水文地質(zhì)勘察在污染場(chǎng)地環(huán)境調(diào)查中的重要性探討

張雷 劉利軍 郭晨輝

摘要：水文地質(zhì)勘察是污染場(chǎng)地調(diào)查中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具有重要作用。本文以某大型化工廠污染場(chǎng)地調(diào)查項(xiàng)目為例說(shuō)明水文地質(zhì)勘察的重要性，可以查明場(chǎng)地內(nèi)土層結(jié)構(gòu)，判斷含水層和隔水層的位置、厚度等，并為建立場(chǎng)地水文地質(zhì)模型、設(shè)計(jì)土壤取樣范圍和深度、確定地下水監(jiān)測(cè)井設(shè)置深度和濾網(wǎng)位置提供科學(xué)依據(jù)，從而有效節(jié)約調(diào)查經(jīng)費(fèi)，提高調(diào)查結(jié)果的準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：水文地質(zhì)勘察;污染場(chǎng)地;重要性

中圖分類號(hào)：X508 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）02-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.02.033

Abstract：Hydrogeological survey is the key link in the investigation of contaminated sites， which plays an important role.In this paper， the importance of hydrogeological survey is illustrated by the investigation project of a large-scale chemical plant， which can help to confirm different soil layers structure and estimate the position and thickness characteristics of the pervious bed and confining bed.These information can provide important scientific bases for the establishment of hydrogeological model of contaminated site，design of sampling range and depth of soil， determination of depth of groundwater monitoring wells and position of filters.So as to effectively save survey funds and improve the accuracy of survey results.

Key words：Hydrogeology survey;Contaminated site;Significance

近年來(lái)，隨著我國(guó)工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加快，大量工業(yè)企業(yè)實(shí)行了政策性關(guān)閉或搬遷，由于原企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中早期環(huán)境管理制度欠缺、操作不當(dāng)以及搬遷過(guò)程中危險(xiǎn)廢物的泄漏等原因，大量有毒有害物質(zhì)進(jìn)入了土壤和地下水[1]，造成不同程度的土壤和地下水污染，且這種污染往往具有隱蔽性、復(fù)雜性和難以修復(fù)性，對(duì)人居環(huán)境的安全帶來(lái)了一定的隱患。為了保證這些污染場(chǎng)地土地資源的安全再利用，在開(kāi)展修復(fù)治理之前，首先要做好污染場(chǎng)地的環(huán)境調(diào)查工作，通常采用的調(diào)查布點(diǎn)方案有：分區(qū)布點(diǎn)法、系統(tǒng)布點(diǎn)法、隨機(jī)布點(diǎn)法，這些方法主要以場(chǎng)地原有的各類構(gòu)建筑物對(duì)土壤的影響為主要依據(jù)，直接進(jìn)行樣品采集，而缺乏對(duì)場(chǎng)地水文地質(zhì)條件及土壤理化性質(zhì)系統(tǒng)深入的研究分析。這樣的調(diào)查方案可能出現(xiàn)較多的無(wú)用樣品，形成的調(diào)查結(jié)果針對(duì)性弱、準(zhǔn)確性低，且調(diào)查成本高、周期長(zhǎng);容易出現(xiàn)就數(shù)據(jù)而論數(shù)據(jù)的情況，很難分析出污染物在場(chǎng)地內(nèi)富集、擴(kuò)散遷移的原因和規(guī)律，也無(wú)法為后續(xù)的修復(fù)治理技術(shù)選擇提供更多的客觀依據(jù);調(diào)查范圍多數(shù)局限在甲方規(guī)定的“紅線”范圍內(nèi)，調(diào)查核心在場(chǎng)地內(nèi)，該類調(diào)查也可能未考慮未來(lái)周邊環(huán)境的土地功能的變化，實(shí)施了對(duì)地下水有擾動(dòng)的工程，將造成污染范圍遷移或擴(kuò)大的影響，地下水污染源中心有可能隨著流場(chǎng)的遷移方向移動(dòng)[2]，容易遺漏因污染擴(kuò)散造成的周邊土壤、地下水及下游區(qū)域的污染。

