（环境科学专业论文）大连市区地下水环境质量综合评价及污染防治策略研究.pdf

大连市区地下水环境质量综合评价及污染防治策略研究 a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，w i t ht h ei n c r e a s e dp o p u l a t i o nd e n s i t yo fd a l i a nc i t y ，u r b a nc o n s t r u c t i o n e x p a n d e d ，e c o n o m i cs c a l ee x p a n s i o na n dt h ei n c r e a s i n gw a t e rd e m a n da tt h es a m et i m e ， w a s t e w a t e rs l u d g ee m i s s i o n sa r ei n c r e a s i n gy e a rb yy e a r , e x a c e r b a t e dt h ec o n t r a d i c t i o n b e t w e e ns u p p l ya n dd e m a n do fw a t e rr e s o u r c e s ，t h e r eh a sb e e nt h ep r o b l e mo fg r o u n d w a t e r e n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o n g r o u n d w a t e ri si m p o r t a n td r i n k i n gw a t e rs o u r c ef o rd a l i a nc i t y ，t o u n d e r s t a n d i n gt h es t a t u so fg r o u n d w a t e rq u a l i t y , i n v e s t i g a t ea n dr e s e a r c ht h eg r o u n d w a t e r q u a l i t yo fd a l i a nc i t yh a sa ni m p o r t a n ts i g n i f i c a n c ef o re x p l o i t a t i o n ，p l a n n i n ga n dm a n a g i n g o ft h el o c a lg r o u n d w a t e rr e s o u r c e s t h ep a p e rd e e p s t u d yo ft h ep h y s i o g r a p h i cc o n d i t i o n ，s o c i oe c o n o m i cs t a t u sa n d g e o h y d r o l o g i cc o n d i t i o no fd a l i a nc i t y ，c o m p a r a t i v es t u d yg r a d i n gm e t h o d ，f u z z yp a t t e r n r e c o g n i t i o nm o d e l ，i m p r o v e dn e m e r o wi n d e xm e t h o d ，f u z z yc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o n ，g r e y c l u s t e r i n gm e t h o df i v em e t h o d so fg r o u n d w a t e re n v i r o n m e n tq u a l i t ya s s e s s m e n ta p p r o a c h g r a d i n gm e t h o dh a ss i m p l ep r i n c i p l ea n de a s i l yc a l c u l a t e d ，a l la s s e s s m e n ti n d e x e sc a l lb e c a l c u l a t e d ，a n dt h ec h i e fi n d e x e so fe x c e s s i v es t a n d a r dd a t ac a nr e f l e c td u r i n gt h ea s s e s s m e n t h o w e v e r ，t h ec l a s s i f i c a t i o no fg r o u n d w a t e rq u a l i t ys t a n d a r dd a t ah a sg r e a tr a n g ea n dc a nn o t r e f l e c tt h ed i f f e r e n c e sb e t w e e nv a r i o u ss a m p l e s ，a n di