2020, Vol. 41
2. 河北省、中国地质调查局地下水污染机理与修复重点实验室, 石家庄 050061
2. Hebei and China Geological Survey Key Laboratory of Groundwater Remediation, Shijiazhuang 050061, China
西北干旱区内陆盆地, 降雨稀少, 蒸发强烈, 地下水资源对区内生态系统、经济发展发挥着不可替代的作用[1, 2].在“一带一路”背景下, 西北地区城镇化进程不断推进[3], 城市化的快速发展和市政建设的严重滞后, 给当地地下水环境带来严峻压力, 主要表现为地下水位下降、水质恶化[4, 5].水化学特征分析是研究水体化学组成与地下水演化过程的基础[6~8], 水体中主要离子成分常用来分析区域水化学控制因素及物质来源[9, 10].城镇化进程中人类活动对地下水环境的影响在很大程度上可以通过水化学组分表现出来[11~14], 即出现“水化学异常”.对地下水化学组分异常识别是确认人类活动对地下水影响程度的关键.Huang等[11]的研究表明, 城镇化进程中, 化粪池以及生活污水渗漏导致珠江三角洲地区地下水硝酸根离子明显升高, 硝酸根在阴离子中的毫克当量百分比大于25%, 硝酸型水在珠江三角洲地区频繁显现.李洁等[12]的研究表明, 城镇化使贵州岩溶区地下水溶滤作用减弱, 硫酸盐和氯化物的输入增加.朱丹尼等[14]的研究表明, 城镇化进程中生活污水及垃圾的大量输入导致地下水中三氮质量浓度明显升高.
目前, 国内外学者对城镇化进程中地下水化学特征及水质演化研究较多, 但是上述研究对城镇化进程中人为输入对地下水影响的识别方法多局限于数理统计、变异系数离散程度等方法[12, 14].这些方法主要根据某几项指标的变异程度评价人类活动对地下水水质的影响, 忽略了反映水化学特征的水化学指标之间的内在联系, 很可能造成评价结果失准.水化学方法识别人类活动对地下水水质的影响程度是根据主要组分在地下水流向分布上出现的异常, 利用Piper三线图及各离子比例关系图等进行异常识别, 并最终得出人类活动影响程度[13].该方法避免了评价结果受单个指标极值的影响, 且从水化学场进行整体考虑, 方法上更为科学合理.因此, 本文以处于古丝绸之路经济中心带的新疆塔城盆地为研究区, 在对盆地内地下水进行系统采样分析的基础上, 综合多方面水文地质数据, 基于5种水化图对地下水主要组分进行异常识别[15], 探讨城镇化进程中盆地地下水化学演变特征及控制因素, 以期为当地地下水资源的可持续开发与利用提供参考, 并为我国西北干旱脆弱区地下水化学演化研究提供借鉴.
1 材料与方法 1.1 研究区水文地质概况塔城盆地位于新疆西北部, 三面环山, 盆地自东北向西南倾斜, 盆地边缘的山前地貌由互相毗邻的洪积扇组成(图 1和图 2), 中部为平原区.塔城盆地属内陆中温带干旱和半干旱气候区, 多年平均气温6.5℃.多年平均降水量300 mm, 集中在7~9月, 多年平均蒸发量为1 600 mm.盆地内有大小河流共58条, 水量充沛, 汇向盆地中心的额敏河.河流的动态类型为雪水型, 春洪径流量约占年总流量的50%.塔城盆地为新生代断陷盆地, 其构造格局由5条区域大断裂控制, 且断裂走向由北东逐渐转为近东西方向, 平面上呈向西撒开、向东收敛的展布特征[16].第四纪以来堆积了厚达几十到250 m的卵石、砾石、砂和土层, 组成从四周向盆地中部分布的含水层(图 1和图 2).盆地内地下水从山前洪积平原单一的砂砾石潜水向盆地中心过渡为多层结构的潜水及承压水; 含水层结构由简单到复杂, 颗粒由粗到细, 地下水位埋藏深度由深到浅以至溢出地表.额敏河横贯盆地中部, 对盆地地下水起着总排泄作用.大气降水、山区河床地下潜流的侧向补给、河流及渠道入渗补给是盆地平原区地下水的主要补给来源, 人工开采以及额敏河的排泄和蒸发是地下水的主要排泄方式[17].