因此，在場(chǎng)地污染調(diào)查前，開(kāi)展場(chǎng)地水文地質(zhì)勘察十分必要且重要，可以通過(guò)該過(guò)程摸清場(chǎng)地土層結(jié)構(gòu)，查明場(chǎng)地內(nèi)地下水賦存特征和流向，必要時(shí)也可進(jìn)行專項(xiàng)調(diào)查，通過(guò)抽水試驗(yàn)、注水試驗(yàn)、彌散試驗(yàn)[3]，研究不同深度土層的滲透性，分析污染物在土、水中的移動(dòng)轉(zhuǎn)化和衰減變化規(guī)律等，建立起場(chǎng)地水文地質(zhì)模型，為針對(duì)性和科學(xué)性地確定土壤點(diǎn)位位置和深度以及地下水監(jiān)測(cè)井布點(diǎn)位置、深度、濾水孔位置設(shè)置提供依據(jù)，減少無(wú)目的的采樣和分析費(fèi)用，縮短周期，保證污染調(diào)查結(jié)果的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

1 場(chǎng)地水文地質(zhì)勘察的主要作用

通過(guò)前期的資料收集、現(xiàn)場(chǎng)踏勘，明確調(diào)查的具體內(nèi)容和要求，合理組織外業(yè)施工，編制科學(xué)、客觀的場(chǎng)地水文地質(zhì)勘察報(bào)告，場(chǎng)地水文地質(zhì)勘察的作用體現(xiàn)在以下方面：

1.1 摸清場(chǎng)地土層結(jié)構(gòu)

采用鉆探的方式對(duì)場(chǎng)地內(nèi)不同區(qū)域進(jìn)行取樣，仔細(xì)觀察和詳細(xì)記錄，輔以觸探試驗(yàn)和巖土試驗(yàn)，通過(guò)與區(qū)域土層的對(duì)比分析，準(zhǔn)確劃分場(chǎng)地內(nèi)的土層時(shí)代、分層位置及性質(zhì)，分析場(chǎng)地土層變化規(guī)律及其所屬沉積環(huán)境的變化，繪制出整個(gè)場(chǎng)地地質(zhì)橫縱向剖面圖、單孔柱狀圖。

1.2 查明場(chǎng)地地下水條件

通過(guò)勘察可查清主要賦水層分布、埋深及含水層性質(zhì)，厚度，隔水底板位置;選擇有代表性的區(qū)域設(shè)置地下水監(jiān)測(cè)井并開(kāi)展水文地質(zhì)試驗(yàn)，包括抽水、注水試驗(yàn)，測(cè)定含水層的水文地質(zhì)參數(shù)，如滲透系數(shù)K、影響半徑r、單井出水量Q等;觀測(cè)水位變化，獲取地下水流向資料，繪制出場(chǎng)地地下水流向圖，查明地下水補(bǔ)給、徑流和排泄條件，利用軟件進(jìn)行模擬，建立場(chǎng)地的水文地質(zhì)模型。

1.3 獲取相關(guān)理化性質(zhì)和參數(shù)

采集適量的土工樣品開(kāi)展室內(nèi)土工試驗(yàn)，了解不同土層的含水率、密度、滲透系數(shù)、顆粒組成等物理力學(xué)指標(biāo)。結(jié)合外業(yè)測(cè)定的水文地質(zhì)參數(shù)，進(jìn)一步確定含水層實(shí)際參數(shù)。室內(nèi)開(kāi)展彌散試驗(yàn)，模擬污染物在土層中橫縱向擴(kuò)散過(guò)程，通過(guò)計(jì)算分析得到彌散系數(shù)，為污染場(chǎng)地調(diào)查提供污染物分布依據(jù)[4]。

2 相關(guān)工程案例

以某大型化工廠污染場(chǎng)地調(diào)查項(xiàng)目為例，通過(guò)先期開(kāi)展的場(chǎng)地水文地質(zhì)勘察，查明場(chǎng)地地質(zhì)條件，為土壤、地下水取樣方案提供依據(jù)。