nt h ee v a l u a t i o np r o c e s si ti sn o tg i v et h e w e i g h tt oe a c hi n d e x e s ，t h i si s b o u n dt ol e a dt ot h ei n a c c u r a t er e s u l t s f u z z y p a t t e r n r e c o g n i t i o nm o d e lu s i n gt h em e a s u r e dv a l u e so ft h ei n d e x e sf o re v a l u a t i o n ，m o r e o v e r ，d u r i n g t h ee v a l u a t i o ng i v et h ei n d e x e sd i f f e r e n tw e i g h t sa c c o r d i n gt ot h e i rl e v e lo fi m p o r t a n c e ，t h e a s s e s s m e n tr e s u l t si si n d i c a t eb yt h eg r a d ee i g e n v a l u e s ，i tc a na c c u r a t er e f l e c tt h ed i f f e r e n t b e t w e e ng r o u n d w a t e rs a m p l e s ，b u ti ti sr e l a t i v e l yc o m p l e xd u r i n gt h ep r o c e s so fc a l c u l a t i o n ， e s p e c i a l l yt h e r eh a sm a n ye v a l u a t i o ni n d e x ，t h ep r e - p r o c e s s i n go fw a t e rq u a l i t ym o n i t o r i n g d a t aa n dt h ep r o c e s so fc o m p u t i n ga r et i m e - c o n s u m i n g t h e r e f o r e ，t h ea r t i c l ei n t e n d st o c o m p r e h e n s i v ea s s e s s m e n ta p p r o a c hb yj o i n i n gt h eg r a d i n gm e t h o da n df u z z yp a t t e r n r e c o g n i t i o nm o d e lt h a ti su s e di ng r o u n d w a t e rq u a l i t ya s s e s s m e n t f i r s to fa l l ，t h eg r a d i n gm e t h o dh a sb e e nu s e dt oa s s e s sg r o u n d w a t e rs a m p l e si nd r o u g h t p e r i o da n dr a i n yp e r i o df r o mt h ey e a r2 0 0 1t o2 0 0 6o fd a l i a nd i s t r i c t s ，a l lo fs a m p l e sa r e c l a s s i f i e di n t od i f f e r e n tg r a d e sa n dg i v eo u tt h ec h i e fi n d e x e so fe x c e s s i v es t a n d a r dd a t a c o n s i d e r i n gt h ea c t u a lw a t e rs u p p l ys i t u a t i o ni nd a l i a nc i t y ，p a r to fw e l lq u a l i t yg r o u n d w a t e r c a nb eu s e da sc e n t r a l i z e do rd e c e n t r a l i z e du r b a nd r i n k i n gw a t e rs o u r c e sa f t e rp u r i f i c a t i o n t r e a t m e n t ( s u c ha sf l o c c u l a t i o n ，s e d i m e n t a t i o n ，f i l t r a t i o n ，d i s i n f e c t i o n ，e t c ) i nt h i sp a p e r ， a c c o r d i n gt ot h eg r a d i n gm e t h o da s s e s s m e n tr e s u l t s ，t h ec h i e