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2015年水化学类型：1.HCO3-Ca(Ca·Mg、Ca·Na); 2.HCO3·SO4-Ca(Ca·Mg); 3.HCO3·SO4-Ca·Na(Na·Ca); 4.SO4·HCO3-Ca(Ca·Mg); 5.SO4·HCO3-Ca·Na(Na·Ca); 6.SO4-Na·Ca; 7.Cl·HCO3-Ca(以上为地下水); 8.HCO3-Ca(Ca·Mg); 9.HCO3·SO4-Ca·Na·Mg; 10.SO4·HCO3-Na·Ca·Mg; 11.SO4·Cl-Na·Ca; 12.HCO3·Cl-Na·NH4; 13.HCO3-Ca·Na·NH4(以上为地表水); 1979年水化学类型：14.HCO3-Ca(Ca·Mg、Ca·Na); 15.HCO3·SO4-Ca·Na(Ca·Mg); 16.SO4·HCO3-Na·Ca; 17.SO4·HCO3·Cl-Na·Ca; 18.SO4-Na; 19.SO4·Cl-Na(Na·Mg); 20.Cl·SO4-Na; 边界及其他：21.潜水; 22.泉; 23.承压水; 24.地表水点; 25.污水处理厂; 26.垃圾填埋场; 27.农业污染源; 28.无数据区; 29.2015年TDS浓度等值线(mg·L-1); 30.山区基岩裂隙水; 31.黄土岗地; 32.城镇区; 33.洪积扇; 34.山区与平原区界限; 35.地表水系; 36.地下水流向; 37.研究区边界; 38.水文地质剖面位置; 1979年数据引自文献[18], 图中面色表示1979年水化学类型, 不同颜色的点表示本次取样点的水化学类型, 相同类型的面色和采样点以相近的颜色表示 图 1 研究区水化学类型变化对比(1979年与2015年) Fig. 1 Contrast of groundwater chemical type distribution in 1979 and 2015 |
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图 2 研究区水文地质剖面(A-B)示意 Fig. 2 Hydrogeological profile of the study area(A-B) |
塔城盆地农牧业发达, 工业基础薄弱、企业布局分散, 人类活动形式较为单一[3].区内人口集中分布在塔城市、额敏县、托里县和裕民县等4个县市及其周边, 在城镇周边分布有污水处理厂、垃圾填埋场、排污沟渠等潜在污染源.据塔城市统计年鉴[19], 研究区城镇化率呈逐年递增的趋势, 城镇建设用地从2009年的8 760.48 hm2发展到2015年的12 009.34 hm2, 年平均增长率为5.3%.城镇化进程中, 城市生活污水和工业废水量逐年增加, 但由于地处边疆, 市政基础设施严重滞后, 生活污水的泄漏和垃圾及人畜粪便的淋滤下渗导致城镇人口密集区地下水水质呈恶化趋势.农药化肥的使用导致区域地下水硝酸根离子呈上升趋势[20].
1.3 样品采集与分析2015年7~8月在研究区采集水样品90组(图 1).其中, 地下水样品80组(含泉水12组), 地表水样品10组.地下水样品取自民井、农业灌溉井和泉, 采样井井深3~180 m, 地下水位埋深0.5~120 m.采样设备为离心泵或潜水泵.采样前, 对采样井进行抽水清洗, 等排出水量大于井孔储水量3倍, 并且现场指标稳定后再进行采样, 以确保采集的样品具有代表性.当采样井中没有水泵时, 采用中国地质科学院水文地质环境地质研究所自主研发的“水斗定深取样器”[21], 通过人工提水方式在微扰动的情况下, 将井下目标深度的地下水直接密封后采出地面.所用采样瓶为2.5 L的高密度聚乙烯瓶.取样后, 贴标签并用Parafilm封口膜密封避光保存, 7 d内送达实验室测试.样品由自然资源部地下水矿泉水及环境监测中心测定, 执行标准参照GB/T 8538-95[22].利用DX-120型离子色谱仪和ICP-AES分别对阴、阳离子进行测定.现场测试指标酸碱度、溶解氧和氧化还原电位等采用多功能便携式测试仪(Multi-340i/SET, 德国WTW)进行测试.
1.4 数据分析运用舒卡列夫分类法分析水化学类型, 运用SPSS和AquaChem等软件分析水化学数据, 基于水化学法和离子比分析法探讨地下水化学组分演变特征及控制因素.
