基于污染場(chǎng)地環(huán)境水文地質(zhì)勘察技術(shù)應(yīng)用分析

摘 要：為了準(zhǔn)確評(píng)估污染場(chǎng)地的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)并為修復(fù)方案提供科學(xué)依據(jù)，文章分析了污染場(chǎng)地環(huán)境水文地質(zhì)勘察的重要性，研究了勘察工作的主要技術(shù)手段，探索了勘察技術(shù)在工業(yè)場(chǎng)地、垃圾填埋場(chǎng)等典型污染場(chǎng)地中的實(shí)際應(yīng)用。研究表明，系統(tǒng)的水文地質(zhì)勘察是污染場(chǎng)地調(diào)查評(píng)估的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過地球物理勘探、鉆探取樣、水質(zhì)分析等技術(shù)手段的綜合運(yùn)用，可以有效識(shí)別場(chǎng)地污染特征，為污染場(chǎng)地的風(fēng)險(xiǎn)管控和修復(fù)治理提供可靠的技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：污染場(chǎng)地;水文地質(zhì)勘察;勘察技術(shù)

引言

隨著環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷提升，污染場(chǎng)地的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管控逐漸成為社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。工業(yè)化發(fā)展過程中遺留的污染場(chǎng)地往往具有污染物種類復(fù)雜、污染程度深重等特點(diǎn)，這些污染物通過地下水系統(tǒng)擴(kuò)散會(huì)對(duì)周邊環(huán)境和人體健康造成嚴(yán)重威脅。在污染場(chǎng)地的調(diào)查評(píng)估與修復(fù)過程中，環(huán)境水文地質(zhì)勘察發(fā)揮著基礎(chǔ)性和決定性作用。通過系統(tǒng)的水文地質(zhì)勘察，可以準(zhǔn)確掌握?qǐng)龅厮牡刭|(zhì)條件，深入了解污染物在地下水系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，為制定科學(xué)合理的修復(fù)方案和風(fēng)險(xiǎn)管控措施提供可靠依據(jù)。

一、污染場(chǎng)地環(huán)境水文地質(zhì)勘察的重要性

污染場(chǎng)地環(huán)境水文地質(zhì)勘察在環(huán)境保護(hù)和場(chǎng)地修復(fù)中具有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。工業(yè)化進(jìn)程中遺留的污染場(chǎng)地往往會(huì)對(duì)地下水系統(tǒng)造成持續(xù)性影響，污染物通過包氣帶滲透進(jìn)入地下水體后，不僅會(huì)改變水質(zhì)理化性質(zhì)，更會(huì)隨著地下水流動(dòng)擴(kuò)散到周邊區(qū)域，形成大范圍的污染擴(kuò)散。這種污染一旦發(fā)生，其治理難度大、周期長(zhǎng)、成本高，且存在污染物在含水層中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生次生污染的風(fēng)險(xiǎn)。因此，通過系統(tǒng)的水文地質(zhì)勘察來掌握?qǐng)龅厮牡刭|(zhì)條件，了解污染物在地下水系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，對(duì)于控制污染擴(kuò)散、保護(hù)地下水資源具有重要意義[1]。

此外，水文地質(zhì)勘察作為污染場(chǎng)地調(diào)查評(píng)估的基礎(chǔ)性工作，在環(huán)境保護(hù)法規(guī)體系中占據(jù)重要地位。準(zhǔn)確的勘察成果能夠揭示場(chǎng)地水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征，為污染物遷移模擬和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供關(guān)鍵參數(shù)，進(jìn)而指導(dǎo)修復(fù)方案的制定與實(shí)施。同時(shí)，環(huán)境保護(hù)法規(guī)對(duì)水文地質(zhì)勘察提出了明確要求，包括勘察內(nèi)容、技術(shù)規(guī)范和質(zhì)量控制等方面，這些要求的落實(shí)能夠確?？辈旃ぷ鞯目茖W(xué)性和規(guī)范性。通過全面的水文地質(zhì)勘察，可以準(zhǔn)確判斷污染物的空間分布特征和潛在影響范圍，為場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)管控措施的制定提供科學(xué)依據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)污染場(chǎng)地的精準(zhǔn)管控和系統(tǒng)治理，最終達(dá)到保護(hù)地下水環(huán)境和人體健康的目標(biāo)。

