河套平原浅层地下水水化学成分及其相关性分析

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1、第37卷第3期2010年6月中国地质GEoLoGYINCHINAV01．37，No．3Jun．，2010河套平原浅层地下水水化学成分及其相关性分析刘文波1高存荣2刘滨2陈有鳢2(1．中国地质大学，北京100083；2．中国地质环境监测院，北京100081)提要：本文通过实地调查．按照一定的间距在内蒙古河套平原西部采集和分析了400组地下水水质样品．通过分析研究这些水质测试数据。初步掌握了地下水的水化学特征和其主要元素及离子的分布规律。水化学分析结果表明：研究区的地下水水质总体较差，砷、氯化物、硫酸盐、溶解性总固体、总硬度、氟化物和铁等多项指标超标；区内

2、地下水化学类型以C1·HC03-Na、CI—Na、HC03"C1一Na型为主；主要组分分布图表明，砷、磷、铁、氯化物、氟化物、硫酸盐等含量较高的点主要分布在研究区西北部地势较低的山前冲、洪积扇扇裙前缘和地势相对低洼的冲积平原以及临河区北部的狼山镇一带。通过对14种水质测试指标值进行多元线性回归分析结果表明．研究区地下水中砷与磷、铁含量具有密切的相关关系。关键字：河套平原；含砷地下水；水化学特征；相关性中图分类号：P641．3文献标志码：A文章编号：1000—3657(2010)03—0816—091引言河套平原的环境地质问题已经引起国内外众多专家、学者

3、和有关领导的高度重视[1-6]。特别是地下水的砷污染问题．已对地区居民身体健康和生活水平的提高产生了严重的影响Iv-iq。为了查明河套平原高砷地下水的分布及水化学特征．为地下水的开发利用和防砷改水提供依据．2006--2008年笔者参与并组织实施了中国地质调查局项目“内蒙河套高砷地区地下水勘查与供水安全示范”．开展了以防砷改水为主要目的的地下水水质调查工作。本文将以此次调查的资料为基础，对河套平原西部的临河区、杭锦后旗和磴口县的水化学成分进行分析研究．阐述地下水中主要化学成分在区域上的分布状况．查明这些主要化学成分间的相互关系．从而探讨其形成机理。这将

4、对整个河套平原高砷地下水形成机理的研究以及防砷改水工作的开展具有重要的意义。2研究区概况2．1自然地理河套平原位于内蒙古自治区的西部。东、北、西分别接乌拉山、阴山山脉和狼山。南临黄河与库布齐沙漠相接。河套平原属于温带大陆性干旱气候带，降雨量小、蒸发强烈。多年平均降雨量为130—200m．tn．蒸发量为1900—2500l'nlTl，年平均气温5．6～7．8℃。地势总体西高东低。南高北低。研究区属于河套平原的西部(图1)，地理坐标：北纬40010’一41020’．东经106010’一107045’。行政区划主要包括巴彦淖尔市的磴口县、临河市和杭锦后旗，总

5、面积约7600km2，人口约97万，东临五原县，西靠阿拉善盟。区内盛产小麦、玉米、葵花、西瓜等。研究区的地势平坦开阔，局部有一定的起伏．形成岗丘和洼地。从总体上看主要有以下3种地貌类型：1)狼山山前冲积洪积扇形倾斜平原。宽5-10km。微向南倾．南部为扇前平原．包括扇裙前缘洼地和扇间地带．由于岩性变细，地势较低，常构成地下水的溢出带。形成由地下水补给的湖泊和湿地景观。2)黄河冲积湖积平原。地势平坦开阔。地形自西向东。由南向北逐渐降低，总的地势向东北倾斜，北部总排干一线是全区较为低洼的部分．区内由于黄河多次改道泛滥和残留湖泊的退缩．形成许多微地貌地形．如

6、古河道、牛轭湖、槽形和碟形洼地、带状沙收稿日期：2010-03-10；改回日期：2010-03-18作者简介：刘文波，男，1977年生，博士生，地下水科学与工程专业；E-mail：Ji岬lrb@mail．cigem．gov．crl。第37卷第3期刘文波等：河套平原浅层地下水水化学成分及其相关性分析817图1研究区地理位置图随．1Locationofthe,tuaya瑚丘、丛草沙堆、串珠状湖泊、残留湖泊和湖沼地等。3)乌兰布和近代风积沙地。分布于磴口一太阳庙一线以西。面积约2500km2。地形总的趋势自东南向西北降低．地面标高1070"1030m。沙地位

7、于冲湖积平原之上．为就地起沙形成，目前大部分为固定与半固定沙丘。2．2水文地质条件河套平原的沉积构造条件．形成了以细粒相为主的冲一湖积含水层系统．其中以上更新统冲积湖积粉细砂承压水和半承压水为主．因为含水层颗粒粒度较细。水平渗透性差而使得径流条件差．加之地形平缓，水力坡度小。地下水径流极其缓慢。从河套平原全区来看．地下水总的流向自西向东．但是大部分的浅层地下水靠区内数条自南而北的排水干渠，汇入北部的总排干渠，然后又从总排干渠流入东部的乌梁素海．由于乌梁素海的作用．东部地区往往又受到乌梁素海回水的补给．使地下水水位不断抬升。产生了大量的土壤盐渍化。河套平

8、原几乎无排泄出路．是一个以垂直水交替为主的封闭的地下水盆地。由于河套平原地区的降雨量少．所以除