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時(shí)間:2023-06-28 10:02:56
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我國(guó)土壤污染防治形勢(shì)嚴(yán)峻[1-2],當(dāng)前,建設(shè)項(xiàng)目的場(chǎng)地土壤與地下水污染問題突出,土壤和地下水污染風(fēng)險(xiǎn)增大[3-4]。建設(shè)項(xiàng)目終止后,場(chǎng)地用作公共服務(wù)用地時(shí),必須對(duì)土壤和地下水進(jìn)行評(píng)價(jià),判斷污染的風(fēng)險(xiǎn)。本研究地塊占地面積為33716m2,原為工業(yè)用地,2004~2019年期間,為某阿膠保健食品有限公司用地,主要產(chǎn)品為阿膠及其系列產(chǎn)品。目前,該地塊被規(guī)劃為居住用地。
1資料調(diào)查
1.1場(chǎng)地內(nèi)資料調(diào)查
資料調(diào)查主要以收集該阿膠企業(yè)生產(chǎn)工藝和對(duì)熟悉該企業(yè)的人員訪談為主。通過資料收集,明確該阿膠保健食品有限公司運(yùn)營(yíng)過程產(chǎn)生的廢氣主要包括驢皮晾曬場(chǎng)惡臭、生產(chǎn)惡臭以及污水站惡臭等,惡臭氣體產(chǎn)生量不大,通過加強(qiáng)車間通排風(fēng)外排,對(duì)地塊土壤和地下水影響不大。產(chǎn)生的廢水包括泡皮廢水、洗皮廢水、焯皮廢水、濃縮廢水、擦膠廢水、設(shè)備清洗、洗瓶廢水、地面清洗廢水、反滲透濃水、循環(huán)水排污水和生活污水等,對(duì)周圍環(huán)境有一定影響。產(chǎn)生的固體廢物主要包括驢皮毛渣、廢包裝材料等,所產(chǎn)生的固體廢物均得到相應(yīng)的合理處置。
1.2場(chǎng)地周邊資料調(diào)查
通過對(duì)周邊區(qū)域的調(diào)查,周邊1km范圍內(nèi)現(xiàn)有企業(yè)現(xiàn)有2家,地塊北側(cè)816m為東阿汽車站,地塊西北側(cè)300m為中國(guó)石化加油站。地塊東北側(cè)437m為某化肥廠,現(xiàn)已搬遷。通過資料調(diào)查,場(chǎng)地內(nèi)及周邊未見有明顯污染,但是作為工業(yè)用地,不能確定生產(chǎn)過程中是否有污染物的泄漏,為確定本調(diào)查地塊的土壤和地下水是否滿足居住用地的要求,進(jìn)行了土壤和地下水的采樣分析。
2土壤及地下水樣品的采集及檢測(cè)項(xiàng)目
2.1土壤樣品采集及檢測(cè)項(xiàng)目
根據(jù)前期調(diào)查資料,于地塊內(nèi)可能產(chǎn)生污染的位置設(shè)置了6個(gè)土壤采樣點(diǎn),均為柱狀樣,分別于0~0.5m、0.5~1.5m、1.5~3m處采樣,共采集18個(gè)土壤樣品。土壤監(jiān)測(cè)指標(biāo)為《建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)》(GB36600-2018)中45項(xiàng)基本項(xiàng)。
2.2地下水樣品采集及檢測(cè)項(xiàng)目
根據(jù)可能存在地下水污染的位置設(shè)置地下水樣品采集點(diǎn)位,共設(shè)置3個(gè)地下水樣品采集點(diǎn)位。本地塊的地下水樣品分析指標(biāo)包含《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-2017)表1全部指標(biāo)39項(xiàng)。
3檢測(cè)方法
土壤檢測(cè)項(xiàng)目的檢測(cè)方法為《土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB36600-2018)中相應(yīng)項(xiàng)目的推薦檢測(cè)方法,地下水檢測(cè)項(xiàng)目的檢測(cè)方法為《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-2017)中相應(yīng)項(xiàng)目的推薦檢測(cè)方法。
4檢測(cè)結(jié)果與分析
4.1土壤檢測(cè)結(jié)果及評(píng)價(jià)
土壤樣品的檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn),7個(gè)樣品中檢測(cè)出了砷、鎘、銅、鉛、鎳、汞等重金屬污染物,但是與《土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB36600-2018)第一類用地篩選值標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析,均未超出標(biāo)準(zhǔn)所列的篩選值。所有土壤樣品中均未檢測(cè)出揮發(fā)性有機(jī)物和半揮發(fā)性有機(jī)物。
4.2地下水檢測(cè)結(jié)果及評(píng)價(jià)
根據(jù)地下水檢測(cè)結(jié)果判斷,除總硬度外各檢測(cè)項(xiàng)目均達(dá)到地下水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn),地塊內(nèi)總硬度指標(biāo)達(dá)地下水Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn),該地塊地下水無(wú)污染現(xiàn)象,未超過人體健康基準(zhǔn)值,水質(zhì)安全,但不適合作為飲用水。綜上所述,調(diào)查地塊的土壤和地下水無(wú)明顯污染跡象,不需要進(jìn)行詳細(xì)采樣調(diào)查、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作。從環(huán)境可行性角度論證,本次地塊調(diào)查范圍內(nèi)土壤和地下水環(huán)境質(zhì)量滿足居住用地的要求,可以作為居住用地的土地開發(fā)建設(shè)使用。
參考文獻(xiàn)
[1]趙其國(guó),黃榮輝,駱永明.東南沿海發(fā)達(dá)地區(qū)環(huán)境質(zhì)量演變與可持續(xù)發(fā)展[M].北京:科學(xué)出版社,2014.
[2]駱永明,滕應(yīng).我國(guó)土壤污染的區(qū)域差異與分區(qū)治理修復(fù)策略[J].中國(guó)科學(xué)院院刊,2018,33(2):145-152.
中圖分類號(hào):U231文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
前言:
隨著1863年倫敦地鐵率先建成,城市地鐵建設(shè)進(jìn)入新的拐點(diǎn),如今,全球100多個(gè)城市擁有地鐵,總長(zhǎng)超過5500km。地鐵帶給城市走行費(fèi)用節(jié)省、輸送時(shí)間縮短、交通舒適度增加、交通事故減少、地面空間增加等直接的經(jīng)濟(jì)效益,同時(shí)帶來周邊區(qū)域資源開發(fā)、城市人口分散、交通運(yùn)輸?shù)暮侠砘钩鞘协h(huán)境美化、市場(chǎng)范圍擴(kuò)大等間接效益。地鐵加速著城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,提高著人民的生活水平,體現(xiàn)了地區(qū)的歷史文化特點(diǎn),反映了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平。
一、地下水環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查層次及范圍
對(duì)于一級(jí)評(píng)價(jià)對(duì)象,當(dāng)區(qū)域范圍廣、條件復(fù)雜的情況下,可根據(jù)工作目標(biāo)、擬建項(xiàng)目特點(diǎn)和需要補(bǔ)充調(diào)查的內(nèi)容,分區(qū)域調(diào)查區(qū)、預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)區(qū)、重點(diǎn)勘查區(qū)三個(gè)層次開展地下水環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查工作。
首先,開展小比例尺區(qū)域范圍內(nèi)的環(huán)境水文地質(zhì)補(bǔ)充調(diào)查,調(diào)查范圍可基于收集的區(qū)域地形、地質(zhì)圖件圖幅范圍適當(dāng)縮放,任務(wù)是宏觀把握區(qū)域水文地質(zhì)條件,全面反映區(qū)域地下水環(huán)境現(xiàn)狀和污染情況,地下水背景值和污染源調(diào)查也在該層級(jí)展開;然后,根據(jù)區(qū)域調(diào)查結(jié)果劃分區(qū)域地下水系統(tǒng),確定建設(shè)項(xiàng)目直接污染對(duì)象所屬水文地質(zhì)單元,詳細(xì)分析該單元地下水補(bǔ)給、徑流、排泄條件,并以已有資料覆蓋區(qū)域作為預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)區(qū),開展較大比例尺地下水環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查和監(jiān)測(cè);最后,對(duì)缺乏勘探(查)控制點(diǎn)且水文地質(zhì)工作精度不能完全滿足地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)等級(jí)要求的重點(diǎn)水源地或敏感區(qū)域,則需要開展更具針對(duì)性的大比例尺環(huán)境水文地質(zhì)調(diào)查、勘察和試驗(yàn)工作,設(shè)計(jì)和部署必要的鉆探、水文地質(zhì)試驗(yàn)、測(cè)試等多方法綜合的勘查工作。
1、施工期對(duì)地下水環(huán)境的影響
①地鐵站場(chǎng)工程施工中為保證開挖面的穩(wěn)定,往往需要人工降水。例如,在地下水較淺的的地區(qū)進(jìn)行深基坑開挖、用盾構(gòu)法在飽和土體中施工隧道,都需要進(jìn)行大面積的人工降水。大面積的人工降水將導(dǎo)致地下水的“漏斗式”下降,使地下水的動(dòng)力場(chǎng)、化學(xué)場(chǎng)發(fā)生變化和土層的應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生變化,容易引發(fā)地面沉降和變形,在巖溶地區(qū)甚至誘發(fā)巖溶塌陷。
②基坑工程土方開挖和基礎(chǔ)施工中常會(huì)引起地表和地下水大量侵入,造成地基浸泡、或出現(xiàn)管涌、流砂、坑底隆起、坑外地層過度變形等現(xiàn)象。
③施工期間為了提高土體的防滲性能和增強(qiáng)土體的強(qiáng)度所使用的化學(xué)物質(zhì)、各種廢漿、施工機(jī)械漏油、化學(xué)注漿等污染物經(jīng)雨水淋濾進(jìn)入地下水以及施工人員的生活污水都會(huì)對(duì)地下水造成污染。另外,工程建設(shè)中適用的水泥、砂石等,通過降水淋濾,滲人到地下含水層,也會(huì)使地下水水質(zhì)惡化。
2、運(yùn)營(yíng)期對(duì)地下水環(huán)境的影響
①在運(yùn)營(yíng)期,地鐵站場(chǎng)工程尤其是地下隧道工程對(duì)地下水徑流的“攔截”不僅使迎水面地下水位抬升和背水面地下水位下降,而且還阻礙地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄,影響地下水的循環(huán),降低潛水污染的稀釋,隨之還將導(dǎo)致各種環(huán)境問題的發(fā)生。
②地鐵站場(chǎng)工程建成使用后,每天會(huì)生成大量的污染物,生活污水、車站沖洗廢水、污染空氣、固體垃圾等,部分通過專用管道排出地表,還有部分則滲入地下造成地下水污染。
二、站場(chǎng)施工對(duì)地下水水質(zhì)的影響評(píng)價(jià)
地鐵對(duì)區(qū)域內(nèi)地下水水質(zhì)的影響主要表現(xiàn)在施工期和運(yùn)營(yíng)期兩個(gè)階段,而各階段給地下水所造成的影響以及影響的因素都各不相同。就施工階段來說,對(duì)地下水的影響主要是由于施工階段的各種廢水滲入地下后污染地下水,影響地下水水質(zhì);在運(yùn)營(yíng)期,地鐵給地下水水質(zhì)帶來的影響主要是由于地下水和地下鐵路的結(jié)構(gòu)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng),也就是地下水腐蝕混凝土結(jié)構(gòu)從而影響地下水水質(zhì)。
1、地下水水量評(píng)價(jià)方法的選擇
地下水水量預(yù)測(cè)方法主要包括數(shù)值法、解析法、水均衡法、水文分析法、開采試驗(yàn)法、數(shù)理統(tǒng)計(jì)法、水文地質(zhì)類比法等。在實(shí)際工作中,應(yīng)根據(jù)評(píng)價(jià)目的、評(píng)價(jià)方法的適用范圍和已有資料情況選擇合適的評(píng)價(jià)方法,以避免評(píng)價(jià)方法與實(shí)際水文地質(zhì)條件不相符。本文簡(jiǎn)要討論幾種常用評(píng)價(jià)方法的適用條件和數(shù)值法建模的要點(diǎn)。數(shù)值法適應(yīng)性廣,但應(yīng)用的前提是水文地質(zhì)條件清楚和足夠的水文地質(zhì)參數(shù),模型結(jié)構(gòu)和參數(shù)與實(shí)際情況越接近,其預(yù)測(cè)結(jié)果越可靠。因此,利用已有資料合理選擇模擬范圍,準(zhǔn)確刻畫研究區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)和含水層性質(zhì)是數(shù)值法的難點(diǎn)。地下水水量評(píng)價(jià)模型主要是預(yù)測(cè)開采或利用地下水所引起的流場(chǎng)變化及伴生的水文地質(zhì)災(zāi)害,模擬區(qū)一般應(yīng)覆蓋地下水補(bǔ)給、徑流、排泄區(qū),但對(duì)于水文地質(zhì)鉆孔缺乏、水文地質(zhì)參數(shù)控制面積有限的區(qū)域,則應(yīng)根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造合理概化邊界條件,適當(dāng)縮小模擬區(qū)范圍,確保數(shù)值模型地質(zhì)結(jié)構(gòu)的可靠性。水均衡法是根據(jù)水量平衡原理,利用均衡方程計(jì)算待求水量的一種方法,其原理清晰、使用方便、適用范圍廣,在降雨入滲系數(shù)、蒸發(fā)系數(shù)、滲透系數(shù)等參數(shù)可靠的前提下,計(jì)算的評(píng)價(jià)結(jié)果較真實(shí)可靠,建議作為其他評(píng)價(jià)方法的補(bǔ)充或參考。
2、地鐵運(yùn)營(yíng)期對(duì)地下水水質(zhì)的影響評(píng)價(jià)
地鐵建成后進(jìn)入運(yùn)營(yíng)階段,由于地鐵隧道和車站本身的防水性能都較好,因此外部的污染源不會(huì)通過地鐵隧道和車站進(jìn)入到地下水中去,污染地下水。但是,由于地鐵隧道和車站都是由混凝土建筑而成,而且整個(gè)地下鐵路一部分路段都處于地下水位以下,這樣地下水就有可能腐蝕混凝土構(gòu)成的隧道和車站,從而污染地下水。
三、地鐵站場(chǎng)建設(shè)對(duì)地下水環(huán)境的影響與評(píng)價(jià)過程
1 、地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)準(zhǔn)備工作
1) 收集項(xiàng)目所在地水文地質(zhì)資料
收集項(xiàng)目所在地水文地質(zhì)資料的目的就是利用水文地質(zhì)資料,從水文地質(zhì)條件方面必須闡述明確下列問題,以使參閱者能建立起工程建設(shè)地區(qū)的水文地質(zhì)概念模型及對(duì)地下水應(yīng)用功能重要性的認(rèn)識(shí)。
(1)地表巖性情況; (2)地下水類型; (3)含水層的基本情況; (4)地下水的補(bǔ)給、逕流、排泄條件; (5)水質(zhì)概況; (6)地下水的開發(fā)利用。
2) 調(diào)查地下水環(huán)境敏感目標(biāo)
敏感目標(biāo)如集中式供水水源抽水井、溫泉旅游區(qū)等,管理部門都有相關(guān)水質(zhì)監(jiān)測(cè)、水量統(tǒng)計(jì)、水井或泉的基本情況等資料。若涉及大規(guī)模的地下水取用工程,開發(fā)單位還應(yīng)具有專門性的水文地質(zhì)勘查報(bào)告。此類報(bào)告應(yīng)包括水位調(diào)查、水文地質(zhì)勘察、非飽和帶滲水試驗(yàn)、含水率和水份特征曲線測(cè)定等工作,對(duì)區(qū)域巖性特征、含水層分布情況和地下水動(dòng)態(tài)等均有較為詳實(shí)的分析,基本揭示了評(píng)價(jià)區(qū)水文地質(zhì)條件,為不同情景下的地下水動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)提供了數(shù)據(jù)資料和水文地質(zhì)參數(shù)條件,基本可滿足一級(jí)或二級(jí)地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)模型建模與識(shí)別的要求。
3)了解調(diào)查項(xiàng)目所在區(qū)域存在的地下水污染源
地下水污染源主要包括工業(yè)污染源、生活污染源、農(nóng)業(yè)污染源。調(diào)點(diǎn)主要包括廢水排放口、滲坑、滲井、污水池、排污渠、污灌區(qū)、已被污染的河流、湖泊、水庫(kù)和固體廢物堆放(填埋)場(chǎng)等。
2、 污染源分析
對(duì)于建設(shè)項(xiàng)目而言,可能存在的地下水污染源包括儲(chǔ)存裝置和運(yùn)輸管道的滲漏、固體廢物堆放(填埋)場(chǎng)滲濾液下滲等。
對(duì)儲(chǔ)存裝置和運(yùn)輸管道應(yīng)調(diào)查其結(jié)構(gòu)和功能,測(cè)定其蓄水面積與容積,了解其儲(chǔ)存物質(zhì)的組成和地層巖性以及與地下水的補(bǔ)排關(guān)系,進(jìn)水來源、出水去向和用途、進(jìn)出水量和水質(zhì)及其動(dòng)態(tài)變化情況,池(庫(kù))內(nèi)水位標(biāo)高與其周圍地下水的水位差,池(庫(kù))底的防滲設(shè)施和滲漏情況,以及滲漏水對(duì)周邊地下水質(zhì)的污染影響。
