地下水环评污染调查与评价方法

地下水污染方法目录1……地下水污染与防治基础2……地下水污染调查与监测3……地下水污染评价4……地下水污染修复技术22地下水污染调查GroundwaterContaminationSurvey目录1……地下水污染调查的目的2……地下水污染调查方法3……地下水污染调查内容（1）……地下水系统（2）……污染源、物、途径调查32-1地下水调查的目的以地下水系统理论为指导，通过钻探、物探、试验等手段深入调查研究区水文地质条件，重点揭示介质空间、水动力场和水化学场的特征，提供污染调查背景通过监测、示踪、模拟等方法，识别污染，查明污染源、污染物、污染途径，为地下水污染评价、污染防治提供基础参数和数据介质空间污染物种类浓度迁移性水动力场污染源分布岩性（矿物组成）空隙（含水、隔水）水位流向流速资料收集地球物理钻探监测、试验地下水污染调查地下水系统特征水化学场pH\Eh\TDS\T水化学类型及分带性特征组分空间分布地下水污染特征污染途径52-2地下水污染调查的方法资料收集现场踏勘遥感方法地球物理方法钻探方法监测方法实验或试验2-2-1资料收集类型：数据、图件、研究报告、论文等（1）数据：地形、水文、参数、水位、水质、开采量、实验数据……（2）图件：地形图、地质图、水文地质图、钻孔分布图、钻孔柱状图、监测孔分布图、等水位线图、水位动态曲线、水化学图、水质动态曲线、水质监测点分布、排污口与取水口分布图……（3）研究报告：调查报告、专题报告等（4）论文：学术论文、学位论文等62-2-2现场踏勘了解工作区基本情况，增加感性认识踏勘前，尽可能多地收集研究区信息探勘时，备野外用车、向导、记录本、照相机、地形图、地质图、地质锤、GPS、放大镜、望远镜、岩土样以及水样采集器具、便携式仪器……制高点，观望研究区地形、地貌，核对图中的关键点核实监测井、采水井、排污口、水质监测点和剖面等具体情况确定交通路线、遴选实验场、采样点了解研究区工农业生产活动情况，地下水开发利用情况对重要的工农业生产活动场所进行实地走放，了解用水、原料、工艺、产品、废水、废渣、废气情况……72-2-3地球物理探测（Geophysic）特点无破坏性，可遥测地下介质多种特性的三维变化，效率高、成本低种类重力法、探地雷达、磁法、电法和电磁法、地震法、放射性方法及测井等8探地雷达（GroundPenetratingRadar）估算导水系数试验结果9电法、电磁法确定水质类型、盐度、腐蚀性水质类型电导率（mmho/cm）正常地下水0.14污染的地下水市政填埋滤液5.99粉煤灰沉淀物4.61海水36.30分类电导率（mmho/cm）无盐度0-2轻微盐度2-4中等盐度4-8重盐度8-16极端盐度16腐蚀性电导率（mmho/cm）严重10中等10-100轻微10010电法、电磁法监测污染物迁移扩散过程11控源音频大地电磁法（CSAMT）SanManuel斑岩铜矿铜提取液监测SanManuel斑岩铜矿CSAMT法反演电阻率南北向某剖面小于20Ωm的区域推测为提取液扩散范围SanManuel斑岩铜矿根据CSAMT法探测结果绘制的铜提取液三维分布图中圆点表示CSAMT测量点位，纵向实线表示解释深度122-2-4钻探（boring,drilling）特点费用高、可以获取某个点上高精度信息作用精确揭示地下岩层层位、岩性成井供水采集岩样、水样现场试验用作监测孔方法中空螺旋钻进实心钻杆螺旋钻进绳索冲击钻进空气回转钻进夯击中空螺旋钻进反循环钻进泥浆钻进3、附属工具提引类滑车、提引器、提引钩夹持类垫叉、钻杆夹持器、套管夹板拧卸类管钳、自由钳、链钳、扳手打捞工具类处理孔内事故专用工具，矢锥、割管器等1、钻塔按材质分金属、木质按构造分两脚、三角、四角、桅杆式按角度分直塔、斜塔2、钻具钻头——破碎孔底岩石岩心管——钻进时收容岩心、导向作用套管——保护孔壁取粉管——收集较大颗粒的岩屑异径接头——连接钻杆柱与