二、污染場(chǎng)地水文地質(zhì)勘察的主要技術(shù)手段

（一）地球物理勘探技術(shù)

地球物理勘探技術(shù)在污染場(chǎng)地水文地質(zhì)勘察中發(fā)揮著獨(dú)特而重要的作用。這種非破壞性的勘探方法能夠快速獲取場(chǎng)地地下介質(zhì)的物理特性信息，為污染場(chǎng)地的初步調(diào)查提供重要依據(jù)。在實(shí)際應(yīng)用中，地球物理勘探主要包括電法勘探、地震勘探、地質(zhì)雷達(dá)等多種技術(shù)手段。電法勘探通過測(cè)量地下介質(zhì)的電阻率差異，能夠有效識(shí)別含水層分布特征和污染物的空間范圍;地震勘探則利用地震波在不同介質(zhì)中傳播速度的差異，精確劃分地層結(jié)構(gòu)和含水層界面;地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)通過發(fā)射和接收電磁波，可以清晰顯示淺層地質(zhì)結(jié)構(gòu)和污染物分布特征。這些技術(shù)的綜合應(yīng)用能夠構(gòu)建起場(chǎng)地水文地質(zhì)條件的立體圖像。

在具體勘探過程中，需要根據(jù)場(chǎng)地特點(diǎn)和勘察目的選擇合適的勘探方法組合。對(duì)于污染物主要分布在淺層的場(chǎng)地，地質(zhì)雷達(dá)和高密度電法勘探往往能取得較好效果;而對(duì)于深層污染問題，則需要采用地震勘探等深部探測(cè)技術(shù)。在勘探數(shù)據(jù)處理方面，通過先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理軟件和三維成像技術(shù)，可以將采集的物理場(chǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為直觀的地質(zhì)結(jié)構(gòu)圖像和水文地質(zhì)參數(shù)分布圖[2]。同時(shí)，地球物理勘探結(jié)果還需要與鉆探等其他勘察手段獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，以提高解釋成果的可靠性。通過對(duì)地球物理勘探技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，能夠?yàn)槲廴緢?chǎng)地的環(huán)境調(diào)查和修復(fù)方案設(shè)計(jì)提供重要的技術(shù)支撐。

（二）鉆探取樣與監(jiān)測(cè)井布設(shè)技術(shù)

鉆探取樣與監(jiān)測(cè)井布設(shè)技術(shù)是污染場(chǎng)地水文地質(zhì)勘察中最直接和最可靠的調(diào)查手段。在鉆探過程中，通過選用合適的鉆探設(shè)備和鉆進(jìn)方法，可以獲取不同深度的土壤樣品和地下水樣品，直觀反映場(chǎng)地的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和污染狀況。常用的鉆探方法包括機(jī)械回轉(zhuǎn)鉆探、沖擊鉆探和空氣鉆探等，其中機(jī)械回轉(zhuǎn)鉆探因其取樣質(zhì)量好、擾動(dòng)小的特點(diǎn)在污染場(chǎng)地勘察中應(yīng)用最為廣泛。鉆探過程中需要嚴(yán)格控制鉆進(jìn)速度和鉆具選擇，避免交叉污染，同時(shí)采用套管跟進(jìn)等技術(shù)手段保證鉆孔壁的穩(wěn)定性。取樣過程中應(yīng)采用專業(yè)的取樣器，如薄壁取土器、分層取樣器等，確保樣品具有代表性和完整性。

監(jiān)測(cè)井的布設(shè)是場(chǎng)地長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施。監(jiān)測(cè)井的位置、深度和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接影響監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性。在布設(shè)過程中，需要綜合考慮場(chǎng)地水文地質(zhì)條件、污染物分布特征和地下水流向等因素，合理確定監(jiān)測(cè)井的空間布局。監(jiān)測(cè)井結(jié)構(gòu)通常包括井管、濾水管、沉砂管和封隔材料等組成部分。濾水管段的設(shè)置要與含水層位置相對(duì)應(yīng)，采用適當(dāng)孔徑的濾水管確保水樣代表性。井管安裝完成后，需要進(jìn)行洗井和抽水試驗(yàn)，以恢復(fù)井周圍水文地質(zhì)條件，并測(cè)定含水層水文地質(zhì)參數(shù)。同時(shí)，監(jiān)測(cè)井的建設(shè)還需要考慮防滲、密封等保護(hù)措施，確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期有效性和可靠性。