對(duì)工業(yè)固體廢物堆放(填埋)場(chǎng),應(yīng)測(cè)定其位置、堆積面積、堆積高度、堆積量等,并了解其底部、側(cè)部滲透性能及防滲情況,同時(shí)采取有代表性的樣品進(jìn)行浸溶試驗(yàn)、土柱淋濾試驗(yàn),了解廢物的有害成份、可浸出量、雨后淋濾水中污染物種類、濃度和入滲情況
3 、地下水環(huán)境影響分析或預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)
此項(xiàng)工作應(yīng)首先分析建設(shè)工程所在地段是否處于敏感地區(qū)和地下水環(huán)境條件的敏感地段,分析地下水的環(huán)境質(zhì)量和用途,宏觀確定建設(shè)項(xiàng)目選址的可行性。
然后分析建設(shè)工程所在地的包氣帶類型、巖性結(jié)構(gòu)、滲透性能等,分析污染物可能的污染途徑及形成污染的難易程度。在根據(jù)建設(shè)工程所在區(qū)域的地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)單元,建立區(qū)域地下水補(bǔ)、逕、排概念,借此預(yù)測(cè)地下水可能的污染方式、途徑、影響范圍和污染發(fā)展方向。建設(shè)項(xiàng)目地下水環(huán)境影響預(yù)測(cè)應(yīng)遵循導(dǎo)則中確定的原則進(jìn)行。最后綜合分析工程所在地的環(huán)境水文地質(zhì)條件,地下水的環(huán)境功能,就其敏感性、重要性做出結(jié)論。
四、地下水環(huán)境影響減緩措施
工程施工對(duì)地下水活動(dòng)的擾動(dòng),會(huì)影響地面建筑物的不均勻沉降,因此施工期對(duì)基坑周圍3倍基坑范圍內(nèi)的重要建筑物需進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè),依據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果,確定是否需要回灌,以及回灌的時(shí)機(jī)和回灌水量。回灌用水可以采用抽取地下水或城市供水管網(wǎng)水。
為減輕施工中的地下水污染情況,應(yīng)盡量采用污染小的建筑材料、化學(xué)漿液,施工污水、廢漿和生活污水不能直接隨意排放,建筑垃圾應(yīng)及時(shí)處理,防止污染地下水,并可以通過修建防滲層、防滲墻或防滲帷幕等方法,以防止污染物外泄。
為了較準(zhǔn)確地掌握工程區(qū)營(yíng)運(yùn)階段地下水動(dòng)態(tài)變化,保證地鐵工程和附近重要建筑物的安全,建議設(shè)立地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)網(wǎng),以便及時(shí)采取防護(hù)措施。同時(shí),對(duì)于地鐵運(yùn)營(yíng)期間產(chǎn)生的生活污水經(jīng)化糞池處理后排入城市污水管網(wǎng),以免污染地下水。
結(jié)語(yǔ):
隨著城市地下軌道交通的快速發(fā)展,研究地下軌道交通建設(shè)對(duì)地下水環(huán)境的影響是一個(gè)迫在眉睫的新問題。由于這種影響具有很長(zhǎng)的“時(shí)滯性”,目前還未引起人們的普遍重視,但其所導(dǎo)致的結(jié)果不可忽視。城市地下空間是一種寶貴資源。這種資源和土地資源一樣,具有不可再生性和不可轉(zhuǎn)移性。地下水亦是有限而不可代替的自然資源,是城市生態(tài)環(huán)境的基本要素,在水資源匱乏的今天,應(yīng)重視對(duì)地下水環(huán)境的保護(hù)。城市地下空間開發(fā)利用規(guī)劃應(yīng)當(dāng)是城市立體化發(fā)展規(guī)劃的一個(gè)組成部分,必須科學(xué)地、謹(jǐn)慎地開發(fā)地下空間資源,若開發(fā)不當(dāng),不但無(wú)助于城市空間的拓展,還將影響到整個(gè)城市的生態(tài)環(huán)境。
參考文獻(xiàn):
中圖分類號(hào):F470文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
隨著能源需求的迅速增加 , 石油的勘探開發(fā)快速增漲 , 石油開發(fā)可能對(duì)地下水環(huán)境產(chǎn)生一定影響 , 由此引發(fā)的地下水環(huán)境保護(hù)和在石油開發(fā)過程中對(duì)其影響的研究, 已越來越需要 , 越來越迫切 。本文擬就石油開發(fā)區(qū)地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)中的一些問題做粗淺的討論。
1石油開發(fā)區(qū)地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)水文地質(zhì)工作的基本方向
1 . 1水文地質(zhì)工作的基本方向
石油開發(fā)區(qū)的地下水主要污染源為開發(fā)施工期的廢水 ( 鉆井廢水 、 井下作業(yè)廢水)和固體廢物 ( 落地油、 鉆井泥漿) 。生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)期采油過程中產(chǎn)生的含油污水和修井產(chǎn)生落地油。此外 , 在事故狀態(tài)下產(chǎn)生的廢水和固體廢物 , 如采油井、注水井套外返水 、 返油, 管道泄漏產(chǎn)生的落地油等。正常情況下, 廢水集中處理合格后回注地下, 不外排, 廢棄泥漿經(jīng)處理后無(wú)毒, 巖屑用于平整場(chǎng)地, 落地油回收, 對(duì)地下水環(huán)境影響很小。但在事故狀態(tài)下, 對(duì)地下水構(gòu)成潛在的威協(xié)。
在石油勘探開發(fā)中, 鉆井過程中造成的污染一般發(fā)生在地表和近地表 , 主要是淺層水和包氣帶, 但對(duì)地下深部含水層也可能會(huì)產(chǎn)生污染 。在采油和原油運(yùn)輸過程中也可能發(fā)生污染 。一般發(fā)生在地表 。但如果成井質(zhì)量不好, 采油井或注水井發(fā)生套外返水 、 返油, 含油污水在水頭差的作用下由含油層上竄可能直接進(jìn)入含水層污染深部承壓水, 套外返出水也可通過包氣帶向下垂直滲透污染表層潛水, 污染除發(fā)生在近地表的潛水含水層 , 還會(huì)污染深部承壓水含水層 。因此, 可根據(jù)工程論證研究, 首先確定與石油開發(fā)有關(guān)的地下水主要污染源及污染形式, 根據(jù)工程開發(fā)特點(diǎn)和污染源確定水文地質(zhì)工作研究的主要方向 。
在查清區(qū)域水文地質(zhì)條件下, 其水文地質(zhì)工作研究的主要方向是易受污染的淺層水 、 主要供水目的層和包氣帶。因?yàn)榘鼩鈳r性和水理性質(zhì)直接控制著地下水環(huán)境遭受污染的可能性和污染程度 。
對(duì)于含水層, 如果污染地下水環(huán)境的主要污染源是鉆井過程中產(chǎn)生的鉆井廢水 、 鉆井泥漿,落地油以及采油過程中產(chǎn)生的落地油, 其水文地質(zhì)工作研究的主要方向是易受污染的淺層水和包氣帶 。如果是套外返水污染地下水 , 直接進(jìn)入含水層 , 則視返水點(diǎn)處的地質(zhì)及水文地質(zhì)環(huán)境而定, 原則上應(yīng)以查清返水點(diǎn)處的地質(zhì)環(huán)境和水文地質(zhì)環(huán)境為度 。因此 , 工作重點(diǎn)除查清包氣帶和含水層外 , 還要查清返水點(diǎn)的透水層和隔水層。
對(duì)于包氣帶, 當(dāng)鉆井廢水 、 鉆井泥漿及落地油撒落在地表 , 或通過泥漿池 ( 防滲層破損)滲漏, 污染物通過包氣帶向下滲透, 可能會(huì)污染淺層潛水, 因此, 應(yīng)重點(diǎn)查清包氣帶的巖性、 厚度、 滲透性和隔污性能, 及潛水含水層 。
1 . 2地下水調(diào)查評(píng)價(jià)范圍確定
根據(jù)地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作要求 , 結(jié)合工程特點(diǎn)和水文地質(zhì)條件, 平面上要考慮石油開發(fā)可能影響的范圍 , 可以是完整的水文地質(zhì)單元或水文地質(zhì)單元的一部分。垂向上, 由于石油開采深度較大 , 評(píng)價(jià)深度難以確定 , 應(yīng)包括整個(gè)含水系統(tǒng) 。根據(jù)多年工作體會(huì) , 一般情況下不應(yīng)超過表套深度 , 重點(diǎn)為有工農(nóng)業(yè)供水意義的含水層和表層易受污染的淺層水。
2地下水環(huán)境調(diào)查中的問題
2 . 1點(diǎn)面結(jié)合 , 重點(diǎn)突出
在調(diào)查評(píng)價(jià)區(qū)水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上, 水文地質(zhì)調(diào)點(diǎn)區(qū)域包括鉆井井場(chǎng) ( 鉆井、 泥漿池) 、 采油井場(chǎng) ( 采油井 、 注水井 、 套外返水井等) 、 聯(lián)合站, 輸油管道沿線 , 運(yùn)輸?shù)缆费鼐€等。重點(diǎn)調(diào)查研究地段精度應(yīng)提高 ( 比例尺為 1/10000 或 1/5 000) , 調(diào)查點(diǎn)應(yīng)多些, 加大密度 。其研究程度應(yīng)達(dá)到查清地下水主要污染源及主要污染物 。地下水污染程度、 污染方式和途徑。查清包氣帶的隔污性能應(yīng)是水文地質(zhì)調(diào)查工作的重點(diǎn)。在非重點(diǎn)區(qū) , 只作控制性調(diào)查 。
2 . 2 充分收集前人資料, 適當(dāng)補(bǔ)充水文地質(zhì)工作
采油區(qū)一般水文地質(zhì)研究程度較高 , 有一定精度的地質(zhì)水文地質(zhì)調(diào)查工作 。可以充分收集前人資料, 適當(dāng)補(bǔ)充水文地質(zhì)工作。包括地面調(diào)查和水文地質(zhì)試驗(yàn) 。但一般對(duì)包氣帶研究十分有限, 而落地油、 廢棄泥漿和含油污水等污染源對(duì)地下水的污染首先進(jìn)入包氣帶 , 通過垂直下滲污染土壤, 再進(jìn)入含水層污染地下水 。應(yīng)重點(diǎn)查清包氣帶的巖性、 厚度 、 滲透性和隔污性能等 。
2 . 2 . 1包氣帶調(diào)查研究中應(yīng)注意的問題
包氣帶研究精度一般應(yīng)不低于水文地質(zhì)調(diào)查精度 。選擇有代表性的土層, 進(jìn)行分層研究 。應(yīng)查明包氣帶的巖性, 厚度 , 及水理性質(zhì) , 如滲透性、 孔隙度、 吸附性能和隔污性能等。在透水性質(zhì)研究時(shí) , 可采用室內(nèi)和室外實(shí)驗(yàn) 。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)可采集原狀土測(cè)試孔隙度和滲透性, 及作淋滲試驗(yàn)確定包氣帶的吸附性能等 。室外實(shí)驗(yàn)多采用試坑滲水試驗(yàn) 。滲水試驗(yàn)是確定包氣帶的透水性的重要方法。應(yīng)布置在代表性的典型地段。如采油井場(chǎng)、 泥漿池; 輸油管道沿線。和透水性較好 、 地下水易受污染的地段 , 及不同巖層的接觸部位等。
2 . 2 . 2地下水環(huán)境調(diào)查研究中應(yīng)注意的問題
石油開發(fā)區(qū)石油對(duì)地下水的污染, 大多以表層潛水含水層為主, 在水文地質(zhì)調(diào)查時(shí) , 易受污染的淺層水和主要供水目的層應(yīng)作為主要對(duì)象。而深層承壓水埋藏較深, 影響相對(duì)較少 。但由于人為打井和地下水混合開采, 不同程度溝通了上下含水層的水力聯(lián)系 , 使深層地下水存在著污染的可能性 , 因此, 視工作區(qū)具體情況而定。
要查明工作區(qū)水文地質(zhì)條件, 必要時(shí)可通過勘探 、 試驗(yàn)確定水文地質(zhì)參數(shù)和地下水彌散度。以及污染物在含水層污染運(yùn)移情況 。如抽水試驗(yàn)、 彌散試驗(yàn) 、 浸溶試驗(yàn)等。在研究地下水污染狀況時(shí) , 首先應(yīng)確定污染物進(jìn)入地下水的途徑和方式等 。地表及淺層以垂直滲透為主, 通過包氣帶下滲污染 ; 地下深部以水平運(yùn)移對(duì)流擴(kuò)散污染為主。應(yīng)確定污染物運(yùn)移方式 、 運(yùn)移速度和影響范圍。通過調(diào)查與監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià), 查清地下水質(zhì)量現(xiàn)狀 , 污染狀況、 污染范圍及程度。污染物在地下水中濃度變化 , 以及原因, 和影響因素等。根據(jù)濃度變化推討含水層的自凈能力和環(huán)境容量 。并且建立地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)機(jī)制 , 每年豐 、 枯水期各一次 。
除了研究可能被污染的含水層和地下水之外, 還應(yīng)研究與之相鄰的地質(zhì)體和地質(zhì)環(huán)境受影響的可能性、 影響程度以及污染途徑。
3地下水環(huán)境影響預(yù)測(cè)中的問題
根據(jù)油田開發(fā)特點(diǎn)和水文地質(zhì)條件 , 可采用類比法、 模型法和數(shù)值模擬等方法 , 對(duì)油田開發(fā)工程可能對(duì)地下水產(chǎn)生的影響進(jìn)行預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià),重點(diǎn)分析事故狀態(tài)下地下水環(huán)境影響。
3 . 1類比法
對(duì)于油田區(qū)內(nèi)新建項(xiàng)目, 可采用類比法 , 選擇開發(fā)工藝相同, 水文地質(zhì)條件相同和相似的區(qū)塊進(jìn)行類比調(diào)查。查清其污染源的性質(zhì)、 強(qiáng)度、主要污染物排放量及濃度 、 污染途徑。查清水文地質(zhì)條件 , 地下水污染程度及范圍 。定性分析油田開發(fā)對(duì)地下水環(huán)境的影響。該方法簡(jiǎn)單, 具有可比性。
3 . 2模型法
1)瞬時(shí)排放預(yù)測(cè)模型
C=C0 ·eat
式中 : C 為地下水中污染物預(yù)測(cè)濃度 ( mg/L) ;α 為污染物在含水層中的衰減系數(shù) ( 1/ T) ;C0 為地下水污染物源強(qiáng)濃度 ( mg/ L) ;t 為預(yù)測(cè)時(shí)段( d) 。
主要用于污染物瞬時(shí)排放的預(yù)測(cè), 如鉆井過程中污染物瞬時(shí)排放可采用此模型 。
2)一維對(duì)流—彌散溶質(zhì)運(yùn)移數(shù)學(xué)模型對(duì)于均質(zhì)一維, 縱向彌散為主 , 地下水流速均勻且穩(wěn)定, 無(wú)源/匯項(xiàng) , 可采用該模型:
利用 Laplace 變換 , 可求得上述模型的解析
解:
式中 : C ( x , t)為預(yù)測(cè)點(diǎn)地下水中污染物濃度( mg/1) ;C0 為地下水污染物源強(qiáng)濃度 ( mg/L) ; U 為地下水實(shí)際滲流速度 ( m/d) ;D 為水動(dòng)力彌散系數(shù) ( m2/d) ;x 為預(yù)測(cè)點(diǎn)到源強(qiáng)距離( m) 。
事故狀態(tài)下連續(xù)排放的含油污水 ( 如套外返水)污染地下水 , 可采用該模型預(yù)測(cè)。
3)地下水?dāng)?shù)值模擬
① 水流數(shù)學(xué)模型
對(duì)于非均質(zhì) 、 各向同性、 空間三維結(jié)構(gòu) 、 非穩(wěn)定地下水流, 可采用三維水流數(shù)學(xué)模型:
式中 :Ψ為滲流區(qū)域 ;h 為含 水層水位標(biāo)高( m) ;K 為滲透系數(shù) ( m/d) ;K n—邊界面法向方向的滲透系數(shù) ( m/d) ;S 為含水層儲(chǔ)水系數(shù);μ 為潛水含水層給水度 ;ε 為含水層的源匯項(xiàng)( 1/d) ;p 為潛水面的蒸發(fā)和降水等 ( 1/d) ;h0為含水層初始水位 ( m) ;Γ0 為滲流區(qū)域上邊界, 即地下水自由表面;Γ1 為滲流區(qū)域水位邊界;Γ2 為滲流區(qū)域流量邊界;Γ3 為混合邊界;n為邊界面法線方向;q ( x , y , z , t)為定義為二類邊界的單寬流量 ( m3/ d . m) , 流入為正,流出為負(fù) , 隔水邊界為 0。
② 溶質(zhì)運(yùn)移數(shù)學(xué)模型
包括對(duì)流、 彌散和化學(xué)作用的溶質(zhì)運(yùn)移方程, 其形式如下:
其中 CR 是化學(xué)作用項(xiàng) , 可以是 : ( 存在離子交替吸附時(shí))
( 存在化學(xué)反應(yīng)時(shí))
式中 : αijmn為含水層的彌散度 ; Vm , Vn 為分別為m 和 n 方向上的速度分量 ; ∣ v ∣為速度模;C 為模擬污染質(zhì)的濃度 ; n 為有效孔隙度; C ˊ為模擬污染質(zhì)的源匯濃度;W 為源匯單位面積上的通量 ;Vi 為滲流速度;ρb 為介質(zhì)密度 ;C為固體介質(zhì)吸附的污染質(zhì)濃度 ;Rk 為污染質(zhì)增加或減少速率 。
一般受資料限制 , 污染物反應(yīng)參數(shù)無(wú)法確定, 不考慮污染物在含水層的吸附 、 揮發(fā)、 生物化學(xué)反應(yīng) , 只考慮運(yùn)移過程中的對(duì)流 、 彌散作用。
聯(lián)合求解水流方程和溶質(zhì)運(yùn)移方程就可得到污染質(zhì)的運(yùn)移結(jié)果。模擬軟件可采用目前國(guó)際上最先進(jìn)的美國(guó)環(huán)境保護(hù)局開發(fā)的 GMS6. 0, 在模擬區(qū)單元網(wǎng)格剖分時(shí)對(duì)污染源位置應(yīng)進(jìn)行加密剖分。在溶質(zhì)運(yùn)移模擬前 , 必須先模擬地下水流場(chǎng)。
參考文獻(xiàn):
2002年地調(diào)項(xiàng)目取得的主要成果簡(jiǎn)介如下:
一、全國(guó)地下水資源及其環(huán)境評(píng)價(jià)
