华北平原地下水脆弱性评价

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1、第38卷第6期2011年12月中国地质GEoLoGYINCHINAV01．38，No．6Dec．．2011华北平原地下水脆弱性评价孟素花费宇红张兆吉钱永李亚松(中国地质科学院水文地质环境地质研究所，河北石家庄050803)提要：针对华北平原地域广阔。地貌和水文地质条件复杂、地下水开发利用程度高，地下水位埋深、包气带和含水层岩性差异性大等特点，基于大量钻孔和地下水位监测资料，厘定了包气带岩性和地下水位埋深变化对脆弱性评价影响，进而建立适宜华北平原的DRITC评价指标体系，并应用于华北平原地下水脆弱性评价。评价中。根据华北平原水文地质条件．划分4评价分区。剖分2kmx2km单元34253个，

2、采用地下水位埋深、净补给量、包气带岩性、含水层累积厚度和渗透系数5个因子作为评价指标，求得地下水脆弱性综合指数及脆弱性分布图。结果表明，华北平原山前冲洪积扇和古黄河冲洪积平原的现代黄河影响带地下水脆弱性高或较高。野外采样7472组地下水有机污染测试分析结果佐证，脆弱性高或较高区有机污染检出项数多。其他地区较少，由此验证评价结果的客观性。关键词：华北平原；地下水脆弱性；指标体系；改进；客观性中图分类号：P641．8文献标志码：A文章编号：1000—3657(2011)06—1607—07华北平原地下水由于超量开采．已形成了串珠状的地下水位降落漏斗、包气带厚度增大、地面沉降等问题。同时。生产

3、、生活废水的不合理排放，以及农药、化肥的大量施用。使得该地区的地下水污染加剧。因此。开展华北平原地下水脆弱性的研究具有重要意义。1研究背景及分区华北平原位于中国东部．东临渤海。西抵太行山，北起燕山，南至黄河。包括北京市、天津市和河北省的全部平原及河南省和山东省的黄河以北平原．面积13．92万km2。华北平原地下含水组主要由第四纪松散沉积物组成．可划分为4个区(图1)。即山前冲洪积平原、中部冲积湖积平原、东部冲积海积平原和古黄河冲洪积平原。各含水组自上而下分为4个含水组，本研究涉及的是上部的第1和Ⅱ含水组，即浅层地下水m。该层地下水主要接受大气降水和地表水人渗补给．排泄以人工开采为主。第1

4、含水组底界面埋深一般小于50m。山前平原冲洪积扇由扇顶至扇间和扇前，含水层厚度渐减，岩性颗粒变细，透水性及导水性变差．地下水补给条件也变差；中部和古黄河平原，古河道带区为条带状含水层，含水层厚度、透水性、导水性均比河间带大；东部冲积海积平原含水层多上覆粘土或砂质粘土．降水入渗补给条件差．由于蒸发强烈和海侵作用的影响，地下水矿化度高，为咸水体。第Ⅱ含水层组底界面埋深为120'--210m．在山前平原和古黄河平原的河南地区．与第1含水层组水力联系较好．透水性与导水性均比第1含水层组强：中部和古黄河平原，含水层透水性及导水性相比山前明显减弱。海河以南，含水层上部为咸水体，下部为淡水体：东部冲积

5、海积平原，以海河为界分为南北两区，北区较南区含水层厚度大、岩性粒度粗、富收稿日期：2011—03—29；改回日期：2011一07—08基金项目：国家重点基础研究发展计划项目(2010CB428801-1，2010cB428804—1)及中国地质调查局国土资源大调查项目(1212010634600)资助。作者简介：盂素花，女，1987年生，研究实习员，研究方向为水资源与水环境；E—mail：suhuameng@163．corn。通讯作者：费宇红，女，1960年生，研究员，研究方向为水文水资源。中国地质2011正目J地下水脆弱-生权重舒『x及钻孔分布图Fig1Weightpartitions

6、ofgroundwatervulnerabilityanddrillinglocations水性和导水性好．南区上部咸水体自北向南逐渐加厚，大港以南全为咸水体目。2地下水脆弱性评价2．1模型构建地下水脆弱性评价方法主要有迭置指数法、过程数学模拟法、统计方法和模糊数学方法等。其中迭置指数法简单、应用广泛目。DRASTIC方法是迭置指数法中一种标准化的被普遍采用的方法141．是美国环境保护局(USEPA)和美国水井协会(NWWA)综合了40多位水文地质学专家的经验．于1985年合作开发的[51。该方法适用于大面积(小比例尺)的浅层地下水脆弱性评价目。其应用的关键是指标选取是否合理．它主要考虑

7、了影响地下水脆弱性的地下水位埋深、人渗补给量、含水层岩性、包气带厚度以及岩性、地形坡度、包气带的影响和含水层渗透性等因素。根据每个影响因子对地下水脆弱性影响的相对重要程度给予一个合理的权重．构成权重评判体系：根据每个影响因子的变化范围或其内在属性划分为若干的范围．进而构建评分评价体系。各影响因子评分的加权和为地下水脆弱性综合指数。综合指数越大，相应区域的地下水脆弱性越高．越容易遭受污染口。将DRASTIC模型直接应用到华北平原地下水