广州市南沙区地下水防污性能评价

1、广州市南沙区地下水防污性能评价董好刚 （ 中国地质调查局武汉地质调查中心，武汉，430205）摘要：地下水防污性能评价可为地下水资源规划和保护提供重要的科学依据。本文在分析影响南沙地下水防污性能主要因素的基础上，选取评价指标、确定指标权重，以美国DRASTIC评价模型为基础，提出适合南沙新区实际情况的模糊综合评价模型。南沙新区地下水防污性能以防污性能差区和较差区为主，占到整个评价区面积的70%左右。地下水防污性能较好和好区只占30%左右，主要分布在丘陵和地下水位较深地区。关键词：防污性能；DRTALGC 模型；包气带；影响因子；广州市南沙区中图分类号：X523 文献标识码：AAssessmen

2、tofgroundwater vulnerability in Nansha district of GuangzhouDonghaogang Center Of Wuhan Geological Survey,Wuhan ,430205Abstract: Groundwater vulnerability assessment can supply important scientific basis for groundwater resource planning and protection. Based on the analysis of the main factors effe

3、cting the Nansha groundwater vulnerability, we select evaluation index and determine the index weight. On the basis of DRASTIC model, we put forward suitable model for the actual situation of the Nansha District .The anti fouling performance of Nansha district is mainly poor or much more poor, which

4、 accounts for about 70% of the whole evaluation area. The area where the ground water pollution prevention performance is good or better only accounts for about 30%, mainly distributes in the hilly area.Key words: intrinsic vulnerability; DRTALGC model; vadose zone; impact factor; Nansha广州市南沙区为粤港澳自贸

5、区重要组成部分。新区位于广州市南端，东临狮子洋，西临洪奇沥水道， 南濒珠江入海口，地处珠江三角洲几何中心（如图 1），是珠江两岸和穗港澳水陆交通枢纽。随着工业化以及城市化进程的加快，“三废”不合理排放等问题导致地下水污染日趋严重。对该区进行地下水防污性能评价是开展地下水污染防治工作的前导，其成果可为管理、决策领导层在保护水资源以及治理水环境时提供重要的科学依据。地下水防污性能评价的重点是评价指标体系的选取和典型评价模型的分析1-5。本文在分析影响该区地下水防污性能主要因素的基础上，选取评价指标、确定指标权重，以美国DRASTIC评价模型为基础5，提出适合珠江三角洲经济区实际情况的模糊综合评价模

6、型。在评价时，将根据试点区地质资料情况，确定每类指标数据的具体提取方法，通过收集区域性图件，提取图件数据信息，对南沙区进行地下水防污性能评价。图1 广州市南沙区交通位置示意图Fig. 1Traffic position of Nansha District in Guangzhou 2 水文地质概况南沙区在长期的河流冲积和海潮进退作用下，沉积了深厚的海陆交互相软土，且在软土层内夹有厚薄不一的薄层粉细砂层， 具有一定的水平层理，由于河流及海潮的复杂交替作用，使淤泥与薄层砂交错沉积， 交错成不规则的尖灭层或透镜体夹层。该地区软土主要为淤泥、淤泥质土、淤泥混粉细砂等，一般分布在地表硬壳层之下，大部分

7、地段软土为单层，局部为双层，其下卧层多为砂层，部分为粘性土。 由于河道分布、地形影响及地质生成环境的不同，在层理构造、展布深度和成层厚度上均有明显的差别, 软土土质也复杂多样。南沙地区地下水分为松散岩类孔隙水、碳酸盐岩类裂隙溶洞水、基岩裂隙水三大类。其中松散岩类孔隙水主要分布于河流冲积平原。含水层岩性以粗中砂及卵砾石为主，厚度一般 340m，水量中等丰富，丘陵山区水质一般较好，沿海及近珠江口一带水质较差（咸水或受三废污染）。南沙新区第四系沉积厚度变化较大，以030m 的厚度分布最为广泛 6-8。平原区，特别是河网密集区地下水位埋藏浅，包气带较薄，包气带介质以粘土、亚粘土、亚砂土为主。3 评价指