“全國(guó)地下水資源及其環(huán)境評(píng)價(jià)”項(xiàng)目,在部環(huán)境司的領(lǐng)導(dǎo)和監(jiān)測(cè)院、地科院的協(xié)調(diào)組織下,通過全國(guó)32個(gè)省(市、區(qū))水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)工作者的大力配合和努力,經(jīng)過2年多的艱苦工作,取得了如下重大進(jìn)展:
1.本次全國(guó)地下水天然補(bǔ)給資源評(píng)價(jià)面積為914.97萬(wàn)km2,地下水天然補(bǔ)給資源總量為9234.72億m3/年,其中淡水資源8836.5億m3/年。全國(guó)地下淡水可開采資源量評(píng)價(jià)面積為619.34萬(wàn)km2,地下淡水可開采資源總量3527.78億m3/年。
2.與第一輪(1984年)全國(guó)地下水資源評(píng)價(jià)成果相比較,地下水資源量變化有如下特征:
(1)全國(guó)地下水資源總量較1984年略有增加;
(2)北方地下水資源量減少,南方地下水資源量增加;
(3)平原區(qū)地下水資源量減少,山區(qū)地下水資源量增加;
(4)新增加評(píng)價(jià)了深層承壓水和微咸水、半咸水資源。
3.資源量發(fā)生變化的原因主要是:
(1)評(píng)價(jià)精度明顯提高;
(2)評(píng)價(jià)面積有所增加,特別是可開采資源評(píng)價(jià)面積明顯增大;
(3)區(qū)域降水量發(fā)生變化;
(4)人類工程活動(dòng)使地下水補(bǔ)給量減少,尤其是北方平原區(qū);
(5)對(duì)水文地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行了必要修正;
(6)評(píng)價(jià)方法有所改進(jìn);
(7)可開采資源量評(píng)價(jià)充分考慮了維護(hù)生態(tài)環(huán)境的需要。
4.1999年全國(guó)地下水開采量達(dá)到1116×108m3/a,全國(guó)平均開采程度為29.9%,其中河北省、天津市、北京市全境超采。近20年來,地下水占總供水量的比例一直呈增加趨勢(shì),已從1980年的14%增長(zhǎng)到1999年的18.7%。農(nóng)業(yè)用水量呈遞減趨勢(shì),從80年代的88%,逐漸下降到1999年的61.6%,而工業(yè)用水量和生活用水量的比例卻明顯上升,80年代工業(yè)和生活用水量的比例為12%,1999年工業(yè)用水量比例上升到18.6%,生活用水量比例上升到19.8%。
5.根據(jù)國(guó)家地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB/T14848-93,在全國(guó)地下水資源中,95%的地下水質(zhì)量可用作生活飲用水水源及工農(nóng)業(yè)供水。其中80%的地下水可供直接飲用,大于10%的量為適當(dāng)處理后可供飲用,5%為不宜飲用但可直接為農(nóng)業(yè)和部分工業(yè)利用,另有不足5%的地下水資源因遭受污染等的影響,需經(jīng)處理才可利用。南方地區(qū)地下水質(zhì)量?jī)?yōu)良,大多地下水可供直接飲用,其中江西、福建、廣西、廣東、海南、貴州、重慶等省區(qū)市,優(yōu)質(zhì)地下水分布面積占全省面積90%以上。北方山區(qū)及山前平原地區(qū)水質(zhì)較好,中部平原區(qū)較差,濱海地區(qū)水質(zhì)最差。全國(guó)31個(gè)省(區(qū)、市)不同程度地存在著與飲用水水質(zhì)有關(guān)的地方病區(qū)。尤其在我國(guó)北方丘陵山區(qū)較普遍地分布著與克山病、大骨節(jié)病、氟中毒、甲狀腺腫等地方病有關(guān)的高氟水、高砷水、低碘水和高鐵錳水等。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)全國(guó)有5000多萬(wàn)人仍在飲用不符合(飲用水)標(biāo)準(zhǔn)的地下水。
6.全國(guó)已形成區(qū)域地下水降落漏斗100多處,面積達(dá)15萬(wàn)平方公里。河北平原深層地下水已形成了跨冀、京、津、魯?shù)沫h(huán)渤海區(qū)域地下水降落漏斗。全國(guó)有近50個(gè)城市由于不合理開采地下水而發(fā)生了地面沉降,其中沉降中心累計(jì)最大沉降量超過2米的有上海、天津、太原,天津塘沽個(gè)別點(diǎn)最大沉降量已達(dá)3.1米。在河北平原、西安、大同、江蘇的蘇、錫、常等地區(qū),過量開采地下水已導(dǎo)致了地裂縫。沿海地區(qū)的大連、秦皇島、滄州、青島、北海、海南新英灣等城市和地區(qū)地下水位的下降,引起海水入侵,導(dǎo)致地下水水質(zhì)惡化。其中,膠東半島、遼東半島海水入侵嚴(yán)重。
7.本次全國(guó)地下水資源評(píng)價(jià),編制了全國(guó)性圖組10幅,包括中國(guó)政區(qū)圖、中國(guó)地勢(shì)圖、中國(guó)降水量圖、中國(guó)干旱指數(shù)、蒸發(fā)量圖、中國(guó)水系圖、中國(guó)水文地質(zhì)圖、中國(guó)地下水資源分布圖、中國(guó)地下水化學(xué)圖、中國(guó)重點(diǎn)城市供水中地下水所占比重圖、中國(guó)地下水環(huán)境圖。
編制了地區(qū)性圖組21幅,包括黃河流域、西北地區(qū)、黃淮海平原、松嫩松遼平原、三江平原、南方巖溶石山地區(qū)、長(zhǎng)江三角洲地區(qū)的地下水資源分布圖、地下水資源開發(fā)利用狀況圖、地下水環(huán)境圖。編制了分省性圖組96幅,包括各省的地下水資源分布圖、地下水資源開發(fā)利用狀況圖、地下水環(huán)境圖。本次全國(guó)地下水資源評(píng)價(jià),完成了數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè),包括原始數(shù)據(jù)建庫(kù)、計(jì)算過程數(shù)據(jù)建庫(kù)、分省圖件建庫(kù)、各省評(píng)價(jià)報(bào)告、總報(bào)告建庫(kù)、技術(shù)分檔建庫(kù)等。
二、華北地下水可持續(xù)開發(fā)利用前景
由水環(huán)所組織實(shí)施,河北、北京、天津、河南、山東等?。ㄊ校┑卣{(diào)院參加,在項(xiàng)目組全體成員的不懈努力下,取得重大進(jìn)展。
1、通過對(duì)鉆孔資料的研究分析,將華北平原第四紀(jì)下界統(tǒng)一到世界較為認(rèn)可的2.58Ma,確定了華北平原第四紀(jì)各時(shí)代下界的區(qū)域埋藏深度。
2、提出了深層地下水的補(bǔ)給模式?,F(xiàn)代地下水分布在山前平原,是局部直接入滲補(bǔ)給。中部平原深層地下水是末次冰期補(bǔ)給。天津一帶濱海平原地下水推測(cè)為末次冰期間冰階補(bǔ)給。
3、碳14同位素研究結(jié)果表明,華北平原區(qū)域地下水存在三個(gè)流動(dòng)系統(tǒng):
(1)來自太行山前的水流系統(tǒng);
(2)來自燕山山前的水流系統(tǒng);
(3)來自魯中山區(qū)的水流系統(tǒng)。
區(qū)域地下水總體上具有活塞流的特征,三個(gè)區(qū)域水流系統(tǒng)集中流向中部平原,最終在天津一帶排泄入海。三個(gè)水流系統(tǒng)中,以太行山前的水流系統(tǒng)影響強(qiáng)度較大,魯中山區(qū)水流影響較小。
4、根據(jù)水文地質(zhì)、同位素資料,繪制了石家莊-衡水-滄州-天津-渤海的地下水同位素剖面。受地下水開采的干擾,山前平原局部水流已經(jīng)不明顯,衡水形成了一個(gè)局部水流系統(tǒng),上部淺層地下水明顯向下流動(dòng)。在東部滄州和濱海平原,地下水形成以漏斗為中心的局部水流系統(tǒng),區(qū)域流被截?cái)?,但更深部的區(qū)域流尚未受到影響。
5、初步查清了華北平原淺層地下水位和深層地下水位分布現(xiàn)狀和變化情況,以及地下水漏斗的分布。淺層地下水降落漏斗分布于山前沿線中心城市;深層地下水頭整體大幅度下降,致使華北平原大部分深層地下水頭低于海平面,以地下水封閉的“0”m等值線圈定的低于海平面范圍為76732km2。
6、通過綜合研究得出華北平原深層地下水環(huán)境約束條件的臨界界限值為水位埋深50米,并將70米作為嚴(yán)格控制界限,以防止地面沉降等環(huán)境問題的加劇。目前華北平原深層地下水頭埋深大于50米的面積已有32106km2,大于70米的面積7145.34km2。
7、詳細(xì)調(diào)查了華北平原地下水開采量,2000年華北平原地下水開采量為211.98×108m3,淺層地下水開采量為178.40×108m3,占地下水總開采量的84.2%,多集中在全淡水區(qū)。深層地下水開采量為33.58×108m3,占地下水總開采量的15.8%,主要集中在咸水區(qū)。
8、華北平原地下水評(píng)價(jià)結(jié)果表明,華北平原地下水天然資源為220.78×108m3/a,其中礦化度小于2g/L的地下水天然資源為175.48×108m3/a。淺層地下水開采資源192.54×108m3/a,其中小于2g/L淺層地下水開采資源171.36×108m3/a;深層地下水可采資源24.23×108m3/a,其中小于2g/L深層地下水可采資源24.19×108m3/a。從華北平原整體來看開采程度為108%,僅超采16.42×108m3/a,整體上基本處于采補(bǔ)均衡,但是開發(fā)利用在平面和垂向上分布極不均勻。
三、寧夏地下水(含地?zé)幔┵Y源評(píng)價(jià)
與生態(tài)環(huán)境建設(shè)示范
“寧夏地下水(含地?zé)幔┵Y源評(píng)價(jià)與生態(tài)環(huán)境建設(shè)示范”項(xiàng)目,是中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院與寧夏回族自治區(qū)科技合作項(xiàng)目。項(xiàng)目按照科研與生產(chǎn)相結(jié)合的方式,形成了由中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所、寧夏地質(zhì)工程勘察院、中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)工程地質(zhì)技術(shù)方法研究所、寧夏地質(zhì)調(diào)查院和寧夏物探勘查院等科研生產(chǎn)人員組成的項(xiàng)目組。
下設(shè)五個(gè)課題,通過課題組成員的努力,均取得重要成果及認(rèn)識(shí),現(xiàn)分述如下:
(一)寧南水資源綜合評(píng)價(jià)與合理開發(fā)利用
1.在開展工作過程中,始終以地下水系統(tǒng)理論為指導(dǎo),無(wú)論從控水分析、含水層結(jié)構(gòu)分析、地下水補(bǔ)徑排分析,還是地下水質(zhì)和量的分析上,均按照地下水系統(tǒng)理論,對(duì)其進(jìn)行整體系統(tǒng)的研究,使目標(biāo)從一個(gè)目標(biāo)趨向于多目標(biāo),利用模型功能向多功能方向發(fā)展,在考慮不確定因素的基礎(chǔ)上,通過智能型水資源支持系統(tǒng),用模型系統(tǒng)取代整體模型,解決地下水系統(tǒng)劃分中的實(shí)際問題。在調(diào)查評(píng)價(jià)地下水資源形成演化工作過程中,將地下水質(zhì)量、數(shù)量作為一個(gè)整體進(jìn)行綜合研究,把地表水和地下水、不同含水介質(zhì)中的地下水之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系進(jìn)行分析,利用水循環(huán)理論,不僅分析地下水補(bǔ)徑排特點(diǎn),還對(duì)其已經(jīng)發(fā)生的變化及可能發(fā)生的變化進(jìn)行調(diào)查研究,突出了動(dòng)態(tài)調(diào)查評(píng)價(jià)的新思路。
2.通過對(duì)不同含水介質(zhì)巖相古地理、時(shí)空分布的分析和研究,尤其是地下水資源形成演化的探討,對(duì)白堊紀(jì)沉積盆地、第三系地層和第四系地層對(duì)地下水?dāng)?shù)量、質(zhì)量的控制作用進(jìn)行了深入研究,分析了高氟水、苦咸水成因進(jìn)行了深入探討,尤其分析了對(duì)現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境的影響作用,從而將巖相古地理-地層時(shí)空分布-地下水循環(huán)演化-地表生態(tài)環(huán)境等作為一個(gè)相互聯(lián)系的整體進(jìn)行了調(diào)查評(píng)價(jià),取得許多新認(rèn)識(shí)。
3.在對(duì)寧南地區(qū)弧型構(gòu)造形成演化機(jī)理進(jìn)行分析基礎(chǔ)上,結(jié)合巖相古地理分析,首次對(duì)旋卷構(gòu)造、拉分盆地、環(huán)狀構(gòu)造等不同構(gòu)造類型對(duì)含水層的時(shí)空分布、地表水系的分布及地下水資源形成演化作用進(jìn)行了系統(tǒng)分析,提出了構(gòu)造控制不同含水介質(zhì)地下水作用規(guī)律。
4.通過大量的綜合地質(zhì)-水文地質(zhì)調(diào)查及物探、鉆探調(diào)查評(píng)價(jià)工作,對(duì)整個(gè)寧南地區(qū)控制地下水時(shí)空分布的邊界條件進(jìn)行了調(diào)查,明確了控制地下水時(shí)空分布的邊界位置和性質(zhì),查明了不同時(shí)空條件下地下水補(bǔ)徑排變化規(guī)律及相互獨(dú)立相互聯(lián)系相互依存的內(nèi)在因素,從而第一次對(duì)整個(gè)寧南地區(qū)地下水系統(tǒng)進(jìn)行了劃分。尤其是在南北古脊梁地區(qū)各種邊界性質(zhì)及位置進(jìn)行了深入勘查,對(duì)該地區(qū)地下水資源時(shí)空分布及其形成演化規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)性研究,劃分了該區(qū)地下水系統(tǒng),對(duì)該區(qū)特殊的地下水水質(zhì)類型形成原因進(jìn)行了初步研究,對(duì)該區(qū)地下水資源進(jìn)行了系統(tǒng)評(píng)價(jià),對(duì)該區(qū)三大泉域成因進(jìn)行了分析從而形成了具有突破性的認(rèn)識(shí)和成果。
5.通過地下水分布規(guī)律和地下水資源形成演化的調(diào)查評(píng)價(jià),對(duì)寧南地區(qū)找水方向給出了明確的結(jié)論性認(rèn)識(shí),認(rèn)為以清水河沉陷構(gòu)造為界,東部地區(qū)以尋找基巖裂隙水和深部巖溶水為主,西部則應(yīng)以第四系孔隙和淺層地下水為主。
6.寧夏同心縣下馬關(guān)地區(qū)是歷史上嚴(yán)重缺水地區(qū),我們通過大量的地面綜合調(diào)查和物探等工作,認(rèn)為下馬關(guān)白家灘-了馬山地段是一富水地段,可以布置一個(gè)探采結(jié)合孔,課題組成員在老專家的指導(dǎo)幫助下,通過精心工作,2001年探采結(jié)合孔施工完畢,經(jīng)抽水實(shí)驗(yàn)和水資源評(píng)價(jià)結(jié)果是地下水出水量可以達(dá)到3000-5000方/天。經(jīng)驗(yàn)收認(rèn)為:勘查區(qū)是一個(gè)嚴(yán)重干旱缺水山區(qū),在該地區(qū)找到豐富的地下水,這是對(duì)該區(qū)水文地質(zhì)認(rèn)識(shí)的重大突破。
(二)寧夏河套灌區(qū)灌溉方式優(yōu)化配置實(shí)驗(yàn)示范研究
1.通過示范區(qū)野外調(diào)查、監(jiān)測(cè)和水土樣品的采集分析,查明了淺層地下水位動(dòng)態(tài)變化特征、包氣帶水鹽運(yùn)移過程與種植結(jié)構(gòu)及引黃水量的相關(guān)關(guān)系。在示范區(qū),近10年來人口、耕地與引黃灌溉水量同步增長(zhǎng),增幅在30%以上。地下1.2m以淺土壤樣品可溶鹽(離子)含量分析表明,土壤水鹽運(yùn)移聚集變化主要受引黃灌溉、降雨和蒸發(fā)的影響,季節(jié)性變化明顯,年際變幅不大。引黃灌溉水量的增加導(dǎo)致排泄不暢部位地下水位抬升,蒸發(fā)加強(qiáng),局部土壤鹽漬化呈加重態(tài)勢(shì)。結(jié)合課題的問卷調(diào)查顯示,村民最關(guān)心的是降低水位有利于耕種,對(duì)渠井聯(lián)合灌溉方案表示支持。
2.在深入分析淺層地下水補(bǔ)徑排條件基礎(chǔ)上,建立了研究區(qū)的水文地質(zhì)模型和數(shù)學(xué)模型,對(duì)模型和參數(shù)進(jìn)行了識(shí)別與勘察模擬。在此基礎(chǔ)上,對(duì)優(yōu)化灌溉配置管理模型和約束條件進(jìn)行了研究、對(duì)示范區(qū)渠井灌溉優(yōu)化配置模式進(jìn)行了多方案的研制與開發(fā),用響應(yīng)系數(shù)矩陣把地下水流模型與多目標(biāo)規(guī)劃模型有機(jī)地耦合求解,以2000年的水位和農(nóng)田布局及不同灌溉用水條件,得出向后30年、控制地下水位埋深在不同深度的計(jì)算結(jié)果。如果控制淺層地下水位埋深不大于2m,在現(xiàn)狀條件下,示范區(qū)引黃水量可減少1/5,每年可開采利用淺層地下水70萬(wàn)m3,引黃河水255×104m3/a??紤]目前黃河流域水資源緊缺狀況,如果進(jìn)行節(jié)水灌溉,節(jié)省1/3灌溉用水,需水量減少到217×104m3/a,控制潛水水位埋深在2m以內(nèi),可開采利用潛水48×104m3/a,引黃河水169×104m3/a。
3.對(duì)銀川平原淺層地下水開發(fā)利用潛力進(jìn)行了初步分析。銀川平原淺層地下水主要補(bǔ)給源是引黃渠系及田間灌溉入滲,補(bǔ)給豐富,據(jù)計(jì)算每年天然補(bǔ)給資源量約21億m3,可開采資源量約16億m3。利用示范區(qū)的研究成果,對(duì)銀川平原渠井優(yōu)化灌溉模式應(yīng)用前景進(jìn)行了分析,在現(xiàn)狀條件下得出了概算結(jié)果。目前淺層地下水的開發(fā)利用程度很低,從人口、資源、環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)利益出發(fā),應(yīng)加強(qiáng)開發(fā)利用淺層地下水,推行渠井結(jié)合的農(nóng)業(yè)灌溉方式與節(jié)水灌溉的措施等。