2 结果与讨论 2.1 现状条件下地下水水化学组分特征本次研究在山前洪积扇群采集地下水样品25组, 在冲洪积平原区采集地下水样品55组, 在出山口采集地表水6组, 在排污沟渠下游采集地表污染水样4组(图 1).塔城盆地不同地貌单元地下水总体上属于稳态水, 略偏氧化水(图 3).浅层地下水pH介于7.1~8.5之间, 为中性或弱碱性水, pH值从上游到下游呈逐渐降低趋势.研究区地下水阳离子以Ca2+和Na+为主, 阴离子以HCO3-和SO42-为主.盆地潜水溶解性总固体(TDS)质量浓度介于161.6~3 881 mg·L-1, 均值为669.0 mg·L-1, 总体上为TDS小于1.0 g·L-1的淡水.从山前到平原, 沿着地下水流向地下水中的各主要离子组分、总硬及TDS呈逐渐升高的趋势(图 4和图 5).从各宏量组分的变异系数来看, 除pH值外, 其余指标的变异系数值均大于10%, 表现出中等或强变异性, 表明各离子在空间分布上存在较大离散性和波动性.其中, 平原区地下水大部分离子组分变异系数较山区大, 平原区Na+、NO3-、SO42-、Cl-、Mg2+和TDS等指标表现出较强的变异性(表 1), 表明这些组分在区域上分布不均匀, 局部富集程度高.研究区HCO3-与Ca2+、Mg2+的变异系数相对较小, 指示其含量主要受地质背景条件控制, 受外界人类活动影响较小.
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图 3 研究区不同水体Eh-pH Fig. 3 Eh-pH plots of water samples in the study area |
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图 4 主要离子浓度箱图 Fig. 4 Box plots showing variations in major ion concentrations in the water samples |
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图 5 研究区水体TDS箱图 Fig. 5 Box plots showing variations of TDS in the water body of different areas in the study area |
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表 1 研究区水化学组分统计1) Table 1 Chemical composition of groundwater in the study area |
2.2 地下水水化学时空演变特征 2.2.1 现状条件下地下水化学空间分布特征
根据舒卡列夫分类法(图 6), 研究区地下水化学水平分带明显, 潜水在盆地四周的基岩山区主要为HCO3-Ca和HCO3·SO4-Ca·Mg型水; 山前丘陵区主要为HCO3·SO4-Ca·Na型, 局部为SO4·HCO3-Na·Ca型水, 到盆地中部冲积平原地下水化学类型从HCO3-SO4型水过渡到SO4型水, 溶解性总固体也逐渐增高(图 1).研究区承压水各离子组分浓度较潜水低, 水化学类型在平原区周边主要为HCO3·SO4-Ca·Mg型水, 到平原区中部过渡为SO4·Cl-Na·Ca型水, TDS值介于228.4~1 289 mg·L-1之间, 总体上为TDS小于1.0 g·L-1的淡水.地表水在上游出山口主要为HCO3-Ca型水, 到盆地中部额敏河一带过渡到HCO3·SO4- Ca·Na型水.盆地山前地下水与山区地表水具有类似的水化学演化特征(图 6), 说明山区地表水体在出山口入渗补给地下水, 二者水力联系密切.
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图 6 平原区和山前洪积扇地下水化学Piper三线图 Fig. 6 Piper plots of groundwater samples in the plain area and the piedmont area |
塔城盆地南北两侧地下水化学类型具有明显的不对称性(图 1), 这是由于受下部隐伏构造的控制, 盆地北部地下水系统洪积平原潜水由两个循环带组成, 且黄土岗地南北含水层由洪积砂砾石层组成.这一独特的水文地质结构导致塔城盆地北部山前洪积平原地下水径流途径较短, 水循环较快, 以溶滤作用为主, 蒸发浓缩作用相对较小, TDS总体较低, 地下水以重碳酸、重碳酸硫酸型水为主.而在盆地南部地下水系统由山前到盆地中部地下水溶解性总固体逐渐升高.额敏河近岸, 地表水与地下水交替循环, 地下水水质较好, 以重碳酸硫酸型水为主.然而在额敏河出国境处, 基底隆起, 隔水湖相黏土层抬升, 地下水径流缓慢, 河流两侧地下水水质明显变差, 以硫酸或硫酸氯型水为主.
