西藏地下水水化学特征及水质评价

安红梅,邓利君，赵 矿，朱桂丽

(1.西藏自治区地质环境监测总站，西藏 拉萨 850000;2.西藏自治区工布江达县环境保护局，西藏 林芝 860200；3. 西藏自治区环境监测中心站，西藏 拉萨 850000)

目前，地下水是我国最主要的供水来源之一，地下水水质的好坏直接影响着当地居民的饮水安全和健康问题，影响着社会的稳定和发展。地下水水质评价是地下水水资源评价的重要内容，其依据水质评价标准，根据地下水的主要组成成分，分析地下水水质的优劣程度及时空分布等，为地下水保护、合理开发利用及科学管理提供依据。

1 研究区水文地质概况

拉萨市位于西藏自治区东南部，雅鲁藏布江支流拉萨河北岸，海拔3650m。拉萨市处于拉萨河谷盆地水文地质单元，属于山间盆地以孔隙含水层为主，含水层以冲积、冲洪积堆积为主，水位埋深10～30m。

日喀则市地处中国西南边陲，平均海拔4000m以上。日喀则市处于年楚河河谷盆地水文地质单元，该区域面积超过3000km2，孔隙含水层以冲积、冲洪积和湖积为主，水位埋深10～30m。

2 材料与方法

2.1 数据来源

本研究数据采自2016年拉萨市丰水期地下水水样20件，日喀则地下水水样10件，均取自机民井，取样深度为5～20m，取样器具为聚乙烯塑料瓶。采集的样品于当天送至西藏自治区地质矿产勘察开发局中心实验室进行水质全分析和水质简分析。

2.2 离子比例系数

水文地球化学问题的研究由地下水各组分之间的比例系数确定。γCl-/γCa2+系数是刻画水动力特点的参数，系数大小代表着地下水水动力条件的好坏，值越小，表明水动力条件越好。γNa+/γCl-系数称为地下水的成因系数，是表征地下水中Na+离子富集程度的一个水文地球化学参数。标准海水的γNa+/γCl-系数平均值为0.85，低TDS水具有较高的γNa+/γCl-系数γNa+/γCl->0.85)，高TDS水具有较低的γNa+/γCl-系数(γNa+/γCl-<0.85)。γNa+/γCl-越小，反映地层水受渗入水的影响越弱，反之则反映地层水受渗入水影响越强[10- 11]。

表1 地下水水化学参数描述性统计特征值

2.3 单指标评价法

依据GB/T14848- 2017《地下水质量标准》，对拉萨市和日喀则市水质进行评价。地下水水质单指标评价，按指标值所在的限值范围确定地下水水质类别，不同地下水水质类别的指标限值相同时，从优不从劣。

2.4 水质综合评价

按单指标评价结果最差的类别确定，并指出最差类别的指标。

3 结果与分析

3.1 地下水水化学特征

研究地下水水化学特征首先要对检测结果进行描述性统计分析，通过分析可以大致得知地下水中各组分的富集和变化规律，为进一步的研究提供基础的判断依据。两市描述性统计结果见表1。

由表1及水质检测结果可知，拉萨市地下水pH值在7.26～8.32之间，平均7.84；水样的总硬度为91.99～346.58mg/L，平均172.45mg/L，属中性偏碱性软水至中硬水。TDS含量为117.5～547.5mg/L，平均248.8mg/L，所有水样TDS均符合生活饮用水卫生标准。

日喀则市地下水pH值在7.81～8.31之间，平均8.11；水样的总硬度为105.09～521.17mg/L，平均258.21mg/L，属中性偏碱性软水至高硬水。TDS含量为151.5～727.5mg/L，平均333.11mg/L，所有水样TDS均符合生活饮用水卫生标准。两市氟化物、氨氮均在生活饮用水标准范围内，无超标。两市碘化物均在第一检测线以下。

两市地下水中总硬度、HCO3-、TDS的标准差较大，在50%以上，表明这三个指标在不同的取样点含量变化较大，区域变化性较大。而pH值、Na+、K+、Mg2+、游离CO2、COD、NO2-N、氨氮、H2SiO3和F-的标准差较小，均在20%以下，说明地下水中这些指标的含量空间差异性较小，其含量相对稳定。其他化学组分在空间的变异性为中等。所有含量中Ca2+和HCO3-的平均值和标准差都相对较大，表明这两种离子是组成地下水的主要组分，决定着地下水的水化学类型。