(三)寧南典型地區(qū)生態(tài)環(huán)境調(diào)查與生態(tài)建設(shè)模式
1.將寧夏南部山區(qū)的彭陽(yáng)縣(古城鄉(xiāng)、王洼鄉(xiāng)、羅洼鄉(xiāng))、西吉縣(城郊鄉(xiāng)、馬建鄉(xiāng))、涇源縣(東峽鄉(xiāng)、白面鎮(zhèn))劃分為陰濕土石質(zhì)山區(qū)、半陰濕土石質(zhì)黃土梁峁區(qū)、干旱、半干旱黃土梁峁區(qū)三個(gè)不同的氣候地貌類型,并完成生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查1087.17km2,查明了工作區(qū)地質(zhì)生態(tài)環(huán)境背景,及相關(guān)基礎(chǔ)圖件編制。
2.分析了現(xiàn)有生態(tài)模式及產(chǎn)業(yè)特征,總結(jié)了現(xiàn)有模式的優(yōu)劣,為今后產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,規(guī)劃提供了科學(xué)依據(jù)。
3.在彭陽(yáng)縣王洼鄉(xiāng)高建堡小流域?qū)嵤┝薌PS監(jiān)測(cè)土壤侵蝕動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)面積15.1km2;建立典型地段監(jiān)測(cè)控制網(wǎng),進(jìn)行水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),分析總結(jié)了不同地形、地貌條件下水土流失規(guī)律,以及不同工程措施、生物措施水土保持條件下水土流失治理效果。
4.對(duì)已實(shí)施的退耕還林工程效果進(jìn)行跟蹤調(diào)查分析,研究提出了存在的問題、改進(jìn)方向:退耕還林應(yīng)根據(jù)地質(zhì)、氣候特征采取不同措施,山區(qū)以水土保持涵養(yǎng)林為主,黃土梁峁區(qū)生態(tài)林與經(jīng)濟(jì)林并重;增加草地比例,發(fā)展隔坡梯田;發(fā)展優(yōu)良果樹品種,走規(guī)?;a(chǎn)業(yè)化道路;對(duì)山前覆蓋層薄的地區(qū)應(yīng)優(yōu)先退耕,以免造成土壤層徹底破壞;根據(jù)當(dāng)?shù)貝毫拥纳鷳B(tài)條件,適當(dāng)增加退耕還林扶持年限。
(四)寧夏特色作物農(nóng)業(yè)地質(zhì)背景調(diào)查與利用研究
1、查明了枸杞、葡萄的果實(shí)中化學(xué)成分中酸性和堿性二類組分,前者是以總糖為代表的碳水化合物、粗脂肪等。后者是以甜菜堿為代表的含氮化合物,主要包括粗蛋白、氨基酸、粗纖維等。在此基礎(chǔ)上提出了用酸堿二類組分的含量及其協(xié)調(diào)關(guān)系,同時(shí)參考農(nóng)業(yè)部門的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)作為評(píng)判內(nèi)在品質(zhì)的依據(jù)。優(yōu)質(zhì)枸杞子的定義是:在一定糖含量的基礎(chǔ)上,總堿應(yīng)與之協(xié)調(diào)平衡。其化學(xué)本質(zhì)為在一定酸性組分(總糖)含量水平上,酸堿二類組分適度平衡。
2、通過糖(酸)堿圖的分析對(duì)比,找到了品質(zhì)優(yōu)良的枸杞的原因,從而得出如下結(jié)論:糖(酸)堿比位于0.3-0.6之間時(shí)為最優(yōu)。
3、初步探討了礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素在剖面中的運(yùn)移特征,找到了影響枸杞、葡萄品質(zhì)的特征元素組合,為改善它們的品質(zhì)提供了新的思路。
4、元素在不同的土壤類型中具有不同的含量,不同的土壤類型具有不同的自然肥力。根據(jù)土壤肥力的高低劃分了優(yōu)越型、中等型、較低型和極低型。枸杞一般都在土壤肥力優(yōu)越型的土壤中品質(zhì)最好。
5、總結(jié)出了枸杞、葡萄的生產(chǎn)酸堿平衡的規(guī)律。
6、首次建立了特色作物生長(zhǎng)的農(nóng)業(yè)生態(tài)地質(zhì)模式,并對(duì)不同的農(nóng)業(yè)生態(tài)地質(zhì)模式提出了特色作物的可栽培性。
(五)寧夏地?zé)徇h(yuǎn)景調(diào)查及銀川平原地?zé)豳Y源評(píng)價(jià)
1、通過野外調(diào)查,在南部山區(qū)初步發(fā)現(xiàn)了2個(gè)地?zé)徇h(yuǎn)景區(qū):涇源縣黃花鄉(xiāng)樓房溝,泉水溫度為23℃,為斷裂帶出露的上升泉,有臭雞蛋味;固原縣雙井子鄉(xiāng)雙井子村,南水泉群的水溫26℃。若按當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁丶?0℃計(jì)算,此兩處均屬明顯異常區(qū)。
2、通過地質(zhì)、構(gòu)造、地球物理特征及地?zé)峋蜏厝姆€(wěn)定同位素、年齡同位素和水化學(xué)特征分析,闡明了地?zé)崴膩碓春统梢?,進(jìn)行了熱儲(chǔ)層溫度估算和潛力分析,并進(jìn)一步確證了前期野外調(diào)查初定的2個(gè)地?zé)岙惓^(qū),提出在同心縣新莊的太陽(yáng)山泉和青銅峽市廟山湖清涼寺的廟山湖泉所在地區(qū)存在地?zé)岙惓5目赡苄浴?/p>
3、預(yù)測(cè)了三個(gè)地?zé)徇h(yuǎn)景區(qū),并根據(jù)研究程度采用不同方法分別評(píng)價(jià)了地?zé)豳Y源量:
(1)銀川平原地?zé)豳Y源最有利的區(qū)(Ⅰ)
采用熱儲(chǔ)法估算得知:在銀川平原熱儲(chǔ)面積2514.86km2范圍,3000m深度內(nèi)>40℃熱儲(chǔ)層蘊(yùn)藏的熱能儲(chǔ)存量980.31×1014kcal,地?zé)崴畠?chǔ)存量為4193.93×108m3,地?zé)豳Y源潛力巨大,為寧夏地?zé)豳Y源遠(yuǎn)景最有利區(qū)。
(2)衛(wèi)寧平原地?zé)豳Y源遠(yuǎn)景有利區(qū)(Ⅱ)
1988年,寧夏地礦局礦調(diào)所在衛(wèi)寧北山黃石坡溝金礦勘查中,先后在ZK9102、ZK9301和ZK8901三個(gè)鉆孔中發(fā)現(xiàn)了地下熱水,孔深分別為310.74m、298.54m和243.70m,水位埋深分別為127m、147m和205m,地下熱水儲(chǔ)存于泥盆系東西向構(gòu)造的破碎帶中,出水溫度32-41℃,單井出水量360-768m3/d,礦化度>5g/L,水化學(xué)類型為SO4·Cl-Na·Ca水。該地?zé)犸@示的發(fā)現(xiàn),預(yù)示著衛(wèi)寧平原及衛(wèi)寧北山地區(qū)將成為寧夏地?zé)豳Y源有利區(qū)。
(3)六盤-龍首斷裂帶地?zé)豳Y源遠(yuǎn)景較有利區(qū)(Ⅲ)
在斷裂帶及附近出露多處溫泉,水溫>20℃的溫泉有樓房溝泉、雙井子泉、太陽(yáng)山泉、鴿子山泉,4處溫泉的天然放熱量為1721.82×104kcal/a,預(yù)示著該地帶將成為寧夏地?zé)豳Y源遠(yuǎn)景較有利區(qū)。
四、黃河中下游主要環(huán)境地質(zhì)問題調(diào)查評(píng)價(jià)
由我水環(huán)所負(fù)責(zé)組織實(shí)施,陜西、山西、河南、山東等四省地調(diào)院參加。
1、完成并查明了河龍段9.7萬(wàn)km2(1/25萬(wàn))巖土侵蝕的環(huán)境地質(zhì)背景、巖土侵蝕的種類、分布規(guī)律、典型地段的巖土侵蝕的發(fā)育機(jī)理,認(rèn)為區(qū)域構(gòu)造格局、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、地層巖性及其組合、地形地貌等是河龍段巖土侵蝕的主要環(huán)境地質(zhì)背景,控制著巖土侵蝕的強(qiáng)度、類型、速率和發(fā)育程度。探索了利用遙感技術(shù)(RS)及地理信息系統(tǒng)(GIS)定量評(píng)價(jià)巖土侵蝕的方法。為河龍段的巖土侵蝕或水土流失治理積累了資料和提供了科學(xué)依據(jù)。
2、重點(diǎn)解剖了劈砂巖地層性質(zhì)、地層的巖性組合、劈砂巖的裂隙等對(duì)巖土侵蝕的影響。認(rèn)為劈砂巖地層的強(qiáng)烈的巖土侵蝕現(xiàn)象主要是由其內(nèi)在的因素如巖石的力學(xué)性質(zhì)、水理性質(zhì)、礦物組成、化學(xué)成分、礦物結(jié)構(gòu)特征等所決定;地層巖性組合加重了劈砂巖的巖土侵蝕;劈砂巖的垂直裂隙不都是由于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)所引起,還存在由于巖土侵蝕所造成的次生構(gòu)造裂隙。
3、首次利用GPS精確測(cè)量技術(shù)和GIS的分析功能相結(jié)合,對(duì)黃河中游劈砂巖分布地區(qū)的溝邊坡重力侵蝕量、淤積壩的泥沙淤積模數(shù)進(jìn)行了定量評(píng)價(jià)探討,并摸索出了利用精確測(cè)量的GPS技術(shù)在野外調(diào)查中的有效應(yīng)用方法。
4、完成并查明了下游近8萬(wàn)km2(1/25萬(wàn))區(qū)域環(huán)境地質(zhì)條件、河道帶環(huán)境地質(zhì)特征,評(píng)價(jià)了懸河穩(wěn)定性,對(duì)危險(xiǎn)地段進(jìn)行了預(yù)警,從地學(xué)角度提出了防洪減災(zāi)的8種對(duì)策。
5、基本查明了斷流區(qū)地下水開采資源量為148億m3/a,地下水開采資源潛力總量為50億m3/a;地下水漏斗區(qū)調(diào)蓄庫(kù)容73億m3、可調(diào)蓄水資源6億m3/a;與80年代比較,黃河對(duì)地下水的補(bǔ)給量減少了5億m3/a,約減少48%,淺層地下水開采資源量減少了4.76億m3/a,約減少3.3%。
6、對(duì)中游的巖土侵蝕、下游懸河穩(wěn)定性和水資源短缺的問題之間的內(nèi)在聯(lián)系,及黃河水沙的變化趨勢(shì)進(jìn)行了研究。初步認(rèn)為中游地質(zhì)環(huán)境控制著巖土侵蝕的發(fā)生和發(fā)展,下游的懸河穩(wěn)定性受到中游巖土侵蝕及下游地質(zhì)環(huán)境的制約,人類活動(dòng)對(duì)巖土侵蝕及入黃水沙產(chǎn)生了較大影響,黃河水沙自上世紀(jì)50年代以來呈逐年代減少趨勢(shì)。
五、鄂爾多斯白堊系自流水盆地地下水賦存規(guī)律研究
1.配合“鄂爾多斯白堊系自流水盆地地下水勘查”項(xiàng)目的進(jìn)行,先后沿東勝梁兩側(cè)、鄂托克旗~跨毛烏素沙漠~烏審旗的剖面、青銅峽~鹽池~靖邊沿白于山的東西剖面、涇源~平?jīng)觥珣c陽(yáng)剖面和沿南北方向布設(shè)的橫跨庫(kù)布齊沙漠、毛烏素沙漠、白于山和黃土地區(qū)的剖面等進(jìn)行了調(diào)查,2000-2002年采集氫氧同位素(D、18O)樣品126組,同位素分析數(shù)據(jù)同位素T樣品126組,碳-13、碳-14同位素樣品67組,地下水化學(xué)分析樣品126組,按實(shí)施項(xiàng)目要求,完成了地下水同位素研究報(bào)告初稿;
2.通過對(duì)該區(qū)以往研究資料系統(tǒng)收集、2000-2002年野外調(diào)查及所采樣品的綜合分析,對(duì)鄂爾多斯白堊系自流水盆地地下水形成過程的認(rèn)識(shí)上取得重要進(jìn)展。該區(qū)地下水同位素年代分層和分區(qū)明顯,淺層地下水年齡多小于5000年,從地下水樣普遍含有一定量的氚來看,水的更新過程比想象的要快。深層地下水是在過去兩萬(wàn)多年的時(shí)間里形成的。地下水的水質(zhì)變化主要受地區(qū)巖相古地理?xiàng)l件和兩萬(wàn)多年來氣候干旱化過程所控制,人類活動(dòng)是這一地區(qū)水環(huán)境條件惡化和復(fù)雜化的重要因素。
3.鄂爾多斯白堊系自流水盆地地下水的同位素調(diào)查表明盆地不同層和不同區(qū)地下水及其與地表水的同位素組成差異明顯,環(huán)境同位素技術(shù)是進(jìn)行盆地地下水研究可依賴的重要手段(方法可行)。不同層地下水同位素組成和地下水年齡的分布特征可作為水文地質(zhì)分區(qū)及地下水分層的基本依據(jù)或主要證據(jù)。地下水14C和T的分布及其關(guān)系證實(shí)白堊系地下水在某種程度和一定深度內(nèi)是可更新的,可以作為重要水源予以開發(fā)利用。地下水年齡的測(cè)定和地下水氫氧同位素的分析結(jié)果表明,該區(qū)的氣候變化和環(huán)境演化,特別是晚更新世以來的干旱化過程是影響地下水質(zhì)量及其分布變化的最重要影響因素。白堊系自流水盆地循環(huán)深度小于100米淺層水,主要是近幾十年來大氣降水補(bǔ)給形成的,北部由東勝-四十里梁-鹽池分水嶺向東西兩側(cè)徑流排泄;隴東黃土高原區(qū)地下水主要接受區(qū)域大氣降水和來自六盤山一帶的側(cè)向補(bǔ)給;深層承壓水的年齡(大于300米埋深)多大于1萬(wàn)年,最大可達(dá)2萬(wàn)多年,為全新世以前補(bǔ)給形成的水,水的氧-18貧化特征明顯,地下水的含鹽量普遍較低,與當(dāng)時(shí)的氣候較寒冷氣候密切相關(guān)。
六、我國(guó)地下水資源可持續(xù)利用戰(zhàn)略研究
1、完成了“我國(guó)地下水資源可持續(xù)利用戰(zhàn)略研究”報(bào)告
總體報(bào)告從三個(gè)方面論述了我國(guó)地下水資源現(xiàn)狀、問題和前景。第一部分:在闡明全國(guó)地下水資源狀況的前提下,論述了我國(guó)地下水資源的現(xiàn)狀、特征與特性;第二部分:分析了我國(guó)地下水資源開發(fā)利用情況,研究國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)地下水資源的需求形勢(shì)。用可持續(xù)利用的觀點(diǎn),闡述了地下水資源在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的戰(zhàn)略地位。綜述建國(guó)五十年來,在地下水勘察、研究方面取得的巨大成就的前提下,闡述由于不合理開發(fā)利用地下水而引發(fā)的影響地下水資源可持續(xù)利用的問題;第三部分:提出了我國(guó)帶有普遍性的和典型地區(qū)的地下水可持續(xù)利用戰(zhàn)略。
2、開展了華北和西北重點(diǎn)地區(qū)的綜合調(diào)查與研究工作
充分分析了近20年、尤其是近年來西北找水特別計(jì)劃、國(guó)土資源大調(diào)查中地下水資源調(diào)查成果和新一輪全國(guó)地下水資源評(píng)價(jià)資料,重點(diǎn)對(duì)西北、華北地區(qū)地下水環(huán)境進(jìn)行了調(diào)查,研究了這些地區(qū)由于地下水開采引起的環(huán)境地質(zhì)問題;對(duì)我國(guó)地下水資源數(shù)量、分布及其開發(fā)利用情況及地下水開發(fā)利用戰(zhàn)略進(jìn)行了分析,認(rèn)為:
(1)地下水是我國(guó)尤其是我國(guó)北方地區(qū)的主要水源,是支持經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的支柱,具有不可替代的作用。1998年全國(guó)地下水在總供水量的比重,華北最大,其中河北75.1%,北京、山西在60%以上,河南52.7%,山東、遼寧、陜西等省都超過40%。北方地區(qū)70%的生活用水、60%的工業(yè)用水和45%的農(nóng)業(yè)灌溉用水均依靠地下水。
(2)供需矛盾日益加劇。目前全國(guó)600多座城市中有一半左右的城市不同程度的缺水,年缺水60多億方,每年因缺水影響工業(yè)產(chǎn)值2300億元;農(nóng)業(yè)灌溉年缺水300億方,受害面積3億畝,影響糧食產(chǎn)量250億公斤;現(xiàn)在全國(guó)有7300萬(wàn)人需解決飲水問題。
1 地下水功能區(qū)劃及評(píng)價(jià)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)《廣東省地下水功能區(qū)劃》可知,礦山所在地地下水功能屬淺層地下水功能區(qū)中的北江韶關(guān)始興地下水資源涵養(yǎng)區(qū)。本項(xiàng)目地下水水質(zhì)目標(biāo)執(zhí)行為《地下水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-93)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。以人體健康基準(zhǔn)值為依據(jù),主要適用于集中式生活飲用水水源及工、農(nóng)業(yè)用水。
2 評(píng)價(jià)保護(hù)的目標(biāo)及地下水評(píng)價(jià)因子
根據(jù)礦區(qū)的環(huán)境特點(diǎn)和工程排污情況,本次評(píng)價(jià)保護(hù)的目標(biāo)主要為礦區(qū)地下水環(huán)境以及生態(tài)環(huán)境。確定本項(xiàng)目地下水評(píng)價(jià)的因子為:PH、高錳酸鹽指數(shù)、可溶性固體、氨氮、硫酸鹽、氟化物、Cu、Pb、Zn、Cd、As、Hg、Fe、Mn、Tl。
3 地下水環(huán)境影響識(shí)別
根據(jù)分析可知,礦山在建設(shè)、生產(chǎn)、服務(wù)期滿三個(gè)階段,在正常狀態(tài)下,采礦活動(dòng)只涉及礦石的采掘和機(jī)械運(yùn)輸,可能造成的環(huán)境影響有:地下水位下降;在事故狀態(tài)下,可能造成的環(huán)境影響有:地下水水質(zhì)污染、地下水位下降。
4 地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作等級(jí)
礦山在建設(shè)、生產(chǎn)運(yùn)行和服務(wù)期滿后的各個(gè)過程中,可能造成地下水水質(zhì)污染,也可能引起地下水流場(chǎng)或地下水水位變化,并導(dǎo)致環(huán)境水文地質(zhì)問題,故評(píng)價(jià)工作等級(jí)為Ⅲ類三級(jí)。
5 地下水環(huán)境評(píng)價(jià)范圍
綜合分析考慮,本項(xiàng)目評(píng)價(jià)范圍:以圍繞礦區(qū)的地表分水嶺為界所包括的范圍,評(píng)價(jià)區(qū)面積約為2.85km2。