2.2.2 地下水化学随时间的演变特征对比1979年水化学数据[18], 研究区地下水在20世纪六七十年代基本保持天然状态, 南北部基岩山区及盆地倾斜洪积平原区地下水大面积分布重碳酸型、重碳酸硫酸型水, 总体上为TDS值小于1.0 g·L-1的淡水.盆地中部冲积平原区以Cl·SO4型和SO4型水为主的微咸水、咸水和卤水在额敏河两岸的地势低洼处呈斑块晕状分布, 在地下水的最终排泄区晕中心TDS值大于10 g·L-1.近40年来, 随着城镇化进程, 人口数量逐年增加, 城镇化面积逐渐加大, 地下水开采量持续增加, 塔城盆地山前倾斜平原地下水位埋深下降、泉流量减少、溢出带下移.在自然条件演化及人类活动输入双重影响下, 盆地地下动力条件发生了较大变化, 原来的水岩平衡被打破, 水化学场发生了明显变化.对比研究区1979年及2015年水化学类型图(图 1), 塔尔巴哈台山前上覆不同厚度黄土的波状、垅状冰水台地中赋存的潜水水化学类型由之前的HCO3·SO4-Ca·Na型水转变为HCO3-Ca·Mg型水, 这是由于随着山前潜水埋深下降, 流经低渗透介质的潜水水量减少, 大部分潜水流经下伏于黄土的粗颗粒冰水堆积物, 地下水循环交替加快, 地下水TDS值下降, 水化学类型向HCO3型水演化.研究区黄土岗地南侧部分区域浅层地下水由HCO3·SO4-Ca·Na型水转变为SO4·HCO3-Ca·Na型水, 这是由于随着地下水位埋深的下降, 黄土岗以北泉流量减小, 地下水以地表潜流的形式流经黄土岗地, 地下水径流速度变慢, 在溶滤及蒸发浓缩作用下, 黄土岗地与山前弱倾斜平原交界处潜水中硫酸根离子升高.然而在额敏河两岸地下水排泄区地势低洼处硫酸型及氯化物硫酸型水分布面积明显减小, TDS值明显降低, 咸水和微咸水分布面积大范围萎缩, 卤水消失.这是由于, 城镇化进程中, 额敏河两岸地下水开采量持续增加, 水位埋深下降, 额敏河两岸沼泽及沼泽化湿地面积不断缩小, 原有部分排泄区转变为径流区, 水化学交替加强, 蒸发浓缩作用较之前明显减弱, 原有的咸水向微咸水演变.另外, 在塔城市及额敏县周边人类活动密集区, 地下水TDS和总硬度总体呈上升趋势, 受人类活动影响较大的氯离子和硝酸根离子质量浓度增加, 地下水由HCO3-Ca·Mg和HCO3·SO4-Ca·Mg型演化为SO4·HCO3-Ca·Mg(Ca·Na)和SO4-Na·Ca型水.南部巴尔鲁克山前人类活动相对密集区庙尔沟镇地下水由重碳酸硫酸型演化为SO4·HCO3-Ca·Na型水.
总之, 从水化学数据的历史变化趋势来看, 在过去近40年的城镇化进程中, 研究区地下水化学类型发生了明显变化.HCO3型水和SO4·HCO3型水分布面明显增加, 以硫酸根和氯离子为主的高溶解性总固体水化学类型分布面积均有不同程度下降.在城镇周边人类活动密集区, 重碳酸型水范围逐渐缩小, 而人类活动来源的氯化物硫酸根浓度升高, 地下水盐化和硬化明显.另外, 在垃圾填埋场、排污沟渠等大型污染源附近, 水体中的Na+、Cl-和NO3-明显升高, 水化学类型由HCO3-Ca型向HCO3·Cl -Na·Ca和SO4·Cl -Na·Ca型转化.
2.3 地下水化学演变成因分析 2.3.1 基于“水化学法”的异常数据识别应用“水化学法”识别人为活动输入对地下水水质的影响程度[23], 该方法充分考虑了各水化学指标之间的内在联系, 且能反映溶滤、蒸发、混合、离子交换等一系列的水化学演化过程[24].马氏距离是1936年由印度统计学家马哈拉诺比斯(P.C.Mahalanobis)提出, 表示数据协方差距离, 能有效计算两个未知样本集的相似度[25].本文利用反映水化学演化过程的5种水化学图与马氏距离相结合[15], 识别水化学异常, 量化人类活动对地下水水质的影响程度, 预测地下水受污染的潜在风险. 5种水化学图主要包含水化学类型Piper三线图、离子交换作用(Ca2++Mg2+-Na+-K+)-(HCO3--SO42--Cl-)以及3种离子比关系[(Ca2++Mg2+)-HCO3-、(Na++K+)-Cl-、(Ca2++Mg2+)-SO42-].利用水化学图转换的5幅二维坐标图, 计算图中各点所对应数据集的马氏距离进行异常数据识别.基于5种水化学图异常数据识别情况见表 2和图 7.
