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地下水調查方法

時間:2023-06-08 10:58:56

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇地下水調查方法,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

地下水調查方法

第1篇

[關鍵詞]:地鐵站場建設 地下水環境影響與評價

中圖分類號:U231文獻標識碼: A

前言:

隨著1863年倫敦地鐵率先建成,城市地鐵建設進入新的拐點,如今,全球100多個城市擁有地鐵,總長超過5500km。地鐵帶給城市走行費用節省、輸送時間縮短、交通舒適度增加、交通事故減少、地面空間增加等直接的經濟效益,同時帶來周邊區域資源開發、城市人口分散、交通運輸的合理化,使城市環境美化、市場范圍擴大等間接效益。地鐵加速著城市經濟的發展,提高著人民的生活水平,體現了地區的歷史文化特點,反映了現代科學技術水平。

一、地下水環境現狀調查層次及范圍

對于一級評價對象,當區域范圍廣、條件復雜的情況下,可根據工作目標、擬建項目特點和需要補充調查的內容,分區域調查區、預測評價區、重點勘查區三個層次開展地下水環境現狀調查工作。

首先,開展小比例尺區域范圍內的環境水文地質補充調查,調查范圍可基于收集的區域地形、地質圖件圖幅范圍適當縮放,任務是宏觀把握區域水文地質條件,全面反映區域地下水環境現狀和污染情況,地下水背景值和污染源調查也在該層級展開;然后,根據區域調查結果劃分區域地下水系統,確定建設項目直接污染對象所屬水文地質單元,詳細分析該單元地下水補給、徑流、排泄條件,并以已有資料覆蓋區域作為預測評價區,開展較大比例尺地下水環境現狀調查和監測;最后,對缺乏勘探(查)控制點且水文地質工作精度不能完全滿足地下水環境影響評價等級要求的重點水源地或敏感區域,則需要開展更具針對性的大比例尺環境水文地質調查、勘察和試驗工作,設計和部署必要的鉆探、水文地質試驗、測試等多方法綜合的勘查工作。

1、施工期對地下水環境的影響

①地鐵站場工程施工中為保證開挖面的穩定,往往需要人工降水。例如,在地下水較淺的的地區進行深基坑開挖、用盾構法在飽和土體中施工隧道,都需要進行大面積的人工降水。大面積的人工降水將導致地下水的“漏斗式”下降,使地下水的動力場、化學場發生變化和土層的應力場發生變化,容易引發地面沉降和變形,在巖溶地區甚至誘發巖溶塌陷。

②基坑工程土方開挖和基礎施工中常會引起地表和地下水大量侵入,造成地基浸泡、或出現管涌、流砂、坑底隆起、坑外地層過度變形等現象。

③施工期間為了提高土體的防滲性能和增強土體的強度所使用的化學物質、各種廢漿、施工機械漏油、化學注漿等污染物經雨水淋濾進入地下水以及施工人員的生活污水都會對地下水造成污染。另外,工程建設中適用的水泥、砂石等,通過降水淋濾,滲人到地下含水層,也會使地下水水質惡化。

2、運營期對地下水環境的影響

①在運營期,地鐵站場工程尤其是地下隧道工程對地下水徑流的“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給、徑流、排泄,影響地下水的循環,降低潛水污染的稀釋,隨之還將導致各種環境問題的發生。

②地鐵站場工程建成使用后,每天會生成大量的污染物,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、站場施工對地下水水質的影響評價

地鐵對區域內地下水水質的影響主要表現在施工期和運營期兩個階段,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;在運營期,地鐵給地下水水質帶來的影響主要是由于地下水和地下鐵路的結構之間發生化學反應,也就是地下水腐蝕混凝土結構從而影響地下水水質。

1、地下水水量評價方法的選擇

地下水水量預測方法主要包括數值法、解析法、水均衡法、水文分析法、開采試驗法、數理統計法、水文地質類比法等。在實際工作中,應根據評價目的、評價方法的適用范圍和已有資料情況選擇合適的評價方法,以避免評價方法與實際水文地質條件不相符。本文簡要討論幾種常用評價方法的適用條件和數值法建模的要點。數值法適應性廣,但應用的前提是水文地質條件清楚和足夠的水文地質參數,模型結構和參數與實際情況越接近,其預測結果越可靠。因此,利用已有資料合理選擇模擬范圍,準確刻畫研究區地質結構和含水層性質是數值法的難點。地下水水量評價模型主要是預測開采或利用地下水所引起的流場變化及伴生的水文地質災害,模擬區一般應覆蓋地下水補給、徑流、排泄區,但對于水文地質鉆孔缺乏、水文地質參數控制面積有限的區域,則應根據地質構造合理概化邊界條件,適當縮小模擬區范圍,確保數值模型地質結構的可靠性。水均衡法是根據水量平衡原理,利用均衡方程計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、蒸發系數、滲透系數等參數可靠的前提下,計算的評價結果較真實可靠,建議作為其他評價方法的補充或參考。

2、地鐵運營期對地下水水質的影響評價

地鐵建成后進入運營階段,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通過地鐵隧道和車站進入到地下水中去,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成的隧道和車站,從而污染地下水。

三、地鐵站場建設對地下水環境的影響與評價過程

1 、地下水環境影響評價準備工作

1) 收集項目所在地水文地質資料

收集項目所在地水文地質資料的目的就是利用水文地質資料,從水文地質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地區的水文地質概念模型及對地下水應用功能重要性的認識。

(1)地表巖性情況; (2)地下水類型; (3)含水層的基本情況; (4)地下水的補給、逕流、排泄條件; (5)水質概況; (6)地下水的開發利用。

2) 調查地下水環境敏感目標

敏感目標如集中式供水水源抽水井、溫泉旅游區等,管理部門都有相關水質監測、水量統計、水井或泉的基本情況等資料。若涉及大規模的地下水取用工程,開發單位還應具有專門性的水文地質勘查報告。此類報告應包括水位調查、水文地質勘察、非飽和帶滲水試驗、含水率和水份特征曲線測定等工作,對區域巖性特征、含水層分布情況和地下水動態等均有較為詳實的分析,基本揭示了評價區水文地質條件,為不同情景下的地下水動態評價和預測提供了數據資料和水文地質參數條件,基本可滿足一級或二級地下水環境影響評價模型建模與識別的要求。

3)了解調查項目所在區域存在的地下水污染源

地下水污染源主要包括工業污染源、生活污染源、農業污染源。調點主要包括廢水排放口、滲坑、滲井、污水池、排污渠、污灌區、已被污染的河流、湖泊、水庫和固體廢物堆放(填埋)場等。

2、 污染源分析

對于建設項目而言,可能存在的地下水污染源包括儲存裝置和運輸管道的滲漏、固體廢物堆放(填埋)場滲濾液下滲等。

對儲存裝置和運輸管道應調查其結構和功能,測定其蓄水面積與容積,了解其儲存物質的組成和地層巖性以及與地下水的補排關系,進水來源、出水去向和用途、進出水量和水質及其動態變化情況,池(庫)內水位標高與其周圍地下水的水位差,池(庫)底的防滲設施和滲漏情況,以及滲漏水對周邊地下水質的污染影響。

對工業固體廢物堆放(填埋)場,應測定其位置、堆積面積、堆積高度、堆積量等,并了解其底部、側部滲透性能及防滲情況,同時采取有代表性的樣品進行浸溶試驗、土柱淋濾試驗,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 、地下水環境影響分析或預測評價

此項工作應首先分析建設工程所在地段是否處于敏感地區和地下水環境條件的敏感地段,分析地下水的環境質量和用途,宏觀確定建設項目選址的可行性。

然后分析建設工程所在地的包氣帶類型、巖性結構、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。在根據建設工程所在區域的地形地貌、地質構造、水文地質單元,建立區域地下水補、逕、排概念,借此預測地下水可能的污染方式、途徑、影響范圍和污染發展方向。建設項目地下水環境影響預測應遵循導則中確定的原則進行。最后綜合分析工程所在地的環境水文地質條件,地下水的環境功能,就其敏感性、重要性做出結論。

四、地下水環境影響減緩措施

工程施工對地下水活動的擾動,會影響地面建筑物的不均勻沉降,因此施工期對基坑周圍3倍基坑范圍內的重要建筑物需進行沉降監測,依據監測結果,確定是否需要回灌,以及回灌的時機和回灌水量。回灌用水可以采用抽取地下水或城市供水管網水。

為減輕施工中的地下水污染情況,應盡量采用污染小的建筑材料、化學漿液,施工污水、廢漿和生活污水不能直接隨意排放,建筑垃圾應及時處理,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。

為了較準確地掌握工程區營運階段地下水動態變化,保證地鐵工程和附近重要建筑物的安全,建議設立地下水動態觀測網,以便及時采取防護措施。同時,對于地鐵運營期間產生的生活污水經化糞池處理后排入城市污水管網,以免污染地下水。

結語:

隨著城市地下軌道交通的快速發展,研究地下軌道交通建設對地下水環境的影響是一個迫在眉睫的新問題。由于這種影響具有很長的“時滯性”,目前還未引起人們的普遍重視,但其所導致的結果不可忽視。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移性。地下水亦是有限而不可代替的自然資源,是城市生態環境的基本要素,在水資源匱乏的今天,應重視對地下水環境的保護。城市地下空間開發利用規劃應當是城市立體化發展規劃的一個組成部分,必須科學地、謹慎地開發地下空間資源,若開發不當,不但無助于城市空間的拓展,還將影響到整個城市的生態環境。

參考文獻:

[1]李相然,岳同助.城市地鐵站場工程實用技術[M].北京:中國建材工業出版社,2000.