6 擬建項(xiàng)分析
(1)水位變化分析;根據(jù)調(diào)查分析,245中段、318、380、410中段位于潛水面以下,地下水主要為承壓裂隙水,含水層主要為龍頭寨群變質(zhì)巖、石英斑巖及石英脈壁的裂隙水,一般表現(xiàn)為坑道滴水??拥乐g水力聯(lián)系性很差。(2)廢水污染源、污染物分析;2011年12月,韶關(guān)市環(huán)境監(jiān)測(cè)站對(duì)現(xiàn)有礦坑出水、300m標(biāo)高、410m標(biāo)高廢石場(chǎng)處進(jìn)行采樣監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示所取水樣水質(zhì)基本達(dá)到了《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848-93)Ⅲ類地下水標(biāo)準(zhǔn)。(3)固體污染源、污染物分析;韶關(guān)市環(huán)境監(jiān)測(cè)站將礦區(qū)的三個(gè)廢石樣品送國(guó)土資源部放射性礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心采用光譜半定量法對(duì)各樣品進(jìn)行成份檢驗(yàn),另外,韶關(guān)市環(huán)境監(jiān)測(cè)站對(duì)同期所取廢石樣品按《固體廢物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)進(jìn)行酸浸,按《固體廢物 浸出毒性浸出方法 水平振蕩法》(HJ 557-2010)進(jìn)行水浸,并分別對(duì)浸出液進(jìn)行分析。
根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果分析可知,本項(xiàng)目廢石屬于第Ⅰ類一般工業(yè)固體廢物。
7 地下水環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查及監(jiān)測(cè)
現(xiàn)狀對(duì)地下水水質(zhì)、地下水水位及涌水量進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。水質(zhì)監(jiān)測(cè)分布在315、380平硐基巖裂隙水與300、410廢石堆場(chǎng)淺層孔隙水。
8 地下水水質(zhì)各元素超達(dá)標(biāo)情況分析
根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),采用標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)法進(jìn)行地下水水質(zhì)現(xiàn)狀評(píng)價(jià)。各水質(zhì)因子均未超過規(guī)定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
9 礦坑涌水量預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)
未來礦山開采采用與以前相同的開采方式(地下開采),水文地質(zhì)條件基本相同??拥烙克抗浪悴捎眠^往礦山開采采礦坑道控制面積,水位降低、坑道排水量等水文地質(zhì)參數(shù),用比擬法預(yù)測(cè)未來礦山開采礦坑涌水量。則經(jīng)過計(jì)算,未來礦山開采的礦坑涌水量約為1246m3/d。
10 地下水水位影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)
由于本礦山已有開采歷史,礦山以后采用的開采方式與以往一樣,故“礦山以往開采時(shí)的環(huán)境水文地質(zhì)條件、水動(dòng)力場(chǎng)條件”、“礦山以往開采的工程特征及對(duì)地下水環(huán)境的影響”與以后礦山開采時(shí)基本沒有變化,所以采用“礦山過往開采”作為類比分析對(duì)象是可行的。故本次地下水影響評(píng)價(jià)對(duì)地下水水位影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)采用類比預(yù)測(cè)法。預(yù)測(cè)時(shí)段主要為礦山基建、運(yùn)行及閉坑階段。礦山過往開采礦坑排水引起地下水水位下降的降深較大,但降落漏斗的范圍也局限于礦區(qū)內(nèi),故預(yù)測(cè)今后礦山開采引起地下水水位下降的降深不大,地下水降落漏斗影響半徑約為0.32km,降落漏斗的范圍局限于礦區(qū)內(nèi),對(duì)下游當(dāng)?shù)鼐用裆罴稗r(nóng)業(yè)用水影響小。
11 地下水水質(zhì)影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)
根據(jù)分析,采用趨勢(shì)分析法對(duì)地下水水質(zhì)進(jìn)行預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)。根據(jù)礦山現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)資料,選取2011年12月所取礦區(qū)下游200m標(biāo)高淺層孔隙水水質(zhì)分析結(jié)果、380m標(biāo)高基巖裂隙水水質(zhì)分析結(jié)果、300m廢石堆場(chǎng)淺層孔隙水與2008年所取的淺層孔隙水、基巖裂隙水與廢石堆場(chǎng)淺層孔隙水作為本次地下水水質(zhì)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)的分析資料。預(yù)測(cè)時(shí)段主要為礦山基建、運(yùn)行及閉坑階段。根據(jù)上述分析可知,在礦山停止開采的情況下,評(píng)價(jià)區(qū)地下水水質(zhì)變化趨勢(shì)是逐年改善或者是處于穩(wěn)定狀態(tài)的,隨著以后礦山重新開采,礦坑排水的地下水水質(zhì)出現(xiàn)惡化趨勢(shì)的可能性是存在的,但由于礦坑排水的地下水水質(zhì)本就能達(dá)到《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848-93)Ⅲ類地下水標(biāo)準(zhǔn),故須采取措施使礦坑排水水質(zhì)穩(wěn)定在Ⅲ類地下水以上再外排,以保護(hù)礦區(qū)地下水環(huán)境。
12 地下水環(huán)境保護(hù)措施
根據(jù)開發(fā)利用方案,井下排出的酸性廢水集中排放硐口附近的沉淀池,經(jīng)處理檢驗(yàn)合格后,再排入地表水體,防止廢水對(duì)環(huán)境的污染。廢石場(chǎng)上游布置截水溝,攔截坡面徑流;下游設(shè)置擋渣墻,對(duì)廢石進(jìn)行有效攔擋;閉礦后,對(duì)廢石場(chǎng)進(jìn)行全面的場(chǎng)地清理和植被恢復(fù)工作。
中圖分類號(hào):F540.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
一、前言
文章簡(jiǎn)述了美國(guó)、俄羅斯、法國(guó)的水文地質(zhì)科學(xué)研究現(xiàn)狀,并結(jié)合理論知識(shí)對(duì)哈密盆地文地質(zhì)研究工作進(jìn)行了分析,同時(shí)結(jié)合自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論知識(shí),提出了未來水文地質(zhì)研究的發(fā)展方向。
二、國(guó)外水文地質(zhì)科學(xué)研究概況
現(xiàn)就國(guó)外,主要是美國(guó)、俄羅斯、法國(guó)的水文地質(zhì)科學(xué)研究情況概括介紹如下:
1.美國(guó)水文地質(zhì)科學(xué)研究,戰(zhàn)前基本上是以地下水水文學(xué)為中心。二戰(zhàn)以后,隨著地下水資源開發(fā)利用的加強(qiáng),水文地質(zhì)學(xué)遂逐漸形成為獨(dú)立的學(xué)科。自1969年以后開始著重研究地下水的管理、多相流和擴(kuò)散原理以及地下水的模型試驗(yàn)等。主要課題可概括為地下水管理體制、經(jīng)濟(jì)效益、測(cè)試方法與基本理論四個(gè)方面。
美國(guó)最主要的水文地質(zhì)研究機(jī)構(gòu)是地質(zhì)調(diào)查所的水資源處和資源保護(hù)處。該所的水文地質(zhì)研究工作一部分屬于全國(guó)性計(jì)劃的任務(wù),包括:水質(zhì)監(jiān)測(cè)、水資源開發(fā)利用、典型地區(qū)水質(zhì)評(píng)價(jià)及測(cè)試技術(shù),另一部分屬于能源計(jì)劃的任務(wù),包括:礦區(qū)開采中水質(zhì)惡化及污染問題、地下熱能利用、典型盆地地下水研究以及地下水的擴(kuò)散理論等。
俄羅斯水文地質(zhì)研究工,當(dāng)前除進(jìn)行區(qū)域性水文地質(zhì)研究和編圖外,主要側(cè)重于:
(1)地下水資源的保護(hù)、評(píng)價(jià)、多年預(yù)測(cè)及預(yù)測(cè)的數(shù)學(xué)和模擬方法的研究;
(2)地下水化學(xué)成分的形成、水中元素的遷移聚集規(guī)律、地下水絕對(duì)年齡的研究等。
此外,在地下水對(duì)金屬礦床與油氣形成的作用以及地下熱水等方面也進(jìn)行了不少研究工作。
(3)法國(guó)從事這方面研究的有大專院校、全國(guó)農(nóng)業(yè)研究院、石油研究院及私營(yíng)機(jī)構(gòu),屬于一級(jí)水平的研究單位有4一5個(gè)。法國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查局(BRGM)水文地質(zhì)工作者所承擔(dān)的基礎(chǔ)科研工作包括含水層水文地質(zhì)特征的實(shí)驗(yàn)研究、巖溶水文地質(zhì)研究、水化學(xué)與地下水污染、水均衡、水文地質(zhì)編圖、干旱地區(qū)地下水研究、地下水資源評(píng)價(jià)與開采規(guī)劃等。法國(guó)開采地下水的歷史很長(zhǎng),由于自流水壓力水頭下降,法國(guó)對(duì)地下水資源的研究日趨加強(qiáng)。法國(guó)水文地質(zhì)人員對(duì)法國(guó)及非洲一些國(guó)家(阿爾及利亞等)做過很多調(diào)查研究,有許多成果。當(dāng)前,法國(guó)在現(xiàn)場(chǎng)資料獲取、包氣帶水動(dòng)力學(xué)、巖溶水文地質(zhì)學(xué)研究等方面取得了一些進(jìn)展。
為了提高水文地質(zhì)研究水平,國(guó)內(nèi)外普遍采用各種現(xiàn)代化的技術(shù)手段。例如,在區(qū)域性水文地質(zhì)研究中,廣泛采用遙感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)研究區(qū)域水文地質(zhì)規(guī)律、模擬地下水運(yùn)移場(chǎng)、進(jìn)行地下水開發(fā)預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào),取得較好的研究效果并運(yùn)用到生產(chǎn)實(shí)際。
三、水文地質(zhì)研究的具體應(yīng)用
哈密盆地水文地質(zhì)勘查工作研究分析
1、項(xiàng)目概況
新疆東疆地區(qū)哈密盆地礦產(chǎn)資源蘊(yùn)藏豐富,尤其煤炭資源儲(chǔ)量占到全國(guó)的12.5%,,居新疆首位。為了將新疆的資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì),促進(jìn)新疆社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,自治區(qū)、國(guó)土資源部將東疆煤田勘查工作列入“358項(xiàng)目”,自2009年起開展了東疆地區(qū)煤田整裝勘查工作。相對(duì)于豐富的煤炭資源,哈密氣候干旱,水資源極為匱乏,水資源總量只占全疆的0.83%,資源性缺水嚴(yán)重。近些年來,區(qū)內(nèi)地下水位逐年下降,綠洲內(nèi)部和邊緣地帶生態(tài)系統(tǒng)退化,水資源供需矛盾日顯突出,水資源問題已成為地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的主要制約因素之一。為給東疆地區(qū)煤炭資源開發(fā)建設(shè)提供水文地質(zhì)決策依據(jù),新疆國(guó)土資源廳自2010年起組織實(shí)施了“新疆東疆地區(qū)煤炭基地地下水勘查”項(xiàng)目。哈密盆地地下水勘查作為一個(gè)子項(xiàng)目,歷時(shí)3年完成了66134km2的水文地質(zhì)勘查任務(wù),取得豐碩成果。
2、野外工作技術(shù)方法的先進(jìn)性
此次工作采用遙感解譯、綜合水文地質(zhì)測(cè)繪、生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查、地球物理勘探、水文地質(zhì)鉆探、抽水試驗(yàn)、山地工程、地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與水位統(tǒng)測(cè)、水質(zhì)分析及巖土測(cè)試、工程測(cè)量、地表水資源評(píng)價(jià)、同位素研究、地下水?dāng)?shù)值模擬等多種技術(shù)方法,進(jìn)行了全面細(xì)致的勘查研究工作。其中,很多野外工作都采用了目前國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的技術(shù)裝備和手段,具體表現(xiàn)如下:
遙感解譯:嚴(yán)格按照收集遙感影像資料和其他相關(guān)資料遙感影像預(yù)處理建立影像解譯標(biāo)志對(duì)遙感影像分類精度檢驗(yàn)的技術(shù)路線開展工作,采用了不同時(shí)相、高分辨率的陸地衛(wèi)星TM影像數(shù)據(jù),提高了解譯成果的精度。采用MAPGIS、ENVI、ArcGIS等多種軟件進(jìn)行分析處理和成圖,其技術(shù)先進(jìn)可靠,確保了解譯結(jié)果的正確和準(zhǔn)確。
綜合水文地質(zhì)測(cè)繪:采用了OZI可視化導(dǎo)航軟件開展水文地質(zhì)測(cè)繪工作,充分利用了現(xiàn)有信息數(shù)據(jù)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)對(duì)比分析研究,同時(shí)進(jìn)行各類專業(yè)圖的現(xiàn)場(chǎng)快速分析,提高了外業(yè)調(diào)查的針對(duì)性和數(shù)據(jù)的可靠性。利用GM軟件、ASTER G-DEM電子地形數(shù)據(jù)及遙感ENVI軟件,進(jìn)行了地下水系統(tǒng)和特定調(diào)查路線控制范圍的地表水系匯流分析,準(zhǔn)確劃分了地表水分水嶺及匯流差異。采用GlobalMapper軟件和藍(lán)牙模塊、筆記本電腦的聯(lián)合使用,實(shí)現(xiàn)了野外調(diào)查工作數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理,該軟件的導(dǎo)航定位、航跡自動(dòng)記錄功能,將野外調(diào)查中傳統(tǒng)使用的手持GPS定點(diǎn)并往地形圖上展點(diǎn)的工作,全部集成到了軟件的自動(dòng)處理功能上,極大程度地節(jié)省了野外調(diào)查時(shí)間,提高了野外工作的效率和精度。
水文地質(zhì)地球物理勘探:采用瞬變電磁(TEM)、直流電測(cè)深(VES)、音頻大地電磁測(cè)深(EH4)、激發(fā)極化測(cè)深、可控源音頻大地電磁測(cè)深(CSAMT)多種方法開展工作,通過對(duì)比驗(yàn)證提高了解譯精度。
抽水試驗(yàn):采用荷蘭高精度袖珍潛水儀(mini- diver)及其配套的數(shù)據(jù)處理軟件(diver office軟件),進(jìn)行了抽水試驗(yàn)中數(shù)據(jù)的觀測(cè)、記錄。該設(shè)備和軟件的使用,改變了以往抽水試驗(yàn)時(shí)人工進(jìn)行水位數(shù)據(jù)觀測(cè)、記錄的傳統(tǒng)方法,實(shí)現(xiàn)了抽水試驗(yàn)中數(shù)據(jù)觀測(cè)和記錄的自動(dòng)化、連續(xù)化,提高了穩(wěn)定流和非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)中觀測(cè)數(shù)據(jù)的精度和密度。應(yīng)用了GSM-2—全自動(dòng)測(cè)量水位—遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸?shù)男录夹g(shù)方法,用于抽水試驗(yàn)中的水位測(cè)量,GSM-2測(cè)量系統(tǒng)的核心是GSM-2 Datamanager軟件,它用于收集、監(jiān)視和控制測(cè)量數(shù)據(jù),并可以通過Email和SMS短信進(jìn)行收發(fā)數(shù)據(jù)和配置。通過GSM-2進(jìn)行抽水試驗(yàn)中的水位測(cè)量,不但可以在室內(nèi)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)管理,及時(shí)了解抽水的狀況,而且在突發(fā)狀況或更改落程時(shí)可進(jìn)行遠(yuǎn)程配置。
3、水文地質(zhì)研究工作的突出變現(xiàn)
區(qū)內(nèi)地質(zhì)、水文地質(zhì)研究程度相對(duì)較高,在以往工作基礎(chǔ)上,充分搜集已有資料,并注重資料的二次開發(fā)利用,加強(qiáng)了綜合分析研究;實(shí)物工作以地面調(diào)查為主,本著缺什么補(bǔ)什么的原則,有針對(duì)性地開展各項(xiàng)工作,使有限的資金發(fā)揮最大的效益;區(qū)域調(diào)查和重點(diǎn)調(diào)查相結(jié)合,突出重點(diǎn)調(diào)查;野外調(diào)查與綜合研究相結(jié)合,突出綜合研究;采用綜合鉆探、野外調(diào)查、物探、試驗(yàn)、測(cè)試等綜合手段開展水文地質(zhì)補(bǔ)充調(diào)查;運(yùn)用地下水系統(tǒng)理論,以資源—環(huán)境—經(jīng)濟(jì)發(fā)展相協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展理論認(rèn)識(shí)和評(píng)價(jià)地下水資源。
