单一地下水组分进行污染调查,缺乏对地下水水质和污染调查评价的系统研究。

宿州市地下水资源的调查与分析

宿州市地下水资源的调查与分析摘要:本文阐述了宿州市地下水资源的现状,地下水资源存在的问题及危害。

通过分析明确了宿州市今后应如何做好水资源的开发与利用、治理与保护工作并提出可行性的措施和方法。

关键词:宿州市地下水资源1 概述宿州市是淮北地区重要的煤炭工业城市,也是地下水开发利用较早、程度较高的城市。

其生活工业用水主要取自地下,主要是浅层和深层孔隙水,其水资源比较贫乏,2001年宿州市人均水资源占有量为602m2,近年来,随着城市经济与城市规模的不断发展,两市的工业及生活用水不断加大,由此暴露的地下水资源开发与利用问题越来越多,制约了城市可持续发展及人民群众的健康生活。

2区域环境状况2.1自然地理背景宿州市位于33°18′N-34°38′N与116°09′E -118°10′E之间,地处淮北平原北部,位于黄淮海平原南端,北临废黄河,南接蚌埠市,西连淮北市,东与江苏省接壤,具有便捷的铁路、公路、水运交通网。

[1]全市面积9 786 km2,其中平原面积占91%,耕地面积773万亩,地势平坦,地形西北高、东南低,平原区地面高程一般在20 m--40 m。

宿州地处暖温带南缘,属暖温带半湿润季风气候,其主要特征是季风明显,四季分明;光照充足,气候温和;雨量适中,但多集中于夏季;春温多变,秋高气爽。

2.2市区水文状况宿州市属于暖温带半湿润季风气候区,春夏季盛行东南风,炎热潮湿多雨;秋冬季盛行东北风,干燥少雨。

多年平均降水量860 mm,降水量年季变化大,最大年降水量1 460 mm (1954年),最小年降水量431mm (1999年),最大年降水量与最小年降水量比值达3.4。

年内分配不均, 5-9月份降水量占全年降水量的65%。

多年平均水面蒸发量1 060.0mm (E601),平均干旱指数1.26。

多年平均气温14.5℃,年均日照时数2 315.8 h,多年平均无霜期210 d。

改地下水脆弱性评价技术指南3-6

区域浅层地下水脆弱性评价技术指南(征求意见稿)中国地质科学院水文地质环境地质研究所水利部水利水电规划设计总院二〇一二年十二月目录1 前言 (1)2 引用标准与规范 (2)3 术语与基本概念 (3)3.1 地下水污染 (3)3.2 浅层地下水 (3)3.3 地下水脆弱性 (3)3.4 地下水本质脆弱性 (3)3.5 地下水特殊脆弱性 (3)3.6 地下水脆弱性图 (4)3.7 地下水脆弱性指数 (4)4 总则 (5)4.1 目的任务 (5)4.2 评价对象与精度 (5)4.3 评价流程 (5)4.4 基本原则 (6)5 评价方法 (7)5.1 孔隙水脆弱性评价方法 (7)5.2 裂隙水脆弱性评价方法 (13)5.3 岩溶水脆弱性评价方法 (16)6 评价步骤 (26)6.1资料准备 (26)6.2指标选择 (31)6.3 图层建立 (32)6.4 ARCGIS操作流程 (34)6.5 结果验证 (40)7 编图要求 (42)7.1 编图软件 (42)7.2 地下水脆弱性分级设置 (42)7.3 地下水脆弱性图的布局 (42)8 成果表达 (44)8.1 综合研究报告 (44)8.2 图表 (45)附录1 国内外地下水脆弱性评价方法介绍 (46)1.1 GOD方法 (48)1.2 AVI方法 (48)1.3 ISIS方法 (49)1.4 DRASTIC方法 (50)1.5 SINTACS方法 (51)1.6 SEEPAGE方法 (52)1.7 EPIK模型 (53)1.8 欧洲模型 (54)附录2 地下水脆弱性评价论文目录 (59)2.1 中文文献目录 (59)2.2 英文文献目录 (60)附录3 地下水脆弱性评价案例 (62)1 华北平原地下水脆弱性评价 (62)第三章华北平原地下水本质脆弱性 (62)3.1 DRASTIC评价方法 (62)3.2地下水本质脆弱性评价 (67)3.3 地下水本质脆弱性对人类活动响应研究 (82)3.4 本章小结 (85)2 青木关岩溶槽谷地下水水源地固有脆弱性评价 (86)第三章脆弱性风险评价 (86)3.1改进后的斯洛文尼亚模式 (86)3.2改进后的越南模式 (100)3.3评价结果的验证 (106)3.4比较两种方法的固有脆弱性评价 (108)3 大武水源地地下水水源脆弱性评价 (109)第4章岩溶地下水水源污染风险评价 (109)4.1 基于流场的岩溶地下水水源脆弱性评价 (110)附录4 参数敏感度分析和评价结果验证方法 (134)4.1 参数敏感度分析 (134)4.2 评价结果验证 (136)1 前言地下水脆弱性评价是区域地下水资源保护的重要手段,通过地下水脆弱性研究,区别不同地区地下水的脆弱程度,识别出地下水易于污染的高风险区,可以帮助决策者和管理者制定有效的地下水保护管理战略和措施。

