本文為2013年環境影響評價師考試《環境影響評價技術方法》教材第三章的水環境現狀調查與監測詳細闡述，希望本文能夠幫助您更好的全面學習2013年環境影響評價師考試的重點知識!

六、環境水文地質問題調查

1.地下水污染調查

地下水污染調查是地下水污染研究的基礎和出發點。其主要目的是：①探測 與識別地下污染物•，②測定污染物的濃度;③查明污染物在地下水系統中的運移 特性;④確定地下水的流向和速度，查明主徑流向及控制污染物運移的因素，定量描述控制地下水流動和污染物運移的水文地質參數。場地調查獲得的水文地質信 息對水文地球化學調查、數值模擬和治理技術至關重要。 丨

(1)初步場地勘察及初始評估。

這一階段包括已有資料的搜集整理和現場踏勘。該階段的目的是：

♦描述場地的基本地質特征及對已搜集整理資料信息進行驗證;

♦搜集當地的水文資料，包括降雨和地表排水;

♦搜集有關污染源和污染特性的資料;

♦初步確定地下水系統概念模型;

①搜集前人資料。

a)污染現場歷史資料。

有關過去及現在土地使用情況的資料可以指示在污染現場的地下水環境中可能 存在哪些污染物。

在第一階段調查中最關鍵的資料涉及以下幾個方面。

al.已知污染物或可能存在的污染物的性質。

對可能存在的污染物的物理化學性質及其賦存與接觸特性進行鑒定非常重要。 另外，有關土壤、空氣、水等污染遷移介質的環境管理標準也是必需的資料。

a2.污染物的來源或可能來源。

廢物處置活動是污染物的來源之一。此外，用火車或卡車運輸大批化學物質或 石油產品時常常發生不可控制的溢出問題(如石化煉油廠的油品裝卸區)，這會對 地表環境造成嚴重的積累性污染。雖然某些由廢物處置活動及處置設備造成的污染 可被很容易地發現，但其他的可能的污染來源就只可能從報告中尋找證據了，如對 污染物或污泥的不正確處置，對廢舊化學用品的不適當處置等。

a3.污染程度。

已知或不明污染物的污染程度由下列因素決定：地下水環境中污染物的含量、 物理化學性質、賦存狀態及地下水系統的特征。

b) 地質與水文地質資料。

前人的現場調查報告可以提供有關地形、巖土體和填埋材料的厚度及分布、含 水層的分布、基巖高程、巖性、厚度、區域地質條件、構造特征(例如基巖中的斷層)等方面的資料。土壤類型對于推測地層的水文地質性質，如水力傳導系數等也 是很有用的。航空圖片可以為評價地質條件及地表排水特征提供重要信息，取水井 的地質柱狀圖則有助于對水井附近的地質情況進行解釋。

任何污染現場的水文地質條件都對地下水和污染物在地下的運移起著極其重要 的作用。在第一階段調查中，應以搜集與總結有關地質情況的資料為出發點。污染物的排泄區、地下水位、地下水大致流向及地表排水方式均為這一階段應了解的。

c) 水文資料。

調查內容包括地表水的位置、流動情況、水質以及與地下水的水力聯系方式等。 有關地表水來源及流向的資料大多可由地形圖中獲得，更詳細的情況則可在專門的水資源報告中找到。

如果可能的話，已有資料還應包括場地水文地質平面圖、剖面圖及初步的概念 模型。

②初步現場踏勘。在資料搜集完成以后，必須進行初步現場踏勘，以證實從 資料分析中得出的結論。需攜帶以下物件：所有相關的平面圖、剖面圖及航空圖件;用于近地表勘察的鐵鏟及手工鉆;用于釆集地表水或泉水的釆樣瓶。在這一階段， 應完成以下重要的踏勘任務：

a) 檢查欲用鉆探設備的場地可進入性。觀察現場地形及周邊環境，以確定是 否可進行地質測量以及現場是否可容納鉆孔設備;

b) 對現場的后勤工作進行考察，以確定是否方便清洗鉆孔及獲得可供鉆探使

用的清潔水;