fi n d e x e so fe x c e s s i v es t a n d a r d d a t aa r er e c o r d e da n ds e v e ni n d e x e sa r ec h o s ea sm a j o ra s s e s s m e n ti n d e x e si n f o l l o w i n g m o d e l ，7 0g r o u n d w a t e rs a m p l e sb e l o n gt ot h ee x c e l l e n tg r a d eo rt h eg o o dg r a d ea r es e l e c t e d a n da s s e s s e db yu s i n gt h ef u z z yp a t t e r nr e c o g n i t i o nm o d e lt oc a l c u l a t et h eg r a d ee i g e n v a l u e s c o m p r e h e n s i v et h er e s u l to ft h eg r a d i n gm e t h o da n df u z z yp a t t e r nr e c o g n i t i o nm o d e lt o e v a l u a t eg r o u n d w a t e re n v i r o n m e n tq u a l i t yi nd i s t r i c t so fd a l i a nc i t y t h er e s u l t so ft h ea s s e s s m e n ti n d i c a t et h a tt h eb e s tg r o u n d w a t e rq u a l i t yi st h ed r o u g h t 大连市区地下水环境质量综合评价及污染防治策略研究 p e r i o di n2 0 0 6 ，t h ew o r s tg r o u n d w a t e rq u a l i t yi st h er a i n yp e r i o di n2 0 0 1 o v e r a l l ，f r o mt h e y e a r2 0 0 1t o2 0 0 6t h eg r o u n d w a t e re n v i r o n m e n t a lq u a l i t yi sc o n t i n u o u s l yc h a n g eb e t t e ri n d a l i a nc i t y ；i nd a l i a nd i s t r i c t s ，z h o n g s h a nd i s t r i c ti st h eb e s t ，t h ew o r s tg r o u n d w a t e rq u a l i t y i sg a n j i n g z id i s t r i c t ；g a n j i n g z id i s t r i c ta n dl u s h u n k o ud i s t r i c ti st h ew o r s t ，t h ec h i e fi n d e x e s o fe x c e s s i v es t a n d a r dd a t aa r et o t a lh a r d n e s s ，n i t r a t en i t r o g e n ，n i t r i t en i t r o g e n ，a m m o n i a ， s u l f a t e ，c h l o r i d ea n dt o t a ld i s s o l v e ds o l i d s s e v e ni n d e xi nd a l i a nc i t y ；t h er e s u l to f g r o u n d w a t e rs a m p l eg r a d ee i g e n v a l u e st of u z z yp a t t e r nr e c o g n i t i o nm o d e l ，w h i c hc a ns e r v ea s ag u i d ef o re x p l o i t a t i o no ft h el o c a lg r o u n d w a t e rr e s o u r c e s b yt h i sr e s e a r c hw o r k ，m a s t e r st h eg r o u n d w a t e re n v i r o n m e n tq u a l i t yo fd a l i a nc i t yi n r e c e n ty e a r s ，c a ns e r v ea sag u i d ef o re x p l o i t a t i o n ，p l a n n i n ga n dm a n a g i n go ft h el o c a l g r o u n d w