水文地質勘察在污染場地環境調查中的重要性探討

張雷 劉利軍 郭晨輝

摘要：水文地質勘察是污染場地調查中的關鍵環節，具有重要作用。本文以某大型化工廠污染場地調查項目為例說明水文地質勘察的重要性，可以查明場地內土層結構，判斷含水層和隔水層的位置、厚度等，并為建立場地水文地質模型、設計土壤取樣范圍和深度、確定地下水監測井設置深度和濾網位置提供科學依據，從而有效節約調查經費，提高調查結果的準確性。

關鍵詞：水文地質勘察;污染場地;重要性

中圖分類號：X508 文獻標識碼：A 文章編號：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，隨著我國工業化和城市化進程的加快，大量工業企業實行了政策性關閉或搬遷，由于原企業生產過程中早期環境管理制度欠缺、操作不當以及搬遷過程中危險廢物的泄漏等原因，大量有毒有害物質進入了土壤和地下水[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、復雜性和難以修復性，對人居環境的安全帶來了一定的隱患。為了保證這些污染場地土地資源的安全再利用，在開展修復治理之前，首先要做好污染場地的環境調查工作，通常采用的調查布點方案有：分區布點法、系統布點法、隨機布點法，這些方法主要以場地原有的各類構建筑物對土壤的影響為主要依據，直接進行樣品采集，而缺乏對場地水文地質條件及土壤理化性質系統深入的研究分析。這樣的調查方案可能出現較多的無用樣品，形成的調查結果針對性弱、準確性低，且調查成本高、周期長;容易出現就數據而論數據的情況，很難分析出污染物在場地內富集、擴散遷移的原因和規律，也無法為后續的修復治理技術選擇提供更多的客觀依據;調查范圍多數局限在甲方規定的“紅線”范圍內，調查核心在場地內，該類調查也可能未考慮未來周邊環境的土地功能的變化，實施了對地下水有擾動的工程，將造成污染范圍遷移或擴大的影響，地下水污染源中心有可能隨著流場的遷移方向移動[2]，容易遺漏因污染擴散造成的周邊土壤、地下水及下游區域的污染。

因此，在場地污染調查前，開展場地水文地質勘察十分必要且重要，可以通過該過程摸清場地土層結構，查明場地內地下水賦存特征和流向，必要時也可進行專項調查，通過抽水試驗、注水試驗、彌散試驗[3]，研究不同深度土層的滲透性，分析污染物在土、水中的移動轉化和衰減變化規律等，建立起場地水文地質模型，為針對性和科學性地確定土壤點位位置和深度以及地下水監測井布點位置、深度、濾水孔位置設置提供依據，減少無目的的采樣和分析費用，縮短周期，保證污染調查結果的科學性和準確性。

1 場地水文地質勘察的主要作用

通過前期的資料收集、現場踏勘，明確調查的具體內容和要求，合理組織外業施工，編制科學、客觀的場地水文地質勘察報告，場地水文地質勘察的作用體現在以下方面：

1.1 摸清場地土層結構

采用鉆探的方式對場地內不同區域進行取樣，仔細觀察和詳細記錄，輔以觸探試驗和巖土試驗，通過與區域土層的對比分析，準確劃分場地內的土層時代、分層位置及性質，分析場地土層變化規律及其所屬沉積環境的變化，繪制出整個場地地質橫縱向剖面圖、單孔柱狀圖。

1.2 查明場地地下水條件

通過勘察可查清主要賦水層分布、埋深及含水層性質，厚度，隔水底板位置;選擇有代表性的區域設置地下水監測井并開展水文地質試驗，包括抽水、注水試驗，測定含水層的水文地質參數，如滲透系數K、影響半徑r、單井出水量Q等;觀測水位變化，獲取地下水流向資料，繪制出場地地下水流向圖，查明地下水補給、徑流和排泄條件，利用軟件進行模擬，建立場地的水文地質模型。

1.3 獲取相關理化性質和參數

采集適量的土工樣品開展室內土工試驗，了解不同土層的含水率、密度、滲透系數、顆粒組成等物理力學指標。結合外業測定的水文地質參數，進一步確定含水層實際參數。室內開展彌散試驗，模擬污染物在土層中橫縱向擴散過程，通過計算分析得到彌散系數，為污染場地調查提供污染物分布依據[4]。

2 相關工程案例

以某大型化工廠污染場地調查項目為例，通過先期開展的場地水文地質勘察，查明場地地質條件，為土壤、地下水取樣方案提供依據。

2.1 污染場地土層分布

通過水文地質鉆探及室內土工試驗，查明了場地內的土層結構，在勘察深度范圍內，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、粉土等構成，夾薄層素填粉土，結構松散、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，搖振反應強烈，無光澤，干強度低，韌性低;第③層粉質粘土，紅褐色-褐黃色，中密、可塑、中壓縮性，無搖振反應，有光澤，干強度高，韌性高。利用理正勘察軟件繪制工程地質剖面圖、單孔柱狀圖，見圖1。

2.2 污染場地地下水特征

經勘察，場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層粉質粘土層為隔水層。實測穩定水位埋深7.20～7.30m，標高785.00～786.64m，地下水位標高較平坦。含水層厚度5.80～8.95m。地下水主要受大氣降水及側向補給，用ARCGIS插值法將測得的穩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為水流方向，總體為由西至東。

2.3 室內相關理化性質和參數測定

通過室內土工試驗，確定了各層巖土的物理力學指標和滲透系數，見表1。

3 結語

通過先期開展的場地水文地質勘察，可以查明場地的土層分布及物理性質，提供各主要土層的含水率、密度、滲透系數等理化性質，查清地下水位置、分布、水位、流向、地下水補徑排等水文地質條件。根據水文地質勘察結果，建立起的場地水文地質模型，可為污染土壤取樣設計和地下水監測井設置提供詳實的依據，不僅能使布設的土壤點位和采集的土壤樣品深度更具科學性和代表性，設計的地下水監測井深度和篩管位置更符合場地地下水流場特征，而且獲取的土壤和地下水污染深度及范圍更加準確，既能夠起到節約調查經費、提高調查結果準確性的作用，同時也可起到降低后續污染場地修復期間因調查結果誤差而變更工作量和延長修復時間概率的作用，因此在污染場地調查前期開展水文地質勘察至關重要。

參考文獻

[1]張亦弛.工業搬遷遺留場地環境風險管理體系研究[D].西安：長安大學，2012.

[2]張敏，蔡五田.污染場地土壤與地下水調查的關鍵思路和方法介紹-以示范項目調查為例[J].環境科學與管理，2011，36（6）：31-35.

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

[4]李正武，張小洪.水文地質調查在污染場地調查中的作用論述[J].軍民兩用技術與產品，2017（16）：140.

收稿日期：2019-10-15

作者簡介：張雷（1987-），男，漢族，碩士研究生學歷，工程師，研究方向為水文地質、場地環境調查與修復。