C)對現場的地質條件進行考察，以確定區域地質條件與基巖位置同背景資料是否一致;

d) 觀察現場地形、排水情況及植被分布，確定鉆井液排放位置;

e) 查明導致污染的化學廢物的性質，特別是其活動性及暴露程度;

f) 確定研究區域內監測設備的狀況，特別是它們的置放條件、深度及地下水 水位;

g) 對現場氣候進行研究，以獲得降雨量及氣溫方面的資料。

調查已有資料沒有記錄的場地周圍近期變化情況(如新建筑)?？梢酝ㄟ^分析 不同時期的不同航空圖片，來了解土地利用的歷史變化情況。

根據場地的復雜程度和已有資料的情況，初步建立起一個場地水文地質概念模 型。該模型應包括以下要素：

a) 現場鄰近地區的地質條件概念模型。應根據水力學性質來劃分不同的地層， 并指出不同地層對地下水流動系統的重要性及它們對地下水環境中污染物運移的潛在控制能力。

b) 區域及局部的地下水流動系統與地表水之間的水力聯系。概念模型將確定 現場周邊地區的地下水系統與地表水系統的相互補給、排泄關系及區域地下水流動系統與局部地下水流動系統之間的相互關系。畫出地下水流動系統示意圖，即使這 樣一個初步的模型可能隨著調查工作的深入，會有很大的修改，在踏勘后建立這樣 的概念模型有助于從一開始就帶著系統的觀點整體把握場地的水文地質特征。

c) 確定人類活動對地下水流動及污染物運移的影響。例如，埋藏管道、地下 設施、下水道及與它們相關的粗?；靥钔炼紩榉撬嘁后w及地下水的流動創造條件。現場周圍的抽水井也會改變水力梯度及地下水流場。

d) 確定污染物運移途徑及優勢流的通道。這些通道包括水力梯度很高的地層 及巖石與土壤中的裂隙。

e) 確定污染物的性質。在概念模型中加入污染物的性質是非常重要的，這樣 可以確保污染物的產生與遷移成為現場監測與調查過程的中心。

f) 確定污染物的可能受體，以評價環境影響程度受體可能包括人、植物、動 物及水生生物。

在第一階段調查中，整理和評價己有的背景資料并進行野外考察是非常必要 的。工作計劃應考慮現場的特殊物理特征。例如，低滲透性巖層將使較深處的含水層免受附近地表污染物的影響，但鉆探技術使用不當可能會破壞這些條件，使污染 進一步擴大至深部。在一定的地質環境中，某些勘察技術將會比另外一些更為適用， 地質條件對勘察方法的選擇起著極其重要的作用。

在確定工作計劃時，現場污染物的特殊性質也應被考慮進去。這些需考慮的因

素包括：

a) 現場勘察方法的適宜性，即應避免使污染進一步惡化;

b) 在進行現場調查時所使用的地球物理技術的適宜性;

c) 污染物與監測孔材料的相容性;

d) 安置鉆孔、監測孔與取樣技術的適宜性。

(2)野外調查與監測。

第二階段調查的主要目的是：劃分并刻畫主要的含水層，確定地下水流向，形 成一個仿真度較高的地下水系統概念模型，能夠刻畫主要含水層并繪制出場地附近地下水流場圖，定性評價地下水脆弱性，并識別污染物可能的運移途徑。

第二階段調查包括對現場特征的勘察及地下水監測孔的安裝。在搜集有關現場 特征的資料時可釆用許多不同的勘察技術。實際的現場調查包括直接方法和間接方法。直接方法包括鉆探、土壤釆樣、土工試驗等，間接方法則包括航片、衛片、探 地雷達、電法等。調查者應該有機地結合直接方法與間接方法，以有效地獲得全面 的現場特征方面的資料。 ’

①野外調查。

在污染現場進行土壤釆樣的目的是為了確定有害物質的濃度是否達到了足以影 響環境和人類健康的水平。具體來說，土壤釆樣可用于以下目的：確定土壤是否受到污染;與背景水平相對照，確定污染物是否存在及其濃度大小;確定污染物的濃 度及其空間分布特征。

