盧莉莉

(山西省運(yùn)城水文水資源勘測分局，山西 運(yùn)城 044000)

環(huán)孤山地區(qū)地下水C r6+異常初步分析

盧莉莉

(山西省運(yùn)城水文水資源勘測分局，山西 運(yùn)城 044000)

本文通過對環(huán)孤山地區(qū)地下水C r6+分布規(guī)律及成因探討,確認(rèn)地下水C r6+異常是自然的水文地質(zhì)條件所致,并詳細(xì)揭示了環(huán)孤山地區(qū)地下水C r6+異常的形成機(jī)理,為地下水資源保護(hù)提供技術(shù)依據(jù)。

地下水;C r6+;異常

孤山，又稱孤嶂山，海拔1411m，位于山西省萬榮縣中南部，近年來運(yùn)城市水環(huán)境監(jiān)測中心先后對環(huán)孤山地區(qū)地下水做了8個(gè)批次采樣分析，其中地下水樣60多個(gè)，發(fā)現(xiàn)整個(gè)環(huán)孤山地區(qū)C r6+含量在不同程度上超標(biāo)，本文根據(jù)專項(xiàng)水文地質(zhì)調(diào)查成果，對環(huán)孤山地區(qū)的地下水C r6+異常情況進(jìn)行分析評價(jià)。

1 環(huán)孤山地區(qū)區(qū)域水文地質(zhì)條件

1.1 環(huán)孤山地區(qū)的地層成因及其特征

在整個(gè)環(huán)孤山地區(qū)，大部分松散沉積物為風(fēng)成黃土。在大的區(qū)域范圍內(nèi)，風(fēng)化沉積的現(xiàn)代地形地貌對古地形地貌有著一定的繼承性，現(xiàn)代地形高的地方多為古山嶺，現(xiàn)代地勢低的地方多為古溝谷(沖刷溝除外)，黃土層依然包含有花崗巖粉化、風(fēng)化的碎屑物質(zhì)。在巨厚黃土層的覆蓋下是燕山期火成巖—花崗巖侵入體，孤山為未被覆蓋而裸露的中深成花崗巖侵入體。

1.2 地下水賦存條件

(1)松散沉積層的成分特征。孤山巖石系燕山期花崗巖侵入體，石英含量在50% ～80%左右。根據(jù)對孤山花崗巖進(jìn)行的成分分析，新鮮巖石的C r6+含量在0.015%～0.016%，半風(fēng)化的花崗巖的C r6+含量在0.013%～0.014%。因此，整個(gè)環(huán)孤山地區(qū)的黃土中必然含有大量的C r6+。巨厚黃土層下的花崗巖比黃土覆蓋層更是富含C r6+，黃土層及覆蓋下的古基巖風(fēng)化帶賦存著更容易被溶解的C r6+元素。

(2)含水層的成因特征。在環(huán)孤山地區(qū)，除孤山外其余地區(qū)幾乎全部風(fēng)成黃土堆積層，其間夾雜有厚度不等、層數(shù)不一的沙層。黃土為外來的風(fēng)成沉積，沙層為與孤山上相似的花崗巖風(fēng)化殘留的石英、長石沙層，構(gòu)成該區(qū)域含水層的主體。

(3)含水層水平分布的一般特征。含水層的厚度在靠近山前地帶為顆粒粗而厚，現(xiàn)代和遠(yuǎn)古時(shí)期的山頂?shù)貐^(qū)為最薄，比如黃土區(qū)最高的馮村鉆探深度530m，鉆探至花崗巖基巖，只有厚度為1.5m的細(xì)粉沙，沿古河道的流向方向厚度變薄，構(gòu)成含水層的沙子粒度也逐漸變細(xì)，在現(xiàn)代的地形地貌上表現(xiàn)為地勢相對低的洼地，在這些地區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)被當(dāng)?shù)胤Q之為“流?？p”的濕陷性地裂縫，比如高村鄉(xiāng)薛店一帶，里望鄉(xiāng)的里望—西平原一帶。

(4)隔水層的基本特征及人工開采條件下的含水層之間的聯(lián)系。由于巨厚的黃土層系風(fēng)成沉積，在各含水層這間沒有穩(wěn)定的隔水層，各含水層之間存在普遍的越流補(bǔ)給，在自然狀態(tài)下，垂直方向上各含水層的水位高度一致，在人工開采過程中，抽水層地下水位發(fā)生下降，形成降落漏斗，而非抽水層由于自然水位高于抽水層，必然發(fā)生對抽水含水層的越流補(bǔ)給。在降落漏斗的范圍內(nèi)，上下所有的含水層都會(huì)不同程度的發(fā)生水力聯(lián)系，開采任何一層或多層地下水，上、下含水層的地下水都會(huì)以越流補(bǔ)給的方式，進(jìn)入到抽水的含水層而被抽出，抽水量越大，降深越大，降落漏斗的影響范圍越大，其他含水層的地下水，尤其是深層的高C r6+地下水參加人工循環(huán)而被抽出的比例就越大。

