城市水源地地下水资源脆弱性研究——以松华坝水源保护区为例
摘要 以昆明市主要供水水源地松华坝水源保护区为例，收集水源地自然地理概况和水文地质资料的基础上，运用国内外广泛运用的DRASTIC指标法对水源地地下水脆弱性进行了评价。评价结果说明：松华坝径流区地下水系统脆弱性总体较差，容易受到人类经济工程活动的污染。
Abstract Songhuaba Water Source Protected Areas is the main source of water supply of Kunming City.Take Songhuaba Water Source Protected Areas as an example，collecting water natural geography and hydrogeological data，using the DRASTIC index method which widely used at home and abroad，the groundwater vulnerability evaluation was carried on.Evaluation results showed that the overall groundwater vulnerability of Songhuaba Water Source Protected Areas was poor，it was vulnerable to human economic and engineering activities of pollution.
Key words city；groundwater resources；vulnerability；Songhuaba Water Source Protected Areas
1 概况
松华坝水库水源保护区地处昆明市北郊，横跨嵩明县和盘龙区，位于东经102°43′30″～102°54′10″、北纬25°07′40″～25°17′50″，南北长36 km，东西宽24 km，水源保护区总面积629.8 km2。松华坝水库水源保护区属云贵高原主体滇东高原的一部分，海拔1 920～2 800 m，地势东北高西南低，属低山和中高山地貌，海拔2 000 m以上的山区和半山区占总面积的93.5%。冷水河、牧羊河近南北向纵贯全境，沿河形成白邑、羊街、牧羊街-阿达龙、鼠街、阿子营、马军等河谷坝子，总面积49 km2。
流域地形复杂，地貌结构多样，区内以浅切割的中山山地为主，山地与山谷盆地相间，根据内外地质营力的作用，又可划分为流水地貌、溶岩地貌及构成地貌3个成因类型。其中尤以岩溶地貌分布面积最大，白邑坝子四周均属岩溶地貌，小河地区河流两岸及山麓地带以流水地貌为主，构成地貌分布于东部周边附近。
2 水文地质条件
根据赋存条件、水理性质及水力特征，区内地下水可划分为松散岩类孔隙水、基岩裂隙水及碳酸盐岩类裂隙溶洞水（岩溶水）三大类。松散岩类孔隙水按埋藏条件划分为孔隙潜水及孔隙承压水2个亚型；基岩裂隙水按水力特征、赋存条件及裂隙的成因类型划分为层状型裂隙水及风化型裂隙水2个亚型。碳酸盐岩类裂隙溶洞水按照碳酸盐岩和碎屑岩所占数量百分比划分为碳酸盐岩裂隙溶洞水（碳酸盐岩比例≥90%）及碳酸盐岩夹碎屑岩裂隙溶洞水（碳酸盐岩比例≥70%）2个亚型。
松散岩类孔隙水用27 cm口径5 m降深值单井用水量（Q5m）作为评价富水性的主要指标；基岩裂隙水及碳酸盐岩类裂隙溶洞水用平均地下径流模量（M）作为评价富水性的主要指标，选用单位涌水量（q）和泉流量数学期望值（Qq）作为辅助性指标（表1）。
为了反映含水层富水性的均匀程度，还选用了变差系数（Cv）作为刻画均匀性的指标。区内将Cv值划分为3级：Cv2称为不均匀的。
全区地下水共划分为三大类6个亚型5个富水等级和19个含水层组。
3 地下水脆弱性评价方法
采用DRASTIC指标体系评价法评价地下水脆弱性，DRASTIC指标对应的是地下水位埋深（D）、净补给量（R）、含水层介质类型（A）、土壤介质类型（S）、地形坡度（T）、渗流区介质的类别（I）和含水层渗透系数（C）第7项水文地质参数评价指标评分的加权值。对每一个DRASTIC参数给定一个相对权重值，其范围为1～5，以反映各个参数的相对重要程度。影响最大的参数权重为5，最小的参数权重为1，权重不可改变[1]。
