江苏滨海平原某化工园区地下水环境特征调查与分析

江苏滨海平原某化工园区地下水环境特征调查与分析

作者：赵洁，周俊，姚珺，宋文玲

来源：《江苏科技信息》 2018年第34期

0 引言

随着我国社会经济的快速发展，地下水环境正遭受因大规模开发建设活动及工、农业生产污染引起的一系列负面影响。江苏省化工园区数量多、规模大，根据全省化工行业相关环境管理要求，部分化工企业将逐步搬迁、转移到苏北及沿海的化工园区。然而，化工企业在生产过程中往往会产生大量成分复杂、毒性较高的环境污染物，废水、废渣等均可能对区域地下水环境造成污染影响。因此，对化工园区及周边一定区域内的地下水环境特征进行调查与分析，为园区下阶段的地下水环境影响评价与管理提供了基础资料。

1 工程地质条件

1.1 研究区概况

该化工园区位于江苏省滨海平原区的海涂围垦地上，距县城约35 km，总体规划面积为12.67 km2，产业定位包括基础化工、精细化工、农药化工、生物化工、高新技术化工等先进制造业，兼顾印染等关联产业。根据区域水文地质条件，结合该化工园区周边地形地貌及水系分布，确定地下水调查和研究范围以海岸线及当地主要河流为界，构成了一个相对完整或边界可控的相对独立水文地质单元，研究区范围约67 km2。

研究区原为一海湾后被堆积成陆地，成陆年代小于400年。地貌主要为全新世形成的海积平原，区内地势低平，河流池塘交错密布。地表岩性为淤泥质亚黏土、亚黏土，并夹粉砂透镜体。

1.2 地基土特征

研究区前第四纪地层覆盖较为完整，开始揭露于上第三系，最深揭露于泥盆系下统，无地层缺失，如表1所示。在区域构造位置上，本项目所处位置位于扬子陆块下扬子地块东段。

2 水文地质条件

2.1 地下水类型

研究区地下水类型主要为松散岩类孔隙水，具有分布广、层次多、水量丰富、水质复杂等特征，矿化度大于1.5 g/L，属于无供水意义的含水层。区内松散岩类含水层垂向分布呈多层状展布，各自组成独立含水层组，但从区域网络来看，此间又相互沟通，层组间存在水平方向和垂直方向上的水力联系，呈立体网络，形成本区地下水赋存空间，组成本区地下水系统。

2.2 含水层特征

2.2.1 含水层分类

根据松散岩类各含水砂层的时代、沉积环境、埋藏分布、水化学特征及彼此间水力联系，将本区400 m 以内含水砂层自上而下依次划分为潜水含水层和第Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ 4个承压含水

层（组），其地层时代分别相当于全新统（Q4），上更新统（Q3）、中更新统（Q2）、下更新

统（Q1）及上新统（N2）。

2.2.2 含水层渗透性

研究区地层的渗透性调查主要采用现场抽水试验和室内渗透试验方法确定。现场抽水试验

在潜水含水层和承压含水层各进行一次，潜水含水层抽水试验按完整井设计，包括1个抽水孔

和1个水位观测孔，进行稳定流试验；承压含水层抽水试验按非完整井设计，包括1个抽水孔

和1个水位观测孔，进行稳定流试验。现场抽水试验和室内渗透试验的成果如表2所示。

根据钻孔资料，研究区内潜水和承压水（第Ⅰ承压水）之间分布的粉质黏土层，厚度大于

10 m，渗透系数约5×10-7 cm/s，是良好的隔水层。在进行第Ⅰ承压含水层抽水试验时，同时

对临近的几个潜水井进行水位观测，未发现潜水井水位的明显变化，说明两含水层间水力联系

微弱。因此，拟建项目对研究区地下水的影响主要是对潜水含水层可能产生的影响。为调查表

层土（非饱和带）的渗透性，在填埋场附近进行了两组渗水试验。表层为粉质黏土，入渗过程

非常缓慢，根据试验观测数据，采用达西定律计算得到表层土饱和渗透系数在10-7 cm/s量级。

2.3 地下水补径排条件

研究区潜水主要接受大气降水入渗补给和季节性接受地表水补给，以蒸发或向深层越流为

主要排泄方式。地下水径流方向复杂，和地势、河流等密切相关。

第Ⅰ、第Ⅱ承压含水层顶部亚黏土层在局部地段缺失，和潜水发生一定水力联系。因此，

在顶板缺失地段可接受大气降入入渗补给，在其他地段接受潜水含水层越流补给。天然状态下，该含水系统补给区主要在西部上游地区，由大气降水和长江水渗透自西向北东海域方向缓慢径

流［1］。第Ⅰ、第Ⅱ承压含水层底板黏土层分布均匀稳定，在深层地下水位埋深较大区域向深层承压越流排泄，在启东和如东西南局部地段形成小的水位漏斗，水位漏斗附近地下水由漏斗

周围向中心径流。

第Ⅲ、第Ⅳ承压含水层为区内地下水主采层，人工开采是其主要排泄方式。天然状态下径

流缓慢，但随着地下水的持续开采，第Ⅲ承压层在如东西南部、启动市区已形成水位降落漏斗，地下水径流由水位降落漏斗周围向中心径流，接受侧向径流补给及上部含水层的越流补给。

2.4 地下水流场调查

研究区潜水地下水水位调查时间为2016年10月和2017年9月两次，水位调查点主要为场区内的潜水浅井（未揭穿潜水底板）。调查发现，总体上两期实测地下水流场基本一致，均由

西南流向东北，地下水逐渐排向大海，地下水流场也显示出地下水与地表河存在一定的补排关系。

3 地下水环境质量

3.1 地下水质量调查

研究区地下水质量调查共布设8个点位，调查时间为2016年3月和10月，调查指标参考《环境影响评价技术导则地下水环境》（HJ 610—2016），评价标准参考《地下水质量标准》（GB/T 14848—2017）和《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002），两次地下水水质评价结果如表3和表4所示。总体上，研究区的水质基本满足III 类标准，由于潜水含水层受海侵影响，Na+和Cl-浓度较高，潜水氨氮浓度偏高（III 类标准），部分点位的锰浓度、砷浓度偏高（III 类标准），其他重金属元素浓度均满足II 类标准。

3.2 包气带现状调查

3.2.1 包气带防护性能调查

污染物从地表进入浅层地下水通常都经过包气带，包气带的防污性能好坏直接影响地下水的污染类型和程度。垂向渗透系数是评价包气带防污性能的重要参数，现场渗水试验是获得表层包气带垂向渗透系数的重要手段［2］。

最常用的渗水试验方法包括试坑法、单环法和双环法。为排除侧向渗透的影响，提高实验结果的精度，本次调查选用双环法。根据研究区的包气带双环试验结果，可得出区域包气带的垂向渗透系数值为4.66×10-5 cm/s，包气带的垂向渗透系数较小。

3.2.2 包气带污染现状调查

研究区内及周边共布设了6个包气带现状监测点，监测因子包括：pH、高锰酸盐指数、石油类、总磷、甲苯、苯酚、硝基苯、苯胺类、甲醇。包气带现状监测结果如表5所示。

4 结语

地下水环境污染往往具有影响范围广、治理难度大、修复时间长等特征。地下水环境监测和评价是管理和保护好地下水资源的前提［3］，通过采用多种水文地质勘察方法，查明研究区的地下水环境特征，对正确评价该区域后期新引入建设项目的运行对地下水环境的影响具有一定现实意义。