1.3 地下水補(bǔ)給、徑流及排泄條件

(1)地下水的補(bǔ)給。地下水直接或間接地來自大氣降水。在松散沉積的黃土覆蓋區(qū)，地下水的補(bǔ)給一般有2個(gè)方向，一個(gè)是地下水位高的地方向地下水位的側(cè)向滲透補(bǔ)給，一個(gè)是大氣降水入滲的垂直補(bǔ)給;在分水領(lǐng)地區(qū)，一般以垂直入滲補(bǔ)給為主;在山前地帶，以側(cè)向補(bǔ)給為主;在地勢低洼的地帶也存在著地表洪水的下滲透補(bǔ)給;在山前地帶，除接受大氣降水的垂直補(bǔ)給之外，還接受山上基巖裂隙水的側(cè)向補(bǔ)給。

(2)地下水的徑流。一般而言，在山前地帶含水層的滲透性為最好，以地勢高而被黃土覆蓋的古山嶺地帶，地下水的滲透性為最差，在地勢相對低的地區(qū)含水層的滲透性居于中間，一般當(dāng)?shù)厝朔Q之為“流?？p”的濕陷性地裂縫多發(fā)生于這些地帶。這些地帶的地下水側(cè)向補(bǔ)給條件相對較好;由于現(xiàn)代地形、地貌對古地形地貌的繼承性，在環(huán)孤山地區(qū)、近山前地帶，地下水的流向以順勢下流，平面上成輻射狀。以馮村—高村—萬泉、烏蘇為分水嶺，以南地區(qū)的地下水向南側(cè)向滲透補(bǔ)給，最終排向涑水河方向;以北地區(qū)向北側(cè)向滲透補(bǔ)給，最終排向汾河方向。

(3)地下水的排泄。一般來說，在水位小于30m的地區(qū)，一般毛細(xì)蒸發(fā)作用強(qiáng)烈，具有蒸發(fā)排泄的特點(diǎn)。鹽堿地就是典型的蒸發(fā)排泄區(qū)，高礦化度、高氟地區(qū)也是蒸發(fā)排泄區(qū)之一。

1.4 地下水動(dòng)態(tài)特征

在廣袤的第四系黃土覆蓋地區(qū)，地下水的主要補(bǔ)給來源為大氣降水，根據(jù)已知的調(diào)查資料，臨猗、萬榮、翟店、漢薛地下水位處于持續(xù)下降的趨勢。在人口密度比較大的地區(qū)，普遍存在地下水位持續(xù)下降、開采量大的地方降速快的規(guī)律。

2 環(huán)孤山地區(qū)區(qū)域C r6+分布特征分析

2.1 區(qū)域分布特征

在整個(gè)的環(huán)孤山地區(qū)，除山前地帶的強(qiáng)補(bǔ)給徑流區(qū)之外，都在不同程度上含有C r6+。從地下水的補(bǔ)給特征上來看，在自然狀態(tài)下，上層水，是大氣降水經(jīng)過包氣帶垂直下降，因此其礦化度低，C r6+也低。而下層水，補(bǔ)給途徑遠(yuǎn)，水與賦存環(huán)境里的黃土、巖石風(fēng)化物作用時(shí)間長，礦化度比較高，C r6+含量也比較高。越向下的含水層徑流條件越差，地下水與賦存環(huán)境的物質(zhì)作用越充分，C r6+離子就越高。

根據(jù)分析資料，環(huán)孤山地區(qū)有3個(gè)相對孤立的C r6+高異常區(qū)。分別是:臨猗(0.075m g/L)、漢薛(0.13m g/L)、萬榮(0.09～0.15m g/L)、翟店(0.18、0.15、0.13m g/L)。從更大的范圍—運(yùn)城盆地來看，整個(gè)運(yùn)城盆地都是高鉻地下水分布區(qū)。

2.2 農(nóng)業(yè)間歇性澆灌與地下水的C r6+含量變化特征

在環(huán)孤山地區(qū)，抽出地下水的C r6+含量與區(qū)域性的農(nóng)業(yè)澆灌關(guān)系密切。對翟西村水井連續(xù)取樣3次，第1次分析結(jié)果C r6+為0.18m g/L，5h后在原取樣位置進(jìn)行第2次取樣立即分析，C r6+含量降低為0.15m g/L。為再次確認(rèn)數(shù)據(jù)，2h后又立即再次取樣，分析結(jié)果為0.13m g/L，采樣是在同一位置，但C r6+的確在如此短的時(shí)間序列上發(fā)生了比較大的變化。

