国外水文地质环境地质简报(4).pdf

国外水文地质环境地质简报国外水文地质环境地质简报 第第5期期 科技发展中心编科技发展中心编 2008 年12 月 18 日 2008 年12 月 18 日 尼泊尔的地下水水质尼泊尔的地下水水质 尼泊尔是南亚内陆国家，位于中国和印度之间，土地总面积为 140800 平方 公里。北部为喜马拉雅山脉，中部为丘陵区，南部为平坦的河流平原。海拔北部 与中国接壤地区超过 8000 米（珠穆朗玛峰地区），南部为 70 米。地形的大幅度 变化导致气候多变。在首都加德满都年平均降雨量 1300 毫米。 季风降雨可引起严重的水灾，特别是在 Terai 平原。农业是尼泊尔经济的重 要组成部分，80％以上的人口从事农业生产，34％的土地为耕地或永久性牧场。 大约 42％的土地面积是森林，但森林砍伐很普遍，由此产生的土壤侵蚀已成为 一个主要的环境问题。尼泊尔，特别是在加德满都谷地，人口迅速增长和都市化 日益发展。工业活动大部分集中在加德满都谷地，主要涉及农产品加工，包括黄 麻、烟草、甘蔗、水稻、玉米和小麦以及纺织品和地毯。 地质条件控制着尼泊尔的地形变化。 喜玛拉雅山和中部地区主要为古老的结 晶岩。这些岩石组成，包括变质岩、花岗岩和老的坚硬沉积物，经过强烈扭曲和 断陷造成喜马拉雅山脉的隆起。年轻的沉积物（中生代到第四纪）主要见于尼泊 尔南部和低海拔地区的和丘陵地区的山间盆地。第三纪沉积物出露在尼泊尔南 部。加德满都谷地是一个断陷山间盆地，填充年轻沉积物，厚度达 500 米。 大的降雨量通常使水的供应丰富，至少季节性供应丰富。地表水和地下水都 是家庭、工业和农业用水的重要来源。Terai 平原和加德满都谷地含水层地下水 丰富。加德满都市约有 50％的用水来自地下水。在人口稠密地区，因为坚硬结 晶岩的低渗透率，地下水供应较为有限。尽管有丰富的降雨，农业发展仍受到灌 溉发展的限制。在加德满都谷地（面积约 500 平方公里），地下水主要从两个含 水层抽取。 浅水含水层主要在0-10米左右的深度， 深层承压含水层主要在310-370 米深度。由于城市化的发展，这些含水层的开发，特别是浅层含水层的开发已迅 速增加。 在 1993 年， 地下水通过 22 口政府生产井和 334 口私人水井从加德满都谷地 含水层中抽取。 最近从深部含水层抽取地下水导致地下水位自 20 世纪 80 年代中 期降低约 15-20 米。 尼泊尔总体上缺乏水质数据，因此主要质量问题的评估是很难的。家庭、农 业和工业废物造成地表水和浅层地下水污染。 许多尼泊尔人口使用地表水为饮用 水，而这些地表水最容易受到污染。因此，只有 34％的人口被认为能获得安全 的饮用水。浅层地下水也有污染的危险致病菌、农药、硝酸盐和工业废水。工 业废水的性质目前知道的还不详细，但最大的来源很可能是纺织品和地毯制造 业。这些污水含有有机化工产品和一些微量金属。 在浅层地下水中家庭和农业来源的硝酸盐和其它污染物含量可能很高， 硝酸 盐含量超过世卫组织规定的标准。在许多城市地区，特别是加德满都，地下水已 被化粪池渗漏污染。氨的含量在这些受影响的地区也可能很高，主要是由于家庭 污水和使用硝酸铵类化肥。在加德满都谷地深层含水层，氨的含量高（3-35毫 克/升，大部分为4毫克/升）主要是自然形成的，而不是污染造成的。深部含水层 由于上覆厚层透水性很差沉积物（如粘土、淤泥）而未受到污染。氨含量高表明 含水层处于厌氧条件下并与铁、锰、偶尔甲烷的含量高有关。