2.1 污染場(chǎng)地土層分布

通過(guò)水文地質(zhì)鉆探及室內(nèi)土工試驗(yàn)，查明了場(chǎng)地內(nèi)的土層結(jié)構(gòu)，在勘察深度范圍內(nèi)，自上而下分為3層：第①層（Q42ml）人工堆積填土，呈黃褐色-雜色，由含爐渣、碎磚、水泥塊、陶瓷片、砂土、粉土等構(gòu)成，夾薄層素填粉土，結(jié)構(gòu)松散、組成雜亂;第②層（Q41al+pl+l）粉土，局部夾粗礫砂，褐黃-黃褐色，稍濕-濕、稍密、中壓縮性，搖振反應(yīng)強(qiáng)烈，無(wú)光澤，干強(qiáng)度低，韌性低;第③層粉質(zhì)粘土，紅褐色-褐黃色，中密、可塑、中壓縮性，無(wú)搖振反應(yīng)，有光澤，干強(qiáng)度高，韌性高。利用理正勘察軟件繪制工程地質(zhì)剖面圖、單孔柱狀圖，見(jiàn)圖1。

2.2 污染場(chǎng)地地下水特征

經(jīng)勘察，場(chǎng)地揭露出的地下水類型為第一層潛水，主要含水層為第②層，巖性以粉土為主并夾有粗礫砂，以第③層粉質(zhì)粘土層為隔水層。實(shí)測(cè)穩(wěn)定水位埋深7.20～7.30m，標(biāo)高785.00～786.64m，地下水位標(biāo)高較平坦。含水層厚度5.80～8.95m。地下水主要受大氣降水及側(cè)向補(bǔ)給，用ARCGIS插值法將測(cè)得的穩(wěn)定水位繪制成地下水等水位線圖（圖2），水位由高到低的方向?yàn)樗鞣较?，總體為由西至東。

2.3 室內(nèi)相關(guān)理化性質(zhì)和參數(shù)測(cè)定

通過(guò)室內(nèi)土工試驗(yàn)，確定了各層巖土的物理力學(xué)指標(biāo)和滲透系數(shù)，見(jiàn)表1。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)先期開(kāi)展的場(chǎng)地水文地質(zhì)勘察，可以查明場(chǎng)地的土層分布及物理性質(zhì)，提供各主要土層的含水率、密度、滲透系數(shù)等理化性質(zhì)，查清地下水位置、分布、水位、流向、地下水補(bǔ)徑排等水文地質(zhì)條件。根據(jù)水文地質(zhì)勘察結(jié)果，建立起的場(chǎng)地水文地質(zhì)模型，可為污染土壤取樣設(shè)計(jì)和地下水監(jiān)測(cè)井設(shè)置提供詳實(shí)的依據(jù)，不僅能使布設(shè)的土壤點(diǎn)位和采集的土壤樣品深度更具科學(xué)性和代表性，設(shè)計(jì)的地下水監(jiān)測(cè)井深度和篩管位置更符合場(chǎng)地地下水流場(chǎng)特征，而且獲取的土壤和地下水污染深度及范圍更加準(zhǔn)確，既能夠起到節(jié)約調(diào)查經(jīng)費(fèi)、提高調(diào)查結(jié)果準(zhǔn)確性的作用，同時(shí)也可起到降低后續(xù)污染場(chǎng)地修復(fù)期間因調(diào)查結(jié)果誤差而變更工作量和延長(zhǎng)修復(fù)時(shí)間概率的作用，因此在污染場(chǎng)地調(diào)查前期開(kāi)展水文地質(zhì)勘察至關(guān)重要。

參考文獻(xiàn)

[1]張亦弛.工業(yè)搬遷遺留場(chǎng)地環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理體系研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2012.

[2]張敏，蔡五田.污染場(chǎng)地土壤與地下水調(diào)查的關(guān)鍵思路和方法介紹-以示范項(xiàng)目調(diào)查為例[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2011，36（6）：31-35.

[3]韓曄，張濤，張卓.多孔非穩(wěn)定流承壓含水層抽水試驗(yàn)研究[J].山東水利，2010（3）：24-26，55.

[4]李正武，張小洪.水文地質(zhì)調(diào)查在污染場(chǎng)地調(diào)查中的作用論述[J].軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品，2017（16）：140.

收稿日期：2019-10-15

作者簡(jiǎn)介：張雷（1987-），男，漢族，碩士研究生學(xué)歷，工程師，研究方向?yàn)樗牡刭|(zhì)、場(chǎng)地環(huán)境調(diào)查與修復(fù)。