2.污染场地水文地质调查

第二章 地下水污染调查与监测

第二章 地下水污染调查与监测 (1)

第一节污染场地水文地质调查 (1)

一、初步场地勘察及初始评估 (2)

二、初步野外调查 (4)

三、详细场地调查 (4)

四、野外试验与室内实验 (6)

五、调查工作的总结及报告的编写 (11)

第二节 地下水污染调查与监测 (12)

一、污染源与污染途径的调查 (12)

二、调查范围与水化学监测网设计 (13)

三、地下水样采集与保存 (14)

四、现场分析与监测 (15)

五、地下水化学数据分析 (16)

第一节污染场地水文地质调查

污染场地水文地质调查是地下水污染研究的基础和出发点。其主要目的是：

（1）探测与识别地下污染物；

（2）测定污染物的浓度；

（3）查明污染物在地下水系统中的迁移特性；

（4）确定地下水的流向和速度，查明主径流向及控制污染物运移的因素，定量描述控制地下水流动和污染物运移的水文地质参数。

为实现以上目的，必须确定一个严格的、针对特定场地的调查程序。

表4-1污染场地水文地质调查的主要步骤

步骤工作内容

已有资料的搜集整理

步骤1初步场地踏勘和初始评估

场地踏勘

确立初步的水文地质概念模型

布置初始监测孔

步骤2初步野外调查

大体厘定含水层

开展其它野外工作

扩充监测孔网及沉积物采样

步骤3详细现场调查和试验

获取水文地质参数，评估污染物运移途径

步骤4编写报告

绘制平面及剖面流网

列出重要物理参数值

总结（报告）及对以后的监测工作进行安排

一、初步场地勘察及初始评估

这一阶段包括已有资料的搜集整理和场地踏勘。该阶段的目的是：

（1）描述场地的基本地质特征及对已搜集整理资料信息进行验证；

（2）搜集当地的水文资料，包括降雨和地表排水；

（3）搜集有关污染源和污染特性的资料；

（4）确立或改进地下水系统概念模型；

（5）评价与健康和安全有关的潜在问题。

（一）搜集前人资料

1 污染现场历史资料

在第一阶段调查中最关键的资料涉及有以下几个方面：

１）.已知污染物或可能存在的污染物的性质

２）.污染物的来源或可能来源

３）.污染程度

４）.健康与安全

2 地质与水文地质资料

前人的现场调查报告可以提供有关地形、岩土体和填埋材料的厚度及分布、含水层的分布、基岩高程、岩性、厚度、区域地质条件、构造特征（例如基岩中的断层）等方面的资料。

3 水文资料

调查内容包括地表水的位置、流动情况、水质、与地下水的联系方式等。

如果可能的话，已有资料还应包括场地水文地质平面图、剖面图及初步的概念模型。

（二）初步现场踏勘

在这一阶段，应完成以下重要的踏勘任务：

（1）检查欲用钻探设备的场地可进入性。观察现场地形及周边环境，以确定是否可进行地质测量以及现场是否可容纳钻孔设备；

（2）对现场的后勤工作进行考察，以确定是否方便清洗钻孔及获得可供钻探使用的清洁水；

（3）对现场的地质条件进行考察，以确定区域地质条件与基岩位置同背景资料是否一致；

（4）观察现场地形、排水情况及植被分布，确定钻井液排放位置；

（5）查明导致污染的化学废物的性质，特别是其活动性及暴露程度；

（6）确定研究区域内监测设备的状况，特别是它们的置放条件、深度及地下水水位；

（7）对现场气候进行研究，以获得降雨量及气温方面的资料。降雨量对于确定地下水、地表水、风力风速、腐蚀程度等十分重要，而污染物在地下水环境中的反应速率、挥发、微生物分解等过程则常常与气温有关。

根据场地的复杂程度和已有资料的情况，在这一阶段的后期，应当可以初步建立起一个场地水文地质概念模型了。

该模型应包括以下要素：

（1）现场邻近地区的地质条件：概念模型应将根据水力学性质来划分不同的地层，并指出不同地层对地下水流动系统的重要性及它们对地下水环境中污染物运移的潜在控制能力。

（2）区域及局部的地下水流动系统与地表水之间的水力联系：概念模型将确定现场周边地区的地下水系统与地表水系统的相互补给、排泄关系及区域地下水流动系统与局部地下水流动系统之间的相互关系。画出地下水流动系统示意图，即使这样一个初步的模型可能随着调查工作的深入，会有很大的修改，在踏勘后建立这样的概念模型有助于从一开始就带着系统的观点整体把握场地的水文地质特征。

（3）确定人类活动对地下水流动及污染物迁移的影响：例如，埋藏管道、地下设施、下水道及与它们相关的粗粒回填土都会为非水相液体及地下水的流动创造条件。现场周围的抽水井也会改变水力梯度及地下水流动系统。

（4）确定污染物迁移途径及优势流的通道：这些通道包括水力梯度很高的地层及岩石与土壤中的裂隙。

（5）确定污染物的性质：在概念模型中加入污染物的性质是非常重要的，这样可以确保污染物的产生与迁移成为现场监测与调查过程的中心。

（6）确定污染物的可能受体，以评价环境影响程度：受体可能包括人、植物、动物及水生生物。

在确定工作计划时，现场污染物的特殊性质也应被考虑进去。这些需考虑的因素包括：

（1）现场勘察方法的适宜性，即应避免使污染进一步恶化；

（2）在进行现场调查时所使用的地球物理技术的适宜性；

（3）污染物与监测孔材料的相容性；

（4）安置钻孔、监测孔与取样技术的适宜性。后文将对合理技术的选择进行讨论。

二、初步野外调查

第二阶段调查的主要目的是：划分并刻画主要的含水层，大体上确定地下水流向，搜集足够的资料以制定一个详细的场地调查计划。

第二阶段调查包括对现场特征的勘察及地下水监测孔的安装。

土壤采样可用于以下目的：

（1）确定土壤是污染的来源还是空气与水中污染物的受体；

（2）确定污染物对人类健康与环境的风险大小；

（3）与背景水平相对照，确定污染物是否存在及其浓度大小；

（4）确定污染物的浓度及其空间与时间分布特征；

（5）确定控制及去除污染物方法的有效性；

（6）确定各特定污染物对动植物的风险水平；

（7）确定污染物的来源、迁移机理及途径、污染物的可能受体；

（8）确定污染物迁移模型的有效性；

（9）确定前人采样程序是否符合有关环境法规和技术规程的要求。

三、详细场地调查

通过场地调查的第三阶段工作，要形成一个仿真度较高的地下水系统概念模型，能够刻画主要含水层并绘制出场地附近地下水流场图，定性评价地下水脆弱性，并识别污染物可能的运移途径。在水文地质条件比较复杂的场地，必须考虑布设更多的监测孔。

（一）钻进方法

1中空螺旋钻进

2实心钻杆螺旋钻进

3 绳索冲击钻进