两市地下水阳离子毫克当量百分数图、阴离子的毫克当量百分数图如图1、2所示，从图1、2可以看出拉萨市地下水阳离子主要为Ca2+、Na+和Mg2+，毫克当量百分比分别为72%、15.4%和11.3%；阴离子主要为HCO3-，毫克当量百分比为72%。由此可见，拉萨市地下水的水化学类型主要为HCO-Ca型。日喀则市地下水阳离子主要为Ca2+、Mg2+和Na+，毫克当量百分比分别为60.4%、24.7%和14.4%，水中Ca2+和Mg2+含量相对较高。阴离子主要为HCO-3，毫克当量百分比分别为67.7%。可见，日喀则市地下水的水化学类型主要为HCO-Ca型，间有HCO-Mg型。

图1 两市地下水阳离子的毫克当量百分数图

图2 两市地下水阴离子的毫克当量百分数图

3.2 离子比例系数分析

一般水动力条件越差，水中TDS含量越高，此时地下水中的Cl-不易流失，因此其含量随TDS的增大而增高。地下水流动缓慢，则Ca2+在水溶液中的比例会下降，因此γCl-/γCa2+的比例会增大，反之亦然[12]。拉萨市γCl-/γCa2+系数为0.26，日喀则市为0.3，两市系数均较小，表明两市的地下水水动力条件较好，流通性好，地层的渗透性和富水性较好。拉萨市堆龙德庆县四个监测点(LS245、LS246、LS248、LS250)的γCl-/γCa2+系数为0.5，表明堆龙德庆县的地下水水动力条件较其他区域相对差。

一般标准海水的γNa+/γCl-系数均值为0.85，如果海相沉积水在地质历史过程中，海相沉积水中的Na+与地层中交换性钙离子产生阳离子交换，则Na+含量下降，γNa+/γCl-小于0.85。如果地下水主要是含盐岩地层溶滤而成，则γNa+/γCl-应接近于1[13]。拉萨市地下水水样的γNa+/γCl-值介于0.39～2.7，日喀则市介于0.64～2.96之间，平均值分别为1.48和1.63，表明两市地下水均有海相水成分。拉萨市、日喀则市地下水离子比例系数见表2、3，从表2、3可以看出，拉萨市与日喀则市地下水γNa+/γCl-值总体上高于0.85，进一步说明具有淋溶水的特征，比值越大，说明地下水在岩层沉积过程中的淋溶作用越强烈，表明地层的渗透性和富水性越好。

3.3 水质评价

经评价，拉萨市20个水样标本中II类水1个，III类水17个，IV类水2个。其中III类水所占比重最大，为85%，III类水以内(≥III类)共18个，占总样品的90%，IV类水占总样品的10%。总体而言，拉萨市地下水水质较好。其中超标点和超标组分分别为LS002为六价铬超标、LS248砷超标，这两种组分的超标量均较小。

表2 拉萨市地下水离子比例系数表

表3 日喀则市地下水离子比例系数表

日喀则市10份水质样品经检测，II类水6个，III类水3个，IV类水1个，III类水以内共9个，占总样品的90%，IV类水占10%。超标组分为总硬度，属原生超标组分。详情见表4。

表4 地下水水质及污染状况表

4 结论

通过研究萨拉市与日喀则市地下水水化学特征及水质评价，得出以下结论：

(2)通过计算离子比例系数，拉萨市和日喀则市γCl-/γCa2+系数均较小，表明两市的地下水水动力条件较好，地层的渗透性和富水性较好。两市γNa+/γCl-总体大于1，说明具有淋溶水的特征，比值越大，说明地下水在岩层沉积过程中的淋溶作用越强烈，表明地层的渗透性和富水性越好。

(3)水质评价结果显示，两市地下水水质较好，检测的水样有90%≥III类，部分水样有个别组分超标，但超标量较小，可能与季节性污染有关。日喀则部分水样为原生组分超标。总体而言，两市地下水水质较好，能够满足国家生活饮用水卫生标准。