a t e rr e s o u r c e s ，a n dh a si m p o r t a n tp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c eo fg r o u n d w a t e rs u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n ti nd a l i a nc i t y k e yw o r d s ：g r o u n d w a t e r ；a s s e s s m e n to fe n v i r o n m e n tq u a l i t y ；g r a d i n gm e t h o d ；f u z z yp a t t e r n r e c o g n i t i o n ；d a l i a nc i t y 学位论文独创性声明 本人承诺：所呈交的学位论文是本人在导师指导下所取得的研究成果。论文中除特 别加以标注和致谢的地方外，不包含他人和其他机构已经撰写或发表过的研究成果，其 他同志的研究成果对本人的启示和所提供的帮助，均已在论文中做了明确的声明并表示 谢意。 学位论文作者签名： 学位论文版权的使用授权书 本学位论文作者完全了解辽宁师范大学有关保留、使用学位论文的规定，及学校有 权保留并向国家有关部门或机构送交复印件或磁盘，允许论文被查阅和借阅。本文授权 辽宁师范大学，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库并进行检索，可以采 用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质 论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后使用本授权书。 学位论文作者签名：年指导教师签名：竭数 签名日期： 久护少罗 1 年 大连市区地下水环境质量综合评价及污染防治策略研究 1 绪论 1 1 论文研究意义 水是生命之源，对人类来说，水是一种片刻也不能离开、不可缺少的重要物质，人 类视水为生命的源泉、经济的命脉、宝贵的财富【。水并不像有些人认为的那样，是一 种取之不尽，用之不竭的自然资源。虽然地球上的总储水量极其丰富，约为1 3 8 6 亿k m 3 ， 但淡水资源仅占2 5 3 ，就在这仅有的2 5 3 中，6 8 7 0 分布在两极冰冠、冰川、冰河 和永久积雪中，3 0 3 6 的富集于深层。由于现有经济、技术能力等开发条件的限制，到 目前为止，比较容易开发利用的淡水资源只占淡水总储量的0 3 4 ，还不到全球总储水 量的1 ：实际上，人类可利用的淡水量远低于此理论值，这极少量可供使用的有限淡 水就是通常所说的人类生存的水资源，可见地球上的淡水资源并不丰富【2 1 。1 9 9 2 年初有 1 5 6 个国家代表参加的“世界水资源与环境大会”提出了警告：“水资源短缺已成为当今人 类面临的最严峻挑战之一。至本世纪末及2 1 世纪初，此种情况更令人忧虑”。2 0 0 0 年3 月1 7 日国际水问题联合会在荷兰召开了“世界水问题论坛”会议，就水的安全性问题进 一步向人们提出警告【”j 。 地下水资源是水资源中重要的组成部分，而且具有水质好、分布广泛、便于开采利 用等优点。近年来，随着地下水开采量的增加以及连续干旱气候，再加上其他各种因素 的影响，地下水环境质量明显下降，与地下水有关的环境问题日益突出，已引起国内外 专家的重视【6 _ 1 0 】。目前，全国每年的污水排放量达到数百亿吨，8 0 污水未经处理直接 排入江河湖海，全国9 0 以上的城市水环境恶化【1 1 j ，城市附近的河流已成为排污沟渠， 致使城市地区的地下水水质也呈现急剧恶化的趋势，逐渐丧失其利用价值；在一些城市 和工矿地区，由于人口急剧增长，城市建设的快速发展，工业“三废”对地下水的污染以及 超量开采地下水所引起的地下水水质恶化问题，更是严重影响了城市的供水质量，危及 到人体健康，并给经济建设造成了极大的阻碍。地下水一旦遭受污染，由于其自净能力 极弱，会对生态环境造成严重影响，直接对人类及其活动造成危害。因此，对地下水环 境质量作出准确的评价，是对地下水资源开发利用的前提，也是地下水环境保护的一项 重要任务，开展地下水环境质量综合评价，对促进社会经济和生态环境持续健康发展， 具有重要的战略意义。 大连市是一个滨海城市，淡水资源一直比较紧张，地下水环境质量的优劣直接关系 到城市的经济建设、人民生活与环境保护等一系列问题。随着大连市各类产业蓬勃发展， 大连市水资源紧缺问题日益突出，水污染现象逐渐加重。地下水一旦受到污染很难修复， 因此它对生态的破坏和人体健康的影响将更长久、更深远，基于地下水的资源特性和大 连市区地下水污染的严峻形势，地下水的评价与保护对保障大连市经济的可持续发展显 得尤其重要。 为便于科学管理和利用地下水资源，更好的为经济建设服务，必须对大连市地下水 1 大连市区地下水环境质量综合评价及污染防治策略研究 环境质量进行评价，以便及时采取各种有效措施，保护和改善地下水水质。本文通过对 大连市区地下水水质监测数据的分析，运用加附注的评分法和模糊模式识别模型，对大 连市地下水环境质量进行评价，为制定合理有效的地下水污染防治措施、选择最佳治理 方案以及地下水开采方案提供科学依据【l 2 。 