土壤大多復雜、易變，這就需要在調查時綜合釆用多種釆樣方法和監測手段。 在研究污染土壤的性質時，野外與室內實驗都是必要的。野外實驗可提供有關土壤性質、地下水流動條件、污染物遷移等方面的資料。對于那些較缺乏有關地下詳細 信息的研究場地，可考慮使用地表物探技術來獲取場地的一些地層信息。這些調查 結果和已有的地質資料一起使用，有助于確定地層巖性。這些巖性特征在鉆井過程中可進一步被檢驗，也有助于確定鉆井測試深度。通過這些鉆井測試可確定基巖或 低滲透性沉積物這類含水層邊界的位置。同樣，使用地表物探可探測被掩埋的廢棄 容器(如金屬罐和桶)。這些調查對于確定潛在污染源的位置及指導監測孔的定位， 以避免在鉆井過程中穿破被掩埋的廢棄容器，是十分重要的。

地球物理技術可用來較好地了解地下條件及描述污染的程度。地球物理技術包 括探地雷達(GPR)、電磁法(EM)、電法與地震法等。這些技術的具體原理和應 用詳見下一章。對于任何地球物理技術來說，在某一污染現場的研究中取得成功未 必表明它在其他現場就一定會取得成功。

理解這一點是非常重要的。一個專業人員在接手地球物理勘察項目以前，應了 解每一種地球物理技術所存在的缺陷。

.一旦知道了場地的地質特征，鉆探測試就可以開始了，這些鉆探測試可以用來

對地層進行更為精確地描述。鉆探工作是為了了解場地主要的含水層。描述這些含 水層是評價污染物從污染源遷移的風險和確定潛在的遷移途徑的基礎。要詳細記錄在鉆探過程中揭露的巖層。所選用的鉆探及取樣方法不僅取決于場地條件和設想的 地質情況，也取決于所需樣品的類型和鉆孔的最終使用情況。

第二階段初步鉆探和沉積物取樣需提供以下信息：每組主要地層單元的相對位 置和厚度，每個單元的物理描述，沉積物或巖石類型(地質描述)，礦物組成，粒徑分布，塑性，主要孔隙(裂隙)和滲透性，次要孔隙(裂隙)的跡象，飽水度。

為了搜集這些資料，巖土體的取樣必須在鉆孔中間隔進行。如果對水文地質分 層性了解甚少，就必須至少從一個鉆孔中取一個相對連續的、未擾動的完整巖芯。檢查巖芯樣品之后，就可以確定以后所有的鉆孔中在什么深度段獲取主要含水層的 樣品。

在第二階段所獲取的部分樣品將被用于第三階段的實驗分析。巖芯應及時密 封，保存在相對涼爽的地方，最好在4°C條件下冷藏，以避免暴露大氣后土樣發生 物理化學性質上的變化。除了取巖芯樣之外，應對巖芯進行編錄和地球物理記錄。

在布置鉆孔時應考慮幾個因素。特定的地表過程，如溪流，可對地下水流場造 成局部影響，使對地下水流動模式的解釋產生困難。應使初始鉆孔遠離這些地貌單元。另外，污染源有時與人工的回填堆(比如許多垃圾填埋場)有關，不能把初始 鉆孔布置在這些地方。

鉆孔深淺應根據場地而定，但是一般應到達低滲透性巖層的底部邊界，如果沒有有關地層滲透性信息時，鉆孔應到達基巖。水文地質人員應當判斷鉆孔是否應進 入基巖。這取決于基巖的水力傳導性、埋深以及作為含水層的重要性。如果上伏地 層為很厚的低滲透性物質(比如黏土或冰積物)，就應限制鉆孔深度，以確保深部 的滲透性較大的含水層不因鉆探過程中地表污染物進入鉆孔而受到影響。

如果低滲透性沉積物存在裂隙，一般鉆井應加深，這與沉積物為塊狀或無裂隙 的情況不同。

總體來說，在每個含水層中至少應安裝一個測壓管，如果含水層比較厚(> 15m), 就應考慮使用兩個測壓管。監測并記錄監測孔在安裝后測壓水位恢復情況。在滲透 性較好的沉積物(比如砂和礫石)中，水頭恢復很快;而在低滲透性沉積物中，水頭需數星期甚至數月才能完全恢復達到平衡狀態。

