西藏格达乡地区工程环境下地下水保障评价
(中国地质调查局军民融合地质调查中心, 成都 610037)
摘要: 水体是工程空间结构的重要因素之一, 也是空间活动的载体。西藏高原素有“世界第三极”之称, 地理位置特殊, 部署有大量工程基建, 因此高原环境下如何建设好各项中大工程, 对水体的重视需进一步加强。本文通过对西藏格达乡地区地质条件调查, 对区内水体机理性能分析梳理, 通过实地发现, 调查区水体走向受构造与地形控制; 同时, 工程给水保障主要是针对水质水量信息进行定性和定量评价, 调查区工程给水保障主要分为地表水的给水保障和地下水的给水保障两部分, 本文阐述地下水保障相关内容, 通过实地调查及野外水质采集, 调查区域内基本情况为: 地下水水质总体优于地表水, 尤其是多吉林泉水, 水质较好, 水量较大; 对其他区域水质调查及地质工程建设有指导意义。
DOI: 10.48014/cesr.20240415001
引用格式: 何志雄, 王嘉, 张明圆, 等. 西藏格达乡地区工程环境下地下水保障评价[J]. 中国地球科学评论, 2024, 3(2): 91-98.
文章类型: 研究性论文
收稿日期: 2024-04-15
接收日期: 2024-04-22
出版日期: 2024-06-28
1 调查区水文地质背景
调查区位于西藏羊八井-格达乡区域内，属高原温带季风半湿润气候与高原亚寒带季风半干旱气候的过渡带，冬季寒冷、干燥，昼夜温差大;夏季温暖湿润，雨热同期，干湿季分明，天气变化大[1];空气偏干燥，日常充足，气温较低，多年平均气温4.8℃，最高气温23.1℃，最低气温-27.9℃;多年平均降水量459.6 mm，年均日照时数2837.9 小时，年平均无霜期290天左右;详情见表1。
表1 研究区及临区主要气象特征简表
Table 1 Summary table of major meteorological characteristics of the study area and adjacent areas
|
地区 |
多年平均 降雨量(mm) |
多年平均 气温(℃) |
日照时数 (h) |
极端最低 气温(℃) |
极端最高 气温(℃) |
海拔(m) |
|
拉萨 |
412.9 |
7.6 |
2973.6 |
-15.8 |
29.3 |
3648.7 |
|
当雄县 |
456.8 |
5.9 |
2881 |
-29 |
28 |
4200 |
|
羊八井 |
459.6 |
4.8 |
2837.9 |
-27.9 |
23.1 |
4300 |
受地形因素影响，研究区地表水资源在平原区和山区分布不均匀。平原区:主要包括第四系及新近系为主的河谷地带，地表水系发育，水资源丰富，但水质相对较差，大的河流周围均有人类活动。山区:地表水资源的存在形式主要为冲沟，水量相对于河谷较小，因大多冲沟都是冰雪融水补给，水质相对较好。研究区地表水以主干河流、支流、冲沟、蓄水池、沼泽和冰川为主;具体分布图见图1。
图1 研究区水系图
Fig.1 Water system map of the study area
1.1 主干河流(常年河)
贯穿研究区的主要河流为啊个曲、郎牛曲、秧惹曲、雪古曲和尼布曲，其中主干河流为郎牛曲，自南流向北东，河宽10~20m，水深1~2.5m，水量较大，在枯水期为25~45m3/s，肉眼看去，水体较为浑浊。郎牛曲由啰朗曲、庵钟曲和塔琼曲等支流及多个大大小小的冲沟汇聚向北东流去，雪古曲自西北向东、尼布曲自东向西共同在格达乡镇边汇入郎牛曲，郎牛曲变宽，流量变大。啊个曲自西向东和秧惹曲自东南向西北在羊井学西南1000m处汇入郎牛曲后，更名为藏布曲，继续向北东流去，河道继续扩宽，水流更加湍急，但水质肉眼可见的浑浊;如图2~5所示。
图2 郎牛曲
Fig.2 Langniuqu
图3 尼布曲
Fig.3 Nibuqu
图4 秧惹曲
Fig.4 Rongjakqu
图5 啊个曲
Fig.5 Agequ
1.2 季节冲沟(时令河)
区内沿主干河流两侧发育大大小小冲沟百余条，为区内重要的陆域水体，其流量主要受汇水面积的影响，大小不一，在夏季，大部分冲沟有稳定的水，少数冲沟随着降雨的强度而富水或贫水。这些冲沟的水质受人类活动和区域地质、地貌条件影响也不尽相同，虽然区内人民生活用水大部分都是使用地下水，但少数人靠近冲沟的居民会直接使用冲沟的水，且区内冲沟大多以雪山冰雪融水补给，夏季流量较为丰富，这些冲沟也可作为野战给水资源保障的重要水源之一。
1.3 湖泊和水库
调查区央热村秧惹曲旁建有小型蓄水池，用于蓄、引泉水和地表河流水，构筑物多是用水泥、混凝土材料修建，具有防渗作用的蓄水设施，水源为下降泉和地表水引流，常年蓄水，是研究区主要的蓄水工程设施，且水质较好，主要用于生活饮用水，蓄水池容量从10m3到90m3不等。
1.4 沼泽和冰川
研究区冰川主要分布于图幅西侧念青唐古拉山脉，海拔高、气温低、难攀登，多为无人区，受人类活动影响极小，几乎无污染，是大多数冲沟等地表水的主要补给来源。沿主干路线调查发现多个大小不一的沼泽湿地，主要分布于央热村、次波村、多吉林、热泉果和曲雄果西侧，湿地水源主要受冰川冰雪融水和山前下降泉补给，部分由地表河流水补给。
1.5 评价方法
水质分析评价参考标准为《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2022)国家标准，将其限值确定为陆域水体质量控制标准，对应评价方法采用标准指数法。标准指数P>1，表明该水质因子已超标，标准指数越大，超标越严重。标准指数计算公式分为以下两种情况:
(1)对于评价标准为定值的水质因子，其标准指数计算方法如下[2]:
(1)
式中:Pi——第i个水质因子的标准指数，无量纲;
Ci——第i个水质因子的监测浓度值，mg/L;