第2篇

【關鍵詞】 地下水環境 地下水環境現狀調查 水質污染 地下水水位 地下水環境保護措施。

1 地下水功能區劃及評價執行的標準

根據《廣東省地下水功能區劃》可知,礦山所在地地下水功能屬淺層地下水功能區中的北江韶關始興地下水資源涵養區。本項目地下水水質目標執行為《地下水環境質量標準》(GB/T14848-93)Ⅲ類標準。以人體健康基準值為依據,主要適用于集中式生活飲用水水源及工、農業用水。

2 評價保護的目標及地下水評價因子

根據礦區的環境特點和工程排污情況,本次評價保護的目標主要為礦區地下水環境以及生態環境。確定本項目地下水評價的因子為:PH、高錳酸鹽指數、可溶性固體、氨氮、硫酸鹽、氟化物、Cu、Pb、Zn、Cd、As、Hg、Fe、Mn、Tl。

3 地下水環境影響識別

根據分析可知,礦山在建設、生產、服務期滿三個階段,在正常狀態下,采礦活動只涉及礦石的采掘和機械運輸,可能造成的環境影響有:地下水位下降;在事故狀態下,可能造成的環境影響有:地下水水質污染、地下水位下降。

4 地下水環境影響評價工作等級

礦山在建設、生產運行和服務期滿后的各個過程中,可能造成地下水水質污染,也可能引起地下水流場或地下水水位變化,并導致環境水文地質問題,故評價工作等級為Ⅲ類三級。

5 地下水環境評價范圍

綜合分析考慮,本項目評價范圍:以圍繞礦區的地表分水嶺為界所包括的范圍,評價區面積約為2.85km2。

6 擬建項分析

(1)水位變化分析;根據調查分析,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巖、石英斑巖及石英脈壁的裂隙水,一般表現為坑道滴水。坑道之間水力聯系性很差。(2)廢水污染源、污染物分析;2011年12月,韶關市環境監測站對現有礦坑出水、300m標高、410m標高廢石場處進行采樣監測,監測結果顯示所取水樣水質基本達到了《地下水質量標準》(GB/T 14848-93)Ⅲ類地下水標準。(3)固體污染源、污染物分析;韶關市環境監測站將礦區的三個廢石樣品送國土資源部放射性礦產資源監督檢測中心采用光譜半定量法對各樣品進行成份檢驗,另外,韶關市環境監測站對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)進行水浸,并分別對浸出液進行分析。

根據檢驗結果分析可知,本項目廢石屬于第Ⅰ類一般工業固體廢物。

7 地下水環境現狀調查及監測

現狀對地下水水質、地下水水位及涌水量進行了監測。水質監測分布在315、380平硐基巖裂隙水與300、410廢石堆場淺層孔隙水。

8 地下水水質各元素超達標情況分析

根據監測數據,采用標準指數法進行地下水水質現狀評價。各水質因子均未超過規定的水質標準。

9 礦坑涌水量預測與評價

未來礦山開采采用與以前相同的開采方式(地下開采),水文地質條件基本相同。坑道涌水量估算采用過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參數,用比擬法預測未來礦山開采礦坑涌水量。則經過計算,未來礦山開采的礦坑涌水量約為1246m3/d。

10 地下水水位影響預測與評價

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“礦山以往開采時的環境水文地質條件、水動力場條件”、“礦山以往開采的工程特征及對地下水環境的影響”與以后礦山開采時基本沒有變化,所以采用“礦山過往開采”作為類比分析對象是可行的。故本次地下水影響評價對地下水水位影響預測與評價采用類比預測法。預測時段主要為礦山基建、運行及閉坑階段。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內,故預測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內,對下游當地居民生活及農業用水影響小。

11 地下水水質影響預測與評價

根據分析,采用趨勢分析法對地下水水質進行預測與評價。根據礦山現有的監測資料,選取2011年12月所取礦區下游200m標高淺層孔隙水水質分析結果、380m標高基巖裂隙水水質分析結果、300m廢石堆場淺層孔隙水與2008年所取的淺層孔隙水、基巖裂隙水與廢石堆場淺層孔隙水作為本次地下水水質預測評價的分析資料。預測時段主要為礦山基建、運行及閉坑階段。根據上述分析可知,在礦山停止開采的情況下,評價區地下水水質變化趨勢是逐年改善或者是處于穩定狀態的,隨著以后礦山重新開采,礦坑排水的地下水水質出現惡化趨勢的可能性是存在的,但由于礦坑排水的地下水水質本就能達到《地下水質量標準》(GB/T 14848-93)Ⅲ類地下水標準,故須采取措施使礦坑排水水質穩定在Ⅲ類地下水以上再外排,以保護礦區地下水環境。

12 地下水環境保護措施

根據開發利用方案,井下排出的酸性廢水集中排放硐口附近的沉淀池,經處理檢驗合格后,再排入地表水體,防止廢水對環境的污染。廢石場上游布置截水溝,攔截坡面徑流;下游設置擋渣墻,對廢石進行有效攔擋;閉礦后,對廢石場進行全面的場地清理和植被恢復工作。

主要監測措施分述如下:(1)礦山生產期依托各中段出水點建立長期地下水文監測點,以掌握地下水水位、水質動態變化,為保護地下水環境提供數據支持。(2)礦山生產期在礦區范圍內布置專業人員2名監測地表是否發生地面塌陷、地面沉降等環境水文地質問題。 (3)在315中段排水口設置礦坑排水量監測點,每月監測一次。

第3篇

飲用地下水是農村居民飲水中的重要組成部分,關系著農村居民的身體健康。我國部分地區均存在著飲用地下水的安全問題。為了解湖北省武漢市農村地下飲用水的衛生學狀況,于2007年8月~11月對武漢市新洲、黃陂、蔡甸、江夏、洪山5個遠城區的農村地下飲用水進行調查。

    1  對象與方法

    1.1  對象  以武漢市新洲、黃陂、蔡甸、江夏、洪山5個遠城區所轄1 986個行政村作為調查對象,覆蓋率100%

    1.2  采集方法  水樣采集按照《生活飲用水衛生標準檢驗方法》(gb/t5750.1-2006)中《水樣的采集與保存》執行。

    1.3  檢測指標與評價方法  檢測按照《生活飲用水衛生標準檢驗方法》(gb/t5750-2006)執行,評價標準按《生活飲用水衛生標準》(gb5749-2006)執行。檢測指標按照《生活飲用水衛生標準》(gb5749-2006)《小型集中式供水和分散式供水部分水質指標及限值》為主確定15項指標:菌落總數、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  統計分析  采用spss統計軟件進行描述性分析、χ2檢驗等。

    2  結  果

    2.1  水樣檢測合格情況  經過檢測,在所采集的1 945份水樣中,合格份數為299份,合格率為15.37%。其中,蔡甸區合格份數為30,占15.00%;洪山區合格份數為0;黃陂區合格份數為39,占5.95%,江夏區合格份數為13,占3.77%;新洲區合格份數為216,占30.00%。經χ2檢驗,各區農村居民飲用地下水的合格率差異有統計學意義(p<0.05),新洲區農村居民飲用地下水合格率最低。

    2.2  微生物指標檢測(表1)  在所采集的1927份水樣中,表1  不同地區地下飲用水細菌學指標檢測結果注:*新洲區18件樣品未做微生物指標檢測。

    共1 388份水樣微生物學指標超過標準限值,超標率為72.03%。菌落總數超標1 103份,超標率為57.24%;總大腸菌群指標超過標準限值的有1 261份,超標率為65.44%,表明地下水可能存在糞便污染。經χ2檢驗,各區農村居民飲用地下水的微生物指標檢出率差異有統計學意義(p<0.05);新洲區農村居民飲用地下水微生物檢出率最低,江夏區、洪山區、黃陂區地下水微生物指標超高率較高。

    2.3  一般化學指標  感官性狀和一般化學指標渾濁度超標306份,占15.73%;錳超標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(超標率<4%),未發現硫酸鹽超標的樣品。

    2.4  毒理學指標  在所檢的1 945份水樣中,毒理學指標超過標準限值的為125份,超標率為6.43%。共2份水樣砷超標,超標率為0.20%;氟化物超標水樣份數為2份,超標率為0.08%;硝酸鹽超過標準限值的為123份,超標率為6.32%。

    3  討  論

    本次調查顯示,武漢市農村居民飲用地下水水質合格率僅為15.37%,水質狀況較差。目前,各地報道的地下水水質合格情況不盡相同〔1,2〕。所監測的15項指標中,只有硫酸鹽符合《生活飲用水衛生標準》,其余指標均有超標現象。主要問題為微生物指標超標較為嚴重,是我市農村居民飲用地下水的主要影響因素,此結果高于北京市農村生活飲用水菌落總數超標率(水源水菌落總數超標率為20.6%)〔3〕。同時,水質中的毒理學指標超標情況呈現點狀分布的特點,對這部分地下水建議立即封停,另擇水源。調查中發現,部分井周圍環境衛生狀況較差,主要原因是在井周邊30m內普遍有廁所、牛欄、豬圈及污水坑、垃圾等污染源,同時井水未過濾消毒的現象普遍存在,垃圾場周圍地下水水質超標較為嚴重〔4〕。因此,應該加強對地下水水源的保護和維護。

    為解決我市農村居民飲用地下水的安全問題,保障農民群眾身體健康,針對本次調查結果,建議:生活飲用水必須符合《生活飲用水衛生標準》(gb5749-2006)的要求,對于超過國家標準的地下水,未經處理禁止直接飲用。同時,加強宣傳教育,提高農村居民的安全用水意識;加強地下水的選址指導工作,提高居民對水源的保護意識;加強水質監測工作力度,以確保農村居民飲水安全。

【參考文獻】

  1〕 劉波.北京市通州區地下水衛生學調查[j].環境與健康雜志,2004,21(1):52-53.