岩心管钻铤——孔底加压、导向防斜作用钻杆——传递动力、输送冲洗液水接头——连接回转钻具和高压水管142-2-5监测（Monitor）2-2-5-1监测孔（MontorHole）井径：标准通常为50mm套管与过滤器材料：聚氯乙烯、聚四氟乙烯、电镀钢管、不锈钢管密封材料：彭润土、水泥、及其混合物过滤器长度：10-50cm或5m短滤管可测定特定深度水头及水化学特性，仅反映污染局部的情况长滤管，稀释效应很大，污染物提供通道，混合水位，可反映总体污染情况15以浅层地下水和有开发利用价值的含水层为主适当兼顾与目标含水层有水力联系的其它含水层或地表水体按控制性布点与功能性布点相结合控制不同的水文地质单元、主要含水层、易污染含水层和己污染的含水层以及主要环境水文地质问题的易发区或已发区等监测时间当地地下水枯、平、丰水期的月份各1次总数上游及两侧场地及下游一级≧7≧3≧3二级≧5≧3≧2三级≧3≧1≧22-2-5-2监测孔数目与监测时间2004-10-2916监测孔的三角形布设h=8m123h=9mh=10m9.5m9.0m8.5m2004-10-2917监测孔的功能“A”井为背景监测孔“B”井用来验证处理措施的有效性“C”井及时探测地下水水质的变化情况废物B地下水流向ACCCB2004-10-2918测压水头垂向分布(m)02468100110地下水位（埋深，m）监测井C（mg/L）t（day）监测频率越大越能反映真实情况监测时间对监测结果的影响监测孔的安装2-2-5-3212-2-6试验2-2-6-1现场试验（Testinsitu）现场试验抽水试验注水试验渗水试验弥散试验潜水水量垂直均衡试验流速试验(连通试验)地下水含水层储能试验弥散试验目的：研究污染物在地下水中运移时其浓度的时空变化规律，并通过试验获得进行地下水环境质量定量评价的弥散参数示踪剂：如食盐、氯化铵、电解液、萤光染料、放射性同位素131I等方法：天然状态法、附加水头法、连续注水法、脉冲注入法22潜水水量垂直均衡试验目的：获得评价区潜水水均衡计算中有关均衡要素，以便配合其它水文地质资料，进行地下水均衡计算参数：降水垂直入渗补给系数，潜水蒸发系数，灌溉水回渗补给系数以及不同岩层的给水度地中渗透仪：补偿式地中渗透仪零通量面法：负压计和中子水分仪地下水含水层储能试验地下含水层储能可以调节地下水流量，储存地表水，恢复超采含水层的能力，扩大地下水水源，抬高地下水位；借回灌水建立地下水幕，拦阻污水，防止海水入侵或阻拦地下水水源外流，调节地下水温、储藏冷、热源。借助人工回灌淡水，改善水质等，获得地下水动力场、温度场、化学场等有关参数试验场的观测设施和采灌工程，一般包括储能井、观测井、专门测温井、土层分层观测标和孔隙水压力观测井、地表水准点等组成流速试验(连通试验)一般是在地下水的水平运动为主的裂隙、岩溶含水层中进行。232-2-6-2室内实验（Experiment）溶浸实验（Leaching）固体废弃物中的污染物的浸出规律土柱实验（Column）模拟降雨淋滤下，污染物浸出规律模拟污染物在地下水中一维流条件下的迁移、转化、富集规律模拟槽实验地下水污染、监测与修复模拟槽要点介绍1……模拟槽在实验教学中的必要性2……模拟槽的设计与组成3……模拟槽的功能与实验地下水污染与修复教学实验室Laboratoryofgroundwaterpollution&remediation1、模拟槽在实验教学中的必要性从现象再现上讲-发生于地下，一般难以被发现——可视，增加感性认识-三维流动——土柱只能再现一维流动的特殊情况-受地下介质的各项异性、不均匀性影响显著——大尺度从研究需要上-监测（空间分布、时间动态等）——可控性-机理（相互作用类型、媒介、参数等）——已知性-防治（定量预测、技术等）——可控+已知如何将野外、室内、计算机模拟有机结合同时较全面再现污染现象，满足教学与研究需要2、模拟槽的设计与组成框架：100mm×