下一步，從水頭完全得到恢復的監測孔中讀取水頭數據，并繪出水位平面圖。然后進行插值，繪制等水頭線圖，從圖中可以得出地下水的流動方向。對于每個滲 透性較好的含水層應分別繪制等水位線圖。同時應注意，為了把監測孔的水頭與監 測網中其他監測孔的水頭聯系起來，必須使用水準儀準確測定每個監測孔的參照點 (如套管頂部)的高程。

②監測孔設計。

監測孔可用來釆集地下水水樣和獲取水位資料。監測孔的各個設計要素必須以 不改變水樣的水質為前提。對場地污染物化學性質與地質構造的了解，在鉆進技術 和成井材料的選擇方面起著主要的作用。

a) 井徑。監測孔的直徑大小一般取決于獲取地下水水樣的設備(提桶、水泵 等)的尺寸。在高滲透性的巖層中，含水層有能力提供大量的地下水。然而，在嚴重缺水區修建監測孔時，如果井的直徑非常大，在低滲透性巖層中大量抽取地下水 將會產生嚴重的問題。此外，當地下水被有害液體廢物污染時，抽取地下水進行 處理需要大口徑孔。因此，從安全和處理費用的角度來看，都應盡量使監測階段抽取的地下水量最小化。出于以上原因，監測孔成井技術規程規定井徑的標準通常為50_。如果監測工作完成后，還需要繼續進行地下水及污染土壤的處理時，可以將大口徑的監測孔用作抽水井，以抽取被污染地下水進行處理。另外，由于大 口徑井具有更高的強度，它們常被用于深井監測或后續的連續監測。

b) 套管與過濾器材料。監測孔成井材料的類型對于所釆集的水樣水質有明顯 的影響。因而成井材料應不吸收或過濾水樣中的化學組分，且不應影響水樣的代表性。

c) 過濾器長度及埋置深度。監測孔過濾器的長度及其在地下的埋置深度取決 于：污染物在飽水帶與包氣帶的性質和監測目的。當對某一用作供水源地的含水層進行監測時，在整個含水巖層的厚度范圍內都應安置過濾器。然而，當需要在 某一具體的深度區間內取樣時，通常釆用多個垂向監測點即定深取樣的方式。當 地下水的飽水帶厚度太大以致利用長過濾器都不足以進行監測時，這項技術也是非常必要的。

特別需引起注意的是，輕質非水相液體，即密度小于水的液體污染物，將會漂 浮在地下水面之上。當對這類漂浮污染物進行監測時，過濾器的長度必須擴展到整個地下水飽水帶，以便這些輕質液體能夠進入監測孔中。過濾器的長度與位置必須 與地下水位及其變化幅度相對應。

③監測孔的位置。

在一個監測過程中，監測孔的位置和該監測過程的目的密切相關。大多數的溶 解性化合物在包氣帶以垂直運動為遷移方式，一旦到達飽水帶以后，就將隨著地下水的流動做水平運動。

圖3-25表示了一種典型的監測孔布置方式。“A”井為背景監測孔，位于現場 中地形足夠高的地方，這用來確保水井周圍土壤中的充填物不會對水力傳導系數造 成任何影響。“B”井則位于現場中可以探測到污染物遷移的地方，該井也用來驗證 污染治理措施的有效性。為了阻止污染物向監測孔套管的垂向遷移，該監測孔必須 小心施工并加以密封。“C”井位于現場下坡度的地方，應盡可能地及時探測地下水 水質的變化情況。“D”井位于現場的兩側。

圖3-25典型監測孔布設

場地的地質條件、水文地質條件、污染物性質及勘察區域的范圍都是確定監測孔的數目及布置方式的因素。當然，場地的地質條件與水文地質條件越復雜，污染 物的運動情況也越復雜。勘察區域的范圍越大，監測孔的數目應越多。

地下水污染調查最終提交的資料至少包括以下部分：說明場地水文地質條件的 剖面圖;每個主要含水層的水位等值線圖;表示地下水側向和垂向流動的剖面圖;所有測定方法得出的水位和物理參數值列表;總結污染物運移的主要途徑;總結可 能影響污染物運移的附加場地條件。

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