第4篇

【關鍵詞】地下水資源;污染治理;方法

0.前言

地下水資源的循環持續應用對創建潔凈、環保、低碳城市極為有利。倘若無法應對處理地下水資源持續應用有關問題,便會對社會經濟建設發展形成不良影響。為此,應采用科學有效的工作策略,凸顯地下水資源綜合效益,預防對社會環境、自然環境形成破壞影響。在實現效益最大化的基礎上,可凸顯有利影響,降低不利因素。可在保護與應用資源之中贏得平衡。本文基于這一目標研究了地下水資源污染治理的有效方式技術,明確了應依據具體的污染物類別、地貌地形狀況、區域地質環境等因素綜合考量,選擇合理可行的治理方式,進而提升工作實效性。

1.地下水資源污染治理方法

1.1抽出處理修復方法

抽出處理修復技術方法為修復地下水異位的核心技術手段,實現了廣泛持久的應用。伴隨污染治理技術的不斷深化發展,令該方法具備了更豐富的含義。應用該方法修復處理通常劃分成兩類,即地下水動力管控以及處理地上污染物質。該技術依據地下水形成污染的范疇,在場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施進行有效的污染治理。該抽取階段中水井水位將不斷降低,位于水井四周將構成水位下降漏斗,令四周地下水持續的流入水井,降低污染擴散。可引入地表徑流,回灌入地下,也可滿足當地供水需求。

當前抽出處理修復方法主要的治理對象包括十二類污染物質。典型目標為TCE,還包括鹵化有機物質,例如VC以及PCE等。

1.2監測自然衰減修復方法

監測自然衰減法是利用污染場地天然存在的自然衰減作用使污染物濃度和總量減小,在合理的時間范圍內達到污染修復目標的一種地下水污染修復方法。自然衰減作用包括對流、彌散、稀釋、吸附、沉淀、揮發、化學反應和生物降解作用等。污染物的自然衰減存在于任何一個污染場地,但是自然衰減強度各不相同,主要取決于污染物性質和地下環境條件。對一個具體的污染場地,地下水污染修復能否采用監測自然衰減法修復需要調查評價。通過野外和室內物理、化學、生物調查獲得有關數據,進行自然衰減有效性評價,包括污染場地水文地質條件評價,提供生物自然衰減正在發生的證據,估計污染物衰減速率和衰減容量,預測修復達到目標所需的時間等。

監測布置應考量污染源的綜合分布以及具體的擴散模式、呈現出的地質水文狀況、開采地下水的條件、呈現出的水化學特點等。應引入點面結合方式,明確核心重點。針對區域狀況應進行合理管控,監測控制對象主體為排放大量毒害物質、危害影響明顯的污染源、重度污染區域,供水水源基地等。監測點位的設置應基于地下水質中污染物質的擴散狀況明確。

1.3原位修復方法

原位修復方法可用于治理飽水帶有機污染問題,并適合同SVE聯合應用。具體方法為,注入空氣至地下,構成氣流屏障,預防污染暈持續的向下方擴散并發生遷移現象。可在氣壓梯度影響下對地下存在的揮發污染物進行匯總收集,并通過供養方式,令污染物完成生物降解。該過程之中,形成質量遷移轉化的機理較為復雜,在各個修復時期,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

針對石油污染物進行有效治理的方法包括,物理方式、水利控制技術、原位處理方式、化學氧化處理、生物修復方法、地下曝氣以及綜合處置方式。

應用物理方式手段,可針對導致石油烴污染現象的地下水展開有效治理,具體方式涵蓋評比處理以及被動收集技術方式等。水利控制技術主要借助井群系統,利用抽水,或者向著含水層進行注水的方式,通過人為影響令地下水水利梯度發生變化,進而可令形成石油污染的水質同潔凈水質實現有效分離。采用原位處理方式為治理地下水形成石油烴污染現象的重要研究內容。該方法技術不但投入經費較低,同時還可省略較多地表處理系統設施,可最大化的降低石油烴暴露,進而預防潛在的污染問題。為一類具有廣泛發展前景的治理污染方法技術。

原位化學氧化處理方式為新時期逐步研發的,可良好處置土壤與地下水之中石油污染物質。另外可采用地下水曝氣處理方式應對污染問題。原位生物修復處理為抵御地下水石油污染現象的創新方法,在目前具備良好的發展前途。

2.地下水資源污染治理方法比較

針對各類修復處理方法不同的工作機理,探究其治理不同污染物質的功效,可通過選擇較為常見的污染物作為治理對象。例如選擇汽油添加劑,比較各類治理污染方法的應用,為工程投資、技術方法運行成本、具體的治理時間以及呈現的修復水平分析提供統一的研究平臺。

通過綜合比對,區域調查層面,自然衰減監測修復方法所需的投入最高,接下來便是原位修復技術。工程設備配備投入層面抽出處理方法技術呈現出較高的造價水平,相比之下,自然衰減監測修復方法的技術造價水平最低。系統運行維護管理工作中,原位修復以及自然衰減監測修復方法實力相當,投入成本較低,抽出處理方法需要投入較高的成本費用。系統檢測管理工作中,自然衰減監測修復方法需要投入較多經費,而原位修復方法投入較低。

綜上所述不難看出,抽出處理修復方法總體成本處在首位,而原位修復技術投入成本水平最低。治理時間層面,排除自然衰減監測修復方法外,其他方法并不具備鮮明的優勢與缺陷。修復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技術以及自然衰減監測修復方法。

3.結語

總之,針對地下水資源污染狀況,為有效的治理修復,我們只有明確各類方法技術特征、應用機理,適用范疇,通過比對研究、內涵把握,合理的選擇適用性、可行性技術手段,樹立創新發展意識,借鑒發達國家成功經驗,方能真正提升地下水資源污染治理綜合水平,達到事半功倍的工作效果,進而實現可持續的全面發展。 [科]

【參考文獻】

[1]溫隨群,劉雁翼,宋文娟.我國地下水資源開發對環境的影響與治理對策[J].華北水利水電學院學報,2008,29(2).

[2]吳親幫.地下水資源可持續發展存在的問題及治理對策[J].中國水運(下半月),2009,9(1).

第5篇

關鍵詞:地下水;污染;整治;啟示

1引言

地下水資源是支撐經濟社會可持續發展的重要戰略資源。我國北方地區65% 的生活用水、50%的工業用水和33%的農業灌溉用水都來自地下水。但隨著我國經濟的快速發展,地下水污染問題日益突出。據初步調查顯示,全國近20%的城市集中式地下水水源水質劣于Ⅲ類,華北平原部分城市及工礦企業周邊地下水存在重金屬和有機物超標現象[1~5]。隨著我國城鎮化進程的不斷加速,因產業結構升級、城市布局調整以及污染擾民企業搬遷所遺留在城市區域的工業污染場地(即“棕地”),成為了造成地下水污染的新一類污染源。因此,為保障飲水安全和人體健康,急需建立我國的地下水污染整治制度。

2地下水污染整治制度的國際經驗

2.1立法支撐是開展地下水污染整治的前提

美國1980 年通過了《綜合環境 反應、賠償與責任法》(CERCLA,即超級基金),針對潛在責任方建立“嚴格、連帶與具有溯及既往性”的法律責任,即無論潛在責任方是否實際直接參與污染行為造成污染,或任何污染行為是否合法,當場址發生污染,潛在責任方必須為后續的相關污染整治付費,當存在二個或更多潛在責任方時,環境保護局有權對其一責任方或全部責任方要求負擔場址整治費用。為確保目標達成與強化超級基金制度實施成效,1986 年美國國會通過《超級基金修正與再授權法》(SARA),修正案根據前6年執行經驗進行了調整與補充。

日本2002 年制定了《土壤污染對策法》,隨后又制定了相關施行細則。根據法律要求,土地經調查被判定特定有害物質超過標準時,該土地即被指定為污染地域(即指定區域),除公告周知外,列入指定區域地籍冊,并提供公眾閱覽。另外,為防止在指定區域空氣及地下水污染危害人體健康,該法要求土地所有者等必須采取對策,進行污染整治。

英國污染場址法規主要目的是管理使用遭受污染場址所衍伸的問題,這些問題包含污染物對于人體健康的影響、對于環境的影響、如何整治、誰來整治、如何降低風險等等。1995年,英國通過了《環境保護法案1990(IIA部分)》(Environmental Protection Act 1990 Part IIA),該法的主要目標是處理因歷史性的污染所產生的人體健康風險與環境傷害。此外在保護人體健康與復育土地的前提下,該法亦主張促進土地再利用,以減少對“處女地”或綠地不必要的開發。

韓國1994 年制定了地下水法,目的是防止地下水污染,保全及管理地下水生態系統,增進公共福利。該法主要內容包括:制定地下水污染程度的測量、制定地下水管理計劃、地下水開發與利用許可、指定和維護需要地下水保護應對措施的地區、在地下水保護地區內的行為限制、地下水防治污染命令、水質污染測定、設立地下水相關事業機構和地下水凈化業務、處罰、損失補償等。

2.2標準制定是開展地下水污染整治的基礎

美國、日本、韓國均制訂了污染管制標準,并作為土壤及地下水是否遭受污染的判定依據,只有英國以“是否可能造成傷害”(即人體健康風險評估)作為判定依據。

以污染管制標準為是否遭受污染的判定依據,可使主管機關擔負較低的行政成本,只要土壤或地下水經采樣分析后超過污染管制標準,即判定具有污染,需進一步實行相關整治或管制措施。在此判定依據準則中,污染程度與風險排序系統的輔助尤其重要,其可協助主管機關與民眾了解污染嚴重程度與暴露風險,并可提供后續政府或民間整治時進行資源分配參考;以“是否可能造成傷害”作為判定依據,將增加主管機關的行政成本,須根據各場址之周遭區域不同特性進行深度調查與研究,方可確定該污染場址是否對可能受體造成傷害。在此判定依據準則下,對于場址是否為“污染”的認定參考原則為民眾風險暴露程度。

2.3資金來源是開展地下水污染整治的保障

美國、韓國均將污染行為人列為地下水污染整治責任者;日本則將污染行為人和土地所有人均列為地下水污染整治責任者;英國通過負責的“排除測試”來確定污染行為人。但對于找不到污染行為人的污染場址,其整治經費來源,各國的做法亦存在差異。

美國從1981~1995年,聯邦政府環保局執行污染場址管理與整治的主要經費來源于超級基金信托基金,包括稅費征收、罰金與成本追償和利息收入三項。1995年以后,無法明確污染行為人的場址整治經費主要來源于政府經常性撥款。另外,為使污染土地活化,美國針對“棕地”再開發提供資金或稅賦減免輔助政策,鼓勵開發商投資治理污染。

日本相關法律規定,對于找不到污染行為人的污染場址,由土地所有人負擔整治責任,但當整治金額超出土地所有人承擔能力時,由“土壤污染對策基金”提供不同類別補助金額,“土壤污染對策基金”主要經費來源于土壤管理票部分捐贈、委托工程費用部分捐贈、委托調查費用部分捐贈、民間自發捐款等。同時,日本針對污染整治設備提供優惠稅率與低利貸款,鼓勵民間進行污染治理。

英國和韓國對于找不到污染行為人的污染場址,均由政府預算進行污染整治。為減小政府財政負擔,英國還出臺了鼓勵開發商治理污染的相關輔助政策,如公司法人取得污染土地并進行治理,可獲得150%的公司稅金減免,并可申請相應的歐盟提供的棕地再開發補助[6~18]。

3建立我國地下水污染整治制度的建議

3.1立法先行,建立和完善地下水污染防治法律法規體系

統籌協調相關法律法規的關系,建立健全地下水環境管理和污染防治方面的政策法規。加快制定并完善與地下水環境資源利用和管理、污染責任追究和補償、地下水環境標準和評價等方面相關的規章。建立地下水污染責任終身追究制,對造成地下水環境危害的有關單位和個人要依法追究責任,并進行環境損害賠償,構成犯罪的,依法移送司法機關。借鑒美國、日本、韓國先進經驗,完善現有環境標準體系,同時參考英國健康風險評估做法,研究制定適合于我國的地下水污染“標準控制-風險管理”相結合的整治模式,實行污染場地的分級管控。