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表 2 各水化学图异常数据识别1) Table 2 Identification of abnormal water chemical data from the hydrochemical maps |
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 代表正常点, ▲代表异常点
图 7 5种水化学图法异常数据识别
Fig. 7 Abnormal data identification figures from five water chemical diagram methods
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Piper三线图二维坐标转换公式：
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式中, mc表示各阳离子(Na+、K+、Ca2+、Mg2+)的物质的量浓度; ma表示各阴离子(HCO3-、CO32-、SO42-、Cl-)的物质的量浓度; mNa+K表示钾离子和钠离子物质的量浓度之和; mHCO3+CO3表示重碳酸根和碳酸根物质的量浓度之和; v表示对应离子的电荷数; a=0.25×(30.5)/2; b=(30.5)/2.
马氏距离公式：
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式中, X表示数组毫克当量浓度; X表示数组毫克当量浓度平均值; S-1表示协方差逆矩阵; Da表示马氏距离.
得到5种二维坐标水化学图对应的马氏距离后, 分别利用马氏距离的均值加减3倍标准差作为临界距离(Di2), 比较Di2与Da2的大小, 将Da2值超出临界距离(Di2)的样品全部剔除, 即所有剩余样品对应的马氏距离都处于均值加减3倍标准差内.然后重新计算所剩样品的均值、协方差矩阵、马氏距离, 再次比较Di2与Da2的大小, 反复循环, 直到剩余样品的马氏距离均小于临界距离Di2, 即无离群样品.
2.3.2 异常数据主要影响指标及其演变成因分析为探明地下水水质与人类活动影响的关系, 对比2017年发布的《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017)[26]中各指标的限值及推荐的地下水水质单因子评价法, 选取Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO3-、NO3-、NO2-、NH4+、Fe、Mn、Zn、Cu、COD、TDS、总硬度、F-、I-、Cd、Hg、As、Se和Pb等23项无机指标对研究区地下水进行质量评价.由图 8可见, 地下水水质超Ⅲ类水与基于“水化学法”识别出的受人类活动影响的异常点分布几乎一致.主要分布在盆地中部冲洪积平原人类活动密集区及其大型污染源周边.然而在南北两侧山体受原生沉积环境影响, 也分布有地下水水质超Ⅲ类水, 其超标组分主要为Fe、Mn和F-.位于盆地北部及南部山前倾斜洪积平原区部分样品点为异常点, 但地下水水质未超出Ⅲ类水标准.由此可见, 山前地带部分区域地下水已经受人类活动影响, 虽然其地下水水质相对较好, 但是可以推测该区域地下水化学正在发生变化, 其受污染的潜在风险较大.
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取样点类型：1.潜水; 2.泉; 3.承压水; 4.异常点; 水质级别：5.Ⅰ类水; 6.Ⅱ类水; 7.Ⅲ类水; 8.Ⅳ类水; 9.Ⅴ类水; 边界及其他：10.地下水流向; 11.污水处理厂; 12.垃圾填埋场; 13.农业污染源; 14.松散岩类孔隙水15.山区基岩裂隙水; 16.黄土岗地; 17.城镇区; 18.洪积扇; 19.地表水系; 20.研究区边界 图 8 地下水质量评价及取样点(含异常点)分布示意 Fig. 8 Groundwater quality assessment and sampling points (including abnormal points) distribution map |
研究区识别的异常点地下水水质超Ⅲ类水主要影响指标为SO42-、总硬度、TDS、Fe、F-、Na+、Mg2+和NO3-等15项(图 9).其中, SO42-、总硬度和TDS的贡献率较大, 贡献率均超过了50%.其次是Fe、F-、Na+、Mg2+和NO3-等, 贡献率介于27%~42%.另外, Mn、NH4+、Cl-、COD、I-、NO2-和As等指标贡献率3%~7%.由此可见, 影响塔城盆地地下水水质的指标呈多样性, 除人类活动输入造成的“三氮”、Cl-和COD以外, 受原生沉积环境所形成的高硫酸盐、高硬度、高TDS、高铁锰、高氟等天然劣质水是研究区地下水水质较差的主要原因.研究区南北两侧山体高铁劣质水主要受盆地地层中铁锰矿物风化溶解所致, 盆地中部人类活动强烈区额敏河两侧地下水中铁锰超标点主要为天然劣质水受人类活动的影响其铁锰离子浓度值升高而发生进一步劣变恶化[27].