Csi——第i个水质因子的标准浓度值，mg/L。
(2)对于评价标准为区间值的水质因子(如pH值)，其标准指数计算方法如下:
，pH≤7时(2)
，pH≥7时(3)
式中:PpH——pH的标准指数，无量纲;
pH——pH监测值;
pHsu——标准中pH的上限值;
pHsd——标准中pH的下限值。
2 取样
调查区开展水体调查，主要进行了地表河流、冲沟、水渠的调查;地下水调查方式以调查水井和泉点为主，调查点共47个，其中地表水体调查点28处，地下水体19处，开展水文地质钻探80.24m。同时，为查明研究区的水质情况和水循环分布规律，开展了12件水样品(以地表水为主)的化学简分析检测和14件水样(包括地表水和地下水样品)的化学全分析检测;具体统计表及分布图见表1、表2、图6。
3 评价结果
地下水水质指标标准指数计算结果见表3。
表1 研究区调查点和水样采集统计表
Table 1 Statistics of survey points and water samples collection in the study area
|
|
河流 |
蓄水池 |
泉点 |
水文孔/井 |
总计 |
|
调查点(个) |
25 |
3 |
6 |
13 |
47 |
|
简分析(件) |
12 |
0 |
0 |
0 |
12 |
|
全分析(件) |
6 |
2 |
2 |
4 |
14 |
表2 水质送样编号统计表
Table 2 Statistical table of water quality sample delivery numbers
|
样品类型 |
送样编号 |
采样位置 |
检测内容 |
|
地表水 |
SY02 |
央热村秧惹曲河道 |
简分析 |
|
|
SY05 |
央热村东南3000m琼雄曲河道 |
简分析 |
|
|
SY06 |
尼布村尼布曲河道 |
简分析 |
|
|
SY08 |
羊井学藏布曲河道 |
简分析 |
|
|
SY09 |
羊井学西南1000m桥边河道 |
简分析 |
|
|
SY10 |
甲多村啊个曲冲沟 |
简分析 |
|
|
SY13 |
格达乡东北1700m郎牛曲冲沟 |
简分析 |
|
|
SY16 |
啊吉曲果东南2000m郎牛曲河道 |
简分析 |
|
|
SY17 |
格达乡郎牛曲河道 |
简分析 |
|
|
SY19 |
格达乡东侧1500m尼布曲河道 |
简分析 |
|
|
SY03 |
央热村秧惹曲河道 |
全分析 |
|
|
SY04 |
央热村东南1800m尼布曲河道 |
全分析 |
|
|
SY07 |
钠布克南800m冲沟 |
全分析 |
|
|
SY15 |
羊井学西南1000m桥边河道 |
全分析 |
|
|
SY18 |
格达乡尼布曲支流 |
全分析 |
|
|
SY20 |
曲雄果东南2300m特穷曲河道 |
全分析 |
|
|
SY21 |
雪布曲卡雪古曲支流 |
全分析 |
|
|
SY22 |
次波村西南2200m秧惹曲河道 |
全分析 |
|
井水 |
SY01 |
次波村秧惹曲旁 |
全分析 |
|
|
SY26 |
|
全分析 |
|
|
SY12 |
巴塘果东部1000m部队驻地 |
全分析 |
|
|
SY24 |
|
全分析 |
|
钻孔水 |
SY11 |
成兴加油站旁 |
全分析 |
|
|
SY23 |
|
全分析 |
|
泉水 |
SY14 |
多吉林寺旁 |
全分析 |
|
|
SY25 |
|
全分析 |
图6 地表水和地下水采样点分布图
Fig.6 Distribution map of surface water and groundwater sampling points
表3 地下水样品主要毒理化学及细菌相关指标Pi值
Table 3 Pi values of main toxicological chemical and bacterial related indexes of groundwater samples
|
采样 编号 |
检测 编号 |
pH |
总硬度 |
铁 |
锰 |
铜 |
锌 |
铝 |
高锰酸 盐指数 |
亚硝酸盐 (以N计) |
氰化物 |
氟化物 |
汞 |
|
J01 |
SY01 |
0.1333 |
0.2289 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
0.0600 |
0.2000 |
未检出 |
未检出 |
0.1570 |
未检出 |
|
|
SY26 |
0.5533 |
0.2244 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
未检测 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
0.1030 |
未检出 |
|
J02 |
SY12 |
0.8400 |
0.1400 |
0.2667 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
0.1200 |
0.2667 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
|
|
SY24 |
0.5067 |
0.1333 |
未检出 |
0.0900 |
未检出 |
0.0060 |
未检测 |
未检出 |
0.0050 |
未检出 |
0.5090 |
未检出 |
|
ZK01 |
SY11 |
0.3267 |
0.1756 |
0.2333 |
未检出 |
未检出 |
0.0530 |
0.1450 |
0.4333 |
0.0070 |
未检出 |
0.3520 |
未检出 |
|
|
SY23 |
0.5733 |