3.2摸清家底,深入開展地下水污染調查評估

積極落實《全國地下水污染防治規劃(2011-2020年)》和《華北平原地下水污染防治工作方案》,深入開展全國地下水基礎環境狀況調查評估,摸清家底,建立全國地下水污染源及污染場地清單。結合地下水污染程度及風險,對污染場地進行分級列管,并建立場地及其周邊地下水定期調查、監測和評估制度。

3.3籌措資金,創新地下水污染整治經濟政策

多方籌措資金,拓展融資渠道,保障地下水污染整治的永續實施。借鑒國際先進經驗,適時建立“地下水污染整治基金”。以污染者付費為原則,向石油化工、礦山開采及加工、工業企業等涉及有毒有害的行業征收整治基金。同時要加大國家及地方財政對地下水污染整治的支持力度。另外,可通過優惠稅率、綠色信貸、綠色保險、“棕地”再開發等輔助政策,鼓勵開發商及民間治理資金的流入。

參考文獻:

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第6篇

【關鍵詞】地下水;環評;導則;巖溶;應用;思考

自《環境影響評價技術導則-地下水》(HJ610-2011)(以下簡稱《導則》)2011年6月1日頒布實施以來,貴州省環境工程評估中心收到了來自省內外各評價單位及相關從業人員對貴州省執行《導則》的諸多意見和建議,意見和建議主要集中在《導則》在貴州省及西南地區是否適用方面,而執行難度大也是相關單位及從業人員重點關注的問題。根據近期收集到的信息同省內外相關專家、技術人員的交流情況以及我們對導則的理解,現就《導則》在貴州省境內應用方面存在的主要問題及建議簡化《導則》的相關情況提出來,與行業同仁共同探討。

一、首先介紹一下《導則》在巖溶地區應用存在的問題:

(一)該《導則》所規定的評價內容及評價方法對第四系覆蓋層厚含水介質、結構幾乎一樣、且連續穩定的沖積平原區較為適用,不適用于管道、巖溶、暗河廣布的巖溶地區,而西南地區多數省區巖溶發育強烈,尤其以我省的喀斯特巖溶發育最為強烈,根據統計資料,與喀斯特巖溶密切先關的碳酸巖占到了貴州省國土面的70%。巖溶喀斯特地區地下水主要以巖溶裂隙水、巖溶管道水、基巖裂隙水等形態賦存,因此按照《導則》要求對此類地下水進行評價,評價工作開展存在較大困難。

(二)按照該《導則》評價級別的確定方法,貴州省基本上處于水土流失重點防治區以及地質災害易發區,多屬地下水環境敏感區,按此確定的建設項目地下水環境影響評價級別基本上在二級評價以上,按照二級以上評價要求,在地下水現狀調查、現狀監測、現狀評價、預測評價等在貴州省應用均存在較大困難。

如二級評價必須要給出大于或等于1/50000的水文地質圖,貴州省目前僅有1/200000水文地質圖,僅少部分特殊區域小范圍內(如主要城市區)有大比例尺的水文地質圖;同時二級以上評價還需要查明各含水層與地表水的水力聯系,還要結合污染特點及具體水文地質條件有針對性地補充必要的勘察試驗,這些要求對于地下巖溶管道發育強烈的區域是難以實現的。

(三)按照該《導則》進行地下水環境影響評價,需要按照不同評價等級的要求了解區域多年地下水動態變化規律、勘察報告以及地表、地下水的水力聯系等。這些材料的獲取必須由專業的水文地質研究人員才能完成。而西南多數省區地下水資源調查起步均較晚、調查精度尚需要進一步細化,因此,建設項目環境影響評價的水文地質基礎資料缺乏,按照《導則》要求,地下水現狀監測、評價必須以實地調查、踏勘和鉆孔為基礎,新增工作量巨大;同時,地下水分布呈現區域性特征明顯,由于我省地形切割強烈,水文地質單元界限不明確,地下水水文地質復雜,因此,地下水分布情況難于確定。

(四)按照新《導則》要求,一般情況下地下水現狀監測很多項目需要鉆探勘察資料,環境影響評價工作一般和項目《可研》同步,而勘探相關資料要到工程設計階段才會有,按照《導則》要求,要滿足地下水環境影響評價需要做相關的勘探工作,這對于處于環境影響評價階段的工作來說難度非常大。

對于巖溶發育強烈的區域來說,即便開展相關鉆探工作及勘察試驗工作,也不一定能弄清楚區域內的地下水文特征,這里舉兩個實際例子:一個縣級垃圾填埋場項目為了搞清楚項目所處位置地下水情況,場地中有一井泉出露,項目業主委托地質勘探部門對該場地進行了相關的地質勘探,在井泉附近鉆孔均未發現地下水;另一個是煤礦企業建設場地有一溶洞,為了搞清楚溶洞內地下水排水去向,做了相關的示蹤試驗,示蹤劑投放后,在可能聯通出露的區域均未檢測到示蹤劑的存在。這兩個實例說明了貴州省巖溶地區地下水的賦存極為復雜,要弄清楚此類區域的地下水情況,必須花費大量的人力、物力,也未必取得環評所需要的技術參數和成果,同時還必須有專業的技術隊伍方可能完成。

(五)按照《導則》確定的級別要求,在貴州省,一級評價地下水監測至少需要一個水文年(豐、平、枯)監測資料,二級評價也至少需要一個水文年(枯、豐)的監測資料,同時要進行的地下水文地質調查、勘探及相關的水文試驗也需要大量的時間,導致項目環評時間較長,項目環境影響評價工作在現形勢下開展會更加困難。

由于地下水監測單位也沒有具體明確,到底是由地質部門還是水文(水利)部門也未明確,并且現有環境監測站均不具備相應的資質和能力,也導致監測工作的時效性、可靠性難以保證。

二、根據以上問題,同時結合巖溶喀斯特地形發育地區的實際情況,對喀斯特巖溶發育地區執行該《導則》提出以下意見和建議:

(一)對于不涉及地下水抽采、回灌、正常狀況下明確排水不影響地下水的建設項目,建議不設地下水專章,環境影響評價利用已有資料作簡要分析。

目前,在我省審批的項目中,尚沒有涉及地下水回灌的項目,項目排水正常情況及非正常情況下排放均不直接排入地下水,而是排入區域地表水,因此對地下水的影響不明顯。

第7篇

(一)水文地質工作的主要內容

對地下水的埋藏深度、分布位置、種類、水利坡度、流動方向等進行全面調查,并對地下巖層的物理特征、地下水在巖層中的分布情況、各個水層間的相互聯系、與地表水資源的聯系等進行詳細調查,同時,還要對水文地質的給水度、滲透系數、水位在不同季節的變化規律等相關數據進行有效測量,才能為水文地質工程建設提供重要參考依據。

(二)施工區域的水文地質狀況

地下巖層特點等在對施工區域的水文地質狀況、地下巖層特點等進行調查時,需要對水文地質條件的變化情況,以及其對水文地質工程建設施工、施工環境帶來的影響給以高度重視,通過對其可能造成的破壞、可能引發的地質災害等進行全面分析和推測,才能制定出具有一定針對性的防范措施,以提高水文地質工程建設施工過程的安全性,避免不必要的人員傷亡和經濟損失。

(三)水文地質工程地基施工情況

通常情況下,水文地質工程的順利建設與基礎地基有著緊密聯系,因此,必須根據實際建設情況和水文地質工程的施工要求,將兩者緊密有機結合在一起,并對實際施工現場的水文地質工作進行深入調查,才能為水文地質工程建設施工設計提供準確的參數和相關資料,以不斷提高施工設計的質量和水平。在設計的基礎地質調查工作中,要對地下巖層水資源的分布情況、狀態等進行仔細勘查、對地下水的影響因素進行科學性的預測,并地下巖層、水資源、水文地質工程建設可能受到的人為因素,從而為防止各種意外安全事故做好充分準備。另外,在某些大型的水文地質工程建設中,如果基礎地質環境資料、相關文件不完整或者缺失,必須及時安排人員進行調查,才能確保基礎地質調查資料的針對性和準確性,從而提高地質工作的可靠性和真實性。

(四)地下水位的變化情況

在實際施工過程中,根據已經獲得基礎地質的相關資料,按照相關規定進行有針對性的分析,并制定比較完善的防范措施,可以有效降低地下水位變化帶來的影響。

二、水文地質條件變化帶來的影響

在以往的地質工作中,基礎地質調查工作也存在著一些問題,究其原因主要是沒有嚴格遵循地質工作的相關程序,沒有對基礎地質調查工作給以高度重視,并且,水文地質工程中地質學理論方法還不夠完善,不能很好的適應地質工程建設發展的各種要求,特別是基礎地質調查研究沒有真正得到落實。雖然新測試方法和計算手段的不斷推廣和應用,在一定程度上可以幫助地質工作人員解釋許多地質現象,并獲得地質工作有效開展所需的各種資料,但受到不同地質體的物質組分極為復雜,并不斷發生許多復雜演變,的影響,以及實驗地質學工作中模擬條件與規模帶來的限制性,使得時間和空間關系的多種因素很難得到有效處理。對水文地質工程的建設情況進行分析發現,水文地質條件變化帶來的影響主要有如下兩個方面:

(一)地下巖層變化帶來的影響

如果地下巖層發生變化,則會引起地下水資源的變化,從而導致水文地質災害發生。一般情況下,在成這種影響的原因是地下水位上升或下降、地下壓力變化,因此,在進行水文地質工程建設時,必須高度重視地質勘查工作,認真落實基礎地質調查,才能避免地下巖層變化帶來的水文地質危害。

(二)地下水位、壓力變化帶來的影響

第8篇

關鍵詞:環境影響評估 水文地質勘察 重慶

中圖分類號:TU46

文獻標識碼:A

文章編號:1007-3973(2012)003-138-02

根據有關規劃和標準的要求,建設場地開展環境影響評估中,需要對評估區進行水文地質勘察和評價工作。

1 水文地質勘察工作任務

(1)獲取場區巖土滲透系數,查明含水層的巖性組成、厚度、滲透系數和富水程度,隔水層的巖性組成、厚度,地下水類型、地下水補給、徑流和排泄條件,地下水水位、水質、水量、水溫,泉的成因類型、出露位置、形成條件,泉水流量、水質、水溫及開發利用情況。