8、标的选取及评分、权重 3.1评价指标的选取及评分南沙地区地下水防污性能评价将选择对地下水防污性能影响最大且资料容易获得的水文地质因素作为评价指标；针对珠江三角洲平原区河网分布密集的特征，突出河网这一与其它地区不同的地下水防污性能评价因子6-12。对每个因子的评分和权重，我们邀请了广东省有关地质专家共同进行。3.1.1地下水埋深（D）地下水埋深决定着地表污染物到达含水层之前所经历的各种水文地球化学过程，并且提供了污染物与大气中的氧接触致使其氧化的最大机会。通常，地下水位埋深越大，地表污染物到达含水层所需的时间越长，污染物在途中被稀释的机会越大，污染物进入地下水的可能性就越小，含水层被污染的程度也

9、就越小，具体评分情况见表1。表1 地下水埋深评分表Tab.1 Score table of groundwater depth地下水埋深范围（m）评分00.5100.516133313.1.2含水层岩性（A）含水层中的地下水受含水层介质的影响，而污染物的运移路线及运移路径的长度决定着污染物消亡和迁移的过程。通常情况下，含水层介质的颗粒越大或者裂隙、溶洞越多，则介质的稀释能力越小。评价区域地下水防污性时，每次只能评价一个含水层，在多层含水系统中，应该选择一个典型的具有代表性的含水层进行评价。确定含水层之后，把该含水层中最主要的含水介质作为评价因子。含水层介质评分情况见表2。表2 含水层岩性评分表

10、Tab.2 Score table of aquiferlithology含水层岩性评分灰岩溶洞10中细砂层6风化岩3花岗岩13.1.3土壤类型（S）评价中涉及的土壤介质平均厚度为2m或2013.2评价指标权重按因子对防污性能影响的大小给予权重值，参照 DRASTIC、DRTA 2等模型，影响最大的因子给予权重值 5，而影响最小的因子给予权重值 1。这里，考虑到评价的范围是浅层地下水，认为土壤类型和地下水埋深对于珠江三角洲地区浅层地下水的天然防污性能的影响最大，所以给予土壤类型和地下水埋深的权重值为 5，含水层岩性权重值为 3，河网密度的权重值为 2，地形坡度的权重值为 1。4 基于GIS的广

11、州市南新区地下水防污性能评价4.1评价单元划分与性状数据提取南沙地区腹地为冲积平原，东、西、北部低山丘陵环绕，地层从震旦系至第四系均有出露。在实际工作中，区域地貌类型较单一，且呈区域性分布，故本次评价采用不规则网格划分法，以各类地质环境条件的突变边界作为单元的边界，如：以地形地貌相对突变边界（如山脊、山谷）为单元边界；以岩性突变边界作为单元边界等。本次地下水防污性能评价采用参数指标法，这就要求尽可能准确的提取各个指标的性状数据。由于我们现有获得的数据和资料有限，各个评价指标均没有现成的数据供我们直接利用，所以每个指标的量化过程都是在对不同来源和不同形式数据资料的分析和汇总的基础上，充分借助MA

12、PGIS的图形处理、图像处理及空间分析等模块，从各类多源性数据中提取有用信息，然后对每个指标按评价单元进行数据提取，并绘制各评价指标单因子图，以此做到数据提取的真实有效。4.2模型计算和结果分级依据前述地下水防污性能评价的方法，根据相关资料形成南沙新区地下水防污性能的地形坡度、地下水位埋深、河网密度、隔水层岩性、含水层岩性等单要素分区文件6-12，通过DRASTIC数学模型进行计算得到南沙新区地下水防污性能评价结果。应用DRASTIC方法进行地下水防污性能评价时，在确定各单元的上各评价因子的评分和权重基础上，用易污性指数将各个因子综合起来，用综合指数法的加权平均法计算DRASTIC指数，即地下