（三）水文地質(zhì)參數(shù)測(cè)試技術(shù)

水文地質(zhì)參數(shù)測(cè)試技術(shù)是評(píng)價(jià)場(chǎng)地水文地質(zhì)條件的核心環(huán)節(jié)，對(duì)于準(zhǔn)確掌握含水層特性和污染物遷移規(guī)律具有重要意義。抽水試驗(yàn)是獲取水文地質(zhì)參數(shù)最主要的測(cè)試方法，通過對(duì)單井或群井進(jìn)行抽水，測(cè)定水位降深和恢復(fù)過程，可以計(jì)算獲得含水層的滲透系數(shù)、儲(chǔ)水系數(shù)、導(dǎo)水系數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)。在試驗(yàn)過程中，需要嚴(yán)格控制抽水流量，采用高精度水位計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水位變化，同時(shí)考慮氣壓、降雨等環(huán)境因素的影響。此外，示蹤試驗(yàn)通過向含水層中注入示蹤劑，監(jiān)測(cè)其運(yùn)移規(guī)律，可以獲得含水層的彌散度、有效孔隙度等溶質(zhì)運(yùn)移參數(shù)，為污染物遷移模擬提供重要依據(jù)[3]。

室內(nèi)試驗(yàn)是水文地質(zhì)參數(shù)測(cè)試的重要補(bǔ)充手段。通過對(duì)取得的土樣進(jìn)行滲透試驗(yàn)、壓實(shí)試驗(yàn)和分析試驗(yàn)等，可以測(cè)定土壤的滲透系數(shù)、孔隙率、含水率等物理參數(shù)。其中：滲透試驗(yàn)可采用變水頭法或定水頭法進(jìn)行，需要根據(jù)土樣的滲透性能選擇合適的試驗(yàn)方法;壓實(shí)試驗(yàn)則可獲得土壤的密實(shí)度和最優(yōu)含水率等參數(shù);顆粒分析試驗(yàn)通過篩分和密度計(jì)法測(cè)定土壤顆粒級(jí)配，進(jìn)而評(píng)價(jià)土壤的滲透性能。這些參數(shù)測(cè)試結(jié)果經(jīng)過綜合分析，能夠準(zhǔn)確反映場(chǎng)地的水文地質(zhì)條件，為污染物遷移預(yù)測(cè)和修復(fù)方案設(shè)計(jì)提供可靠的參數(shù)支持。

（四）場(chǎng)地調(diào)查與踏勘技術(shù)

場(chǎng)地調(diào)查與踏勘技術(shù)是污染場(chǎng)地水文地質(zhì)勘查的基礎(chǔ)性工作，通過系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查能夠獲取場(chǎng)地的基本信息和環(huán)境特征。在調(diào)查過程中，需要采用標(biāo)準(zhǔn)化的調(diào)查表格記錄場(chǎng)地地形地貌特征、水文地質(zhì)條件、土地利用現(xiàn)狀等信息。通過地表踏勘，可以識(shí)別場(chǎng)地內(nèi)的地下水出露點(diǎn)、地表水體分布、地質(zhì)構(gòu)造等重要信息?，F(xiàn)場(chǎng)踏勘過程中應(yīng)采用便攜式檢測(cè)儀器進(jìn)行快速篩查，如便攜式水質(zhì)分析儀可測(cè)定pH值、電導(dǎo)率、溶解氧等指標(biāo)，氣體檢測(cè)儀可監(jiān)測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物含量，這些數(shù)據(jù)能夠初步判斷場(chǎng)地污染狀況，為后續(xù)詳細(xì)勘察提供指導(dǎo)。

場(chǎng)地歷史資料的收集與分析也是調(diào)查工作的重要組成部分。通過查閱場(chǎng)地歷史航片、地形圖、地質(zhì)圖等資料，結(jié)合歷史生產(chǎn)記錄和環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，可以追溯場(chǎng)地污染源和污染歷史。在實(shí)際調(diào)查中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注場(chǎng)地內(nèi)地下管線、儲(chǔ)罐、廢水池等可能造成污染的設(shè)施位置，同時(shí)調(diào)查周邊敏感目標(biāo)分布情況。調(diào)查數(shù)據(jù)的空間定位需要采用高精度GPS設(shè)備，確保采樣點(diǎn)位和重要地物的坐標(biāo)準(zhǔn)確性。通過對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)整理和分析，編制場(chǎng)地平面布置圖和污染源分布圖，為制定詳細(xì)勘察方案提供依據(jù)。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，每公頃場(chǎng)地面積通常需要設(shè)置3個(gè)～5個(gè)踏勘觀測(cè)點(diǎn)，以確保調(diào)查的代表性和全面性。

