一水硫酸錳廢渣填埋場水文地質條件初步評價

代俊鴿，程亞平

(桂林理工大學 環(huán)境科學與工程學院，廣西 桂林541006)

1 地理位置

一水硫酸錳廢渣填埋場位于大新縣雷平鎮(zhèn)南東面約1 km，中心位置地理坐標為東經 107°07'32.2″，北緯 22°39'19.6″，屬于黑水河流域。

2 水文、氣象

填埋場所處地區(qū)屬亞熱帶季風氣候區(qū)，冬無嚴寒，夏無酷暑，干濕季節(jié)分明，冬春干旱。調查區(qū)內地表水文網較發(fā)育，主要的河流為黑水河。黑水河年平均徑流量26.41億m3，年最大徑流量 47.29億 m3，年最小徑流量 11.2億 m3。除黑水河外，工作區(qū)還有一些巖溶泉水調節(jié)的小溪溝以及灌溉渠道。

3 調查區(qū)地質概況

3.1 地形地貌

調查區(qū)主要為峰林谷地區(qū)，谷地較平坦開闊，上覆第四系粘性土層厚度一般1～10 m左右，谷地高程一般140～160 m。擬建的一水硫酸錳廢渣填埋場所處的巖溶洼地，平面上略呈圓形，直徑約250 m，底部也略呈圓形，較平坦，直徑約60 m，剖面呈碟形，洼地周圍坡度一般10°～20°。洼地的北面為陡峭的巖溶山體，山腳有落石，灌木茂盛。洼地的東面、南面、西面均為第四系土層覆蓋，洼地內主要種植甘蔗。洼地底部一帶未發(fā)現(xiàn)有大的巖體裂縫及消水洞，降雨主要通過北面一帶的巖體裂隙以及土層滲入地下。

3.2 地層巖性

調查區(qū)出露的地層有第四系殘積層(Q)、石炭系大塘組(C1d)、巖關組(C1y)、泥盆系融縣組(D3r)、東崗嶺組下段(D2d1)，其中融縣組(D3r)分布最廣。擬建的廢渣填埋場一帶屬于D3r2地層，周邊一帶第四系殘積層厚度較厚，厚度一般2～10 m，最厚可達30 m以上，在局部分布有灰黑色泥炭質粘土。

3.3 地質構造

擬建廢渣填埋場范圍內無斷層通過。調查區(qū)一帶灰?guī)r主要發(fā)育5組節(jié)理，其分別為:

1)15°∠42°，節(jié)理密度為2條/100m2;

2)20°∠19°，節(jié)理密度為1條/100m2;

3)230°∠26°，節(jié)理密度為 6條/100m2;

4)350°∠74°，節(jié)理密度為 5條/100m2;

5)360°∠90°，節(jié)理密度為 1 條/100m2。

3.4 巖溶發(fā)育特征

據有關水文地質調查資料，調查區(qū)地下巖的發(fā)育深度為92 m，其中溶洞發(fā)育段為70m深度以上，再往深部巖溶發(fā)育程度已大為減弱，主要為溶孔。鉆孔遇洞率較高，可達43.9%。線巖溶率為0～3.47%，平均線巖溶率為2.1%。溶洞高度0.05～14.60 m，以小于0.5 m的溶洞居多，溶洞多被粘土、細砂、碎石充填或半充填。

調查區(qū)地下巖溶垂向上自上而下顯示強～中～弱的特征。據線巖溶率、溶洞發(fā)育的數量，地下巖溶可分為三個發(fā)育帶，在50 m深度以上為巖溶強發(fā)育帶，50～60 m為巖溶中等發(fā)育帶，60 m以下為巖溶弱發(fā)育帶。

4 調查區(qū)水文地質條件

4.1 含水層的分布及富水性

據含水巖組(土體)及含水介質特征，調查區(qū)地下水可分為孔隙水、巖溶水兩大類型，巖溶水可分為碳酸鹽巖裂隙溶洞水、碳酸鹽巖夾碎屑巖溶洞裂隙水兩種類型。

孔隙水主要賦存在第四系松散土體孔隙中，水量貧乏，單孔(井)枯涌水量小于50 m3/d。在巖溶谷地，豐水期由于得到巖溶地下水的越流補給，水量較大，單孔(井)涌水量可達200 m3/d以上。地下水富水性豐富。

碳酸鹽巖裂隙溶洞水主要分布在巖性較純的融縣組(D3r)灰?guī)r中，巖溶發(fā)育，地下水豐富。部分分布在大塘組(C1d)灰?guī)r，地下巖溶不發(fā)育，地下水賦存條件差，地下水富水性貧乏。

碳酸鹽巖夾碎屑巖溶洞裂隙水分布在巖關組(C1y)灰?guī)r中，受灰?guī)r巖性不純的影響，地下巖溶不發(fā)育，地下水賦存的條件較差。地下水富水性中等。