(2)開展地下水現狀監測,說明集中供水水源地和水源井的分布情況,包括開采層的成井的密度、水井結構、深度以及開采歷史。

(3)掌握地下水污染情況,分析原生環境水文地質問題,如天然劣質水分布狀況以及由此引發的地方性疾病等,預估地下水開采過程中水質、水量、水位的變化情況,以及引起的環境水文地質問題。

(4)開展與地下水有關的其它人類活動情況調查,如保護區劃分情況等。

2 水文地質勘察工作手段及其質量要求

2.1 工程地質測繪

調查地形、地貌、微地貌特征、地表巖溶發育情況、地表泉井分布及其特征、地表植被覆蓋情況等,調查各巖土層的分布及巖性特征;了解基巖的出露情況、巖石成分、結構、厚度、風化程度。重點調查有無不良地質現象及其形成條件、規模、性質及發展情況、調查場地有無基巖出露(巖層產狀以及裂隙發育的規模和特征);調查地下水的類型及補排關系。

2.2 工程測量

在1:500總平面地形圖,從2個控制點作為測量控制起算成果,進行鉆孔定位施放、剖面測量。坐標系采用北京直角坐標系,1956年黃海高程系。鉆孔及剖面測量直接采用全球衛星定位系統RTK進行施測。RTK定位精度為平面:?cm+1ppm;高程:?cm+1ppm。測量成果精度達到規范要求。

2.3 工程鉆探

對土層和強風化基巖可采用油壓JT-200型鉆機小泵量清水鉆進,控制回次進尺小于1.0m,巖心采取率62~80%;基巖采用中等泵量清水鉆進,控制回次進尺小于2.0m,中風化基巖巖心采取率78~95%。地質技術人員應現場跟班,對鉆探巖芯進行了詳細的地質描述、記錄,野外資料及時自檢整理,保證各巖性段描述及分層劃分的客觀性、準確性。

2.4 簡易抽水試驗

對鉆孔水位進行簡易觀測,即對所有鉆孔終孔后抽干孔內循環液再觀測水位恢復,每隔5分鐘觀測一次水位,持續觀測1小時,隔24小時后再對所有孔觀測一次并記錄作為地下靜止水位。按照相關規程規范進行抽水試驗,單孔進行1個最大降深的綜合抽水試驗,穩定時間不小于8h,靜止水位觀測不少于8h。

3 水文地質勘察實例

3.1 工程概況

重慶一電解錳廠堆渣場場地規劃用地面積約90000m2,位于緊鄰主廠房西側山脊一凹槽內。擬建堆渣場屬低山巖溶地貌,場地總體呈四周高、中間低,中間凹槽大致沿南北向貫穿整個場地,周邊主要為自然斜坡,坡度較大,一般20~35埃糠殖識縛殘問劍罡叩鬮揮誄〉匚韃嘈逼律蕉ィ叱淘?50m。

3.2 地表水及水文調查

距離場區約1000m外的西側斜坡坡腳發育有溶溪河,總展布方向為南北向,局部呈斜歪的“S”型。枯季水位351.9m,50年一遇洪水位356.00m,河床高程350.0~348.0m。

擬建場地地面未見水塘、水庫分布。場區西側為溶溪河,距離本場地遠、且其河床高程低于本場區最低點約50余m,對本場區基本無影響。中部溶蝕凹槽的最低處發育一條季節性沖溝,與溶蝕凹槽呈平行狀呈南北向展布,沖溝東西兩側在地形上為一小山脊,為場區地表水分水嶺,縱坡度約1%,其匯水面積小,旱季基本無水,雨季可形成暫時性水流,最大流量可達50m3/s。

場地兩側高、中間低的地形條件,有利于地表水的排泄,部分地表水可沿著溶蝕裂隙、溶孔等通道滲入地下形成地下水。場區第四系粘土層厚度小,且在場區斜坡一帶零星分布,屬于相對隔水層,基本不含水,主要起隔水作用。

地面未發現有天然劣質水源分布,以及由此引發的地方性疾病等環境問題,未發現集中供水水源地和水源井分布,也未發現有專門的針對地下水進行開采的人工井、巷工程。

3.3 地下水調查及分析

場地內出露主要地層為奧陶系下統南津關組(O1n)石灰巖、白云質灰巖,在擬建場區均有分布,產狀較陡,分布均勻,呈單斜產出,為場區主要含水地層。場區第四系殘坡積粘土零星分布,主要集中在場區中部凹槽及周邊地勢稍緩一帶,其余大部分地段基巖出露,第四系粘土層厚度較小,一般1~2m,局部地段最厚達8m(ZK3號鉆孔),粘土塑性強,為隔水層,基本不含水,場區地下水賦存形式主要為基巖巖溶裂隙水,根據其埋藏條件,本場地地下水類型為潛水。從鉆探揭示情況及鉆孔水位簡易觀測,鉆孔內水位恢復較快,水量較大,地下水較豐富。

(1)井泉調查

堆渣場范圍內共發現三處地表泉水,均為下降泉,主要分布在場區中部溶蝕凹槽等地勢低凹一帶。出露地層為奧陶系下統南津關組(O1n)石灰巖(白云質灰巖)地層,枯季流量0.07~0.15m3/d(調查時間2011年11月13日),根據調查訪問,該三處地表泉水在雨季流量增大,調查時水溫15℃。

(2)抽水試驗

根據現場實際情況,選擇ZK2號鉆孔進行了綜合抽水水文試驗(見圖1),滲透系數K為1.535m/d,單位流量為0.995L/s·m;影響半徑R為54.51m。根據試驗成果,說明擬建堆渣場場地內主要巖層為強透水層,富水性強,地下水水量較豐富。

根據鉆孔資料和現場調查,地下水具有統一的水位,埋藏較淺,統一地下水位以上至地表一帶為本場地包氣帶,含水量受地區性氣候條件影響很大,常在雨季出現,旱季消失,水量很少,本層主要由石灰巖及白云巖等組成,零星分布有厚度1~2m的粘土層,分布連續,性質穩定,厚度5~20m不等。

(3)補給排泄條件分析

由于現場周邊一定距離范圍內無常年性大中型河流、水塘等地表水體,地下水水量主要接受大氣降水的補給,擬建場地特殊的地形條件,有利于地表水及地下水的排泄,其排泄方式主要沿地表以面流的形式向場地中部溶蝕凹槽集中,進而沿著溶蝕凹槽向場區北側地勢低凹一帶排出本場區。大氣降水時,一部分地表水沿著溶蝕裂隙及巖層層面滲入地下補給、形成地下水,小部分排泄方式以地表井泉進行排泄。大部分地下水沿著溶蝕裂隙及巖層層面在地下進行循環運移。

綜上,該場地地下水位埋藏較淺,水量較大,主要接受大氣降水補給,巖層富水性強,屬于強透水層,場區水文地質條件中等復雜。

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第9篇

關鍵詞 地下水資源管理;新技術新方法;水位調節;技術

中圖分類號:P6 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)17-0154-01

隨著經濟的發展和城市化進程的加快,地下水的開采受到嚴重不良影響,不合理的開采、廢棄物的污染都造成了水資源的管理問題日益嚴峻,引起社會各界的廣泛關注。盡管水資源管理部門已經采取一些措施加以管理,但面對水資源管理基礎薄弱的問題,作用依然不明顯。目前,科技的進步為水資源管理帶來了各項新技術與新方法,結合計算機技術、遙感技術和通信技術、地理信息技術、定位系統等為水資源管理提供更多的便捷方式,極大提高了管理質量。

1 地下水資源調查分析技術與方法

1)地理信息系統的管理應用。地理信息系統具備極強的空間數據處理功能,以及地圖的可視化,因此被廣泛應用于環境監控和能源勘探方面。在水資源防污染性能評價方面,地理信息技術的應用首先進行淺層地下水防污染因素的提取,對主要因素進行多次對比,權衡輕重,選取最關鍵因素。其次,對收集到的數據進行整理,繪制成圖,并對各因素進行量化[1];利用相關軟件將圖層柵格化;最后使用地理信息系統進行空間分析,對地下水層防污染性能進行具體分區。

2)同位素技術的管理應用。地下水循環系統是極為重要的水資源研究內容,包括地下水循環深度等,通過研究地下水的補給、徑流、排水量三方面的具體特點,進而反映該地區地下水的自動更新能力。當前,對于地下水循環深度的主要研究技術有同位素水文地質學方法和水動力學法,同位素水文地質學主要通過同位素標志性和計時性對水文進行研究。地下水動力學方法的應用所需數據量大,涉及的參數較多,對地下水文有詳細的資料。在城市人動較密集的地區可以有效利用該技術,但往往在一些缺乏基礎資料、地處偏遠、人口稀少的環境就不適合使用,存在一定局限性。同位素水文地質學的應用時間早,至今使用也比較成熟,主要用于水體的起源、水體年齡和水徑流途徑方面。對于水的主要成分氫和氧,同位素水文地質學可對之進行淺層地下水的追蹤[2],達到理想的研究效果。

2 地下水資源管理軟件

國外有專家在20世紀70年代就已經提出對地下水的水流模型和先進的技術相整合,形成一個地下水管理模式進行科學管理。目前為止,國外的地下水資源管理模式已經得到成熟的發展與應用,各種管理軟件的設計為水資源管理提供了有效服務,對于解決水資源的難題也得到相應開發和利用。隨著科技的不斷進步,地下水的研究得到更多的重視,管理方式也日新月異,例如應用較普遍的地理信息技術,地下水資源管理遺傳算法,地下水動態預測小波隨機耦合模型,地表水與地下水資源管理模型等等較為先進的管理軟件。各具特色的管理軟件的發展,是計算機技術的發展和地下水數學模型相結合的產物。模型與模擬軟件關系緊密,不可缺少,模型是軟件的核心成分,模擬軟件則是模型實現的關鍵方式,模型的發展會帶動模擬軟件的適用范圍更加廣泛,并有效提高模擬的準確率,提高管理的質量和效益,實現良好的現代化水平。在發達國家,已經研制出叫成功的管理軟件,并發展成為世界標準水平。如美國的MODFLOW軟件[3]。