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皖北平原区浅层地下水脆弱性评价研究刘猛;张学军;胡军【摘要】Groundwater is the important source of fresh water supply and has been exploited and utilized greatly in the North Anhui plain.DRASTIC model is one of the most widely used models for groundwater vulnerability assessment.To as-sess the unconfined groundwater vulnerability,DRASTIC method was modified in this study by reconstructing the parameter system according to the situation of North Anhui plain.The vulnerability map was drawn by the tool of ArcGIS and would be served as a scientific support for the groundwater protection in the study area.%皖北平原是安徽省地下水开发利用程度较高的地区。

依据国际上运用较广泛的DRASTIC 指标体系,结合安徽省皖北平原的实际情况,构建该区域浅层地下水脆弱性评价指标体系,利用 ArcGIS软件的空间分析功能评价该区域浅层地下水的脆弱性,绘制脆弱性分布图,评价结果可为该地区地下水资源保护和污染防治提供技术参考。

【期刊名称】《地下水》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】4页(P30-33)【关键词】皖北平原;地下水;脆弱性评价【作者】刘猛;张学军;胡军【作者单位】安徽省水利水资源重点实验室,安徽蚌埠 233000; 安徽省水利部淮委水利科学研究院,安徽蚌埠233000;中水淮河规划设计研究有限公司,安徽蚌埠 233000;安徽省水利水资源重点实验室,安徽蚌埠 233000; 安徽省水利部淮委水利科学研究院,安徽蚌埠233000【正文语种】中文【中图分类】P641.121968年,Margat首次提出“地下水脆弱性”这一专业术语[2],用于表征地下水系统容易遭受污染的可能性。

其后几十年,地下水脆弱性研究在地下水科学领域得到了广泛关注,经过不断的发展和完善,目前已经形成了相对成熟的理论体系和研究方法。

地下水是宝贵的资源,一旦遭到污染再度净化要比地表水困难得多,因此,防治地下水污染必须“以防为主”,首先应该确定地下水易受污染的区域,这可以通过地下水脆弱性评价来实现。

地下水脆弱性评价是地下水污染防治工作的基础,其成果可为自然环境、社会经济等方面提供管理决策依据[3]。

DRASTIC评价方法是目前世界范围内应用最广泛的地下水脆弱性评价方法之一。

DRASTIC法由美国环境保护局于1987年提出的,主要用于评价地下水的固有脆弱性。

该方法在美国各地的地下水脆弱性评价工作中取得了良好的效果,并被加拿大、欧盟等多个国家和地区相继采用。

我国在20世纪90年代引进该方法,并在多个省市地区得到应用[4]。

本次皖北平原区浅层地下水脆弱性评价以 DRASTIC 指标体系为基础,结合皖北平原区的实际情况,构建地下水脆弱性评价指标体系,利用ArcGIS软件的空间分析功能评价浅层地下水脆弱性,并绘制地下水脆弱性分布图。