作為哈密盆地地下水勘查最新成果,體現(xiàn)了5大特點(diǎn):即系統(tǒng)全面性、綜合性、延續(xù)性、創(chuàng)新性和實(shí)用性。
系統(tǒng)全面性:對(duì)哈密盆地這樣的大型沉積盆地的地下水進(jìn)行比較全面系統(tǒng)的勘查研究。項(xiàng)目平面上涵蓋了整個(gè)哈密盆地,幾乎涉及盆地地下水有關(guān)的所有水文地質(zhì)問題。
綜合性:借鑒國(guó)內(nèi)大型盆地地下水勘查研究的經(jīng)驗(yàn),以地下水系統(tǒng)理論為指導(dǎo),對(duì)哈密盆地地下水進(jìn)行綜合性的勘查研究。在勘查手段上幾乎涵蓋了地下水勘查研究的所有手段和技術(shù)方法;在學(xué)科上融合了地質(zhì)學(xué)、構(gòu)造學(xué)、遙感、水文地質(zhì)學(xué)、生態(tài)水文學(xué)、水文地球化學(xué)、同位素、地理信息系統(tǒng)等多種學(xué)科。
延續(xù)性:該項(xiàng)目是在前人工作的基礎(chǔ)上完成的,項(xiàng)目不僅收集利用了前人大量的原始資料和數(shù)據(jù),而且吸收和繼承前人成熟觀點(diǎn)和重要結(jié)論,并補(bǔ)充了本次工作所取得的新認(rèn)識(shí)、新成果、新發(fā)現(xiàn)。本次地下水勘查,在一定程度上講,它既是一個(gè)勘查項(xiàng)目,更是一個(gè)培養(yǎng)鍛煉年青水文地質(zhì)工作者的平臺(tái)。該項(xiàng)目取得成果的同時(shí),也培養(yǎng)了一大批人才。
創(chuàng)新性:該項(xiàng)目在實(shí)施過程中,利用先進(jìn)的勘查手段,充分利用了RS、GPS、GIS、GMS、GM等多種技術(shù),利用SRTM數(shù)據(jù)的應(yīng)用等,取得了良好的效果。
實(shí)用性:本次地下水勘查研究成果具有較強(qiáng)的實(shí)用性。它既能為煤炭基地的發(fā)展規(guī)劃提供地下水資源方面的宏觀決策依據(jù);而且在勘查的同時(shí)也直接為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活提供了寶貴的地下水資源信息,有助于解決部分地區(qū)嚴(yán)重缺水的現(xiàn)狀。
四、水文地質(zhì)研究展望
隨著我國(guó)改革開放政策的實(shí)施,同國(guó)際水文地質(zhì)界的學(xué)術(shù)交流也得以加強(qiáng),根據(jù)水文地質(zhì)研究現(xiàn)狀,聯(lián)系實(shí)際情況對(duì)今后的工作方向提出如下意見:
(1)區(qū)域水文地質(zhì)研究方面:在已積累大量實(shí)際資料基礎(chǔ)上,做好對(duì)資料的二次開發(fā),編制相應(yīng)成果,以供生產(chǎn)部門應(yīng)用。
(2)地下水資源評(píng)價(jià)方面:在地表水、地下水綜合考慮的原則下,按照地下水系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
(3)在地下水動(dòng)力學(xué)與計(jì)算技術(shù)方面:要加強(qiáng)基本理論的研究,研究建立在各種復(fù)雜條件下的水文地質(zhì)模型及其相對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,研究建立水文地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)及相應(yīng)的儲(chǔ)存系統(tǒng),運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行地下水評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)等。
(4)對(duì)環(huán)境水文地質(zhì)問題的研究、人工補(bǔ)給的理論和方法的研究、遙感技術(shù)、同位素技術(shù)的應(yīng)用、裂隙水和巖溶水的研究以及目前所存在的城市供水不足、地面沉降、海水入浸、水質(zhì)污染等各種復(fù)雜的水文地質(zhì)問題都是水文地質(zhì)工作者當(dāng)前或?qū)硭媾R的重要研究課題。
(5)根據(jù)現(xiàn)代水文地質(zhì)專業(yè)發(fā)展的系統(tǒng)性、網(wǎng)絡(luò)性和綜合性特點(diǎn),現(xiàn)職水文地質(zhì)人員應(yīng)在繼承和發(fā)揚(yáng)傳統(tǒng)水文地質(zhì)理論和方法的基礎(chǔ)上,盡快了解和掌握給排水、環(huán)境工程、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化控制以及經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)、運(yùn)籌學(xué)和法學(xué)等方面的專業(yè)知識(shí),不斷學(xué)習(xí)新技術(shù)、新理論掌握新方法,以提高對(duì)專業(yè)發(fā)展的適應(yīng)能力。要從思想上轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的專業(yè)或行業(yè)觀念,認(rèn)清水文地質(zhì)工作目前所面臨的形勢(shì),用發(fā)展的眼光來審視專業(yè)進(jìn)步,將專業(yè)的主要任務(wù)從單純的勘察找水中解脫出來,轉(zhuǎn)移到如何促進(jìn)地下水資源的可持續(xù)開發(fā)和利用上。
五、結(jié)束語(yǔ)
將理論知識(shí)用于實(shí)踐解決實(shí)際問題是研究的最終目的,對(duì)哈密盆地的水文地質(zhì)勘查工作就充分說明了這點(diǎn),隨著先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)不斷融入到水文地質(zhì)研究中,這門學(xué)科對(duì)人類的作用將越來越大。
參考文獻(xiàn):
目前,地下水污染防治區(qū)劃并未形成明確概念.王焰新等[6]認(rèn)為地下水污染防治區(qū)劃是基于一定的調(diào)查與原則,在評(píng)價(jià)地下水現(xiàn)實(shí)和潛在利用價(jià)值、含水層遭受污染的脆弱性、土地利用和污染源類型、分布來確定污染荷載的風(fēng)險(xiǎn)性、以及根據(jù)地下水的不同使用功能來確定污染危害性的基礎(chǔ)上開展的區(qū)劃.其中地下水功能評(píng)價(jià)和地下水脆弱性評(píng)價(jià)是地下水污染防治區(qū)劃的基礎(chǔ).文獻(xiàn)[1]指出,地下水污染防治區(qū)劃應(yīng)在綜合分析調(diào)查區(qū)地下水系統(tǒng)防污染性能,地下水質(zhì)量與污染現(xiàn)狀、地下水資源可開采量及開發(fā)利用的基礎(chǔ)上,參考土地利用分區(qū)、污染源分布及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃,完成地下水污染防治分區(qū).本研究認(rèn)為地下水污染防治區(qū)劃是針對(duì)地下水污染問題,從污染事件發(fā)生的本質(zhì)角度、地下水開采利用的社會(huì)經(jīng)濟(jì)角度及現(xiàn)階段實(shí)施地下水保護(hù)措施的政策角度綜合開展的地下水評(píng)價(jià).
現(xiàn)階段針對(duì)地下水污染相關(guān)問題開展的單項(xiàng)研究工作較多,綜合研究工作較少.單項(xiàng)研究工作包括地下水脆弱性評(píng)價(jià)研究[7,8]、地下水污染源評(píng)價(jià)研究[9~11]、地下水價(jià)值研究[9,11~13]、地下水源保護(hù)區(qū)劃分研究[14~16]等.上述單項(xiàng)研究工作僅針對(duì)地下水污染問題的單一方面,存在各自的研究側(cè)重點(diǎn).如地下水脆弱性研究(包括固有脆弱性及特殊脆弱性)側(cè)重對(duì)研究區(qū)域自身水文地質(zhì)條件抵御外來污染物能力的定性或定量描述,地下水污染源研究側(cè)重地表污染源及人為活動(dòng)造成地下水污染的危害性的定性或定量描述.上述2種研究基于含水層及污染源的本質(zhì)特征,均是針對(duì)地下水潛在污染發(fā)生過程的評(píng)價(jià).地下水價(jià)值的相關(guān)研究是從地下水開采利用的社會(huì)經(jīng)濟(jì)角度進(jìn)行地下水評(píng)估.作為現(xiàn)階段必不可少的政策性研究,地下水源保護(hù)區(qū)劃分受限于水源地尺度范圍[17]及其保護(hù)區(qū)劃分的目的,這對(duì)于開展城市尺度或者更大范圍區(qū)域尺度的相關(guān)研究是不夠的.綜合研究工作包括地下水脆弱性與地下水污染源相結(jié)合的地下水污染風(fēng)險(xiǎn)分析[11,18,19]、結(jié)合地下水脆弱性及地下水源保護(hù)區(qū)劃分的綜合研究[15,16]或?qū)⑸鲜鰡雾?xiàng)研究相結(jié)合開展的區(qū)劃研究[9,20]等.大多數(shù)綜合研究的出發(fā)角度不夠全面,容易忽略地下水污染問題基于社會(huì)經(jīng)濟(jì)角度、政策角度的考慮.
地下水污染防治區(qū)劃體系致力于上述問題的綜合研究.從本質(zhì)角度(地下水固有脆弱性與地表污染風(fēng)險(xiǎn)源危害性)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)角度(地下水價(jià)值)、政策角度(地下水源保護(hù)區(qū)劃分)這3個(gè)不同角度構(gòu)建地下水污染防治區(qū)劃體系,匯集單項(xiàng)研究取得的成果,并作為地下水污染相關(guān)的預(yù)防、監(jiān)管措施制定與實(shí)施的依據(jù).
1體系構(gòu)建
本研究提出的地下水污染防治區(qū)劃要素構(gòu)成如圖1所示,由基礎(chǔ)層(地表污染源危害性、地下水固有脆弱性、含水層富水性、地下水水質(zhì))、中間層(地下水污染風(fēng)險(xiǎn)、地下水源保護(hù)區(qū)、地下水價(jià)值)、目標(biāo)層(地下水污染防治區(qū)劃)這3個(gè)評(píng)價(jià)層次組成.
1.1體系構(gòu)成要素解析
1.1.1地下水污染風(fēng)險(xiǎn)
地下水污染事件的發(fā)生是地表污染源與含水層二者相互作用的結(jié)果[18,21,22].地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)應(yīng)從研究區(qū)域所包括的地表污染源及自身的水文地質(zhì)條件著手.地下水污染源危害性分級(jí)是較為常見的污染源評(píng)價(jià)方式.早在20世紀(jì)60年代便有研究者開展了針對(duì)特定種類地下水污染源的分級(jí)評(píng)價(jià)工作[20].然而地表污染源種類極多,僅僅開展針對(duì)特定種類污染源的分級(jí)評(píng)價(jià)工作對(duì)于城市尺度或者范圍更大的區(qū)域尺度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,需要建立針對(duì)不同種類污染源的分級(jí)評(píng)價(jià)體系.基于同一評(píng)價(jià)體系對(duì)不同種類污染源進(jìn)行分級(jí)評(píng)價(jià)的研究源于20世紀(jì)70年代末.受限于不同類型地下水污染風(fēng)險(xiǎn)源的規(guī)模、所屬特征污染物及其排放方式等問題,以及實(shí)際開展評(píng)價(jià)工作所需巨大的信息量、不同污染源的信息豐富程度是否一致等問題,均增加了不同類型地下水污染源評(píng)價(jià)的難度[23].以往的地下水污染風(fēng)險(xiǎn)源評(píng)價(jià)以定性或者半定量方法為主,存在較大人為主觀性,通用性較差[24].本研究使用基于地下水污染源解析的定量評(píng)價(jià)方法[24].該方法對(duì)地下水污染源所屬的特征污染物及其對(duì)應(yīng)排放量進(jìn)行解析,計(jì)算出地下水污染源的危害性,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行地下水污染源的分級(jí).地下水脆弱性是刻畫特定水文地質(zhì)條件自身抵抗外來污染能力的通用方法.評(píng)價(jià)方法分為地下水固有脆弱性評(píng)價(jià)與特殊脆弱性評(píng)價(jià)兩種.具體評(píng)價(jià)方法分類包括迭置指數(shù)法、過程數(shù)學(xué)模擬法,統(tǒng)計(jì)方法、模糊數(shù)學(xué)方法等[7,25,26].DRASTIC評(píng)價(jià)方法[27]屬于迭置指數(shù)法的一種,盡管存在一定的主觀性問題及參數(shù)設(shè)置問題,但仍是目前應(yīng)用最為廣泛的地下水固有脆弱性評(píng)價(jià)方法.相較于其他評(píng)價(jià)方法,其優(yōu)點(diǎn)在于較低的數(shù)據(jù)依賴性及方法的不確定性[11,17,28].DRASTIC評(píng)價(jià)方法表征為:(略).本研究使用DRASTIC方法進(jìn)行研究區(qū)域的地下水固有脆弱性評(píng)價(jià).需要注意的是,地表污染源危害性與地下水固有脆弱性存在動(dòng)態(tài)性特征.地表污染源一直處在人類活動(dòng)的影響下,特征污染物及其對(duì)應(yīng)排放量隨時(shí)會(huì)發(fā)生變化.而地下水固有脆弱性則會(huì)受到水位埋深、凈補(bǔ)給量、包氣帶厚度等變化的影響.相較而言,地表污染源的動(dòng)態(tài)特征更為明顯.由于受控于污染源及一些水文地質(zhì)參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化,地下水污染風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估需要在獲取變化因素的基礎(chǔ)上及時(shí)進(jìn)行更新.而更新之前應(yīng)確定參數(shù)的變化是否能夠?qū)Φ叵滤廴撅L(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果及整個(gè)區(qū)劃的結(jié)果造成顯著影響.因此,需要對(duì)體系構(gòu)成要素進(jìn)行敏感性分析并結(jié)合實(shí)際動(dòng)態(tài)資料進(jìn)行計(jì)算.然后在此基礎(chǔ)上提出針對(duì)某區(qū)域區(qū)劃評(píng)估的合理更新頻率.
1.1.2地下水價(jià)值
地下水價(jià)值是從社會(huì)經(jīng)濟(jì)層面對(duì)地下水的開采使用情況進(jìn)行衡量.有研究指出認(rèn)清地下水的價(jià)值極其重要[12,20].雖然沒有形成具體的定量表征方法,但即使一個(gè)部分的或者不精確的衡量地下水價(jià)值的方法同樣有利于決策者理解改變相應(yīng)的政策及管理措施會(huì)對(duì)地下水價(jià)值造成的影響.地下水價(jià)值由開采價(jià)值及原位價(jià)值組成.其中開采價(jià)值源于市政、工商業(yè)、農(nóng)業(yè)等對(duì)地下水的需求;原位價(jià)值是指含水層對(duì)周期性開采地下水引起一系列影響的緩沖能力,如因開采地下水引起的地質(zhì)災(zāi)害,污染物擴(kuò)散、棲息地及生物多樣性破壞等.地下水價(jià)值體現(xiàn)為含水層的富水性及地下水的水質(zhì)兩方面[9,11,29].因此,本研究從含水層富水性及地下水水質(zhì)兩方面展開地下水價(jià)值的評(píng)價(jià).利用單井出水量來衡量含水層的富水性,通過地下水水質(zhì)類別劃分來區(qū)別地下水水質(zhì)差異.
1.1.3地下水源保護(hù)區(qū)
地下水源保護(hù)區(qū)劃分是決策者實(shí)施地下水管理及保護(hù)措施的重要環(huán)節(jié)[30].將其納入本區(qū)劃體系,用于表征當(dāng)前的政策實(shí)施與管理.地下水源保護(hù)區(qū)的劃分,對(duì)防止地下水源地污染,保護(hù)水源地環(huán)境質(zhì)量起到了重要作用[14~16].納入地下水源保護(hù)區(qū)的區(qū)域,在地下水污染防治區(qū)劃構(gòu)建過程中賦予的級(jí)別值高于其他區(qū)域.
1.2構(gòu)成要素疊加方法解析
1.2.1疊加原則
體系構(gòu)建過程中需要進(jìn)行3處構(gòu)成要素的疊加耦合,包括中間層的地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、地下水價(jià)值及目標(biāo)層的地下水污染防治區(qū)劃.地表污染源危害性評(píng)價(jià)及地下水固有脆弱性評(píng)價(jià)的疊加構(gòu)成地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià).疊加過程遵循“擇優(yōu)原則”,即:假設(shè)地表污染源危害性與地下水固有脆弱性均分為1~5五個(gè)等級(jí)(表1),數(shù)值越小代表地表污染源危害性越低或者地下水固有防污性能越好.二者疊加,地下水污染風(fēng)險(xiǎn)由數(shù)值小(級(jí)別低)的一方?jīng)Q定.地下水價(jià)值由含水層富水性及地下水水質(zhì)疊加而成,疊加過程遵循如下公式:(略).地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、地下水價(jià)值、地下水源保護(hù)區(qū)劃分三者疊加構(gòu)成地下水污染防治區(qū)劃,疊加過程遵循如下公式:(略).
1.2.2可視化表達(dá)
體系構(gòu)建過程中借助GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)構(gòu)建體系的可視化表達(dá)[29,34~36].借助Arcgis9.3軟件的SpatialAnalysis模塊,將研究區(qū)域剖分成1km×1km的單位公里網(wǎng)格,并以此為單位,利用上述疊加原則對(duì)體系構(gòu)建要素進(jìn)行空間運(yùn)算,并最終實(shí)現(xiàn)防治區(qū)劃體系的可視化表達(dá).