20世紀80年代已經發展得火熱的人工神經網絡模型ANN,是一種對人腦或者自然的神經網絡的基本特征進行模擬,是一種抽象的非線性動力學研究系統。該系統擁有極強的對信息的處理能力,能大規模并行處理以及儲存各類復雜信息,功能強大,系統自身具有良好的適應性、組織性和學習能力,對事物的聯想、錯榮和對干擾物的抵抗能力,對一些模糊性的問題有分析內在規律的能力,系統先進性極強。該系統使用在地下水資源的研究方面,對于地下水環境的分析評價也可以通過該功能進行,將研究問題看做一個模式來識別問題。目前,使用得較廣泛的人工神經網絡模型為BP網絡,可以有效地對相關數據進行分析,對函數的傳遞十分有效,網絡包括三層:傳遞層、隱含層、輸出層。

3 新技術與新方法

1)水污染修復技術。近幾年,經濟的發展使工業廢料的排放量逐漸增加,導致土壤和地下水都受到嚴重影響。地下水的污染情況越來越嚴重,有相關數據顯示,對全國200個城市地下水質量進行調查,發現有65%的城市地下水已經受到重度污染,35%的城市輕度污染,只有5%的小城市基本沒有污染。可見,經濟的發展導致了水土的污染,而水土的污染又會阻礙經濟的更好發展,也會對人類身體健康造成威脅。因此,研制一門針對水污染修復技術十分有必要。針對地下水的污染源來看,主要有鉛污染、石油烴污染和硝酸鹽污染,根據不同污染源設計不同的修復技術和處理方法。首先,針對鉛污染,主要處理方式有物理屏蔽技術、原位修復技術以及抽出處理技術。三項技術中以原位修復技術為主,是研究的重點技術,該技術包含的項目有生物修復技術、物理化學修復技術和可滲透反應墻等,根據水污染情況采取相應措施。其次,地下水硝酸鹽氮的修復技術主要包括的內容有化學修復技術、生物修復技術和物理化學修復技術。國外有相關調查表明,地下水在受到石油烴污染后,在很長時間內都無法恢復原樣,幾十年甚至幾百年都處于污染狀態,因此,對該類狀況進行經濟適用的去污處理已經成為各國水文研究專家探討的熱點話題,對原位修復技術的研究也越來越受到重視。原位修復技術主要研究技術包括原位化學氧、原位電動修復、環境同位素技術、滲透反應格柵技術以及土壤氣抽出技術等主要內容。

2)水源補給技術。對地下水實行人工補給,可以有效調節地下水的補給量。人工補給的實質就是利用相關工程設備,將地表水自流或用壓力引入地下含水層內,以此豐富地下水的自我補給量,使地下水水位常年保持穩定,并進一步對地下水資源進行季節或年度的調節,確保地下水的長期充足。國外對該技術已經發展得較成熟,已經普遍運用于小規模的地下水補給利用。

4 結束語

綜上所述,地下水資源的管理技術和方法已經越來越多,對于先進技術的使用應根據各地區污染源的具體情況進行合理運用。政府部門也應在積極的引導下加強水資源的管理,使人們充分認識到水資源危機,促進社會經濟的合理發展和實現可持續發展,構建生態文明。

參考文獻

[1]唐克旺,唐蘊,等.地下水功能區劃體系及其應用[J].水利學報,2012,21(11):110-111.

第10篇

[關鍵詞]地下水;水污染;防治技術

中圖分類號:X523 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)21-0214-01

地下水作為一項生活中最基本的用水選擇,其作用可想而知,同時即便地下水不作為日常飲用水來幫助百姓的日常生活,但是它的污染仍舊會影響整個地球的環境,因此,重視地下水污染防治已經是一個十分緊迫的現實問題。

一、地下水污染的概念、特點與現狀

(一)基本概念

地下水污染是指在人類活動影響下,地下水水質朝著惡化方向發展的現象。也就是人類的生產生活活動,導致溶解物或懸浮物進入地下水環境,引起水質惡化,無論其濃度是否使水質惡化達到影響其使用的程度。地下水污染源可分為人為污染源和天然污染源兩大類。

(二)地下水污染的特點

地下水污染的特點總的來講,地下水由于貯存于地下含水介質中,不易被污染。一是是因為包氣所具有過濾屏障作用能將害物質優先過濾掉;二是因為巖石、土壤及水體中的微生物對污染物的降解,使之成為無害物質。人們往往忽視地下水污染是因為地下水不易被污染且很難直接觀察。但因環境容量的有限性,污染物進入地下水系統并超出它的自凈能力時,就會對地下水造成一定污染。一旦地下水被污染,及時很難被發現,后果危害極大。地下水污染具有如下特點:(1)難確定性。即地下水含水介質的差異性和復雜性導致污染范圍很難確定。(2)污染過程的隱蔽性。地下水在地表以下,被污染后不像地表水污染直觀明顯而易于監測。(3)延遲性。地下水污染早期不易被覺察。(4)廣泛性。與地表水污染僅局限于水體所流經或貯存的有限空間內不同,地下水是處于不斷運移和循環中,各個水力系統又有著密切的水力聯系,從而決定了地下水污染范圍廣泛。(5)危害長久性。地下水運移于含水介質中,運移速率極其緩慢,循環周期時間長(從幾年到幾百年不等),天然地下徑流將污染物帶走需要相當長的時間,且作為含水介質的砂土對較多污染物都具有吸附作用,從而使污染地下水體在地下滯留時間長,污染物的清除極為困難。

(三)地下水污染現狀

地下水污染實質是因為人類的活動使地下水的物理、化學、生物性質發生改變,進而限制了水的使用范圍和領域。中國水資源總量有1/3是地下水,其具有水質澄清、水溫穩定、分布面廣、供水穩定的特點,并且取水條件及取水構筑物構造簡單,因此合理開發利用地下水對于人們的生產和生活具有重要的意義。不合理處置生活垃圾和工業三廢,農業生產中過量使用化肥農藥,不科學的采礦及冶煉重金屬等導致地下水遭受嚴重污染。根據《全國地下水污染防治規劃》,全國90%的城市地下水已受到不同程度污染,其中約有64%的城市地下水遭受嚴重污染,33%的地下水受到輕度污染,基本清潔的城市地下水僅有3%。

二、地下水的質量狀況和變化趨勢

質量狀況:地下水對于人們的生活有著至關重要的作用,聯系著百姓生活的日常起居,而近年來,國土資源部的各項調查顯示出來的信息都是地下水被污染,例如最明顯的北方地區和南方地區的對比,地下水質的狀況需要多方因素共同的作用下才能保持清潔;像北方地區的平原和丘陵地帶水質相對較好,而在中原地區水質則明顯變差,而質量狀況最差的當屬沿海地區。

變化趨勢:對于發展中的我國來說,地下水資源是受到極大的重視的,針對其中應該覺察的變化趨勢,經過分析也得出了相應的結論:在我國能夠劃分的明顯區域便是南方和北方,而較兩者之間的明顯變化方向來說更是有目共睹的,北方地區因為地域和城市的關系,所以地下水的質量通常檢測出來的都是呈現的下降趨勢;而南方的地下水質量相對來說比較穩定,因此它的地下水污染通常分布在城市和相關的周邊地區。

三、我國地下水污染防治技術探究

如上所述,我國的地下水污染現象已經非常嚴重,有些甚至已經嚴重影響到了當地居民的生產生活情況,為此,可以從以下幾個方面加強對我國地下水污染情況進行有效防治。

(一)加大資金投入,切實提高污染防治能力

眾所周知,地下水污染不同于地表水污染,污染物質一旦進入到地下水層,污染物的移動速度會非常緩慢,但一旦該區域地下水遭遇污染將會非常難以消除。因此,各級政府部門和相關企事業單位一定要加強地下水污染的預防工作,投入大量人力物力和財力及時做好城市排污系統、生活垃圾填埋及廢物消納場的建設工作。

(二)嚴厲查處環境污染尤其是水污染等違法行為

地下水污染歸根結底仍屬于環境污染的范疇,因此,對于已經造成大量地下水污染或者對地下水存在潛在污染威脅的企業和個人,各級政府和相關部門需要切實做好本職工作,加大環境執法力度,建立健全地下水污染責任人追究制度,嚴格規范各類工業污水排放企業的排放形式和排放量。而對于居民生活污水的排放,各級政府和相關部門應該加大居民生活垃圾廠的投建和改進工作,不僅嚴格規范居民生活污水的排放量和排放去向,而且對已經進入居民生活垃圾廠的生活污水采取切實有效的措施,盡可能地將該生活污水盡快處理或進行二次改進使用。

(三)地下水污染源和污染物滲入地下含水層的途徑

針對由于煤炭開采導致的嚴重地下水污染問題,建議改進工藝,盡最大可能減少污染物的排放量,嚴格控制污染物的排放標準,妥善處置工業廢渣和生活垃圾,除此之外,還需要正確選擇采礦過程中U石及尾礦排放點。

四、地下水污染的保護

(一)適時地開展關于地下水資源用度的調查

關于水資源的利用,只有找到了用途才能更好的分析污染的來源,保證對癥下藥,綜合考慮地下水的發展源頭,以及地質構造包括使用區域和環境等各方面的因素,只有適時開展對于水資源利用狀況的調查才能更好的預防或者是治理水污染,保證有證可循的舉措。

(二)嚴格控制污染源頭

對于地下水最嚴重的一個污染源無非就是居民用水對其過度的排放和無休止的接取,導致水污染問題成為當下一個比較重要的問題,而控制城鎮居民用水的污水排放,不失為一種重要的舉措。

(三)加強重工業污水排放檢測和管理

在重工業加工領域加強水環境的監控和檢測是治理地下水污染的關鍵所在,尤其是在排查的過程中能夠防止污染源和存在的安全隱患,給地下水污染起到一個把關的作用,防止黑色金屬影響水質。

(四)應分類控制農業用水對于地下水的污染

面對農業的發展離不開對于養料的需求,而在水和藥中合的作用下會產生一些雜質,而其就是影響水資源的關鍵點,它們一旦排不出去就會對水資源造成污染,甚至是更壞的影響,所以在農業發展的同時要注重查看其殘留藥物對地下水的影響,保證合理用藥,科學施肥,做到無公害的綠色莊園,是地下水更好的為農業服務。

水是人類生存的根本,也是社會經濟發展的必要基礎。但是由于不合理的開發和嚴峻的水污染形勢,使水資源與社會發展矛盾突出。一方面由于社會經濟發展需求量逐年增大,另一方面則是由于社會發展引起的水污染問題加重了水資源的短缺。在當今時代,環境污染問題已經是人們關注的焦點話題,特別是與人類生活直接相關的水環境污染問題,世界各國都在積極研究和治理地下水污染,但中國在這方面起步較晚,而其社會經濟又以驚人的速度在增長,因此在學習借鑒國外先進經驗的同時,應不斷探索研究,尋找適合本國國情的研究方法和治理措施。

參考文獻

[1] 楊柳濤,劉瑩.地下水污染防治技術方法進展[J].廣東化工,2015,11.