三、勘察技術(shù)在典型污染場(chǎng)地中的應(yīng)用

（一）工業(yè)污染場(chǎng)地勘察應(yīng)用

工業(yè)污染場(chǎng)地的水文地質(zhì)勘察具有特殊性和復(fù)雜性，需要針對(duì)不同工業(yè)類型的污染特征采取相應(yīng)的勘察策略。在化工廠、電鍍廠等重污染工業(yè)場(chǎng)地中，污染物種類往往包括重金屬、有機(jī)物等多種類型，這就要求在勘察過程中采用多層次、多方法的技術(shù)手段。通過高密度電法勘探可以快速圈定污染物范圍，地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)則能精確識(shí)別地下管線和儲(chǔ)罐位置。在鉆探過程中，需要采用防污染鉆具和專用取樣器，避免交叉污染，同時(shí)在不同深度采集土壤和地下水樣品，建立污染物垂向分布剖面[4]。監(jiān)測(cè)井的布設(shè)應(yīng)充分考慮場(chǎng)地水文地質(zhì)條件和污染源分布特征，在地下水流向上游、污染源周邊和下游區(qū)域分別布設(shè)監(jiān)測(cè)井，形成完整的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。

在具體勘察實(shí)踐中，需要特別關(guān)注工業(yè)場(chǎng)地的特殊構(gòu)筑物和設(shè)施。對(duì)于地下儲(chǔ)罐區(qū)域，應(yīng)采用密集鉆探方式查明污染范圍;在廢水池、排污管網(wǎng)等重點(diǎn)區(qū)域，需進(jìn)行詳細(xì)的滲漏檢測(cè)和污染調(diào)查。通過抽水試驗(yàn)獲取含水層參數(shù)，同時(shí)采集連續(xù)水樣分析污染物濃度變化規(guī)律。在數(shù)據(jù)分析階段，運(yùn)用地理信息系統(tǒng)建立場(chǎng)地污染數(shù)據(jù)庫(kù)，繪制污染物等值線圖和空間分布圖，評(píng)估污染程度和范圍。根據(jù)實(shí)際案例統(tǒng)計(jì)，工業(yè)污染場(chǎng)地的污染深度一般在地表以下15米～30米范圍內(nèi)，地下水污染羽擴(kuò)散范圍可達(dá)數(shù)百米至數(shù)千米。通過系統(tǒng)的勘察工作，可為后續(xù)修復(fù)方案設(shè)計(jì)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供翔實(shí)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

（二）垃圾填埋場(chǎng)地勘察技術(shù)應(yīng)用

垃圾填埋場(chǎng)水文地質(zhì)勘察具有特殊性，需要針對(duì)填埋場(chǎng)滲濾液污染特征開展專門的勘察工作。在勘察過程中，地球物理勘探技術(shù)能夠有效識(shí)別滲濾液污染物的分布范圍，其中電法勘探尤為適用，因?yàn)闈B濾液具有較高的電導(dǎo)率特征。在鉆探過程中，需要特別注意防護(hù)措施，采用防污染鉆具和專用取樣器，避免甲烷等填埋氣體造成的安全隱患。監(jiān)測(cè)井的布設(shè)應(yīng)形成多層監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，分別針對(duì)淺層地下水和深層承壓水進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在填埋場(chǎng)上游、場(chǎng)區(qū)和下游區(qū)域按照一定密度布設(shè)監(jiān)測(cè)井網(wǎng)。同時(shí)，需要在填埋場(chǎng)周邊設(shè)置專門的滲濾液監(jiān)測(cè)井，監(jiān)測(cè)滲濾液水位變化和成分特征。