在第1次取樣之前，整個(gè)區(qū)域未有降水過程，連續(xù)干旱，整個(gè)公路旁、田間的抽水井都在連續(xù)性大面積地抽水澆地。第1次取樣之前在環(huán)孤山地區(qū)有2次降水量比較大的降水過程，取樣時(shí)發(fā)現(xiàn)大多田間的澆地井停止而無法進(jìn)行采樣工作。從以上數(shù)據(jù)中可以得出如下的分析結(jié)論:水井停止開采地下水之后，區(qū)域水位恢復(fù)，由于同一含水層之間的水力聯(lián)系大于其他高C r6+的含水層，導(dǎo)致抽出的地下水C r6+含量逐漸降低。

3 環(huán)孤山地區(qū)地下水C r6+異常影響因素分析

3.1 地下水賦存條件的影響

孤山的花崗巖中含有0.015%～0.016%的C r6+，風(fēng)化、半風(fēng)化、未風(fēng)化的巖石中的C r6+是地下水含C r6+的基礎(chǔ)因素。從賦存條件而言，循環(huán)、徑流不暢的地區(qū)，地下水與各種風(fēng)化、半風(fēng)化、未風(fēng)化的礦物作用充分，必然形成高C r6+地下水分布區(qū)。在垂直方向上:越向下含水層中的地下水儲(chǔ)留時(shí)間就越長，C r6+含量就越高;越向上含水層以大氣降水垂直入滲補(bǔ)給，C r6+含量低，甚至難以檢到C r6+離子。

3.2 地下水開采量的影響

根據(jù)前面的敘述可知，在自然條件下，深層水徑流極其緩慢甚至是滯留的地下水，也是C r6+含量非常高的地下水。因?yàn)樗缮⒊练e層沒有穩(wěn)定的隔水層而是處于同一個(gè)地下水位面，當(dāng)開采量過大時(shí)，深層高C r6+地下水通過越流補(bǔ)給參與人工條件下動(dòng)態(tài)的地下水循環(huán)而顯現(xiàn)出來。深層地下水參與循環(huán)的量越大，其抽出的地下水中的C r6+含量就越高。地下水的C r6+含量的分布，與人工抽水所形成的降落漏斗是一致的。

漢薛鎮(zhèn)、南景水井深450～500m左右，2村地下水開采強(qiáng)度相對比較大，地下水C r6+明顯高出周邊的其他地區(qū)。受水文地質(zhì)條件影響，在如此高的C r6+背景條件下，在任何一個(gè)位置，只要是抽量大、持續(xù)時(shí)間長的地區(qū)，必然顯現(xiàn)出地下水高C r6+的結(jié)果。在區(qū)域的范圍內(nèi)，C r6+含量低的地方不代表地下水的C r6+含量低，只是地下水循環(huán)的開采強(qiáng)度低而未顯現(xiàn)出來，在高強(qiáng)度的普遍性抽水時(shí)段，抽出的地下水C r6+含量就高。

4 結(jié)論

整個(gè)環(huán)孤山地區(qū)都為高C r6+地下水分布區(qū)，其成因是自然的水文地質(zhì)條件所致;孤山花崗巖的C r6+含量是0.013%～0.016%，是地下水中C r6+離子的唯一來源;地下水的C r6+含量與地下水開采關(guān)系密切，凡是地下水開采量大的地區(qū)，深層富含C r6+的地下水參與循環(huán)，隨著開采量的增加，C r6+的含量上升。

［1］鄭剛.塔里木河下游沙漠邊緣綠洲地下水特征及其變化分析—以喀拉米吉鎮(zhèn)綠洲為例［J］.水利技術(shù)監(jiān)督，2013(06).

［2］米熱古麗·麥麥提.地下水污染現(xiàn)狀調(diào)查及處理［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2013(11).

［3］池春廣.桓仁大川溫泉地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2015(09).

［4］李強(qiáng).運(yùn)城市高鉻地下水的分布及成因分析［J］.地下水，2006 (04).

［5］劉喜坤，韓寶平，韓剛，等.某市巖溶地下水六價(jià)鉻污染及控制因素分析［J］.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2010(S1).

［6］湯克勇.環(huán)境中的鉻與鉻的生理意義［J］.皮革科學(xué)與工程，1996(03).

［7］王小剛，董則軍，劉天宇，等.基于MO D F L O W的地下水C r (Ⅵ)污染水動(dòng)力場模擬預(yù)測研究［J］.水資源與水工程學(xué)報(bào)，2013(01).

［8］杜凌.論水利工程建設(shè)中生態(tài)環(huán)境的保護(hù)［J］.水利建設(shè)與管理，2013(01).

P 641.76

B

1008-1305(2016)05-0037-03

10.3969/j.issn.1008-1305.2016.05.015

2016-03-23

盧莉莉(1977年—)，女，工程師。