牟海斌，鄒 愈，陳海云

(1.信息產(chǎn)業(yè)部電子綜合勘察研究院，陜西 西安 710054；2.陜西科技控股集團(tuán)有限責(zé)任公司，陜西 西安 710077；3.陜西科控實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司，陜西 西安 710077；4.中國電建集團(tuán)西北勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安 710065)

關(guān)中盆地是我國西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較好、自然條件優(yōu)越、人文歷史深厚、發(fā)展?jié)摿^大的地區(qū)。寶雞市位于關(guān)中盆地西部，是陜西省著名的重工業(yè)城市，前人對研究區(qū)地下水水動(dòng)態(tài)及水質(zhì)進(jìn)行過一定程度研究。范軍峰等對寶雞市區(qū)地下水質(zhì)量進(jìn)行了評價(jià)[1]。李永芳等分析了寶雞市農(nóng)灌區(qū)地下水超采區(qū)水位變化動(dòng)態(tài)[2]。隨著城市的飛速發(fā)展，現(xiàn)有的地質(zhì)資料無法滿足城市規(guī)劃和建設(shè)需要，“十二五”期間國土資源部部署開展了關(guān)中盆地城市群城市地質(zhì)調(diào)查工作，為城市的規(guī)劃、建設(shè)和管理服務(wù)，促進(jìn)城市建設(shè)與地質(zhì)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于關(guān)中盆地西部。西起寶雞市區(qū)，東接虢鎮(zhèn)，南到渭河，北通鳳翔，行政區(qū)劃隸屬陜西省寶雞市鳳翔縣、寶雞市陳倉區(qū)、金臺(tái)區(qū)和渭濱區(qū)部分地區(qū)。研究區(qū)地理坐標(biāo)為東經(jīng)107°15′～107°30′，北緯34°20′～34°40′，東西長約22 km，南北寬約19 km，面積約420 km2。區(qū)內(nèi)地貌單元可劃分為東北部山前洪積平原區(qū)、中南部黃土臺(tái)塬區(qū)、西南部渭河沖積平原地區(qū)三個(gè)地貌單元，整體地勢西北高東南低，呈階梯狀向渭河傾斜，地形高差約350 m。研究區(qū)地處中緯度地帶，屬于暖溫帶大陸性半濕潤半干旱季風(fēng)氣候，冬冷夏熱，春干燥秋潮濕，四季分明。多年平均氣溫12.8℃，最高氣溫出現(xiàn)在7月，平均氣溫25.3℃，最低氣溫出現(xiàn)在1月，1月平均氣溫-0.2℃。研究區(qū)多年平均降雨量655.91 mm，年際降雨量變化較大，年內(nèi)降水分配不均勻，降水主要集中在7-9月豐水期，占比達(dá)51.45%。常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|風(fēng)，西風(fēng)次之，歷史最大風(fēng)速20 m/s。區(qū)內(nèi)地表水資源較豐富，其中渭河自西向東貫穿本區(qū)，千河自千陽縣流經(jīng)本區(qū)注入渭河。

2 水文地質(zhì)條件

研究區(qū)南抵渭河，北至山前洪積扇，渭河由西向東流經(jīng)研究區(qū)南部。由于隱伏斷裂構(gòu)造的控制和河流的侵蝕堆積作用，地形西高東低，由南北兩側(cè)向渭河傾斜，堆積有較厚的新生代沉積物，這是本區(qū)地下水形成和運(yùn)動(dòng)的地質(zhì)地貌基礎(chǔ)。研究區(qū)地質(zhì)地貌條件較復(fù)雜，依據(jù)含水介質(zhì)空隙特征和埋藏條件，將區(qū)內(nèi)300 m以淺地下水類型劃分為第四系松散巖類孔隙潛水和新近系碎屑巖類孔隙-裂隙承壓水。區(qū)內(nèi)地下水主要分布于南部渭河沖積平原區(qū)，地勢低且地形較為平緩，近河地段地下水補(bǔ)給條件好，地下水較為豐富；北部黃土臺(tái)塬區(qū)、洪積平原區(qū)，地勢高且地下水埋深大，補(bǔ)給條件差，地下水較為貧乏。