1 2 地下水环境质量评价研究现状 我国是地下水开发利用最早的国家之一，同时也是地下水环境质量评价工作起步较 晚的国家之一。随着国民经济的迅速发展，对地下水需求的增强，人类自身活动对地下 水环境的影响产生了一系列的环境后果。1 9 7 2 年联合国第一次人类环境会议将水资源列 为影响社会危机的重要因素之一，资源与环境问题成为人类社会所面临的主要问题。地 下水研究也从早期的地下水资源寻找与勘察、地下水资源量评价以及局限于水的用途和 功能评价的水质评价转向环境影响、水质综合评价、污染机理等的研究【1 3 】。地下水环境 质量评价工作也由浅入深，由简单到复杂，由单项指标到综合指数的计算，由现状评价 到趋势分析，由数理统计到数学模型的建立，由室内模拟试验到现场大型试验逐渐发展 起来了。 自2 0 世纪5 0 年代以来，地下水环境质量评价得以被重视，从7 0 年代开始，评价 体系及方法正日臻完善。为使地下水环境质量评价有据可依，各国根据实际情况，制定 了地下水环境质量评价标准。国内外目前使用的标准可分两类：一类为区域地下水天然 背景值；一类为国家制定的水质标准。我国于1 9 9 3 年1 2 月3 0 日由国家技术监督局发 布了g b t 1 4 8 4 8 1 9 9 3 地下水质量标准。 近几十年以来，国内外专家、学者进行了大量研究，提出了多种水质评价方法，如 模糊综合评价法【1 6 1 、灰色聚类法【1 7 1 、神经网络法【1 8 - 2 1 l 、内梅罗指数法、物元可拓法、 主成分分析法以及投影寻踪法等等。它们各有优点和不足之处，都有待进一步的研究和 完善。 国内水环境质量评价始于2 0 世纪7 0 年代。1 9 7 4 年，我国提出了第一个综合表示水 质污染情况的综合污染指数，此法在选取具体表示水质污染项目时，优先考虑造成水质 污染的主要有害物质，然后再考虑可以定量表示水质污染的一般水质指标1 2 2 】。1 9 7 7 年， 在南京城区环境质量综合评价研究中1 2 3 j ，提出了“水域质量综合指标”，用以评价环境中 水要素的质量。2 0 世纪8 0 年代前主要采用的地下水环境质量评价方法为简单的给定临 界判据的指数。2 0 世纪8 0 年代后，随着计算机技术的快速发展，使现代数学理论更多 的应用于水环境评价，模糊数学、灰色系统和人工智能等理论方法与计算机技术相结合 应用于水环境评价研究也越来越广泛。近年来，一些研究工作者把水体污染的全部或部 分变量或参数处理为灰色变量获得灰色解进行水质评价【2 4 1 。另外，也有人将灰色系统理 论和方法应用于水环境研究，通过建立与隶属函数相似的白化函数，进行灰色聚类，确 定水质的级别，来进行水质综合评价l z 5j 。9 0 年代后期及本世纪初，各种新的地下水质 2 大连市区地下水环境质量综合评价及污染防治策略研究 评价方法层出不穷，崔玉波、倪深海等先后将改进的b p 神经网络应用于地下水水质评 价【2 6 也7 】；卢京、周念清等人将数值模拟应用在地下水资源评价中【2 8 - 2 9 】；冯玉国等将可拓 集合方法应用于地下水环境质量综合评价中【刈；吴剑锋等将时间序列模型和有限元模型 结合应用在地下水资源评价和开发中【3 1 】；王洪光、王国平用物元分析法评价地下水环境 质量【3 2 】；吴文淮、张玉峰运用集对分析法对地下水环境质量进行评价【3 3 j ；宋岳川、褚全 家运用大指数解析法对地下饮用水源环境进行了评价【矧；郭风台、王瑞京、孙红将属性 识别模型用于地下水环境质量的评价【3 5 】；任传栋、王志真、高佳等运用加权优序法对地 下水质进行了评价【3 6 1 。 1 3 本文主要研究内容 本论文在综合分析大连市水文地质条件的基础上，应用加附注的评分法和模糊模式 识别理论模型对大连市区2 0 0 1 年到2 0 0 6 年的地下水井监测数据进行分析。具体的研究 内容如下： 第一章一绪论，介绍了国内外地下水环境质量评价的研究现状以及本文的主要研究 内容。 第二章一大连市区自然地理概况及社会经济状况，研究了大连市区的自然地理情 况、社会经济状况，以及研究区内的地下水开采情况。 第三章一研究区域地质及水文地质条件，重点研究地层结构、地质构造、地下水类 型、地下水补给径流排泄条件。 第四章一地下水环境质量综合评价方法，总结了加附注的评分法、模糊模式识别理 论模型、内梅罗指数法、模糊综合评判法以及灰色聚类法5 种地下水质量综合评价方法， 并给出各种方法的优缺点及其适用条件。提出本文选用的地下水环境质量综合评价方 法。 第五章一大连市区地下水环境质量综合评价，运用选定的评价方法对大连市区地下 水环境质量进行综合评价，并对评价结果进行系统分析。 第六章一大连市区地下水环境质量现状及污染防治策略，本章在分析大连市区地下 水环境质量评价结果的基础上，得出大连市区地下水环境质量现状，根据水质状况提出 了一系列的地下水污染防治策略。 第七章一结语。 论文基本的研究思路如下： ( 1 ) 研究大连市区水文、气象、地形、地貌、地质及水文地质特征。 ( 2 ) 深入研究加附注的评分法和模糊模式识别理论模型的原理。 ( 3 ) 总体掌握内梅罗指数法、模糊综合评判法以及灰色聚类法原理，归纳总结每 种方法的优缺点及其适用条件，并简述它们的优缺点。 ( 4 ) 按照地下水质量标准g b t 1 4 8 4 8 9 3 之规定，选取浑浊度、色度、嗅和味、 3 大连市区地下水环境质量综合评价及污染防治策略研究 总硬度、肉眼可见物、p h 值、氯化物、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、硫酸盐、铁、锰、 溶解性总固体1 4 项指标，应用加附注的评分法对大连市区2 0 0 1 年到2 0 0 4 年枯水期、 丰水期以及2 0 0 5 年、2 0 0 6 年枯水期的2 3 6 个地下水井监测数据进行评价，划分所有地 下水样的质量级别，并给出主要超标项目。 ( 5 ) 选择评分法结果中地下水质量级别为优良和良好的前7 0 个数据，以评分法中 的主要超标项目作为评价指标，即选用氯化物、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、硫酸盐、 总硬度、溶解性总固体7 项评价指标，用模糊模式识别模型进行精确评价。 ( 6 ) 根据两种方法的评价结果分析大连市区地下水环境质量状况，并提出大连市 区地下水污染防治策略。 4 大连市区地下水环境质量综合评价及污染防治策略研究 2 大连市区自然地理概况及社会经济状况 2 1 大连市区自然地理概况 2 1 1 大连市区地理位置 研究区位于大连市主城区，包括中山区、西岗区、沙河口区、甘井子区四个行政区。 南、北以海为界，东以金州区为界，西至夏家河一河口一线，介于北纬3 8 。5 0 7 3 9 0 0 5 及东经1 2 1 0 3 0 7 1 2 1 0 4 5 7 之间。研究区总面积6 2 0 9 5 k m 2 ，详见图2 1 。 图2 - 1 研究区地理位置图 2 1 2 地形与地貌 大连市区位于辽东半岛的南端，为滨海丘陵地区，属千山山脉的西南延伸部分。总 体呈由北东向南西渐变低窄，南濒黄海，北临渤海，形成了碧海环抱，丘陵起伏的地形。 区内西南高丘陵为本区地形的制高点，依次降低为低丘陵及丘间谷地，并具有成层分异 的特征，展现出复杂多样的山地港湾型滨海地貌。根据地貌的成因类型与形态类型，依 次划分为：构造剥蚀地形、剥蚀堆积地形、堆积地形、风成地形、海成地形。详见表2 1 。 2 1 3 研究区气候 大连位于暖温带，属暖温带大陆性且具有海洋性特点的季风气候。位于北半球中纬 度地带，所受太阳辐射一年四季比较大，大气环流以西风带和副热带系统为主，再加上 一面依山、三面靠海的地理环境影响，所以本区的气候特点是：四季分明、气候温和、 空气湿润、降水集中、季风明显、风力较大。大连市处于东亚季风范围，夏半年盛行偏 南风，冬半年盛行偏北风，年平均风速3 6 m s ，是我国东北地区风速较大的地区之。 ( 1 ) 气温 根据大连市气象台提供的资料，年平均气温1 0 左右，其中8 月最热，平均气温 2 4 ，同最高气温大于3 0 的最长连续日数为1 0 至1 2 天，年极端最高气温3 5 左右。 1 月最冷，平均气温南部4 5 到6 ，极端最低气温可达2 0 左右。无霜期为1 8 0 2 0 0 天。如图2 2 。年平均冻土深度为0 5 - - - 0 8 m ，最大冻土深度为0 9 3 m 。结冻期为每年十 二月中下旬至翌年二月中旬。 5 大连市区地下水环境质量综合评价及污染防治策略研究 表2 - 1 研究区地貌分类表 图2 - 2 大连市( 1 9 6 0 1 9 9 0 ) 月度平均气温变化曲线图 ( 2 ) 降水 研究区内降水量的年际变化和年内变化均不均匀。全区年平均降水量在5 5 0 至 9 5 0 m m 之间，由西南向东北递增。年降水量6 0 - - - 7 0 集中于夏季，多以暴雨形式降水； 春季占1 2 1 5 ；秋季占1 5 - - - , 2 0 ，冬季仅占5 左右。因受海洋调节，夜雨多于日雨， 尤以夏季为甚。 据大连水务局2 0 0 1 年到2 0 0 6 年降雨资料统计分析，最大年降水与最小年降水之比 相差3 4 5 m m 。大连市水务局( 2 0 0 1 - - , 2 0 0 6 年) 6 年统计结果表明( 图2 3 ) ：研究区6 年平均降水量5 9 9 8 m m 。由于受季风影响，降水的季节变化很大，冬季降水很少，7 、8 、 9 月份降水约占全年降水量的7 0 以上。 6 大连市区地下水环境质量综合评价及污染防治策略研究 童 、- 一 卿 * 遨 露 1 廿 i 目降水量 嚣1 一露”1 ! i 露啊 7哮 穿一 j ；轧i * 扎。上g l23456 图2 - 3 大连市( 2 0 0 1 2 0 0 6 ) 年度平均降水量变化图 ( 3 ) 蒸发 多年平均相对湿度6 6 ，相对湿度七月份最大，平均在8 0 以上。多年平均蒸发量 为1 5 4 8 1 m m ，月平均蒸发量五月份最大，详见图2 4 。 图2 4 大连市( 1 9 6 0 , - - , 1 9 9 0 ) 月度平均蒸发量变化曲线图 ( 4 ) 水文概况 研究区地表水系不甚发育，分属黄渤水系。多数独流入海，为流程较短的季节性河 流。其主要特点为：流域面积小，河床坡度大，除雨季有洪水外，一般季节均干枯断流。 区内主要的季节性河流有夏家河、马栏河、泉水河、自由河等。局部河段因接纳城市( 镇) 工、农业废水、污水的排入，改变了河水的天然动态规律，使水质恶化。 