在厌氧条件下，硝 酸盐和亚硝酸盐含量较低（分别为1毫克/升和 0.01毫克/升）。 尼泊尔地下水中铁和锰的资料很少。在浅层地下水中铁和锰的含量一般很 低。但是，在 Terai 地区和加德满都谷地深层厌氧含水层中含量较高，铁的含量 范围为 0.5-9 毫克/升，锰的含量范围为 0.1-0.7 毫克/升。地下水中这些元素含量 太高不经过处理就无法使用。 浅层地下水中含铁和锰的含量取决于这些含水层的 透气度。如果好氧，含量就低。 在尼泊尔现有的含水层中，砷污染潜在风险最大的是Terai地区最近的沉积 物。地下水水质调查显示一些样品中砷的含量超标。供水和排水部门发现所分析 的水源1 ％砷含量大于50微克/升（印度和孟加拉国的饮用水砷的标准）。Koshi 河漫滩地地下水中的砷含量最高。尼泊尔红十字会在Terai地区测试的20个地方 其中17个地方的水样，发现大约3％的地下水源砷含量超过50微克/升，最高的含 量为205微克/升，受影响最严重的地区在Nawalparasi（西部地区）、Rautahat、 Bara（中部地区）和Bardia（中西部地区）。 在所分析的样品中，发现Finnida12％和Tandukar9％的样本砷含量超过50微 克/升。虽然这些超标的比例一般都小，但也需要引起人们的关注，并采取进一 步的行动。Tandukar（2001）观察到最高砷含量约120微克/升，大部分砷含量高 的样品是在Bagmati河地区提取的。高含量出现在厌氧的地下水中，而且往往与 高含量溶解铁有关。从现有的数据中可以看出，砷污染出现在Terai地区浅层含 水层中（成井深度50米的管井）。深层管井中砷含量较低（ 10微克/升），深 层含水层的现有数据迄今为止非常有限。 目前没有有关尼泊尔地下水氟化物的资料。 然而， 由于气候条件 （雨量大） ， 氟含量很高也是不可能的。在山区和 Terai 地区含量可能会大大低于 1 毫克/升， 即低于世界卫生组织饮用水中氟化物的指导值。 由于尼泊尔的气候和地理条件， 地下水碘含量不高 （虽然没有充实的数据） 。 由于当地的水和食物人们可能因此容易得饮食性碘缺乏病。但是，最近一项覆盖 尼泊尔 15000 人的全国调查显示由于广泛使用碘盐碘缺乏病在尼泊尔已几乎消 除。因此碘不再认为是一个问题。 微量元素方面的资料基本没有。 浅层地下水， 特别是在工业区的浅层地下水， 容易受到各种微量元素的污染，主要取决于当地工业的性质。尼泊尔影响地下水 质量最大的工业很可能是地毯和纺织工业。这些微量金属污染物可能包括铬、铜 和锌，以及一系列的有机污染物。淋滤废水中增加的有机化学物由于消耗含水层 的氧也可提高其他一些微量元素（如铁，锰，砷）的含量。含硫化物矿物结晶基 底地区的地下水也容易受到微量元素（如锌、铜、钴、铅、镉）的污染。Terai 地区和加德满都谷地有可能地下水中的铀含量大于世界卫生组织规定的饮用水 2 微克/升的标准， 但现在还没有具体数据。 在孟加拉相同的地质和水文地质条件 下已发现铀含量很高。 倪增石 编译 德国柏林自由大学地质科学学院水文地质专业组介绍德国柏林自由大学地质科学学院水文地质专业组介绍 现有教职员工讲师 6 人、科技人员 13 人、水文化学实验室管理人员 2 人、 客座及奖学金获得者 7 人。 水文地质组主要任务 潜在地下水资源（储量）勘查 地下水资源的定质与定量保护 地下水补给量的确定 地下水管理，例如通过划定和监测饮用水保护区 地下水污染治理 地下水水流域地下水运移模拟 建筑项目水文地质咨询 测量地下水状况 水文地质的基础就是认识地下构造。