DRASTIC地下水脆弱性指标由下式确定：
DRASTIC=5×D+4×R+3×A+2×S+T+5×I+3×C
确定了DRASTIC指标，就可确定地下水相对易于污染的区域，指标较高的区域，地下水易于被污染。
4 地下水质量评价与分区
地下水脆弱性是指地下水系统对人类活动反应的本质敏感性，即抵御人为污染的能力。它受众多因素影响，决定于一系列的动态和静态参数[2]。采用美国EPA地下水系统固有脆弱性评价方法（DRASTIC），用1 km×1 km的网格法，由北向南，将松华坝径流区依次划分1 036个评价单元（其中无效单元为351个，有效单元为685个），有效单元面积为600 km2。地下水位埋深（D）：收集了2010年10个民井和钻孔点的水位数据及4个泉水标高数据。以每个评价单元内的水位平均值作为该单元的水位埋深数据，依据DRASTIC指标评分对照表取D。松华坝径流区内的地下水埋深大多都在5 m以上，因此最大评分值为7分，地下水埋深大多在15～25 m范围内，根据水文地质条件中阐述的各个地下水赋存条件及含水层组得到各个单元格的具体分值。
净补给量（R）：DRASTIC中净补给量是指施加在地表并且入渗至含水层总的水量。净补给量的精度较低，并且较DRASTIC的其他参数难以获得，依据白邑水文站及中和水文站的数据表明，2010年的年平均降雨量在814.1 mm，依据各个地区的土壤类型测量出入渗系数，最终得到各个单元格的净补给量。
含水层介质类型（A）：以岩性特征及富水性为依据评分。松华坝径流区内大部分为层状石英砂岩、泥岩、页岩及白云岩，有少量地区为玄武岩和岩溶灰岩，因此大多单元格评分为6～8分，少部分单元格评分为9～10分。
土壤介质类型（S）：土壤介质对渗入地下的补给量具有显著影响，一般情况下，土壤中黏土的胀缩性越小，颗粒尺寸越小，土壤的易污趋势就越小。盆地边缘山区评分为7分，而盆地的内部土壤层以黏土、粉质黏土为主，评分为4分。
地形坡度（T）：盆地区地形平缓，评分为10分；盆地周边山地坡度较陡，大部分地区在15°以上，评分1～3分。
渗流区介质的类别（I）：基岩裸露区的包气带介质的类别与含水层介质类型的评分相似，评分为5～9分；盆地内包气带介质的类别主要为砂土、黏土等，评分为3～5分。
含水层渗透系数（C）：经数据收集，盆地中部含水层介质以含砾砂土为主，结构松散，孔隙度高，渗透系数较大，平均13.5 m/d，评分为4分；盆地周边有土层较薄的含水层渗透系数在9～11.6 m/d之间，评分为2分；在山区及半山区含水层大部分为基岩，渗透系数在0.18～1.2 m/d之间，评分为1分。
经计算统计，685个评价单元中，DRASTIC地下水防污染性能指标在正常的条件下为70～140.38分，脆弱性等级见表2，分布情况见图1。
5 结论及建议
（1）在无人为活动影响的条件下，脆弱性较差的主要集中在径流区范围周边坡度较陡、土层较薄、基岩出露较多的山区或半山区内，加入人为活动影响之后，脆弱性较差的地方主要集中在坡度较缓，主要为平原地区，例如白邑盆地，阿子营片区以及居住地较多的山区、半山区。
（2）脆弱性虽是地下水系统的固有属性，但在人类长期干扰或自然演变过程中，脆弱性程度也在不断变化[3-5]。对地下水的不合理开发活动，会使地下水系统向不利的方向发展，地下水的脆弱性降低。因此，在松华坝径流区范围内不合理的开发活动及喷洒农药，还将进一步削弱地下水系统的脆弱性，加剧污染程度，需要引起重视[6-8]。
（3）DRASTIC评价表明，松华坝径流区地下水系统脆弱性总体较差，容易受到人类经济工程活动的污染。其中，白邑盆地中部河流阶地区，孔隙水含水层（砂砾石层、含砾砂土层等）埋深浅，包气带薄，形成一条北东向断续分布的脆弱性差地带；盆地周边主要溶洞——溶隙型岩溶水分布区，地表土壤层薄，岩溶化强烈，漏斗发育，渗透性强，地下水系统脆弱性差；盆地内其他地段地下水防污性也较差[5-9]。
6 参考文献
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