摘要
滏阳河上游山区是华北平原重要的水源涵养地,其地下水质状况关系到华北平原的水资源安全,由于研究区处于太行山区和华北平原的过渡地带,而过渡地带水文地质条件的复杂性,使得地下水循环过程和水化学变化趋于复杂化。因此,亟需查明滏阳河山区的水循环过程及其伴生的水化学特征。研究成果不仅为华北重要水源涵养区水资源的合理开发利用与保护提供科学依据,也对维护华北平原水资源安全具有重要意义。本次研究通过综合利用水化学和同位素示踪技术,在识别水循环过程的基础上,分析了地下水中主要离子的来源及其控制因素,对研究区地下水进行了饮用水和灌溉水的水质评价,并针对地下水硝酸盐污染开展了健康风险评估。结果表明: (1)研究区地下水与地表水氢氧同位素组成与降水量大于 25 mm 降水的氢氧同位素组成接近,而和降水量较小的降水同位素组成差异较大,说明地下水和地表水可能主要接受降水量大于 25 mm的降水事件补给。各水体在水循环过程中均受到了蒸发作用的影响,其中滏阳河河水蒸发损失约为 35 %,东武仕水库水蒸发损失约为45 %;地下水由于埋深较大受蒸发作用影响较小,蒸发损失约为31 %。滏阳河在流经黑龙洞泉群时接受黑龙洞泉群的泉水补给,河水总径流量中大约77.4%来自地下水的补给。 (2)地下水中阳离子平均浓度排列顺序为:Ca2+>Na+>Mg2+>K+,阴离子平均浓度排列顺序为:HCO3->SO42->NO3->Cl-。地下水水化学类型主要为 Ca-HCO3型和Ca-SO4型,地表水水化学类型多数为Ca-HCO3型,少数为混合型。地下水的水化学组成主要受岩石风化、阳离子交替吸附、蒸发作用以及人类活动的影响。地下水中的离子主要来源于蒸发岩盐(石膏、岩盐)、长石、碳酸岩盐(白云石、方解石)的溶解/沉淀。研究区多数地区地下水发生了正向阳离子交换作用,少数地区发生了反向阳离子交换作用。在饮用水水质评价方面:模糊隶属度评价结果显示地下水多为“Ⅴ”类水,水质指数评价显示研究区内 60 %的地下水可以直接饮用,其余地下水不建议直接饮用。多数地下水可以用于农业灌溉,但是部分地下水含盐量较高,如直接用地下水进行灌溉会带来盐害风险,建议研究区内农作物应以耐盐作物作为主要作物。研究区氮肥过量使用、垃圾淋滤液和生活污水的排放导致局部地下水硝酸盐浓度超标。