2案例分析
將本體系應(yīng)用于北京市平原區(qū)(不含延慶)的地下水污染防治區(qū)劃建設(shè).首先利用北京市平原區(qū)地表污染源危害性分級(jí)(圖2)[24]與地下水固有脆弱性分級(jí)(圖3)進(jìn)行北京市平原區(qū)地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估.地表污染源危害性與地下水固有脆弱性均分為5級(jí),遵循上述擇優(yōu)原則,二者依據(jù)表1進(jìn)行疊加運(yùn)算,得到地下水污染風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)圖(圖4).其中,圖2進(jìn)行量化表征的地表污染源種類包括北京市平原區(qū)的加油站及油庫(kù)、垃圾場(chǎng)、工業(yè)區(qū)、居民區(qū)、農(nóng)業(yè)區(qū)、地表排污河6類,相關(guān)研究見文獻(xiàn)[23].圖3是利用DRASTIC方法評(píng)價(jià)得到的北京市平原區(qū)潛水含水層固有脆弱性評(píng)價(jià)結(jié)果,本文不做詳述.圖4顯示北京市平原區(qū)污染風(fēng)險(xiǎn)最高的區(qū)域(圖中方形圈中區(qū)域)位于北京市城區(qū)西南近郊.該區(qū)域位于永定河出山口沖洪積扇頂部,防污性能很差.此外,該區(qū)域是北京市的重要工業(yè)基地,且非正規(guī)垃圾填埋場(chǎng)眾多.這些因素的共同作用致使該區(qū)域地下水污染風(fēng)險(xiǎn)最高.污染風(fēng)險(xiǎn)較高的大部分區(qū)域位于平原區(qū)溫榆河、涼水河所流經(jīng)區(qū)域,這兩條河是北京市主要排污河流.其余污染風(fēng)險(xiǎn)較高的區(qū)域所處位置為工業(yè)區(qū)、垃圾場(chǎng)等.污染風(fēng)險(xiǎn)中等的大部分區(qū)域位于北京城八區(qū).南部平原區(qū)是主要的農(nóng)業(yè)區(qū),污染風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別高于北部大部分區(qū)域.
其次將北京市平原區(qū)含水層富水性分級(jí)(圖5)與地下水水質(zhì)分級(jí)(圖6)[37]利用公式(2)進(jìn)行疊加運(yùn)算,并依據(jù)表2進(jìn)行分級(jí),得到北京市平原區(qū)地下水價(jià)值分級(jí)圖(圖7).圖7表明北京市平原區(qū)西部較于東部,北部較于南邊,地下水價(jià)值相對(duì)較高.這是由含水層富水性及地下水水質(zhì)共同決定的.其中,對(duì)含水層富水性進(jìn)行分級(jí)時(shí),將富水性>5000m3•d-1的區(qū)域賦值為4,3000~5000m3•d-1的賦值為3,并依次降低到1;根據(jù)水質(zhì)類別,水質(zhì)分級(jí)從優(yōu)良到極差賦值依次為由4~1.
1 對(duì)象與方法
1.1 對(duì)象 以武漢市新洲、黃陂、蔡甸、江夏、洪山5個(gè)遠(yuǎn)城區(qū)所轄1 986個(gè)行政村作為調(diào)查對(duì)象,覆蓋率100%
1.2 采集方法 水樣采集按照《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》(gb/t5750.1-2006)中《水樣的采集與保存》執(zhí)行。
1.3 檢測(cè)指標(biāo)與評(píng)價(jià)方法 檢測(cè)按照《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》(gb/t5750-2006)執(zhí)行,評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)按《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(gb5749-2006)執(zhí)行。檢測(cè)指標(biāo)按照《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(gb5749-2006)《小型集中式供水和分散式供水部分水質(zhì)指標(biāo)及限值》為主確定15項(xiàng)指標(biāo):菌落總數(shù)、色度、溶解性總固體、渾濁度、ph、鐵、錳、氯化物、硫酸鹽、總硬度、砷、氟化物、硝酸鹽,增加總大腸菌群。
1.4 統(tǒng)計(jì)分析 采用spss統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行描述性分析、χ2檢驗(yàn)等。
2 結(jié) 果
2.1 水樣檢測(cè)合格情況 經(jīng)過檢測(cè),在所采集的1 945份水樣中,合格份數(shù)為299份,合格率為15.37%。其中,蔡甸區(qū)合格份數(shù)為30,占15.00%;洪山區(qū)合格份數(shù)為0;黃陂區(qū)合格份數(shù)為39,占5.95%,江夏區(qū)合格份數(shù)為13,占3.77%;新洲區(qū)合格份數(shù)為216,占30.00%。經(jīng)χ2檢驗(yàn),各區(qū)農(nóng)村居民飲用地下水的合格率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.05),新洲區(qū)農(nóng)村居民飲用地下水合格率最低。
2.2 微生物指標(biāo)檢測(cè)(表1) 在所采集的1927份水樣中,表1 不同地區(qū)地下飲用水細(xì)菌學(xué)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果注:*新洲區(qū)18件樣品未做微生物指標(biāo)檢測(cè)。
共1 388份水樣微生物學(xué)指標(biāo)超過標(biāo)準(zhǔn)限值,超標(biāo)率為72.03%。菌落總數(shù)超標(biāo)1 103份,超標(biāo)率為57.24%;總大腸菌群指標(biāo)超過標(biāo)準(zhǔn)限值的有1 261份,超標(biāo)率為65.44%,表明地下水可能存在糞便污染。經(jīng)χ2檢驗(yàn),各區(qū)農(nóng)村居民飲用地下水的微生物指標(biāo)檢出率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.05);新洲區(qū)農(nóng)村居民飲用地下水微生物檢出率最低,江夏區(qū)、洪山區(qū)、黃陂區(qū)地下水微生物指標(biāo)超高率較高。
2.3 一般化學(xué)指標(biāo) 感官性狀和一般化學(xué)指標(biāo)渾濁度超標(biāo)306份,占15.73%;錳超標(biāo)199份,占10.23%。另外,ph值、總硬度、鐵、氯化物、色度、溶解性總固體均有不同程度的超標(biāo)(超標(biāo)率<4%),未發(fā)現(xiàn)硫酸鹽超標(biāo)的樣品。
2.4 毒理學(xué)指標(biāo) 在所檢的1 945份水樣中,毒理學(xué)指標(biāo)超過標(biāo)準(zhǔn)限值的為125份,超標(biāo)率為6.43%。共2份水樣砷超標(biāo),超標(biāo)率為0.20%;氟化物超標(biāo)水樣份數(shù)為2份,超標(biāo)率為0.08%;硝酸鹽超過標(biāo)準(zhǔn)限值的為123份,超標(biāo)率為6.32%。
3 討 論
本次調(diào)查顯示,武漢市農(nóng)村居民飲用地下水水質(zhì)合格率僅為15.37%,水質(zhì)狀況較差。目前,各地報(bào)道的地下水水質(zhì)合格情況不盡相同〔1,2〕。所監(jiān)測(cè)的15項(xiàng)指標(biāo)中,只有硫酸鹽符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》,其余指標(biāo)均有超標(biāo)現(xiàn)象。主要問題為微生物指標(biāo)超標(biāo)較為嚴(yán)重,是我市農(nóng)村居民飲用地下水的主要影響因素,此結(jié)果高于北京市農(nóng)村生活飲用水菌落總數(shù)超標(biāo)率(水源水菌落總數(shù)超標(biāo)率為20.6%)〔3〕。同時(shí),水質(zhì)中的毒理學(xué)指標(biāo)超標(biāo)情況呈現(xiàn)點(diǎn)狀分布的特點(diǎn),對(duì)這部分地下水建議立即封停,另?yè)袼础U{(diào)查中發(fā)現(xiàn),部分井周圍環(huán)境衛(wèi)生狀況較差,主要原因是在井周邊30m內(nèi)普遍有廁所、牛欄、豬圈及污水坑、垃圾等污染源,同時(shí)井水未過濾消毒的現(xiàn)象普遍存在,垃圾場(chǎng)周圍地下水水質(zhì)超標(biāo)較為嚴(yán)重〔4〕。因此,應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)地下水水源的保護(hù)和維護(hù)。
為解決我市農(nóng)村居民飲用地下水的安全問題,保障農(nóng)民群眾身體健康,針對(duì)本次調(diào)查結(jié)果,建議:生活飲用水必須符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(gb5749-2006)的要求,對(duì)于超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的地下水,未經(jīng)處理禁止直接飲用。同時(shí),加強(qiáng)宣傳教育,提高農(nóng)村居民的安全用水意識(shí);加強(qiáng)地下水的選址指導(dǎo)工作,提高居民對(duì)水源的保護(hù)意識(shí);加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作力度,以確保農(nóng)村居民飲水安全。
【參考文獻(xiàn)】
[中圖分類號(hào)] TV211.1+2 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X(2013)-4-150-1
水是生命之源,關(guān)系到居民生活,這樣水質(zhì)分析就成了很重要的問題。所謂水質(zhì)分析是指用化學(xué)或者物理方法測(cè)定水中各種化學(xué)成分的含量。根據(jù)各種成分的研究對(duì)水資源的質(zhì)量進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)。在水文地質(zhì)調(diào)查中,水分析區(qū)分為兩個(gè)部分。他們是簡(jiǎn)分析和全分析。如果被勘察的水源有特殊的需要,這樣對(duì)水資源的分析就要按照不同的要求進(jìn)行分析??傊?,這是一個(gè)及其變化的問題。
1 地下水水質(zhì)勘察評(píng)價(jià)辦法
水文地質(zhì)調(diào)查是分階段進(jìn)行的。一般劃分為普查、初步勘探與詳細(xì)勘探三個(gè)階段,在水文地質(zhì)調(diào)查的各個(gè)階段。這三個(gè)階段中,配合進(jìn)行水文地質(zhì)測(cè)繪、水文地質(zhì)勘探、水文地質(zhì)試驗(yàn)、地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)以及地球物理勘探,以取得精度與各調(diào)查階段相適應(yīng)的水文水質(zhì)勘察評(píng)價(jià)辦法進(jìn)行研究,主要從三個(gè)角度進(jìn)行水文地質(zhì)研究;從工程角度、所含巖土水理性質(zhì)兩部分。進(jìn)行水文地質(zhì)評(píng)價(jià)。
1.1 工程角度評(píng)價(jià)地下水質(zhì)辦法
在建筑工程中,進(jìn)行地基建設(shè)的時(shí)候要從三方面研究水文地質(zhì),這樣能夠保證及時(shí)出現(xiàn)問題及時(shí)研究。
第一,地下水對(duì)工程的作用與影響,在對(duì)于埋藏在地下水位以下的建筑物基礎(chǔ)中水對(duì)砼及砼內(nèi)鋼筋的腐蝕性是否能夠有影響。第二,在對(duì)選用軟質(zhì)巖石、風(fēng)度強(qiáng)化巖時(shí)、過多殘積土和膨脹土等這些因素,這種巖土體作為基礎(chǔ)持力層的建筑場(chǎng)地時(shí),應(yīng)著重評(píng)價(jià)地下水活動(dòng)對(duì)以上那些巖石產(chǎn)生的影響。第三,在地基基礎(chǔ)壓縮層范圍內(nèi)存在松散、飽和的粉細(xì)砂,應(yīng)預(yù)測(cè)產(chǎn)生潛蝕、流砂、管涌的可能性;對(duì)于當(dāng)基礎(chǔ)下部存在承壓含水層,應(yīng)對(duì)基
坑開挖后承壓水沖毀基坑底板的可能性進(jìn)行計(jì)算和評(píng)價(jià) ;在地下水位以下開挖基坑,應(yīng)進(jìn)行滲透和富水試驗(yàn),并評(píng)價(jià)由于人工降水引起土體沉降、邊坡失穩(wěn)進(jìn)而影響周圍建筑物穩(wěn)定的可能性。
1.2 巖體水理性質(zhì)評(píng)價(jià)地下水水質(zhì)辦法
在關(guān)于巖體水里性質(zhì)這方面,巖體水理性質(zhì)是指巖士與地下水能夠相互作用的情況下顯示出各種水的性質(zhì)。巖土水理性質(zhì)與巖土的物理性質(zhì)有一定關(guān)系,巖土分為酸堿性等,水也有酸堿性,這種性質(zhì)能夠相互作用:就會(huì)影響巖土的強(qiáng)度使其容易變形,而且有些性質(zhì)還會(huì)影響到建筑物的穩(wěn)定性。在對(duì)巖土的化學(xué)性質(zhì)勘察不全全面的時(shí)候就會(huì)使建筑物不夠牢靠。從地下水的賦存形式及對(duì)巖土水理性質(zhì)的影響,然后再對(duì)巖土的幾個(gè)重要的水理性質(zhì)及研究測(cè)試方法進(jìn)行簡(jiǎn)單的說明,水質(zhì)在土中的存儲(chǔ)形式主要是結(jié)合水、毛細(xì)管水和重力水三種。要加強(qiáng)對(duì)這些種類的研究。
另外一方面,巖土的主要的水理性質(zhì)主要檢測(cè)辦法能夠幫助我們對(duì)水文研究:辦法一,軟化性研究,所謂軟化性是指巖土體浸入水中后,產(chǎn)生軟化,使力學(xué)強(qiáng)度降低的特性,一般用都有相應(yīng)的軟化系數(shù)進(jìn)行表示,它是判斷巖石耐風(fēng)化、耐水浸泡能力的重要指標(biāo);辦法二, 透水性研究,所謂透水性是指水在重力作用下,巖土容許水透過自身的性質(zhì)。松散巖上的顆粒愈細(xì)、愈不均勻,其透水性便很弱。辦法三,崩解性研究,所謂崩解性是指巖浸水濕化后,由于土粒之間的連接能力被水分子代替,使他們的連接能力削弱,甚至被破壞,使土體分離崩敝、解體的特性。辦法四,給水性研究,所謂給水性研究是指在重力
作用下飽水巖土能從孔隙、裂隙中自由流出一定水的性能,用一定的名詞“給水度”進(jìn)行表示。給水度是含水層的幾個(gè)重要水文地質(zhì)參數(shù),他的參數(shù)測(cè)量一般都是經(jīng)過一定的試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)量的。辦法五,膨脹縮性研究,所謂膨縮性是指巖土吸水后體積能夠增大,失水后體積能夠減小的特性,巖土的漲縮性是由于顆粒表面結(jié)合水膜吸水變大,失水變小造成的。
2 地下水水文試驗(yàn)觀測(cè)辦法
對(duì)于地下水的水文地質(zhì)試驗(yàn)方法包括:鉆孔的水文地質(zhì)觀測(cè)辦法、動(dòng)態(tài)研究辦法、測(cè)溫和測(cè)壓觀測(cè)辦法、水化學(xué)成分分析辦法、氣體成分和放射性元素的分析辦法。
2.1 鉆孔水文地質(zhì)觀測(cè)內(nèi)容
在鉆孔水文地質(zhì)觀測(cè)中,主要影響他的就是地下水動(dòng)力要素:這些要素包括水位高低、水壓的大小,利用不同水頭壓力條件下鉆孔涌水量等。對(duì)于含蒸氣的高溫地?zé)徙@孔,還要觀測(cè)不同流量下產(chǎn)生蒸氣形成的部位,在孔口不同的蒸氣壓力下,汽水混合物的噴出動(dòng)態(tài)等。在對(duì)地下水進(jìn)行物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)的觀測(cè)中,這部分主要包括孔內(nèi)溫度和孔底的溫度、壓力、含熱量、熱水和蒸汽的化學(xué)成分,和這些物質(zhì)中取樣時(shí)水和氣體的質(zhì)量比等。
鉆孔水文試驗(yàn)他的觀察方法和試驗(yàn)要求:對(duì)于水位觀察中,每個(gè)鉆孔的孔內(nèi)都應(yīng)測(cè)量最初能看到的水位和水流在靜止時(shí)的水位。鉆孔水位應(yīng)根據(jù)水準(zhǔn)標(biāo)高來定,對(duì)自流鉆孔就加高套管測(cè)定其穩(wěn)定水頭高度。如果水層變化比較大就應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行觀察。
對(duì)于鉆孔涌水量的測(cè)定中,流水可采用放水辦法直接測(cè)定其流量,即在孔口不同壓力下進(jìn)行測(cè)定,測(cè)定了與孔口不同壓力相應(yīng)的流量之后,可畫出曲線。這樣就能夠保證勘察的數(shù)據(jù)更加的細(xì)致。另外對(duì)于地下水物理化學(xué)性質(zhì)的觀測(cè)中要考慮無(wú)論在鉆進(jìn)過程中或動(dòng)態(tài)觀測(cè)測(cè)量過程中,兩者都要測(cè)量鉆孔的孔中與孔底水的溫度、壓力,并在鉆孔不同深度取樣進(jìn)行化學(xué)的及氣體成分的分析,確定地下水的類型及性質(zhì),為地下水的質(zhì)量評(píng)價(jià)提供依據(jù)。
2.2 水文動(dòng)態(tài)研究辦法
對(duì)于水文動(dòng)態(tài)研究要進(jìn)行長(zhǎng)期的觀察,觀測(cè)孔的布置必須結(jié)合地質(zhì)、水文地質(zhì)條件和觀測(cè)目的因地制宜的考慮,一般觀測(cè)孔應(yīng)盡量利用已有的勘探孔。此外,為了研究開采區(qū)的區(qū)域漏斗擴(kuò)展,應(yīng)盡可能使非生產(chǎn)孔布置在生產(chǎn)孔的附近及其影響范圍之外。其中影響地下水動(dòng)態(tài)的基本因素包括:氣象、水文、地質(zhì)、生物、宇宙及人為活動(dòng)等。