夏家河发源于区外西北的磊子山东侧，全长约1 2 k m ，经大辛寨子、革镇堡至夏家 村流入渤海。夏家村以上流域面积4 6 5 4 k m 2 。 马栏河为流经区内最长的季节性河流。发源于区外岔鞍以西，全长约2 2 k m 。由于 上游建有王家店子、大西山两座水库，使湾家村以下的河水天然动态发生改变。天然径 流量除雨季泄洪外基本上为零。 泉水河发源于南关岭镇以北，流经西洼、南关岭等地，经泉水村流入黄海，全长约 8 k m 。泉水村以上流域面积1 2 3 8 k m 2 。 自由河呈两股分别发源于大连市区南部丘陵石道街及智仁街，流经南部市区，并接 纳部分城市废污水排入，汇合于桃源街，由老虎滩排泄入海，全长约7 5 k m 。 7 o o o o o 0 o 0 0 印伯的加m 大连市区地下水环境质量综合评价及污染防治策略研究 2 2 大连市社会经济状况 大连市地处欧亚大陆东岸，辽东半岛最南端，介于北纬3 8 0 4 37 - 4 0 0 1 0 7 及东经 1 2 0 。5 8 7 - - - 1 2 3 。3 17 之间。西北濒临渤海，东南面向黄海，与山东半岛隔海相望，共扼渤 海湾，素有“京津门户”之称；北面背依东北大陆，腹地辽阔，堪称“东北之窗”。海、陆、 空交通四通八达，十分便利，是中国东北地区的航运枢纽和国际物流中心。全市土地面 积1 2 5 7 3 8 5 k m 2 ，其中市区面积2 4 1 4 9 6 k m 2 ，所辖市、县面积1 0 1 5 8 8 9 k m 2 。海岸线长 1 9 0 6 k m ( 含海岛岸线) ，占辽宁省海岸线总长度的7 3 。现辖6 个区( 中山区、西岗区、 沙河口区、甘井子区、旅顺i z l 区、金州区) 、1 个县( 长海县) 和3 个县级市( 庄河市、普兰 店市、瓦房店市) 。另外，还有4 个国家级对外开放先导区( 开发区、保税区、高新技术 产业园区、金石滩国家旅游度假区) 。 大连是中国重要的工业基地，是中国东北地区的金融中心和外汇结算中心，也是中 国著名的旅游胜地。工业门类齐全，配套能力强。石油化工、远洋船舶、内燃机车、冷 冻设备、电子信息等产业在中国工业体系中占有重要位置。大连高新技术产业发展迅速， 是全国唯一的软件产业国际化示范城市。中共大连市委九届五次全会提出了建设“大大 连”的宏伟目标，为未来的发展提供了广阔的空间。 2 3 大连市区地下水开采情况 研究区地下水开发利用已有1 0 0 多年的历史，在2 0 世纪6 0 年代以前，除了沿海个 别咸水点外，地下水基本上处于天然状态。2 0 世纪7 0 年代以后，随着开采量的增加， 由于过量开采导致水质逐渐恶化，并产生了严重的海水入侵。2 0 世纪7 0 年代末海水入 侵面积达到1 2 0 6 k m 2 ，氯离子含量最高达2 3 6 4 7 m g 1 。1 9 9 3 年以后，地下水开采量明显 呈下降趋势，海水入侵的趋势得到遏制，水质恶化的现象得到好转，区域地下水位开始 回升。目前，研究区纳入管理的自备水井1 2 9 2 眼，其中在用井4 1 5 眼，停封、报废井 8 7 7 眼。取用浅层地下水与深层地下水的取水工程的比例接近1 ：1 。 8 大连市区地下水环境质量综合评价及污染防治策略研究 3 研究区域地质及水文地质条件 3 1 区域地质概况 3 1 1 地层结构 大连地处华北板块东部，胶辽台隆之辽东半岛南端。研究区内有上元古宙变质地层、 晚元古宙以来的沉积岩层以及各构造岩浆期的侵入岩和喷出岩等。 ( 1 ) 前第四纪地层 研究区前第四纪层均为上元古界震旦系，除局部被第四纪松散堆积层覆盖外，大部 分在低山丘陵区裸露，见表3 1 。 表3 - 1 研究区前第四纪地层层序表 大林子组( z j x d ) ：仅分布于羊圈子及苏家屯东北等地。岩性主要为石英砂岩、长 石石英砂岩、粉砂岩、页岩及泥晶粉晶灰岩。该线由下而上钙质含量增高。 兴民村组( z j x x ) ：分布于其盘磨、苏家屯及后杨家屯等地。主要岩性为石英砂岩、 粉砂质页岩、泥晶粉屑灰岩及泥晶灰岩。 崔家屯组( z j x c j ) ：分布于马家屯组。主要岩性为灰绿色、灰色粉砂质页岩、灰岩， 薄层至微薄层状海绿石石英岩夹粉砂质页岩、页岩夹迭层石泥晶灰岩及微薄层状碳酸盐 质海绿石细粒岩屑石英杂砂岩。 马家屯组( z j x m ) ：分布于棋盘磨、马家屯及刘家屯等地。主要岩性为灰色、中厚 层状含砾质泥粉晶迭层石灰岩，层纹石灰岩，碳酸盐质细粒石英杂砂岩、含粘土质泥晶 白云质灰岩，夹中厚层及薄层状泥晶灰岩，含石英泥晶灰岩夹黄色钙质页岩。 十三里台组( z j x s ) ：分布于棋盘磨及杨家屯、刘家屯等地。主要岩性为灰色、紫 色、紫红色中厚层至厚层状迭层石灰岩及页岩。 营城子组( z j x y ) ：主要分布于甘井子、三道沟、革镇堡等地。其主要岩性为深灰 色中厚状泥晶灰岩，泥晶粉屑灰岩，细粉晶含白云质灰岩，层纹石灰岩，砂屑细粉晶灰 9 大连市区地下水环境质量综合评价及污染防治策略研究 岩、砾屑细粉晶灰岩，亮晶含砾屑团块含白云质灰岩，顶部夹灰色含粉砂质页岩。 甘井子组( z w h g ) ：分布于周水子、大辛寨子、甘井子、三道沟、革镇堡至毛茔子 等地。主要岩性为灰白色、浅灰色，中厚层至厚层状白云岩、藻礁白云岩夹砾屑砂屑灰 质白云岩。