对此主要包括地质图、钻孔成果与地 下地质三维模型。勘测与监测地下水的手段和方法有遥测（遥感方法）、地球物 理方法、钻探、地下水测量点、抽水试验、实验室试验与水化学分析。 最近的科研项目最近的科研项目 1. 利用利用 Molasse 盆地（德国南部）地热能供给研究地下水流系统盆地（德国南部）地热能供给研究地下水流系统 该项目的目的是提高对深层地下水循环系统认识（了解），研究水文地质， 水文地球化学与构造特征。在研究区为 Molasse 盆地Malm 含水层。由于温度 与含盐量升高，该系统内的地下水流模式不仅受强制对流，而且还受由于水的密 度与粘度变化而出现的浮力控制。该情况因脱气，水化学反应以及地质构造显得 更为复杂。由于该系统中的水循环构成地热能的主要运移机理，所以加强认识了 解其水文地质环境是至关重要的。 项目研究周期 2009 年-2012 年， 资金支助单位 是联邦环境、自然保护及核安全部。 2. 天然与人工补给与入渗系统天然与人工补给与入渗系统 通过抽水井诱导地表水渗入柏林含水层，用于饮用水开采。岸边入渗的优点 是地下岩层可以去除污染物质。由于柏林大部分地表水来自处理过的废水，该系 统为半-封闭的水循环系统，部分依赖于间接的废水的重复利用。 在该多学科项目中目前主要研究岸边入渗与人工补给过程。 该项目的发起单 位为柏林水中心，合作单位有柏林水务局，柏林技术与自由大学，德国环境保护 署UBA，生态水文与内地渔业研究所IGB。项目的研究主要目的是研究病原 菌，有机污染物以及药物的活性化合物在地下通道期间状态与去除情况。 在 NASRI（天然与人工补给与入渗系统）中，柏林自由大学评价了野外试 验场水文地质，水力，地球化学及水文化学条件。利用废水指标（例如，Cl-, B, EDTA, Gd-EDPA，稳定同位素18O, 2H与氚、氦测年评价补给水运移到饮用水 井的运移时间以及岸边入渗水在单井中的比例。 项目合作方分析将示踪结果作为 解释潜在污染物质归宿与性质的基础（例如，药物残留物或邮寄污染物）。 3. 利用氚与氦测年方法评估利用氚与氦测年方法评估 Oderbruch 含水层污染物运移过程含水层污染物运移过程 在德国 Oderbruch 开拓地（围垦地 ） 缺氧的，河流补给，更新世含水层过 去的研究项目进行了详细的地下水监测。氚与氦H/He测年方法获得首批成果 表明岸边入渗补给地下水随着离开河岸的距离愈远年龄愈老。在中开拓地地区， 可以定质论证通过包气带渗入的年轻渗透水。在随后的项目中，利用。氚与氦 H/He测年方法大尺度地评估了含水层内的运移过程。重点绘制核氚峰值以便 定量含水层中的弥散和流速。 另一个目的是定量通过中部开拓地地区包气带的补 给量。结果被用于评估缺氧含水层反应率与地球化学通量。 4. 利用稳定同位素与水文化学数据表征（研究）南西班牙半干旱岩溶环境 地下水补给 利用稳定同位素与水文化学数据表征（研究）南西班牙半干旱岩溶环境 地下水补给 与西班牙 Granada 大学，西班牙地质调查局IGME以及 Potsdam AWI Alfred Wegener 研究所合作来自该项研究。该项研究（得到 IGME 资金支持）的 目标是通过稳定同位素分析与水文地球化学认识（了解）代表岩溶半干旱地区流 域的补给过程。 在 Potsdam AWI 分析了稳定同位素。 重点是研究 Granada 含水层 系统，其位于与海拔不同高程达到 2900 m 接壤的山间盆地。 白雄飞 摘译