地下水分类
1.浅层地下水 是指潜藏在地表以下第一个不透水层以上的地下水,其水面称为地下水位。水量直接由下渗的降水补给,受气象因索影响较大。降水经地层的渗滤,阻挡了大部分悬浮物和做生物,故水质物理性状较好,浑浊度小,细菌数少于地表水,但在流经地层时,可溶解各种矿物盐类,使水质变硬。水中溶解氧被土壤中的生物化学过程所消耗,故水中氧含量较低。
2.深层地下水是指在第一个不透水层以下的地下水。由于地层起伏不平,含水层
内水位不同,某些深层地下水可受有压力,凡受有压力的深层地下水,又名承压地下水,承压地下水因受压力大,以致能沿井管涌出水面,称自流井。而取用深层地下水的水井,一般称为深井,反之取用浅层地下水的水井称为浅井。深层地下水因覆盖地层厚,不易受地面污染,故水质透明无色、水温恒定、细菌数较少、盐类含量高、硬度高,且水量较稳定,常作为城镇集中式供水水源。
3.泉水由地表缝隙自行涌出的地下水称为泉水。因地质构造不同分潜水泉和自
流泉,前者是指浅层地下水因地层的自然塌陷或被溪谷截断,而使含水层露出,水自行外流而成,后者是深层地下水依靠压力由不透水层或岩石的天然裂隙中涌出而成。两者的水质水量特点分别与浅层和深层地下水相似。
(三)地下水水质
地下水主要来源于通过地表或河湖床渗人的降水以及土壤中的凝结水。其形成过程中由于溶滤作用、浓缩作用、混合作用、离子交换作用、脱碳酸作用及生物化学作用,使其成为含有多种无机物和有机物的天然复杂溶液,以溶解气体、离子或络合离子状态、胶体状态和悬浮状况富存于地下水中。溶解于水中的各种无机物的总量称之为矿化度亦称总溶解固体(TDS)、以每升水中的毫克数表示之,或称为总矿化度以每升水中的克数表示之。以硼为基础可将地下水分为淡水
(1000mg/L)、微咸水(1000~3000 mg/L)、咸水(3000~100000mg/L)、盐水(>100000mg/L)。地下水中几乎含有元素周期表中所有的元索,但浓度变幅很大,由ng/L级到数百mg/L极。其中以Na、Mg、Ca、Cl等主要成分,约占总溶解固体的90%以上,其他成分因补给、径流等因素差异较大。地下水中的有机物含量很低,但确实存在;由于溶滤作用,有机物随补给进入含水层,其中由于微生物的作用既可分解,也可形成稳定的腐殖酸。以溶解性有机碳(D0C)表征其含量的多少,也可用化学耗氧量(COD)表征,但当地下水中有还原性物质时(如H,S)其测定误差较大。
地下水中的微生物能够在若干百帕的压力,pH值1~10范围、0~75℃温度以及高于海水的咸度条件下存活。它参与地下水中全部氧化还原过程.
致病微生物也可在地下水中存活,特别是在低温条件下(4~6℃)存活时间较长。
(四)地下水的开采
通常地下水的开采有三种形式、一种是大口井,常见于农村分散式给水,采取挖掘后以砖或石料砌成,地面建筑井台和井栏。一种是手压机井(亦称插管井),多用于农户自用,系用冲击方法将井管直接凿至含水层,其井管下部为滤水管,其构造如图5-4所示。
另一种是管井,多用于集中式给水。井管上部为封闭的钢管或铸铁管、塑料管,下部(含水层部分)为滤水管,底部为沉砂管。井孔口径一般应大于滤水管管径150~200mm,以便在滤水管部分填充沙子、砾石等滤水材料,上部以粘土或混凝土封闭。
井位的选择,在含水层水文地质允许的条件下,应考虑远离污染源的地点,井口应高于当地的高程并做好井口外围的封闭以防止地表水沿井口污染井水。
管井的水位除自流井外一般都低于地面,需用抽水设备,常用的有深井泵和潜水泵,前者由多级叶轮、带有传动轴的抽水管和立式电机组成,叶轮淹没于动水位(动水位根据抽水试验而测得)以下,电机位于地上。潜水泵是泵体与电机连为一体并浸没于动水位以下,其电源通过附在抽水管防水电缆引人。
(六)地下水的污染途径
污染物进人地下水的途径大多与地下水的补给途径相一致、即通过被污染的补给源而污染含水层,另外通过井孔、坑道、岩溶、裂隙等也珂污染地下水。
1.通过包气带渗人由于地面上的污水渠道、污水池、废水渗坑等的渗漏,通过包气带而渗人地下非封闭含水层(潜水层),包气带的土壤或地层有过滤吸附能力,可以使其污染物的浓度降低,至全部消除,只有邓些迁移性强的物质才能到达含水层。因此这种污染途径对含水层的影响,取决于污染物的浓度和包气带岩层的性质和厚度。
另一种通过包气带渗人的途径,是固体废弃物的堆放场,农田施用的农药、化肥等,被大气降水淋溶而进入包气带。是断续性的,其对含水层污染的影响、除与包气带的岩层性质、厚度有关外一还与降水强度及污染物的可溶性有关。
2.由地表水侧向渗入当含水层系由河流湖泊等地面水补给时,若该地面水受到污
染则可造成含水层的污染,有许多城镇的污水未经处理而排人河流,造成河流污染再通过侧向渗人而污染含水层。对于难降解的有机物和珂溶态的无机物,潜在的危害更大。
同时某些城镇的地下水水源地多建立在地层透水性良好,水量充沛的河流两侧,由于河水污染而影响水源地水质的事件国内多有发生。
在沿海地区,由于大量开采地下水,水位下降幅度较大,当降落漏斗扩展到海岸高潮线时,也可发生海水人侵,使原开采的淡水出现咸化趋势。
3.由井孔、熔岩、裂隙直接注人由于井孔造成含水层污染多发生于开采井井管外
围封闭不良,使地面污水沿井管外壁流入含水层,或使上部不能饮用的含水层的水(如苦咸水)流人开采的含水层。另一种情况是废弃的井孔被污染水淹没时,也能使污染水通过井管而流人该废弃井含水层,从而影响该含水层正在开采井的水质。
污染水也可通过地层的熔岩裂隙流入含水层,多发生于喀斯特地带或有断裂带的区域,因无过滤吸附过程,故其污染程度直接受流入污染水的影响。
4.含水层之间的直接越流开采封闭含水层(承压含水层时),若上部滞水层(顶板)之上的非封闭含水层(潜水层)被污染,对开采的含水层是潜在污染源,当开采的含水层水位下降时,与非封闭含水层形成较大的水位差,非封闭含水层受污染的水可通过滞水层越流至开采的含水层,也可因开采井井管腐蚀而越流至开采的含水层。
以上内容均取自《饮用水卫生与管理》
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