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图 9 地下水化学异常点超Ⅲ类水指标贡献率 Fig. 9 Contribution rate of over-standard components of groundwater chemical abnormal data |
城镇化进程中, 水资源需求量增大, 长期以来地下水的过量开采及人类活动产生的污染物直接作用于地下水, 对研究区地下水水质造成威胁.研究区一方面由于过量开采地下水, 改变了地下水循环途径, 天然水盐平衡遭到破坏, 致使研究区水化学特征发生变化.如前文所述, 流经塔尔巴哈台山前地下水, 由于潜水位埋深下降, 流经的含水层介质颗粒变粗, 水循环加快, SO42-离子浓度降低, HCO3-离子浓度升高, 地下水溶解性总固体降低, 呈淡化趋势.而盆地北部黄土岗地以南弱倾斜平原区, 由于水位下降, 流经的含水层介质为含石膏的二叠系、石炭系砂岩组成的冲洪积物[28], 地下水在径流过程中可能发生了石膏和泻盐的淋溶作用, 地下水中SO42-离子浓度升高.而在地下水的总排泄区额敏河两侧, 由于过量开采, 地下水位持续下降, 原来的部分沼泽湿地逐渐消失, 蒸发浓缩作用明显减弱, 地下水溶解性总固体降低明显, 原有的咸水向微咸水演变.另一方面, 塔城盆地城镇人口密集区污染物的直接输入导致地下水水质恶化, 主要表现在Cl-、NO3-、NO2-、NH4+和COD等指标发生变化, 出现超Ⅲ类地下水.受城市生活污水以及垃圾渗滤液等点状污染物的输入影响, 城镇周边人口密集区地下水NO3-离子和耗氧量升高明显.塔城盆地工矿业薄弱, 这可能是地下水不存在重金属超标的主要原因.总之, 从超标组分的贡献程度来看, 硫酸根、溶解性总固体、铁和氟离子等指标为塔城盆地地下水水质的主要影响指标, 而硝酸根、化学需氧量等为研究区地下水水质的次要影响指标.塔城盆地劣质地下水的劣质组分主要来源于天然, 多为常规指标, 大部区域地下水水质受原生沉积环境所控, 人类活动诱导而形成的劣变水, 也有部分区域叠加人类活动污染输入进一步劣变恶化.
3 结论(1) 塔城盆地地下水化学类型以HCO3-Ca(Ca·Mg)、HCO3·SO4-Ca·Mg、SO4·HCO3-Na·Ca型为主, 沿着地下水流向, 地下水由山前的HCO3-Ca和HCO3·SO4-Ca·Mg型水过渡到平原区的SO4·HCO3-Na·Ca型水, 地下水TDS也逐渐升高.对比历史水化学数据, 城镇化进程中, 研究区地下水化学类型呈复杂的演化特征.区域上HCO3型水和SO4·HCO3型水分布面明显增加, 盆地中部额敏河两侧以硫酸根和氯离子为主的高TDS水化学类型分布面积明显减少.而在城镇周边人口密集区, 地下水由HCO3-Ca·Mg和HCO3·SO4-Ca·Mg型演化为SO4·HCO3-Ca·Mg(Ca·Na)和SO4-Na·Ca型水, 地下水呈盐化、硬化趋势.
(2) 研究区地下水化学演化受天然和人为因素双重作用影响, 其中地下水超采、岩石风化溶解和蒸发浓缩作用是地下水演化的主导因素.塔城盆地超Ⅲ类地下水劣质组分多为常规指标, 主要来源于天然, 大部分区域地下水水质受原生沉积环境所控, 人类活动诱导而形成劣变水.研究区地下水化学演变主要受潜水流经的含水层介质及地下水流场变化影响, 另外城镇化进程中, 排污沟渠污水以及垃圾渗滤液下渗是影响地下水水质的另一重要因素.
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