第11篇

[關鍵詞] 采空區;灌漿;地下水;影響

[中圖分類號] TV68 [文獻標識碼] A

1 概況

南水北調中線工程禹州煤礦采空區段沿線主要分布有4個煤礦,分別為新峰礦務局二礦、梁北鎮郭村煤礦、梁北鎮工貿公司煤礦、梁北鎮福利煤礦,經多年開采,形成采空區。根據南水北調工程安全需要,對各采空區進行了灌漿處理。灌漿施工過程中及完成以后,附近村民反映灌漿影響地下水,引起地下水位下降、水質渾濁、水量減少等現象。

1.1 地質概況

總干渠采空區處理場區為三峰山周邊丘陵前坡洪積裙與潁河沖積平原的過渡地帶,屬潁河二級階地后緣地帶。地形較平緩,地面高程119 m~145 m。

禹州礦區采空區灌漿處理深度范圍內地層由老至新依次為:二迭系上統上石盒子組、平頂山組泥巖與砂巖;新生界第三系粘土巖;第四系上更新統黃土狀輕、重粉質壤土、中更新統卵石。區內地層走向105°左右,傾向195°,地層傾角10°~20°,一般14°左右。

1.2 水文地質特征

按淺層含水層50 m埋深范圍內含水介質的富水性及滲透性,可劃分為兩個含水層(組):

1.2.1 第四系孔隙含水層:含水層組主要由第四系沖積、沖洪積成因的砂壤土、砂、卵礫石及少黏性土組成,含水層厚度一般4 m~11 m。屬于孔隙潛水含水層(組),局部具有承壓性。分布在潁河二級階地平原及三峰山周邊丘前的過渡地帶(采空區注漿區),水位埋深10 m~13 m。水位高程147.2 m~115.5 m。

1.2.2 基巖裂隙含水層(組):由二迭系砂巖夾頁巖、泥巖、石英砂巖、粉砂巖等裂隙水組成,主要分布于三峰山一帶和丘前平原洼地第四系地層以下。由于裂隙發育的差異,該含水層組滲透性差別很大。相比上部第四系砂卵石層含水層而言,該含水層賦水性差且分布不均勻。

2 地下水位調查與水文地質現場試驗

對勘察區的52眼民井調查井的位置、井壁結構、成井時間、地質結構、進入含水層的厚度、井的使用情況(如使用頻率、作用、洗井情況)、大致的出水量、枯水期和豐水期的水位、水量,測量民井的井徑、井深、井口高程、坐標、地下水埋深等情況。

為了解淺層含水層滲透系數、影響半徑、涌水量等水文地質參數。布置現場大型群孔抽水試驗2組,每組群孔抽水采用穩定流3個降深試驗方法,并布置2-3個水文地質觀測孔;另選8個民井進行了簡易抽水試驗(一個降深)。采空區注漿材料為425#普通硅酸鹽水泥和粉煤灰,漿液較稀(配比為水:固=1:1或0.8:1),為查明采空區灌漿處理對卵石層的影響,對卵石層進行了鉆孔注水試驗。通過試驗成果分析,由于鉆孔洗孔不充分及采空區灌漿處理影響,卵石層滲透系數較小,為中等透水性。

3 采空區注漿施工對地下水環境的影響分析

3.1 注漿施工概況

南水北調中線禹州段渠道主要穿過原新峰礦務局二礦、禹州市梁北鎮郭村煤礦、梁北鎮工貿公司煤礦、梁北鎮福利煤礦和梁北鎮劉垌村一組煤礦的采空區等5個煤礦,穿越采空區渠段長度約3.11 km。

設計采用地面注漿法對采空區進行加固處理,注漿孔采用梅花狀布孔均勻布設,孔距20 m或18 m。注漿順序為首先對下山及邊界實施隔斷性注漿,簡稱帷幕孔,孔距2.5 m,以減少和阻止注入漿液的流失和浪費,然后對中間孔進行施工。注漿材料采用水泥粉煤灰漿,初定425#普通硅酸鹽水泥和粉煤灰,配比為水:固=1:1,其中水泥:粉煤灰=0.15:0.85。

注漿施工采用鉆孔全孔一次性注漿,注漿目標向采空區的垮落帶和裂隙帶里注入具有復合漿液材料,以便硬化后增加其強度或降低滲透性,改善巖土層的物理力學性質,達到加固地基減少差異沉降變形的目的。止漿位置一般位于進入基巖5m后采用似法蘭盤簡易止漿。

4.2 注漿對含水層補給、徑流的影響分析

如前所述,采空區注漿的主要區域是采空區的垮落帶和裂隙帶,目的是充填采空區內的殘余空腔。但是由于采空區埋深一般在100 m~300 m左右,施工單位反映在埋深20 m~40 m內有一層厚約3 m~7 m的砂卵石層,造孔過程中遇到塌孔時,曾進行過無壓或低壓預注漿固結。另外,似法蘭盤簡易止漿位置一般為進入基巖5 m,局部基巖表層為弱至強風化,裂隙發育,漿液可從裂隙向上擴散至砂卵石層,且賦水性好的砂卵石層可灌性好,導致注漿區內的含水層有不同程度的漿液充填。注漿區域是孔距2.5 m的帷幕孔,內部是滿堂布孔,施工后砂卵石含水層受不同程度的漿體充填影響改變了其滲透介質特性,即孔隙性變小、賦水性變差、滲透性變弱。

注漿區域位于三峰山周邊,呈環形帶狀分布于兩個不同的水文地質單元之間,注漿區平面寬度一般250 m~400 m左右。總干渠注漿區左側鄰近區基本無居民,屬基巖裂隙水單元,松散層是黏土層,原本富水性差,地下水流向是崗頂流向坡腳,注漿區相當于阻水或雍水效應。而對于總干渠注漿區右側,是富水性較好的砂卵石含水層,右側鄰近區域地下水側向徑流變弱,水井的補給受限,導致水泵抽水時動水位下降、出水量減少。

據現狀地下水等水位高程線分布圖分析,三標采空區及地下水影響區域地下水的流向是西北流向東南,四標采空區及地下水影響區域地下水的流向是從西流向東,水力坡度較平緩。經與注漿施工前期地下水位線圖對比,地下水等水位線流向正常、埋深與多年平水位接近,說明調查區內的地下水沒有漏失,即潛水位沒有下降。

4.3 注漿對周邊富水性的影響

根據10組抽水試驗,按松散層單井涌水量采用同一口徑、同一降深值的涌水量(噸/日)為標準,淺層水井徑按0.7m、降深5m的涌水量。小于0.7m及降深5m的涌水量按下式換算:

Q1=0.5*Q*(1+0.7)/D

Q2=Q1*(2H-5)*5/(2H-S)*S

Q—為實際抽水量

Q1—為換算0.7m井徑時的涌水量

D—民井實際井徑

Q2—同一口徑5m降深涌水量

H—水頭高度

S—實際抽水降深值

成果表明多數水井水量因影響半徑、補給邊界變化減弱,低于前期注漿前的出水量,為中等富水性,個別井屬弱富水。

4.4 注漿影響區水質評價

招標設計階段,附近地下水進行水質常規指標檢測,按《生活飲用水衛生標準》(GB5749-2006)及《地下水質量標準》(GB/T 14848-93)進行評價:各項指標均符合小型集中式供水生活飲用水水質衛生標準要求;可作為生活飲用水水源。

注漿期間因注漿壓力作用下漿液的彌散效應,在當時沒有穩定的化學成分對水質有一定的影響,主要表現為水質渾濁、有異味、硫化物超標。但注漿結束3個月以后,漿液多已凝固。本次勘察期間取水樣二組,做《生活飲用水衛生標準》(GB5749-2006)表1的試驗項目。根據水質分析成果,按《生活飲用水衛生標準》(GB5749-2006)及《地下水質量標準》(GB/T 14848-93)進行評價:經過注漿施工前與注漿施工后的水質分析試驗對比成果表明,除總硬度較高外,各項指標均符合小型集中式供水生活飲用水水質衛生標準要求;可作為生活飲用水水源。

4.5 注漿影響區范圍及分區

根據水文地質調查與水文地質試驗,采空區灌漿處理后兩側鄰近地帶地下水有影響。水文地質調查顯示,地下水流向是崗頂流向坡腳,灌漿區相當于阻水或雍水效應,對左側水利條件影響不大,個別井由于距總干渠灌漿處理帷幕孔較近,受灌漿處理影響,施工時有水質渾濁現象。總干渠注漿區右側,是富水性較好的砂卵石含水層,由于灌漿處理,注漿區內地下水富水性變差,使右側鄰近區域地下水側向徑流變弱,水井的補給受限,導致水泵抽水時動水位下降、出水量減少。據調查及現場試驗,緊鄰注漿區的陳口村和董村少數水井出水量明顯減小,個別民井家庭用的潛水泵用不足10分鐘可抽干。

注漿施工受影響區域含水層主要為砂卵石層(Q2),據民井簡易抽水試驗及群孔抽水試驗成果,其為強透水性,和前期資料基本一致。但多數抽水試驗井的涌水量有不同程度的下降。根據單井涌水量(標準井徑標準降深的涌水量,下同)的大小將影響區劃分為顯著影響區(單井涌水量≤500 m3/d)和輕微影響區(500 m3/d

5 結論與建議

5.1 注漿區域位于三峰山周邊,呈環形帶狀分布于兩個不同的水文地質單元之間,注漿區左側屬基巖裂隙水水文地質單元,右側屬松散層孔隙水水文地質單元。采空區灌漿施工處理影響僅涉及到淺層含水層,而賦水性較弱的中深層基巖裂隙含水層則基本未受影響。

5.2 現狀地下水埋深與施工前基本一致,地下水等水位線及流向正常、埋深與多年平水位接近,調查區內的地下水沒有漏失。淺層地下水流向是崗頂流向坡腳,注漿區相當于阻水或雍水效應,對左側地下水環境影響較小。而對于總干渠注漿區右側鄰近區域地下水側向徑流變弱,水井的補給受限,水泵抽水時動水位下降、出水量減少。

5.3 本區的地下水質經施工前、后期試驗成果對比,除總硬度超標外,其余指標均符合小型集中式供水生活飲用水質衛生標準要求,可作為生活飲用水源。說有現狀地下水環境已基本穩定,水質基本合格,與施工前的水質標準一致。

5.4 根據單井涌水量的大小將影響區劃分為顯著影響區和輕微影響區,其中顯著影響區在總干渠右岸(永久征地線)120 m~330 m范圍內和總干渠左岸(永久征地線)100 m~150 m范圍,輕微影響區位于顯著影響區外側100 m~250 m。渠道左側顯著影響區主要為灌漿處理區附近,輕微影響區主要在梁北陶瓷廠附近。

參考文獻:

[1]《許昌幅I-49-18 1/20萬區域水文地質普查報告》(1986).