100mm×25mmT型钢板槽体：4000mm×1000mm×1000mm，保证三维流动侧板：5mm有机玻璃板；可视槽头、槽尾与槽身间隔：5mm有机玻璃板（ø5mm，1个/cm2）填充介质（数字化）：河砂（含水层），粘土（隔水层）、砾石（透镜体）地下水（数字化）：天然地下水模拟液或自来水流动系统：进水箱、出水箱垂直升降，控制流速，形成潜水区、承压水区和透镜体在线监测系统模拟系统污染修复系统1、在线监测系统-8个不同监测深度的监测孔：ø25×2.5mmPVC管；60目的尼龙纱网-地下水水位、水质探头-信号转接卡+数据采集与处理系统2、模拟系统-专业软件：TOUGHTv2&TOUGHREACT；PHREEQC；VISUALMODFLOW-参数及监测数据3、污染修复系统-渗透性反应墙（PRB）：铁粉、活性炭等为填料-抽出-处理（PAT）：监测孔、蠕动泵-监控条件下的自然衰减法（MNA）：在线监测系统4、污染源发生系统-监测孔投放-面状入渗四大系统4000mm×1000mm×1000mm粘土·河沙和砾石透镜体监测孔8个可调节槽体两端水位差，模拟地下水流速0-387m/d区间的污染物迁移情况可调节槽体两端水位差，模拟地下水流速0-387m/d区间的污染物迁移情况污染物：染色剂·惰性示踪剂和特征污染物污染途径：间歇入渗·连续入渗·径流型修复方法：MNA,PAT，PRB大型在线模拟槽渗透性反应墙监测孔国际最新版本的专业模拟软件Tough2DOS下运行界面输出文件界面以文件方式输入模拟参数3、模拟槽的功能与实验运行步骤步骤一：槽体饱水，调节进水与处水箱相对位置，形成稳定流场步骤二：监测槽体中地下水水位，绘制地下水流网，建立地下水流场步骤三：监测槽体中地下水水质，分析水化学特征，建立地下水水化学场步骤四：利用专业软件，建立模拟槽地下水流数值模型步骤五：1#监测孔中连续投入惰性示踪剂（染色剂或NaCl溶液），观测（染色剂）或在线监测地下水中示踪剂浓度，认识污染物在地下水中的对流弥散过程，利用数值模型，结合监测数据，获取水动力弥散系数步骤六：终止示踪剂投放，利用对流弥散过程清除槽体中示踪剂，直至地下水中示踪剂浓度恢复背景浓度，定量评价地下水系统对示踪剂的自净化能力步骤七：选择目标污染物及特定投放方式，重复上述实验过程，启动在线监测系统，依据水、土相关参数，模拟污染物迁移过程，建立预测模型步骤八：选择特定的地下水污染修复方法，启动监测系统，获取修复技术参数，评价修复效果本实验教学目标-掌握地下水污染调查方法，重点是地下水水样的采集、保存及现场指标的测试；-利用常规水化学方法及仪器分析法分析常规宏量组分，对水化学资料可进行专门处理，特别是水化学类型分类及Piper三线图绘制；-了解地下水污染监测与修复模拟槽的结构与功能，掌握污染物在二维水动力条件下的迁移规律、监测孔的布置原则以及3种原位修复技术的基本原理和实施的关键步骤；-利用专业软件，能够对获取的土柱、模拟槽实验数据进行模拟处理。三阶段教学法预备阶段：主要熟悉野外采样及现场分析步骤、大型仪器操作方法、土柱装填技术、模拟槽工作原理、模拟软件基本操作步骤等；验证阶段：结合实习指导书中的具体实例，进行验证性实验，以巩固课程学习内容，提高实验动手能力；创新阶段：学生依据自身的专业兴趣，自行组织实验课题小组，在教师指导性进行利用实验平台完成设计性实验，撰写实验研究报告。322-3地下水污染调查的内容2-3-1地下水系统特征调查地下水系统介质空间、水动力场、水化学场、热场、应力场等介质空间岩土体的年代、岩性、厚度、分布、空隙、渗透性等水动力场水位的时空变化（补径排、流速、流向）水化学场水质以及特征组分的时空变化及其水岩相互作用TrilinearDiagramofhigharsenic/fluoridegroundwatersatDatong.(a)2004samples;(b)2005samples;△:TDSle