1 研究区概况安徽省皖北平原位于黄淮海平原的南部,大部分位于淮河以北,面积约3.7万km2。

除东北边缘及局部分布有低山残丘外,绝大多数地区属于冲洪积平原,地势平坦开阔,由西北向东南倾斜,坡度较缓,海拔高度在20~40 m。

该区属暖温带半湿润季风气候区,多年平均降水量700~900 mm。

由于皖北平原地表水资源相对匮乏且大多存在污染问题,地下水是该区重要的供水水源,经统计,2010年皖北平原地下水开采总量为29.32亿 m3,占全省地下水供水量的87%。

皖北平原地下水资源的合理开发利用和保护,对于保障该地区人民生活和工农业生产健康发展意义重大,目前,皖北平原地下水水质状况不容乐观,除了大面积存在的原生铁、锰、氟等污染物超标外,在多个城市及厂矿周边还监测到人为污染,随着社会经济的发展,地下水面临着污染加剧的威胁。

因此,开展皖北平原区浅层地下水脆弱性评价可为该地区的地下水资源保护和管理提供科学依据,具有重要的现实意义。

2 利用DRASTIC法评价皖北平原区浅层地下水脆弱性2.1 DRASTIC评价指标体系的建立DRASTIC指标体系有一组共7项与地下水脆弱性相关的参数,这些参数分别为:地下水埋深、含水层的净补给、含水层的岩性、土壤类型、地形、包气带介质影响及含水层水力传导系数。

DRASTIC评价模型如下式。

式中:DRASTIC为脆弱性综合指数;Ti为第i个评价指标取值;wi为第i个评价指标的相对权重。

首先,根据每个评价指标的变化范围(或属性)划分为若干范围(或类别),每个范围(或类别)给予一定的评分值构成评分体系;然后,根据每个评价指标对地下水脆弱性影响的相对重要程度,赋予其合理的权重值;最后,各指标评分加权求和得到地下水脆弱性综合指数。

综合指数值越大,对应区域地下水脆弱性就越高,该区域的地下水相对就越容易被污染;反之,地下水相对不易被污染[5]。

在实际操作中发现,皖北平原地势较平坦,使用“地形坡度”这一参数并不能很好地反映区域上地下水补给对脆弱性分布的影响,而地貌形态对地下水的补给、径流和排泄都起着非常重要的控制作用,以“地貌类型”取代“地形坡度”作为评价指标的效果更好[6]。

综上,本次评价以DRASTIC法的指标体系为基本框架,利用“地貌类型”代替“地形坡度”,其他评价指标不变,最终采用“地下水埋深”、“净补给量”、“土壤介质”、“含水层砂层厚度”、“包气带介质”、“地貌类型”和“含水层渗透系数”7个指标作为研究区浅层地下水脆弱性的评价指标。