3 小結(jié)
水文地質(zhì)研究是開采地下水的一個(gè)重要內(nèi)容,隨著開采的勘探的不斷進(jìn)行,一定要在建筑工程中,注意水文的勘察,這是能夠保證建筑物質(zhì)量的一個(gè)重要方面。對(duì)地下水水文勘察能夠保證居民飲用水的健康化,水文勘察是水資源能夠正確開發(fā)的保證。
參考文獻(xiàn)
1地下水引起的巖土工程危害
1.1水位上升引起的巖土工程危害
潛水位上升的原因是多種多樣的,其主要受地質(zhì)因素如含水層結(jié)構(gòu)、總體巖性產(chǎn)狀;水文氣象因素如降雨量、氣溫等及人為因素如灌溉、施工等的影響,有時(shí)往往是幾種因素的綜合結(jié)果。由于潛水面上升對(duì)巖土工程可能造成如下影響:土壤沼澤化、鹽漬化,巖土及地下水對(duì)建筑物腐蝕性增強(qiáng);斜坡、河岸等巖土體巖產(chǎn)生滑移、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象;一些具特殊性的巖土體結(jié)構(gòu)破壞、強(qiáng)度降低、軟化;引起粉細(xì)砂及粉土飽和液化、出現(xiàn)流砂、管涌等現(xiàn)象;地下洞室充水淹沒,基礎(chǔ)上浮、建筑物失穩(wěn)。
1.2地下水位下降引起的巖土工程危害
地下水位的降低多是由于人為因素造成的,如集中大量抽取地下水、采礦活動(dòng)中的礦床疏干以及上游筑壩、修建水庫(kù)截奪下游地下水的補(bǔ)給等。地下水的過大下降,常常誘發(fā)地裂、地面沉降、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害以及地下水源枯竭、水質(zhì)惡化等環(huán)境問題,對(duì)巖土體、建筑物的穩(wěn)定性和人類自身的居住環(huán)境造成很大威脅。
2水文地質(zhì)勘察存在的問題
2.1各種類型的地下水
2.1.1地下水類型
根據(jù)特有性質(zhì),地下水賦存介質(zhì)為松散巖類孔隙水,碎屑巖裂隙孔隙水,碳酸鹽巖裂隙喀斯特水,火山巖裂隙孔隙水、基巖裂隙水;按其埋藏條件和水力特性是棲息,潛水和承壓水。
2.1.2含水層水平,分布,巖性,厚度,埋藏深度
含水層:(卵石礫石土,礫石,礫石,砂礫巖),性別(礫砂,砂礫,沙,沙細(xì),淤泥,淤泥質(zhì)土)破碎基巖風(fēng)化帶,構(gòu)造破碎帶,紅層孔隙與裂縫,裂縫孔隙度石灰?guī)r山洞玄武巖,裂隙帶。隔水層:粉質(zhì)粘土和致密完整巖石。
2.2靜水位和變化幅度
天然地基承載力設(shè)計(jì)值計(jì)算砂土地震液化,膨脹土,脹縮深度確定,基礎(chǔ)深度的確定,邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)?;觽?cè)土壓力計(jì)算基坑降水和地下工程,涌水量計(jì)算,計(jì)算深基坑,地下室底板抗浮計(jì)算,判別巖石滲透變形(流土,管道,腐蝕)等一系列問題,需要靜水位地下水資料。要準(zhǔn)確的測(cè)定,一般在洞后24h后統(tǒng)一測(cè)定。充分利用抽水孔觀察孔觀察,必要時(shí)下測(cè)水管觀測(cè)。地下水位的地形,氣象,水文和人的因素和變化,收集區(qū)域水文地質(zhì)數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)的鄰近地區(qū)或通過長(zhǎng)期觀察和調(diào)查,查明地下水水位變化特征。一般隨季節(jié)變化而變化,隨潮汐海岸,河流和湖泊岸邊洪水影響,人工排水區(qū)抽水影響。地下室底板的抗浮計(jì)算時(shí),應(yīng)提供最高水位數(shù)據(jù)。如果不是最高水位,平原區(qū)地下水設(shè)防水準(zhǔn)的建筑室外地坪標(biāo)高。
2.3地下水的徑流、補(bǔ)給、排泄
根據(jù)地形,氣象,水文,地質(zhì)結(jié)構(gòu),含水層分布狀況及其與水接觸,分析地下水流動(dòng)和動(dòng)態(tài)特性。地下的水流量,根據(jù)水位(壓力)線圖確定。水力坡度根據(jù)水位(壓力)圖計(jì)算。
3對(duì)水文地質(zhì)工作的建議
3.1加強(qiáng)對(duì)工程地質(zhì)勘察規(guī)范或規(guī)程學(xué)習(xí)
經(jīng)過幾十年的發(fā)展,當(dāng)前我國(guó)工程地質(zhì)勘察工作已經(jīng)擁有了完備的規(guī)范、規(guī)程體系,這些規(guī)范性文件對(duì)勘察工作的目的、任務(wù)、評(píng)價(jià)都做了具體的、切實(shí)可行的規(guī)定,是工程地質(zhì)技術(shù)人員開展工作的主要依據(jù)。工程地質(zhì)技術(shù)人員必須要高度重視規(guī)范、規(guī)程,了解和熟悉其要求,這樣才能在開展工程地質(zhì)勘察時(shí)做足工作量布置,設(shè)置足夠的原狀土樣測(cè)試數(shù)據(jù)、及時(shí)劃分抗震地段。通過研讀規(guī)范、規(guī)程,工程地質(zhì)管理者和技術(shù)人員在吸收文件的相關(guān)規(guī)定后,能不斷地充實(shí)和提高理論水平和實(shí)踐操作能力。
3.2重視地下水埋藏狀況的調(diào)查
在調(diào)查時(shí),要明確調(diào)查的重點(diǎn),設(shè)置必要的調(diào)查指標(biāo)體系,弄清地下水的類型、補(bǔ)給及排泄條件、地下水位、水位變化幅度及規(guī)律,在此基礎(chǔ)上,對(duì)地下水對(duì)建筑材料的腐蝕性進(jìn)行評(píng)價(jià),涉及到基坑工程的還應(yīng)做抽、壓水試驗(yàn),調(diào)查土層的滲透性質(zhì)等。預(yù)估地下水可能帶來的突涌、流沙或管涌等潛在的威脅,制定出有效和可行的防治措施建議。
3.3地下水水質(zhì)污染情況的調(diào)查是保障
供水安全的基本措施針對(duì)我國(guó)的水質(zhì)受到嚴(yán)重污染的情況,因此急需發(fā)展的全面調(diào)查地下水水質(zhì),并作為一個(gè)主要的工程來抓。在工作部署上可以是大流域或經(jīng)濟(jì)發(fā)展重點(diǎn)區(qū)域,城市群區(qū)域,農(nóng)牧業(yè)重點(diǎn)開發(fā)區(qū)逐步蔓延。建議這項(xiàng)工作已進(jìn)行了地下水與環(huán)境地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目中分離出來,作為一個(gè)單獨(dú)的項(xiàng)目。在我國(guó)現(xiàn)在已經(jīng)很難找到地下水反映本地背景值的區(qū)域作為對(duì)比,提供1/20萬(wàn)區(qū)域水文地質(zhì)普查數(shù)據(jù)作為原始背景。
3.4積極實(shí)施新理論、新技術(shù)和新方法的研究和推廣
應(yīng)用遙感技術(shù),同位素技術(shù),數(shù)值模擬技術(shù),信息技術(shù)是提高水文地質(zhì)特征和機(jī)制的重要技術(shù)方法。目前研究的服務(wù)繼續(xù)擴(kuò)大,以準(zhǔn)確的水文地質(zhì)參數(shù),降低身體的工作量,為決策分析提供技術(shù)支持與管理。地下水系統(tǒng)理論,系統(tǒng)理論在水文地質(zhì)中的應(yīng)用,地下水運(yùn)動(dòng)和分析的水資源評(píng)價(jià)的基本理論,要結(jié)合中國(guó)的實(shí)踐,進(jìn)一步完善和提高。
3.5加強(qiáng)區(qū)域綜合研究和專題研究
我國(guó)地域遼闊,自然地理和地質(zhì)條件復(fù)雜,地質(zhì)條件極其復(fù)雜,我國(guó)地下水的分布和演化具有深刻影響。地下水的形成理論,平均價(jià)值的地下水運(yùn)動(dòng),水文學(xué)與地球化學(xué)作用,人為干擾的影響下條件的變化,需要進(jìn)行深入的研究。中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局已明確區(qū)域研究院,是一家專業(yè)研究機(jī)構(gòu),也是區(qū)域管理中心,中國(guó)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)研究所與各大專院校,更應(yīng)成為跨學(xué)科研究中心,培訓(xùn)水文地質(zhì)專家的理論和實(shí)際應(yīng)用的專家,并不斷的提高我們的水文地質(zhì)研究。
4結(jié)論
在建筑工程基礎(chǔ)地質(zhì)勘察中要高度重視水文地質(zhì)調(diào)查,作為建筑工程地質(zhì)環(huán)境的組成部分,較差的水文地質(zhì)條件會(huì)給建筑工程帶來多方面的危害,建筑工程項(xiàng)目的組織者、實(shí)施者在建筑工程實(shí)施前就應(yīng)該調(diào)查清楚地基基礎(chǔ)的水文地質(zhì)情況,制定出有針對(duì)性防治措施,提高工程的穩(wěn)定性和安全性,更好地完成工程建設(shè)。
參考文獻(xiàn):
0.前言
地下水資源的循環(huán)持續(xù)應(yīng)用對(duì)創(chuàng)建潔凈、環(huán)保、低碳城市極為有利。倘若無(wú)法應(yīng)對(duì)處理地下水資源持續(xù)應(yīng)用有關(guān)問題,便會(huì)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展形成不良影響。為此,應(yīng)采用科學(xué)有效的工作策略,凸顯地下水資源綜合效益,預(yù)防對(duì)社會(huì)環(huán)境、自然環(huán)境形成破壞影響。在實(shí)現(xiàn)效益最大化的基礎(chǔ)上,可凸顯有利影響,降低不利因素??稍诒Wo(hù)與應(yīng)用資源之中贏得平衡。本文基于這一目標(biāo)研究了地下水資源污染治理的有效方式技術(shù),明確了應(yīng)依據(jù)具體的污染物類別、地貌地形狀況、區(qū)域地質(zhì)環(huán)境等因素綜合考量,選擇合理可行的治理方式,進(jìn)而提升工作實(shí)效性。
1.地下水資源污染治理方法
1.1抽出處理修復(fù)方法
抽出處理修復(fù)技術(shù)方法為修復(fù)地下水異位的核心技術(shù)手段,實(shí)現(xiàn)了廣泛持久的應(yīng)用。伴隨污染治理技術(shù)的不斷深化發(fā)展,令該方法具備了更豐富的含義。應(yīng)用該方法修復(fù)處理通常劃分成兩類,即地下水動(dòng)力管控以及處理地上污染物質(zhì)。該技術(shù)依據(jù)地下水形成污染的范疇,在場(chǎng)地之中布置定量抽水井,借助水泵以及水井抽取污染地下水,而后通過地面凈化處理設(shè)施進(jìn)行有效的污染治理。該抽取階段中水井水位將不斷降低,位于水井四周將構(gòu)成水位下降漏斗,令四周地下水持續(xù)的流入水井,降低污染擴(kuò)散??梢氲乇韽搅?,回灌入地下,也可滿足當(dāng)?shù)毓┧枨蟆?/p>
當(dāng)前抽出處理修復(fù)方法主要的治理對(duì)象包括十二類污染物質(zhì)。典型目標(biāo)為TCE,還包括鹵化有機(jī)物質(zhì),例如VC以及PCE等。
1.2監(jiān)測(cè)自然衰減修復(fù)方法
監(jiān)測(cè)自然衰減法是利用污染場(chǎng)地天然存在的自然衰減作用使污染物濃度和總量減小,在合理的時(shí)間范圍內(nèi)達(dá)到污染修復(fù)目標(biāo)的一種地下水污染修復(fù)方法。自然衰減作用包括對(duì)流、彌散、稀釋、吸附、沉淀、揮發(fā)、化學(xué)反應(yīng)和生物降解作用等。污染物的自然衰減存在于任何一個(gè)污染場(chǎng)地,但是自然衰減強(qiáng)度各不相同,主要取決于污染物性質(zhì)和地下環(huán)境條件。對(duì)一個(gè)具體的污染場(chǎng)地,地下水污染修復(fù)能否采用監(jiān)測(cè)自然衰減法修復(fù)需要調(diào)查評(píng)價(jià)。通過野外和室內(nèi)物理、化學(xué)、生物調(diào)查獲得有關(guān)數(shù)據(jù),進(jìn)行自然衰減有效性評(píng)價(jià),包括污染場(chǎng)地水文地質(zhì)條件評(píng)價(jià),提供生物自然衰減正在發(fā)生的證據(jù),估計(jì)污染物衰減速率和衰減容量,預(yù)測(cè)修復(fù)達(dá)到目標(biāo)所需的時(shí)間等。
監(jiān)測(cè)布置應(yīng)考量污染源的綜合分布以及具體的擴(kuò)散模式、呈現(xiàn)出的地質(zhì)水文狀況、開采地下水的條件、呈現(xiàn)出的水化學(xué)特點(diǎn)等。應(yīng)引入點(diǎn)面結(jié)合方式,明確核心重點(diǎn)。針對(duì)區(qū)域狀況應(yīng)進(jìn)行合理管控,監(jiān)測(cè)控制對(duì)象主體為排放大量毒害物質(zhì)、危害影響明顯的污染源、重度污染區(qū)域,供水水源基地等。監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的設(shè)置應(yīng)基于地下水質(zhì)中污染物質(zhì)的擴(kuò)散狀況明確。
1.3原位修復(fù)方法
原位修復(fù)方法可用于治理飽水帶有機(jī)污染問題,并適合同SVE聯(lián)合應(yīng)用。具體方法為,注入空氣至地下,構(gòu)成氣流屏障,預(yù)防污染暈持續(xù)的向下方擴(kuò)散并發(fā)生遷移現(xiàn)象??稍跉鈮禾荻扔绊懴聦?duì)地下存在的揮發(fā)污染物進(jìn)行匯總收集,并通過供養(yǎng)方式,令污染物完成生物降解。該過程之中,形成質(zhì)量遷移轉(zhuǎn)化的機(jī)理較為復(fù)雜,在各個(gè)修復(fù)時(shí)期,存在的控制速度以及效率也包含差別。
1.4石油污染物有效治理方法
針對(duì)石油污染物進(jìn)行有效治理的方法包括,物理方式、水利控制技術(shù)、原位處理方式、化學(xué)氧化處理、生物修復(fù)方法、地下曝氣以及綜合處置方式。
應(yīng)用物理方式手段,可針對(duì)導(dǎo)致石油烴污染現(xiàn)象的地下水展開有效治理,具體方式涵蓋評(píng)比處理以及被動(dòng)收集技術(shù)方式等。水利控制技術(shù)主要借助井群系統(tǒng),利用抽水,或者向著含水層進(jìn)行注水的方式,通過人為影響令地下水水利梯度發(fā)生變化,進(jìn)而可令形成石油污染的水質(zhì)同潔凈水質(zhì)實(shí)現(xiàn)有效分離。采用原位處理方式為治理地下水形成石油烴污染現(xiàn)象的重要研究?jī)?nèi)容。該方法技術(shù)不但投入經(jīng)費(fèi)較低,同時(shí)還可省略較多地表處理系統(tǒng)設(shè)施,可最大化的降低石油烴暴露,進(jìn)而預(yù)防潛在的污染問題。為一類具有廣泛發(fā)展前景的治理污染方法技術(shù)。
原位化學(xué)氧化處理方式為新時(shí)期逐步研發(fā)的,可良好處置土壤與地下水之中石油污染物質(zhì)。另外可采用地下水曝氣處理方式應(yīng)對(duì)污染問題。原位生物修復(fù)處理為抵御地下水石油污染現(xiàn)象的創(chuàng)新方法,在目前具備良好的發(fā)展前途。
2.地下水資源污染治理方法比較
針對(duì)各類修復(fù)處理方法不同的工作機(jī)理,探究其治理不同污染物質(zhì)的功效,可通過選擇較為常見的污染物作為治理對(duì)象。例如選擇汽油添加劑,比較各類治理污染方法的應(yīng)用,為工程投資、技術(shù)方法運(yùn)行成本、具體的治理時(shí)間以及呈現(xiàn)的修復(fù)水平分析提供統(tǒng)一的研究平臺(tái)。
通過綜合比對(duì),區(qū)域調(diào)查層面,自然衰減監(jiān)測(cè)修復(fù)方法所需的投入最高,接下來便是原位修復(fù)技術(shù)。工程設(shè)備配備投入層面抽出處理方法技術(shù)呈現(xiàn)出較高的造價(jià)水平,相比之下,自然衰減監(jiān)測(cè)修復(fù)方法的技術(shù)造價(jià)水平最低。系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)管理工作中,原位修復(fù)以及自然衰減監(jiān)測(cè)修復(fù)方法實(shí)力相當(dāng),投入成本較低,抽出處理方法需要投入較高的成本費(fèi)用。系統(tǒng)檢測(cè)管理工作中,自然衰減監(jiān)測(cè)修復(fù)方法需要投入較多經(jīng)費(fèi),而原位修復(fù)方法投入較低。
綜上所述不難看出,抽出處理修復(fù)方法總體成本處在首位,而原位修復(fù)技術(shù)投入成本水平最低。治理時(shí)間層面,排除自然衰減監(jiān)測(cè)修復(fù)方法外,其他方法并不具備鮮明的優(yōu)勢(shì)與缺陷。修復(fù)處理的效果則為抽出處理方法排在首位,接下來依次為原位修復(fù)技術(shù)以及自然衰減監(jiān)測(cè)修復(fù)方法。
3.結(jié)語(yǔ)
總之,針對(duì)地下水資源污染狀況,為有效的治理修復(fù),我們只有明確各類方法技術(shù)特征、應(yīng)用機(jī)理,適用范疇,通過比對(duì)研究、內(nèi)涵把握,合理的選擇適用性、可行性技術(shù)手段,樹立創(chuàng)新發(fā)展意識(shí),借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家成功經(jīng)驗(yàn),方能真正提升地下水資源污染治理綜合水平,達(dá)到事半功倍的工作效果,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的全面發(fā)展。 [科]
【參考文獻(xiàn)】
[1]溫隨群,劉雁翼,宋文娟.我國(guó)地下水資源開發(fā)對(duì)環(huán)境的影響與治理對(duì)策[J].華北水利水電學(xué)院學(xué)報(bào),2008,29(2).