0.1467 |
0.3333 |
0.1200 |
未检出 |
0.0050 |
未检测 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
0.8300 |
未检出 |
|
S01 |
SY14 |
0.2333 |
0.2044 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
0.0550 |
0.2667 |
0.0050 |
未检出 |
0.3290 |
未检出 |
|
|
SY25 |
0.5200 |
0.1978 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
未检测 |
未检出 |
0.0120 |
未检出 |
0.1530 |
未检出 |
|
采样 编号 |
检测 编号 |
砷 |
硒 |
镉 |
六价铬 |
铅 |
锶 |
银 |
铵根 |
总α放 射性 |
总β放 射性 |
总大肠 菌群 |
菌落 总数 |
|
J01 |
SY01 |
13.2100 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
0.0600 |
未检测 |
未检出 |
未检出 |
0.0250 |
未检出 |
0.3000 |
|
|
SY26 |
0.0110 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
0.0540 |
未检出 |
未检出 |
0.0960 |
0.0360 |
未检出 |
0.7200 |
|
J02 |
SY12 |
1.3900 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
0.0800 |
未检测 |
未检出 |
0.1260 |
0.0700 |
未检出 |
0.2900 |
|
|
SY24 |
0.7000 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
0.0220 |
未检出 |
0.1660 |
0.1520 |
0.2020 |
未检出 |
0.4800 |
|
ZK01 |
SY11 |
0.3100 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
0.0280 |
未检测 |
0.1940 |
未检出 |
0.0150 |
未检出 |
0.3100 |
|
|
SY23 |
0.3300 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
0.0220 |
未检出 |
0.4740 |
0.3420 |
0.2080 |
未检出 |
0.4000 |
|
S01 |
SY14 |
0.6200 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
0.0500 |
未检测 |
未检出 |
未检出 |
0.0200 |
未检出 |
0.3800 |
|
|
SY25 |
0.2100 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
0.0440 |
未检出 |
未检出 |
未检出 |
0.0670 |
未检出 |
0.6600 |
4 超标情况简析
具体超标情况:8组地下水水样中，有2组超标，超标率为25%，具体超标情况见表4。
两组超标指标均为砷元素超标，均为2021年6月采样数据，SY01样本砷过度超标，为限值的13.21倍，SY12样本砷略微超标，为限值的1.39倍。但2022年6月采样数据分析结果表明，SY26样本(即与SY01相同样本点取样)砷元素检测值为0.0011，标准指数为0.011，远远小于1，而SY24样本(即与SY12相同样本点取样)砷元素检测值为0.007，标准指数为0.7，小于1。而2022年6月的检测值，两个样本点的砷元素均达标，造成这样的情况，有以下几种推测:
(1)人为因素:可能是2021年6月采样时，采集水样品的容器已受到砷污染，致使当时样本检测的砷元素超标;
(2)自然因素:当遇到强降雨时，地表渗水流经含砷矿物区，溶滤了砷元素进入地下水，致使当时的砷元素含量超标。
表4 研究区地下水样超标情况表
Table 4 Exceedance of groundwater samples in the study area
|
砷(限值:0.01mg/L) |
||||
|
超标水样 |
超标水样位置 |
检测值 |
超标倍数 |
超标率 |
|
SY01 |
央热村秧惹曲旁泉点 |
0.1321 |
13.21 |
25% |
|
SY12 |
塘巴果北东1000m 部队驻地水井 |
0.0139 |
1.39 |
|
5 结论
综合野外现场检测和送样测试结果可知，研究区地下水水质总体优于地表水，尤其是多吉林泉水，水质较好，水量较大，流量为0.8~1.2L/s，常年有水并出水稳定，且当地村民大多取用该泉水，建议央热村泉水出露点可以直接作为生活用水取水区之一。此外，成兴加油站旁的20cm口径的钻孔水质较好，受念青唐古拉山脉冰雪融水补给，水量丰富，井深80.24m，水位埋深27.8m，可作为生活饮用水取水点之一。
而次波村秧惹曲旁和塘巴果北东1000m部队驻地的两个水井，因远离工业区，周边人烟稀少，可能是受降雨、岩性等自然因素影响，致使pH和砷元素出现波动，建议在不同的时期多采两个样品进行对照检测，比如丰水期和枯水期、强降雨前和强降雨后，以确定pH和砷元素波动的原因，并判断该水井的可用性。研究区地下水的总硬度普遍低于地表水，绝大多数地下水的温度都相对较低，除了处于克多果-啊个曲断裂带的昂汪温泉出露点，水温达到了近80℃，目前已被村民开发成了温泉馆。