3 水化學(xué)類型

區(qū)內(nèi)地下水化學(xué)成分與自然地理、地貌巖相及水文地質(zhì)條件等密切相關(guān)。各地貌單元含水介質(zhì)、徑流條件不同，地下水水化學(xué)特征不同，水化學(xué)類型分布具有一定的規(guī)律性。

3.1 潛水水化學(xué)類型

根據(jù)區(qū)內(nèi)潛水樣的水質(zhì)分析結(jié)果，按照舒卡列夫分類，將潛水水化學(xué)類型分為5種類型：HCO3-Ca型水、HCO3-Ca·Mg型水、HCO3-Ca·Mg·Na型水、HCO3Ca·Na型水和HCO3-Na·Mg型水[3](圖1)。

圖1 潛水水化學(xué)分區(qū)略圖

HCO3-Ca型水，主要分布于渭河南岸階地區(qū)、千河西岸二級(jí)黃土臺(tái)塬區(qū)以及周原鎮(zhèn)部分地區(qū)，分布面積約53.24 km2，約占總面積的12.68%。HCO3-Ca·Mg型水，大面積分布于中北部階地區(qū)、一級(jí)黃土臺(tái)塬區(qū)和洪積平原區(qū)，為研究區(qū)主要的潛水水化學(xué)類型，分布面積約317.12 km2，約占總面積的74.79%。HCO3-Ca·Mg·Na型水，主要分布于郭店鎮(zhèn)以北雍水河?xùn)|西兩側(cè)一級(jí)黃土臺(tái)塬區(qū)、洪積平原部分地區(qū)以及千河鎮(zhèn)北千河二級(jí)階地前緣地區(qū)，分布面積約17.70 km2，約占總面積的4.17%。HCO3-Ca·Na型水，主要分布于渭河北岸高漫灘部分地區(qū)、千河四級(jí)階地部分地區(qū)、慕儀鎮(zhèn)-陽平鎮(zhèn)一帶，分布面積約38.83 km2，約占總面積的9.16%。HCO3-Na·Mg型水，僅在周原鎮(zhèn)營子頭村一帶分布，面積約0.69 km2，約占總面積的0.16%。

綜上所述，區(qū)內(nèi)潛水水化學(xué)類型分布具有較明顯的分帶性和變異性：渭河南岸河谷階地區(qū)，河流較多，地形較破碎，潛水位埋深較淺，地下水徑流循環(huán)條件好，水化學(xué)類型多為HCO3-Ca型水；二級(jí)黃土臺(tái)塬主要接受大氣降水，塬前斜坡地帶地形坡降大，潛水徑流通暢，交替作用好，礦化作用微弱，主要為溶濾作用，潛水化學(xué)組分基本上反映了當(dāng)?shù)卮髿饨邓乃瘜W(xué)特征，屬HCO3-Ca型淡水，礦化度一般小于0.5 g/L；千河階地、黃土臺(tái)塬區(qū)、洪積扇區(qū)，地下水接受降水補(bǔ)給，就近向溝谷排泄，徑流較暢通，礦化作用較弱，水化學(xué)類型主要為HCO3-Ca·Mg型水，礦化度0.3～0.6 g/L；郭店鎮(zhèn)東北黃土臺(tái)塬、洪積扇區(qū)及千河鎮(zhèn)北二級(jí)階地前緣區(qū)，潛水位埋藏淺、徑流距離長，徑流滯緩，受溶濾作用、陽離子交替吸附作用影響，水化學(xué)類型為HCO3-Ca·Mg·Na型水，礦化度0.41 g/L；在渭河北岸高漫灘部分地區(qū)、千河四級(jí)階地部分地區(qū)、慕儀鎮(zhèn)-陽平鎮(zhèn)一帶，地下水徑流距離長，受溶濾作用影響，礦化作用增強(qiáng)，水化學(xué)類型為HCO3-Ca·Na水。

