呼和浩特市位于内蒙古自治区中东部,河套断陷盆地最东北部,北有大青山天然屏障,东及东南被蛮汉山环抱,盆地三面环山呈簸箕形状,向西南敞开,地势东北高,西南低。以下是呼和浩特市浅层地下水水化学特征。
呼和浩特市地处我国北方内陆干旱半干旱地区,人均占有水资源量只有412 m?3,是全国人均占有量的1/6,为全国严重缺水城市之一,水资源问题是该区域生态经济持续发展的瓶颈。有关呼和浩特市地下水水化学特征方面的研究,已有少量报道,但主要集中在2000年之前。2000年后的研究主要集中在对呼和浩特市地下水位动态以及砷氟等地方病方面,如2002年,刘怡敏等对呼和浩特市地下水位动态及影响因素进行了分析;2009年杨亮平等对呼和浩特市地下水位动态变化及趋势进行了预测研究;2009年李浩,梁秀芬等对呼和浩特市(地区)高砷地下水进行调查研究,查明地下高砷水的形成机制,以期控制地方性砷中毒。而近些年,呼和浩特市经济发展迅速,日益增长的水资源需求和地下水污染问题以及频发的供水安全事件,迫切需要对区域内的地下水资源进行质量评价,而地下水水化学研究是地下水资源质量评价的重要内容。
本研究分析了2009年呼和浩特市地下水中的主要离子含量和水化学特征,探讨了1988年以来地下水矿化度的变化趋势,目的是研究随着工农业和生活需水量的增加促使开采量的增大以及多年来气候变化对矿化度变化趋势的影响,旨在为呼和浩特市制定合理的发展计划和维护生态环境稳定提供科学依据。
1 研究区概况
研究区主要是指呼和浩特行政区内的平原区(包括山前倾斜平原、黄河和大黑河冲积平原),呼包平原的东北部,在行政区划上包括呼和浩特市所辖规划区(新城区、赛罕区、玉泉区、回民区)、土默特左旗、托克托县、清水河县、和林格尔县及武川县。研究区范围:?x?:530 500~591 000;?y?:4 493 500~?4 540 500,土地总面积17 224 km?2,气候属于内陆干旱半干旱地区[1]。
呼和浩特市浅层地下水系统是一个比较复杂的开放系统。按地下水赋存条件,可分为山前冲洪积平原和冲湖积平原,黄河冲湖积平原和湖积台地4个水文地质区;区内地下水的补给主要来自山区的侧向径流补给及平原内降水的入渗,地下水的排泄主要靠蒸发和开采消耗。
2 采样及测试方法?
2.1 采样及测试
在研究区共布置了46个浅层水取样点,其中包括水文化学剖面(沿地下水流方向)上的8个观测井(图1),分别在2009年的9月份取样,TDS是使用上海雷磁水质分析仪现场测试完成。
2.2 数据处理
数据处理综合采用了统计软件SPSS 17.0对地下水中的主要离子含量进行了统计学和相关性分析[2],同时绘制了折线图和圆形图对地下水流方向上离子化学特征和浅层水矿化度演化进行了直观的分析。?
3 结果与分析?
对2009年呼和浩特市范围内的46个观测井水样的有关水化学参数进行统计分析,得到地下水主要离子特征见表1。Table 1 Statistics of hydrochemical parameters of groundwater for Hohhot County in 2009 (?n?=46)
水化学参数最小值最大值平均值标准差变异系数
水温(℃)8.02112.9889.837320.9584990.097435
TDS/(g·L-1)0.270.820.44880.171240.381551
K?+/(mg·L-1)0.627.592.361.431480.606559
Na?+/(mg·L-1)13.3165.244.46138.46850.865219
Ca2+/(mg·L-1)39.7915882.970431.834110.38368
Mg2+/(mg·L-1)15.3467.5131.344613.440090.428785
Cl?-/(mg·L-1)7.79138.344.812935.584010.794057
SO.42-/(mg·L-1)4.53233.158.354652.257880.895523
HCO.3?-(mg·L-1)215.2651.5333.52595.33640.285845
CO.32-/(mg·L-1)0203.426.4131.875146
F?-/(mg·L-1)0.11.160.4350.228850.526092
溶解性总固体?/(mg·L-1)262.4952.7495.6207.24010.41816
pH值7.578.687.99710.372390.046566
NO.3?-/(mg·L-1)0.2155.537.667195.33642.531026 从表1中可以看出在阳离子(Ca2+、Mg2+、 K?+、Na?+)中Ca2+的含量相对较高,平均为82?970 4 mg/L,K?+的含量最低,平均为2?36 mg/L;对于阴离子HCO.3?-的平均值达到了333?525 mg/L,标准差为95?336 4,两值均较大,变异系数较小,反映了其在地下水中的绝对含量较高,为地下水中的主要阴离子。而CO.32-的平均值仅为3.42 mg/L,即其在地下水中相对其他阴离子含量最低。出现这种现象的原因是地下水中碳酸存在的形态受pH影响, 在偏酸、偏碱及中性水中HCO.3?-占优势,且在pH=8?34时,HCO.32-达到最高值。本次现场测试结果在整个研究区范围内pH在8.19~7?75之间, K?+、Na?+、Cl?-、SO.42-和CO.3?-的变异系数均较大,表明其在地下水中的含量变幅较大,表明它们是地下水中随环境变化的敏感因子,决定地下水盐化的作用的主要变量。HCO.3?-和 Ca2+的变异系数相对都较小,表明它们在地下水中的含量相对比较稳定。