大石河沿岸地下水恶化特征及修复控制

杜光磊 姬红英

摘 要：通过对大石河中站段地下水采样监测，研究了大石河沿岸地下水恶化特征，分析了地下水恶化的原因，提出了适应于大石河地下水恶化控制修复的原则与方案，并进行了现场工程应用。

关键词：近河道;地下水;恶化特征;修复方案

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本文通过对研究区地表水及浅层地下水的采样监测，分析了浅层地下水污染特征及运移规律，确定了研究区水污染控制原则，提出了水污染控制方案，研究结果可为相同条件下地下水污染控制提供依据。

1研究区水文地质概况

焦作市北部为太行山区，南部为黄河、沁河冲洪积平原，山区地面起伏大，地形陡峭，河谷深切，地面高程200～1790m;平原区地形略向南、东南倾斜，坡降10～17‰，全区地形西北高，东南低，其中山地划分为构造侵蚀中山、构造溶蚀低山和构造剥蚀丘陵，山前平原划分为坡洪积斜地、冲洪积扇和扇前（间）洼地。

大石河起源于群英河水库，河水在出山口以上近十公里内全部漏失，补给地下水，中站段位于中站工业园区内，部分属于煤矿沉陷区，河水以大气降水及中站工业园区各企业排水为主，河道水漏失严重，造成该区域浅层地下水沿河受到不同程度的恶化。

2 浅层地下水恶化特征

2.1 采样点布置及监测方案

为研究地下水与地表水关系，掌握沿河道地下水质变化，在研究区大石河上、中、下游沿途村庄布置8个浅层地下水采样点，采样点位置见图1。

2.2地下水化学特征

对各采样点的氯化物、硫酸盐、总硬度、溶解性总固体、总大肠菌数、氟化物进行监测，其中氯化物、硫酸盐、总硬度、溶解性总固体浓度变化趋势稳定，总大肠菌数、氟化物由于受温度、湿度、降水等多种因素的影响，赋存极不稳定;总硬度、溶解性总固体受地质埋藏条件影响较大;氯化物与硫酸盐较为稳定，且氯化物稳定性大于硫酸盐。

3浅层地下水恶化原因分析

（1）工业集聚区废水排放

大石河中站段为焦作市工业集聚区，多类型企业排水造成大石河水污染因子复杂，多种因子混合致使地表水污染加剧，成为地下水恶化主要因素。

（2）煤矿沉陷区导水通道

老君庙村、大家作村西北为李封矿，东南为朱村矿，均为老矿区，采动损害比较充分，原地质体遭到破坏，大家作村及老君庙村位于两个沉陷区交汇地带，裂隙更加发育，形成地表水强渗漏区，成为地表水补给地下水的主要通道。

4 浅层地下水污染修复方案设计

4.1 设计原则

根据研究区河道水体来源及地质构造分布特征，提出水污染控制基本原則：

（1）河道床底种植芦苇建设湿地保护区

中站工业园区距焦作市区较近，整体河道底床种植芦苇建湿地保护区阻滞水流速度，加强生物降解作用，同时创造优美水生态环境。

（2）加强排水企业管理与沿河筑坝净化

该河段中游沿途工业排水量较大，加强排水企业管理，同时考虑沿河方向每隔一定距离进行筑坝过滤，减小废水沿河床下泄、渗漏。

（3）河道局部渗漏区筑堤疏水改道

中游段为煤矿沉陷区，多处出现沉陷裂隙及第四系出露，河水漏失严重，漏失段偏于河床一侧，但河床宽阔，河床中间可轴向筑堤，一侧疏导改水，一侧植树绿化。

4.2 实施方案设计

（1）上游地段

上游两岸以洗沙场、石料场及化工、涂料企业为主，洗沙场、石料场对大石河生态造成破坏，且排入大石河废水降低了水环境质量;化工、涂料企业排放废水成分复杂，不易降解。

采取的基本措施：①老君庙村河道上段非构造断层带区域黄土剥离带河道两岸进行植树绿化，底床种植芦苇，实施生态绿化工程，工业排水经过植物阻留吸收后排入河道，可大大提高河道入水水质;②每隔30～50 m设置一道潜水过滤带，减缓水流速度，阻滞废水污染物下泄，同时减缓大气降水的地表径流;③加强上游企业排污口监测管理，提高入河水质，增强水体天然自净能力。

（2）中游地段

中游断层带及煤矿沉陷区域较多，此处大石河污染水体多出现漏失现象，地下水恶化严重。

采取的基本措施：①河道底床种植芦苇实施生态绿化，河道两岸生态植树绿化，建设花园走廊;②局部严重地段进一步进行疏水改道，减小河床冲蚀宽度，避开地表渗漏点;③加强各排水企业排污口管理，从源头上降低河道地表水污染状况。

（3）下游地段

下游工业排水明显减少，水体污染物以自然降解为主，地表水通过包气带渗入浅层地下水;地下水径流方向与地表水流向基本一致，由冲洪积扇的顶部向边缘过渡，水力坡度12‰，矿化度为0.2～1g/L。

采取的基本措施：①河床流水区宽度减小，利用芦苇种植养护河床，提高水体自净能力;②河床干涸区以农业种植为主，实施生物共降解技术减小地表水污染与下渗;③大石河断流处进行宽河床开发，再造人工湖泊，实现水天一色。

4.3  治理效果及评价

大石河河道采用设计方案实施后，对比较稳定的氯离子进行监测，沿河的1号、2号、3号、4号地下水采样点河段地表水经湿地保护区后，氯离子在1km范围内降解了82.5%。

地下水净化速度沿河呈增加趋势，1号、2号、3号、4号采样点地下水氯离子分别为4%、15.7%、28.9%和35.3%，较地表水自净缓慢，即在南敬村地下水质接近自然状态。

5  结  论

大石河中站段地下水恶化的原因为工业集聚区废水排放、断裂构造带地表水漏失与矿沉陷区导水通道，对此提出了河道床底种植芦苇建设湿地保护区、工业废水排放管理与径向筑坝净化、河道局部渗漏区轴向筑堤疏水改道与两岸植树造林实现公园式绿化长廊的大石河地表修复控制方案，修复效果显著。

参考文献：

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作者姓名：杜光磊（1973.6.6）男，籍贯：河北省三河市，民族：汉，学历：大学本科，研究方向：水环境保护，职称：助理工程师，工作单位：河南省焦作市解放区环保局。