3.2 承壓水水化學(xué)類型

承壓水化學(xué)成份變化主要受古地理環(huán)境和構(gòu)造控制，根據(jù)區(qū)內(nèi)承壓水水樣的水質(zhì)分析結(jié)果，按照舒卡列夫分類，將承壓水水化學(xué)類型分為HCO3-Ca型水、HCO3-Ca·Mg型水、HCO3-Ca·Mg·Na型水、HCO3-Ca·Na型水、HCO3-Na·Ca·Mg型水(圖2)。

HCO3-Ca型水，主要分布于二級(jí)黃土臺(tái)塬區(qū)及周原鎮(zhèn)、慕儀鎮(zhèn)一帶一級(jí)黃土臺(tái)塬區(qū)，分布面積約72.14 km2，約占總面積的17.01%。該區(qū)黃土臺(tái)塬地形坡降較大，地下水徑流距離短，水循環(huán)積極，溶解性總固體最低，約為0.3～0.4 g/L。

HCO3-Ca·Mg型水，大面積布于渭河北岸階地區(qū)、黃土臺(tái)塬區(qū)和渭河南岸二級(jí)階地區(qū)，為研究區(qū)主要的承壓水水化學(xué)類型，分布面積約200.91 km2，約占總面積的47.38%。該區(qū)地勢相對平緩，承壓水徑流緩慢，由于持續(xù)礦化作用，使Mg2+含量進(jìn)一步增大，溶解性總固體略有升高，約為0.3～0.6 g/L。

圖2 承壓水水化學(xué)分區(qū)略圖

HCO3-Ca·Mg·Na型水，主要分布于東北部洪積平原、南指揮鎮(zhèn)西南一級(jí)黃土臺(tái)塬、千河高階地部分地區(qū)和陽平鎮(zhèn)北渭河二級(jí)階地區(qū)，分布面積約64.13 km2，約占總面積的15.13%。該區(qū)地勢稍有起伏，承壓水徑流距離較長，由于持續(xù)礦化作用，使Na+含量進(jìn)一步增大，溶解性總固體0.3～0.4 g/L。

HCO3-Ca·Na型水，主要分布于渭河河漫灘區(qū)，分布面積約57.84 km2，約占總面積的13.64%。該區(qū)地勢相對平緩，承壓水徑流緩慢且距離增長，自盆地兩側(cè)向中部，由于持續(xù)礦化作用，使Na+含量進(jìn)一步增大，水化學(xué)類型由HCO3-Ca型水逐漸演變?yōu)镠CO3-Ca·Na型水，具自流盆地水化學(xué)特征，溶解性總固體0.3～0.5 g/L。

HCO3-Na·Ca·Mg型水，分布于陳村鎮(zhèn)東、周原鎮(zhèn)南一級(jí)黃土臺(tái)塬區(qū)及渭河南岸四級(jí)階地區(qū)，分布面積約27.70 km2，約占總面積的6.53%。該區(qū)地勢平緩，水交替作用弱，礦化作用較強(qiáng)，Na+和Mg2+含量增大，溶解性總固體略升高，溶解性總固體0.4～0.6 g/L。

3.3 主要離子含量變化

區(qū)內(nèi)水樣6大離子(HCO3-、SO42-、Cl-與K++Na+、Mg2+、Ca2+)中，離子濃度整體表現(xiàn)為陰離子HCO3->SO42->Cl-，陽離子Ca2+>Mg2+>Na+(圖3)。