在具體勘察實(shí)踐中，需要重點(diǎn)關(guān)注填埋場(chǎng)防滲系統(tǒng)的完整性評(píng)估。通過地球物理探測(cè)和鉆探取樣相結(jié)合的方式，查明防滲層的破損情況和滲漏位置。水文地質(zhì)參數(shù)測(cè)試過程中，應(yīng)著重測(cè)定包氣帶的滲透性能和防滲層的滲透系數(shù)，評(píng)估污染物的遷移特征。通過抽水試驗(yàn)獲取含水層參數(shù)，同時(shí)進(jìn)行長(zhǎng)期水質(zhì)監(jiān)測(cè)，分析污染物濃度變化趨勢(shì)。根據(jù)實(shí)際案例數(shù)據(jù)，填埋場(chǎng)滲濾液中COD濃度可達(dá)10000mg～50000mg/L，氨氮濃度可達(dá)1000mg～3000mg/L，重金屬含量也普遍較高。通過建立場(chǎng)地水文地質(zhì)概念模型，結(jié)合污染物運(yùn)移模擬，可以準(zhǔn)確評(píng)估滲濾液污染對(duì)地下水環(huán)境的影響范圍和程度，為填埋場(chǎng)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管控提供科學(xué)依據(jù)。

（三）礦山污染場(chǎng)地勘察應(yīng)用

礦山污染場(chǎng)地的水文地質(zhì)勘察具有獨(dú)特的技術(shù)要求，需要針對(duì)采礦活動(dòng)造成的地質(zhì)環(huán)境變化和污染特征開展專門勘察工作。在勘察過程中，地球物理勘探技術(shù)能夠有效識(shí)別采空區(qū)和巖層破碎帶的分布特征，其中地震勘探和電法勘探的聯(lián)合應(yīng)用尤為重要。通過高密度電法測(cè)深可以圈定酸性礦井水的污染范圍，地震反射法則能準(zhǔn)確探測(cè)采空區(qū)和導(dǎo)水裂隙帶的空間展布。在鉆探過程中，需要特別注意巖層破碎帶和采空區(qū)的處理，采用根管鉆進(jìn)等技術(shù)確保鉆孔穩(wěn)定性。監(jiān)測(cè)井的布設(shè)應(yīng)充分考慮礦區(qū)水文地質(zhì)單元的完整性，在礦坑周邊、尾礦庫(kù)下游和受影響的含水層中分層布設(shè)監(jiān)測(cè)井，形成立體監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，需要在采空區(qū)和裂隙發(fā)育帶設(shè)置專門的導(dǎo)水通道監(jiān)測(cè)井，評(píng)估礦井涌水對(duì)地下水系統(tǒng)的影響。

在具體勘察實(shí)踐中，需要重點(diǎn)關(guān)注礦區(qū)酸性礦井水的產(chǎn)生機(jī)制和擴(kuò)散規(guī)律。通過系統(tǒng)的水文地質(zhì)參數(shù)測(cè)試，查明含水層結(jié)構(gòu)和水力聯(lián)系特征，評(píng)估污染物的遷移途徑。抽水試驗(yàn)過程中應(yīng)著重測(cè)定裂隙性含水層的滲透性能，同時(shí)進(jìn)行長(zhǎng)期水質(zhì)監(jiān)測(cè)，分析重金屬、硫酸根等特征污染物的濃度變化趨勢(shì)。根據(jù)實(shí)際案例數(shù)據(jù)，礦區(qū)酸性礦井水pH值通常在2-4之間，總鐵含量可達(dá)1000mg～5000mg/L，重金屬超標(biāo)倍數(shù)顯著。通過建立礦區(qū)水文地質(zhì)概念模型，結(jié)合采礦活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的擾動(dòng)影響，可以準(zhǔn)確評(píng)估礦區(qū)污染對(duì)地下水系統(tǒng)的影響范圍和程度。

結(jié)語(yǔ)

污染場(chǎng)地水文地質(zhì)勘察技術(shù)在環(huán)境保護(hù)和場(chǎng)地修復(fù)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，隨著環(huán)境問題日益突出，這項(xiàng)技術(shù)將面臨更大的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。通過不斷創(chuàng)新勘察方法、完善技術(shù)體系，提高勘察精度和效率，未來污染場(chǎng)地水文地質(zhì)勘察必將向著更加智能化、精準(zhǔn)化的方向發(fā)展，為保護(hù)地下水環(huán)境、保障人體健康提供更加可靠的技術(shù)支撐。

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