2.2 指标等级评分和权重结合皖北平原区的实际情况,确定评价指标等级评分和权重取值,使之更有利于得出相对合理的地下水脆弱性成果,也更加具有可操作性。

首先,分别建立各评价指标的评分标准,各指标的评分值范围都介于1~10分之间,评分值越大,浅层地下水脆弱性就越高。

各指标等级评分标准见表1~表7。

表1 地下水埋深等级评分表范围(m)评分值(0,1]10(1,1.5] 9(1.5,2] 8(2,3] 7(3,4] 6(4,5] 5(5,6] 4(6,7] 3(7,8] 2>8 1表2 地下水净补给量等级评分表范围(mm)评分值>250 10(230,250] 9(210,230] 8(180,210] 7(150,180] 6(120,150] 5(90,120] 4(70,90] 3(50,70] 2(0,50]1表3 含水层厚度等级评分表范围(m)评分值(0,10]10(10,15] 9(15,20] 8(20,25] 7(25,30] 6(30,35] 5(35,40] 4(40,50] 3(50,60] 2>60 1表4 土壤介质类别评分表类别评分值薄层或缺失,砾石10中砂、粗砂 9粉砂、细砂 7胀缩或凝聚性粘土 6砂质壤土 5壤土 4粉质壤土 3粘质壤土 2非胀缩和非凝聚性粘土1表5 含水层渗透系数等级评分表范围(m/d)评分值>150 10(100,150] 9(80,100] 8(60,80] 7(45,60] 6(30,45] 5(20,30] 4(10,20] 3(5,10] 2(0,5]1表6 包气带介质等级评分表类别评分值岩溶化灰岩10玄武岩 9砂砾岩 8灰岩 7砂岩 6粉砂 5.5火成岩 5粉土,页岩 4粉质粘土 2.5粘土1表7 地貌类型等级评分表类别评分值河间、山前洼地,槽状洼地,背河洼10地,扇前洼地河漫滩,河间平地 9泛滥坡平地,河间坡平地 8决口扇形地,泛滥微高地,泛滥高7地、古河道高地波状平原,波丘状平原,冲积洪积裙6坡积洪积裙,坡地岗地 5低丘 4中丘 3高丘 2低起伏低山,低起伏高山1评价指标的权重反映各个参数对地下水脆弱性贡献的大小,权重越大,表明该参数对地下水脆弱性的相对影响越大。

本次评价指标权重和等于20,各指标相对权重值见表8。

表8 评价指标权重体系指标权重地下水位埋深5净补给量 4含水层厚度 2土壤介质 2地貌类型 1包气带介质 4含水层渗透系数22.3 评价结果和脆弱性分布图根据以上所述,对每个评价指标进行评分,并利用Arc-GIS软件生成评分栅格图,再利用ArcGIS的空间分析功能对这些指标评分栅格图按各个指标的相对权重值进行图层间的叠加分析,最终得到皖北平原区浅层地下水脆弱性综合指数分布图(也即脆弱性分布图),见图1。

根据各指标的评分和权重值,可知地下水脆弱性综合指数取值范围为20~200,但考虑到地下水脆弱性是相对属性,因此,本次评价根据皖北平原浅层地下水脆弱性综合指数值划分脆弱性级别,如表9所示。

表9 皖北平原浅层地下水脆弱性级别综合指数值 [90,105](105,120](120,135](135,150](150,160]级别低较低中等较高高根据评价结果,安徽省皖北平原浅层地下水DRASTIC指数范围大致在94~154之间,总体脆弱性中等~较高。

通过分析发现,脆弱性高地区主要是降水入渗条件比较好的东北部碳酸盐岩裸露区,以及地下水埋深较浅的蚌埠市沿淮一带;脆弱性中等~较高地区分布广泛,主要是包气带入渗性能较强的河漫滩和河湖洼地,以及含水砂层较薄的河间泛滥坡平地;脆弱性较低~低区主要分布在含水砂层和粘土层相对较厚的西南部阜阳市一带。

通过与已有的地下水污染调查成果进行检验,评价结果与大部分地区地下水污染分布规律吻合程度较好,评价为相对高或较高脆弱性的地区,正是目前监测到地下水污染面积较大或污染较严重的地区,说明本次评价得到的浅层地下水脆弱性分布图比较好地反映了皖北平原的实际状况。

图1 皖北平原区浅层地下水脆弱性分布图3 结语利用DRASTIC指标体系评价了皖北平原浅层地下水脆弱性,经检验该方法相对较好地符合了当地的具体状况,选定的评价指标能较好地反映影响地下水水质的主要因素,对皖北平原浅层地下水脆弱性评价的研究取得了初步成果。

利用ArcGIS得到的浅层地下水脆弱性分布图对今后该地区制订地下水资源管理、土地利用、环境保护及城市规划等政策措施具有参考价值。

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