利益冲突: 作者声明无利益冲突。
[⑤] *通讯作者 Corresponding author:王嘉，913385783@qq.com
收稿日期:2024-04-15; 录用日期:2024-04-22; 发表日期:2024-06-28
参考文献(References)
[1] 王亮, 李宏伟, 李昂泽, 等. 军事训练场炮弹靶场土壤重金属污染特征及生态风险评价———以西藏某训练场为例[J]. 环境化学, 2022, 41(8): 2646-2654.
https://doi.org/10.7524/j.issn.0254-6108.2022012705
[2] 马玲. 阜新地区农村地下水环境现状评价及缓解措施建议[J]. 环境与发展, 2017, 29(7): 2
https://doi.org/10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.07.012
Evaluation of Groundwater Security under Engineering Environment in Geda Township Area,Tibe
(Civil-Military Integration Center of China Geological Survey, Chengdu 610037, China)
Abstract: Water body is one of the important factors of engineering spatial structure, and also the carrier of spatial activities. The Tibetan Plateau is known as the “third pole in the world”. It has a special geographical location and a large number of projects for engineering infrastructure. Therefore, how to build various major and large-scale projects under the plateau environment needs to be further strengthened to the importance of water bodies. In this paper, through the geological conditions in Geda Township, Tibet, Analysis and performance of water mechanism in the area, through the field discovery, The water direction in the survey area is controlled by the structure and terrain; at the same time, the project water supply guarantee is mainly for the qualitative and quantitative evaluation of water quality and quantity information, the water supply guarantee of the investigation area is mainly divided into surface water supply water guarantee and groundwater water supply guarantee. This paper describes the relevant content of groundwater protection, through the field investigation and field water quality collection, the basic situation in the investigation area is that: the groundwater quality is generally superior to that of the surface water, especially more than Jilin spring water, better water quality and larger amount of water; It is of guiding significance to water quality investigation and geological engineering construction in other areas.
Keywords: Water bodies, engineering environment, water quality analysis, water supply security
DOI: 10.48014/cesr.20240415001
Citation: HE Zhixiong, WANG Jia, ZHANG Mingyuan, et al. Evaluation of groundwater security under engineering environment in Geda Township area, Tibet[J]. Chinese Earth Sciences Review, 2024, 3(2): 91-98.