该组隧石结核及条带十分发育，局部含鲕粒。 南关岭组( z w h n ) ：分布于周水子、辛寨子、革镇堡、南关岭至大房身等地。岩性 为灰色、灰黑色，中厚层状泥粉晶灰岩，含粘土质、白云质泥晶灰岩。 长岭子组( z w h c ) ：在区内南部呈带状分布，西起辛寨子、经大连市区至寺儿沟。 岩性为灰色、灰绿色黑云绢云千枚岩、黑云绢云板岩，黑云片岩、粉砂质绢云板岩、泥 质板岩、钙质板岩及含黑云母石英方解石大理岩，中厚层状粘土质灰岩，含粘土质粉晶 灰岩，角砾状粘土质泥粉晶灰岩。 桥头组( z x n q ) ：主要分布于区内南部马栏子、凌水、白云山庄至棒棰岛等地。主 要岩性为灰色、灰白色，厚层至巨厚层状石英岩、石英砂岩，夹薄层状千枚岩及板岩。 ( 2 ) 第四纪地层 区内第四纪地层的分布严格受地质构造与新构造运动的控制，古气候、古水文网变 迁的影响以及古地貌条件的约束，致使空间分布局限，形成时代不同，堆积厚度较小， 成因类型复杂，岩性、岩相多变，见表3 2 。 表3 - 2 研究区第四纪地层表 全新统 全新统下段( q ：) 海积层( q ：”) 、冲海积层( q “) ，分布于滨海地带的i 级海积级地、陆连岛坝、 泻湖及河流入海口处。主要岩性为灰色、灰褐色、灰黑色淤泥质亚粘土、亚砂土、粉细 砂、砂砾石及淤泥层，并含有大量海生物壳体，厚度3 - 6 m 。 1 n 大连市区地下水环境质量综合评价及污染防治策略研究 冲洪积层( q 呻。) ，分布于河谷地带，构成i 级阶地。岩性上部为褐灰色、土褐色 亚砂土及亚粘土层，下部为砂、砂砾石或砾石碎石混土层，局部夹有黑褐色淤泥质亚粘 土、亚砂土透镜体，厚度3 5 m 。 全新统中段( q ；) 海积层( q ：“) 、冲海积层( q ：小“) ，亦分布于滨海地带及诸河入海处，构成栏湾 砂坝、高漫滩、河i ：1 - - 角洲等。岩性为亚砂土、粉砂、淤泥、砂砾石层及海生物壳体， 后者往往形成贝壳堤。厚度一般2 , - 一4 m 。 冲洪积层( q 一) ，构成诸季节性河流的河床及高漫滩。岩性为灰褐色砂、砂砾石 及淤泥质亚粘土、亚砂土。厚度一般小于2 m 。 冲湖积层( q ：小“) ，仅分布于周水子国际机场的冲洪积成因的滨海地带淤塞湖。岩 性为灰黄色亚砂土、细砂，灰黑色、蓝灰色淤泥及草炭等。厚度1 , - 一3 m 。 全新统上段( q ：) 海积层( q ：4 ) 、冲海积层( q 3 4 小“) ，构成近岸海漫滩，海湾潮间带及诸河流入海 处潮间带三角洲。岩性为粉细砂、砂砾石及淤泥层，并含有大量海生物壳体。厚度1 2 m 。 冲洪积层( q ：小一) ，构成众多现代河系的河床。岩性以浅黄色砂、砂砾石为主，局 部黄褐色亚砂土、亚粘土层夹灰色、灰黄色淤泥及淤泥质亚粘土透镜体，厚度小于2 m 。 ，、， 人工堆积层( u t ) ，主要分布于大连市区山前坡麓及沿海地带。在沿海地带构成人 工堆积海岸，由生活、工业垃圾等杂填土组成。山前坡麓地带往往由较单一成分的素填 土构成。甘井子石灰石矿等矿山周围为废矿石、矿渣土等堆弃而成。堆积厚度因原始地 形起伏而差异较大，一般厚度l - - l o m 不等。 上更新统 上更新统下段( q ，纠) 冲洪积阶地相分布于马栏河等河流流域，残存于河谷两侧 坡麓地带，构成马栏河等河流i 、i i 级阶地与i i i 级侵蚀基座阶地。主要岩性为一套棕黄 色、灰白色、灰褐色的砂砾卵石，局部含亚粘土、砾质亚粘土及淤泥层。砾石成份以石 英岩为主，次为石英脉岩、板岩及灰岩等，粒径大小不等，多呈次棱角状。 上更新统下段( q ? 呻) 坡洪积坡麓相广泛分布于区内山前及丘陵坡麓，地貌上构 大连市区地下水环境质量综合评价及污染防治策略研究 成山前倾斜平原、丘陵坡洪积裙裾及丘间谷地。主要岩性为黄色、棕黄色、褐红色砾石、 碎石混土层、夹有亚粘土、亚砂土及局部砂砾石透镜体。厚度一般在4 - - 一，5 m 。 上更新统上段( q ，非讲) 风积坡洪积坡麓相分布于周水子、大连南山等山前边 缘及丘陵坡麓等较高的地貌部位上。主要岩性为一套灰黄色、浅黄色、黄色、棕黄色黄 土状含砾亚粘土，亚粘土质较纯，具垂直节理与大孔隙，砾石含量5 左右。新鲜人工 剖面明显可见颜色差异的水平层理及棕色深红色古土壤层。厚度一般可达5 , - 一1 0 m 。 中更新统 中更新统下段( q ? ) 冰碛底碛相 该冰碛层呈北东向条带状出露于区内周水子、南关岭、棉花岛等丘陵顶部，高程一 般4 0 - - - - 5 0 m ，地貌景观往往呈现出在丘陵顶部戴一层“红帽”。一般厚度小于5 m 。岩性 主要为棕红红红黄棕黄系列的巨砾、砾石、砂、粘土的混合堆积( 泥砾层) 。该 层砾石含量达5 0 以下，砾石以异地的石英岩为主，磨圆度较好，呈次棱角状次圆状， 分选差。 中更新统上段( q2 d i 叫) 坡洪积坡麓相 该层亦在中部丘陵坡麓与沿海海蚀阶地之高部位出露，在山前及丘间谷地则往往埋 藏于上更新统之下。岩性主要为棕红色，局部夹棕黄色，粘土、亚粘土含砾石及碎石， 砾石含量5 - - - 2 0 ，无分选，均呈棱角状次棱角状，成分以石英岩、石英脉岩碎块为 主。厚度一般2 - - 5 m ，最大厚度可达l o m 。 上新统下更新统 在区内出露甚少，仅在上三道沟大房身等地见有人工剖面。为在基岩上部发育 的一层紫红色或绛紫红色的粘土层，质地较纯、硬塑，