4.2 地下水補給、徑流、排泄特征

調查區(qū)地下水主要接受降雨補給，此外還有來自河水的側向補給以及渠道水的入滲補給等。地下水主要賦存、運移在裂隙、溶洞中，主要以分散流的形式排出地表，局部以巖溶泉的形式集中徑流、排泄?？偟姆较蚴怯杀蔽?、北東方向往黑水河徑流、排泄，最后匯入黑水河。

5 水文地質調查

5.1 水文地質鉆探

鉆探的目的主要為了掌握含水層埋深、厚度、地下水位、含水層介質結構，取得地下水水力學參數［1］。本次鉆探選出三個特征孔，以進行水文地質試驗［2］。調查區(qū)地層水文地質剖面圖見圖1。

圖1 水文地質剖面圖

5.2 鉆孔水文地質試驗

試驗的目的是獲取水文地質參數［3］。通過土層注水試驗，測得ZK1孔滲透系數K為0.001 23 m/d，測得ZK2孔滲透系數K為0.000 6 m/d。通過基層注水試驗，可以看出三個試驗段巖石透水性強。

5.3 地下水化學成分及特征

南面1 km的七一屯民井(W1)一組水樣的全分析檢測，檢測出地下水常量組分見表1。水化學類型為HCO3·-Ca型［4］，屬于巖溶水類型。水中等含量較高，說明當地巖溶地下水已受到了污染［5］。

表1 地下水常量組分表

5.4 地下水埋藏及動態(tài)特征

工作區(qū)一帶主要為峰林谷地區(qū)，地下水埋深較淺，地下水枯水位埋深一般小于10 m，水位年變幅一般小于10 m。局部地勢較高的地段水位埋深較大，地下水枯水位埋深10～30 m，水位年變幅約10～30 m。在擬建廢渣填埋場一帶，由于所處的地勢較高，地下水埋深較大，據本次施工的水文地質鉆孔，當地地下水豐水位達30.5 m，水位標高小于160 m，估計地下水枯水位埋深達30～50 m，水位年變幅約10～30 m。

6 填埋場評價

6.1 填埋場對地質環(huán)境影響的評價

據調查分析，擬建廢渣填埋場建成使用后，對地質環(huán)境的影響主要是廢渣滲透液有可能透過土層及下伏灰?guī)r進入地下含水層中，造成當地及下游地下水污染，潛在一定的危險性，其中地下水污染目前對當地居民生活用水造成的影響較小，但對下游的生產、生活用水造成的影響較大。

6.2 填埋場建設適宜性初步評價

擬建場地大部分分布有一定厚度的微弱透水性粘土層，但土層滲透系數(K=0.001 23 m/d=1.4×10-6cm/s)還沒有達到垃圾填埋場要求的防滲層滲透系數(K＜1×10-7cm/s)的規(guī)范要求［6］，不能作為天然防滲層，因此，擬建的廢渣填埋場必須采取必要的防滲措施后才能使用，總體上看，擬建場地建設適宜性差。

7 結論及建議

通過區(qū)域水文地質資料調研、調查區(qū)含水層的水文地質鉆探試驗及地下水水位動態(tài)觀測和地下水化學成分分析，取得如下只要認識:(1)廢渣填埋場位于一地勢較高的巖溶洼地，主要出露泥盆系巖性較純的融縣組(D3r)地層，巖溶發(fā)育，節(jié)理裂隙發(fā)育，地下河不發(fā)育。地下水主要為碳酸鹽巖裂隙溶洞水，地下水豐富。(2)擬建場地土層滲透系數(K=0.001 23 m/d=1.4×10-6cm/s)沒達到垃圾填埋場防滲層滲透系數(K＜1×10-7cm/s)規(guī)范要求，不能作為天然防滲層。(3)水化學類型為HCO3·NO3--Ca型，已受到污染。

建議對廢渣填埋場開展詳細的水文地質工程地質勘察，采用工程地質勘探、物探等手段，進一步查明場地的土層巖性、厚度及其滲透性，以及淺部巖溶發(fā)育情況，為填埋場的防滲設計提供依據。在廢渣填埋場下游地區(qū)開發(fā)利用地下水和黑水河水作為人畜飲用水源時，要對水質進行檢測，符合飲用水水質衛(wèi)生標準時才能飲用，并定期對水質進行監(jiān)測，以防患于未然。

［1］獨仲德，趙英杰，馬炳輝，等.野外試驗場淺層水文地質調查.2000.20(1-2):125.

［2］藍俊康，郭純青.水文地質勘察［M］.北京:中國水利水電出版社.2008.82，144.

［3］SL345-2007，水利水電注水試驗規(guī)程.

［4］王大純，張人權.水文地質學基礎［M］.北京;地質出版社.1995.61.

［5］GB/T14848-93.地下水質量標準［S］.

［6］GB/T 12719-1991.水文地質工程地質勘探規(guī)范.