[2]《河南省禹州市區域水文地質調查報告》(1998).

[3]《南水北調中線(河南段)禹州市地下水庫調蓄工程勘察報告》(1997).

第12篇

關鍵詞:地下水資源 評價 管理

前言

水和空氣是人類賴以生存的兩種最重的物質。據世界氣象組織和聯合國教科文組織2000年報告[1],全球水消耗量由20世紀初的5000×108m3/a,到20世紀末已增長至50000×108m3/a,即增長約10倍,按地區分布,歐洲和亞洲用水量增長最快,北美洲和非洲居中,南美洲和大洋洲增長最慢。據法國水文地質學家J.馬爾蓋和印度等最新資料,全球在80年代中后期地下水開采量為5500×108m3/a,其中開采量大于100×108m3/a的美國、印度、中國、巴基斯坦、歐共體、獨聯體、伊郎、墨西哥、日本、土耳其等十個國家和地區的開采量之和占全球總開采量的85%,地下水年開采量在(10-100)×108m3/a的近30個國家,其總開采量占全球地下水開采量約10%。上述數據說明,全球地下水開發極度不平衡。這與各國自然條件、人口密度、社會經濟發展水平、開發利用地下水歷史經驗等因素有關。

當今世界面臨的“人口、資源、環境”三大問題,都直接或間接地與地下水有關。據美國地質調查局統計資料,全美有52.5%的人口依賴地下水作為飲用水[1]。我國的情況大致與此相當,僅以地表水相對豐富的江蘇省為例:目前開采地下水的機井約有12000眼,民井10000眼,地下水開采總量達到15×108m3/a,可以說對地下水資源進行準確評價與科學管理是人類對地下水資源進行有效開發利用的前提和基礎。

1.1原蘇聯區域性地下水天然資源和開采資源的評價

1960年蘇聯水文地質學家B.H.庫德林教授在《地下水天然資源區域評價原則》一書中,系統地提出了應用水文-水文地質綜合方法分解河流水文河流水文圖和評價》一書中,系統地提出提出了應用水文-水文綜合方法分解河流水文圖和據此評價地下徑流的原理和實例,1965年B.H.庫德林教授主編了《蘇聯地下水天然資源圖》(比例尺1/500萬)和《蘇聯領土的地下徑流》專著[2],對于有水文網發育的廣大領土,采用的主要方法是河流水文圖成因分解法,對于地下水主要靠降水入滲補給而又主要消耗于蒸發的地區,利用地下水動態資料評價地下水資源,積極交替帶的地下徑流用多年平均模數(L/km2?a)在等值線在圖上表示。

俄羅斯水文地質學家H.C.澤克茨爾應用類似的方法編制了全歐洲地下徑流模數圖(1989年),綜合地反映了地形、巖性、降水等因素對各地的地下徑流形成的控制作用,他還主持完成了國際水文計劃項目“地下水在水文循環和大陸水均衡中的作用”,有美國、加拿大、印度等專家參加,該項目成果報告于1990年出版,并附有世界地下徑流圖(1/100萬)。

60年代中期,為配合制訂“蘇聯水資源利用總體規劃”,由當時任全蘇水文地質工程地質研究所所長的普洛特尼柯夫教授主持編制了“蘇聯地下水開采資源圖(1/500萬)”,計算范圍僅包括平原、盆地、丘陵區,采用的主要方法是按平均布井方案,用解析法預測在一定允許降深下的可開采量,當時給定的條件是允許動用一部分儲存量,但在開采期50年之末,地下水位下降至距地表不超100m,且疏干含水層不得超過其厚度之一半,圖上反映了各地區地下水開采資源模數。

1.2美國的區域含水層系統分析計劃

美國聯邦地質調查局(USGS)于70年代后斯開始執行區域含水層系統分析計劃(RASAP)是一項很有特色的龐大計劃,1976年和1977年美國西部連續遇到特大干旱,水資源問題引起全國公眾的關注,經國會批準許立項撥款,USGS開始執行此項為期17年的計劃(1978--1994),以研究大面積分布的層狀含水層系統的地下水資源為主要內容,對在全美領土上圈定的28個區域含水層系統進行評價,共分兩大類型,各個區域含水層系統是一個項目,作為“區域含水層系統計劃分析”計劃的一個組成部分,于1991年提交了第一份大區域水資源圖集。

此時,各種數值計算法也日趨成熟,為實現地下水系統的管理提供了良好的基礎。RASAP計劃采用分布參數系統的有限差分法評價地下水資源,一般采用正方形規則網格,有些面積大的區域的網格邊長可達10km或15km,以綜合整理和分析研究現有資料為主,有的項目也補打少量控制性探孔,取得深部水文地質資料和必要的計算參數[3,4,5,6,7]。

美國是私有制社會,在地下水的開發制度、法律、規章等方面的與其它國家相比,美國具有豐富的水資源,在其200多年的發展歷史中,一直占有全國供水充足的良機[8]。

發展演變都圍繞著如何解決用水爭端,在用戶中公平地分配地下水,節約或延長可利用的供水水源等問題。雖然他們早已將地下水看作整個水資源的一部分,但直到50年代初仍認為地下水是一種“局部”資源,水源地仍以泉、單井或小井群供水為主,因此,有關研究多注重含水層、單井或井群涌水量的評價[9,10,11,12]。

1.3歐共體地下水資源綜合研究的基本作法

歐共體各國聯合在區域地下水開采資源評價方面作了有益的嘗試,1982年出版了由聯邦德國水文地質學家佛利德主編《歐共體地下水資源》綜合報告,此項成果是為提供給供水管理和計劃當局使用,也供國家和地方政府決策者使用,范圍包括了當時的歐共體九個成員國。項目共分四個專題,每個專題建立了數據庫。第四專題的思路和作法有借鑒之處。該專題討論全區“潛在可擴大開采的資源量(potential additional resource)”,反映當時水文地質學家試圖在總結水文地質條件和地下水開采 現狀的基礎上,定量評價全區各地的潛在可擴大開采的地下水資源量,以便更好地為供水規劃和管理服務。

該專題中首先對“含水層系統的資源量”給出了如下的定主義:“對于一個含水層系統,資源量等于多年平均補給量減去為滿足各種經濟的、技術的、生態的限制條件所需的水量”。這個定義表示,只考慮利用地下水含水層的調節能力并不破壞環境的條件下可抽出的地下水量,是受一定技術和經濟條件限制的,但未考慮消耗儲存量,并以非承壓含水層為主的計算和評價對象。

其次對“潛在可擴大開采的資源量”作了說明,資源量減去現狀開采量等于“可擴大開采的資源量”。此項研究認為,地下水補給量應滿足多年的水均衡方程式:

I+QS=P-ETR

式中:I―降水入滲補量;QS―地表徑流量;P―降水量;ETR―蒸發蒸騰量。

計算“潛在可擴大開采的資源量”后,得出了全區地下水潛力的總體概念,共可劃分五種類型的地區:(1)可擴大開采的資源為正值,有擴大開采地下水潛力的地區(2)引值為零,可維持現狀開采的地區(3)此值為負數,地下水已超采的地區(4)具有局部有供水意義的地下水資源的地區(5)無地下水資源地區。此次計算的結果表明:地下水水超采區占丹麥國土的16%,占英國國土的4%。

1.4我國地下水資源評價的現狀及展望

自20世紀70年代以來,由于應用數學和地下水動力學的相互滲透,以及電算技術的推廣和應用,大大豐富和突破了傳統水文地質學的內容,使水文地質從定性研究發展到定量研究的新階段。地下水資源計算的基本理論,從穩定流發展到非穩定流,從二維流發展到三維流,從一般均衡法、比擬法進到解析解、數值解。舉凡有限單元或有限差分法、相關分析法以及解析法等,在地下水資源評價中得到普遍應用,因而不論在理論上和具體計算技術上,都較以前提高到一個新的水平。

80年代后期是地下水資源研究的一個重要標志,是把主要目標逐漸轉向管理模型的研究,即研究如何合理開發、利用、調控和保護地下水資源,使之處于對人類生活與生產最有利狀態。因此它不僅涉及水文地質學和各個領域,而且涉及與地下水開發活動有關的自然環境、社會環境和技術經濟環境等各方面的問題,通過數學模型和最優化技術,建立地下水管理模型,實現管理目標。

目前,地下水資源的研究范疇日益擴大,從地下水資源的定義、分類,到地下水系統的研究,發展到地下水系統與自然環境系統和社會經濟系統相互關系的研究,從概念模型、數學模型,發展到管理模型的研究,從信息系統發展到專家決策系統的研究,從水資源管理發展到水資源保護的研究等等,所以地下水資源的研究,實際上包括從水資源評價到水資源管理與保護的全過程,逐漸形成了一門獨立的分支學科,可以稱之為“水資源水文地質學”。展望21世紀,在地下水資源理論研究方面,將以滲流理論為基礎,以水資源水文地質學為重點,以模型研究為中心,加快開發三維地理信息系統在模型研究中的應用。

參考文獻

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[2] Bindeman,N.N.Yazvin,L.S.The main problems of regional evaluation of exploitation groundwater resources,International symposium on development of groundwater resources,prodeeding Vol.4:427-437,1973.

[3] G.卡斯塔尼,周秀芬譯.法國水資源評價方法、數據及地下水分布.水文地質工程地質譯叢,第3期,1981.

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[7] Bredehoeft,J.D.,et al.Groundwater Models.The Vnesco Press,1982.

[8] 柴畸達雄著,王秉忱等譯.地下水盆地管理(理論與實踐).地質出版社,1982.

[9] 陳夢雄等.我國區域地下水資源評價的若干問題及有關意見.全國地下水資源評價經驗交流會論文選.地質出版社,1983.

[10] 王大純,張人權,史毅虹.水文地質學基礎.地質出版社,1980。

[11] 機械工業勘測單位編.供水水文地質手冊.地質出版社,1983.

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