陰離子優(yōu)勢離子為HCO3-，陽離子優(yōu)勢離子為Ca2+，隨地下水徑流距離變長，離子濃度富集，特別是SO42-、K++Na+濃度增高明顯，水化學(xué)類型由HCO3-Ca、HCO3-Ca·Mg型逐漸演變?yōu)镠CO3-Ca·Na、HCO3-Na·Mg型。

地表水、承壓水主要離子含量及變化特征與潛水相仿，不同之處在于承壓水中陽離子K++Na+濃度明顯高于潛水，而Ca2+濃度低于潛水；陰離子HCO3-濃度明顯高于潛水，而Cl-濃度低于潛水。地表水主要離子含量差異明顯，變化大于地下水。

4 地下水質(zhì)量評價(jià)

為查明區(qū)內(nèi)居民生活、生產(chǎn)過程中，地下水質(zhì)量的變化，根據(jù)水體采樣送檢的水質(zhì)檢測資料對區(qū)內(nèi)地下水進(jìn)行質(zhì)量評價(jià)。

4.1 潛水質(zhì)量評價(jià)

本次的潛水單項(xiàng)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值以《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-2017)[4]中的地下水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)值為參考。根據(jù)檢測結(jié)果數(shù)據(jù)，區(qū)內(nèi)潛水超標(biāo)項(xiàng)主要以地下水總硬度、硝酸鹽和COD為主，其它檢測的水體指標(biāo)均達(dá)到《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-2017)Ⅲ類指標(biāo)。檢測結(jié)果顯示，共有5處潛水檢測結(jié)果超過《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-2017)Ⅲ類指標(biāo)(見表1)。

圖3 研究區(qū)水樣主要離子三線圖

表1 區(qū)內(nèi)潛水水質(zhì)超標(biāo)點(diǎn)及超標(biāo)項(xiàng)一覽表

圖4 地下水質(zhì)量評價(jià)圖

依據(jù)《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-2017)進(jìn)行潛水分類評價(jià)，評價(jià)結(jié)果見圖4，區(qū)內(nèi)有1處潛水為Ⅱ類水，20處潛水為Ⅲ類水，4處潛水為Ⅳ類水，研究區(qū)潛水質(zhì)量整體較好，適用于集中式生活飲用水水源及工農(nóng)業(yè)用水。

4.2 承壓水質(zhì)量評價(jià)

本次的承壓水單項(xiàng)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值以《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-2017)中的地下水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)值為參考。根據(jù)檢測結(jié)果，區(qū)內(nèi)的承壓水超標(biāo)項(xiàng)以總硬度為主，其它檢測的水體指標(biāo)均達(dá)到《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-2017)Ⅲ類指標(biāo)。檢測結(jié)果顯示，共有3處承壓水水質(zhì)超標(biāo)(見表2)，超標(biāo)項(xiàng)為總硬度。

依據(jù)《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-2017)進(jìn)行承壓水分類評價(jià)，評價(jià)結(jié)果見圖3，區(qū)內(nèi)有2處承壓水為Ⅱ類水，44處承壓水為Ⅲ類水，3處承壓水為Ⅳ類水，研究區(qū)承壓水質(zhì)量整體較好，適用于集中式生活飲用水水源及工農(nóng)業(yè)用水。

表2 承壓水水質(zhì)超標(biāo)點(diǎn)及超標(biāo)項(xiàng)一覽表

5 結(jié)語

(1)由補(bǔ)給區(qū)到徑流排泄區(qū)，隨著徑流距離變長，礦化作用增強(qiáng)，地下水水化學(xué)類型由HCO3-Ca、HCO3-Ca·Mg型逐漸演變?yōu)镠CO3-Ca·Na、HCO3-Na·Mg型。

(2)研究區(qū)地下水離子濃度整體表現(xiàn)為K++Na+>Mg2+>Ca2+，HCO3->SO42->Cl-。

(3)區(qū)內(nèi)地下水質(zhì)量以Ⅲ類水為主，局部地段為Ⅱ類水和Ⅳ類水。