13、水防污性能指数。DRASTIC防污性能指数计算在评价中可以通过EXCEL实现的。将评价结果作为属性字段连接进入评价单元的MAPGIS区文件中，提取各单元格评价结果属性数据，利用MAPGIS空间分析模块生成防污性能评价分区图。一旦确定了DRASTIC防污性能指数，就可以确定各水文地质单元的地下水相对防污性能大小。整个评价过程可使用MAPGIS空间分析、属性库管理、图形处理来达到各要素分区结果的叠加计算，并依据地下水防污性能指数分级表6进行分级，指数较高的相对应得防污能力较低，而指数较低的相对的防污性能较高。最终得到南沙新区地下水防污性能综合分区图，具体结果见图2。表6 广州市南沙区地下水防污性能

14、指数分级表Tab.6 Table of groundwater anti fouling performance index classification of Nansha district防污性能分级标准防污性能好防污性较好防污性能较差防污性能差综合防污性能指数4.0（4.0，6.0（6.0，8.06.0图2 广州市南沙新区地下水防污性能综合评价图Fig. 2 Comprehensive evaluation of groundwater vulnerability of Nansha District in Guangzhou从上图可以看出，广州市南沙新区地下水防污性能整体较差，以地下水

15、防污性能差区和较差区为主，占到整个评价区面积的70%左右。根据本次防污性能评价结果，防污性能差区约为120km2，占南沙陆地面积的36%，该区类型区域主要集中于南沙新区万顷沙镇和新垦镇一带，该区地下水位埋藏浅，地面坡度平缓，含水介质多为细、中砂层，该区地下水易受到地表污染物的侵入。地下水防污性能较差区面积约为107 km2，占整个评价区面积的33%左右，该类型区域主要集中在龙穴岛、南沙街办南侧、横沥镇一带，该区地面坡度平缓，含水介质为细、中砂层，水位埋深较浅。地下水防污性能较好区面积约为62 km2，该类型地区占评价区面积的20%左右，该类型地区有一定的地面坡度，水位埋深一般大于1m。地下水防

16、污性能好区面积仅为34 km2，仅占评价区面积的10%左右，该类型地区主要为丘陵地区，分布在铜锣顶、飞云顶等地带，该区地面坡度较大，且含水层为基岩裂隙水。5 结论1、 影响南沙区地下水防污性能评价的主要评价指标有5个：地下水埋深、含水层岩性、土壤类型、河网密度及地形坡度。2、 广州市南沙新区地下水防污性能整体较差，以地下水防污性能差区和较差区为主，占到整个评价区面积的70%左右。地下水防污性能好区和较好区只占到整个评价区面积的30%左右。参 考 文 献1 钟佐燊 .地下水防污性能评价方法探讨 J.地学前缘，2005，12： 311.2 姜志群，朱元甡 .地下水污染敏感性评价中 DRASTIC

17、法的应用 J.河海大学学报， 2001， 29（ 2）： 100103.3 杨庆，栾茂田 .地下水易污性评价方法DRASTIC 指标体 J.水文地质工程地质，1999，（2）：49.4 Jaroslav Vrba,and Alexander Zaporozec. Guidebook on Mapping Groundwater VulnerabilityM. International Contributions tohydrogeology Founded by G.Castany,E.Groba,E.Romijn.volume(16). 5 National Research Counci

18、l(U.S.). 1993. Groundwater vulnerabil-ity assessment-predicting relative contamination potential underconditions of uncertaintyM. Committee on Techniques forAssessing GroundWater vulnerability. National ResearchCouncil， National Academy Press， Washington. DC， 204p.6广东省地质局761队.1:20万广州、江门幅区域地质矿产调查报告R.1962.7广东省地矿局.1:5万广州地区综合区域地质矿产调查报告R.1989. 8. 广东省地质调查院.1: