陳 舟，趙貴清，王志光，陳 豪，張科正

(1.河海大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 南京 211100；2.中國電建集團(tuán)貴陽勘測設(shè)計研究院有限公司，貴州 貴陽 550081)

巖溶區(qū)某磷石膏堆放場滲漏特征分析

陳 舟1，趙貴清1，王志光2，陳 豪2，張科正1

(1.河海大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 南京 211100；2.中國電建集團(tuán)貴陽勘測設(shè)計研究院有限公司，貴州 貴陽 550081)

磷石膏堆場特別是巖溶區(qū)堆場滲漏對地下水和地表水水質(zhì)影響較大。根據(jù)現(xiàn)場連通試驗、物探及鉆探揭示資料分析，研究區(qū)主要有三種滲漏類型：裂隙型(雙眼井泉)、裂隙-管道型(發(fā)財洞巖溶管道)和管道型(鴨草壩巖溶管道水系統(tǒng))。天然不防滲條件下，庫水通過地表落水洞、溶縫和溶隙等入滲地下水，產(chǎn)生巖溶滲漏。入滲補給獨田地區(qū)的S1號泉、楊花沖地區(qū)的S23號泉、下擺郎地區(qū)的S13、S14號泉。其它泉水受隔水層的阻隔及地下水的補、排條件所限，沒有受到污染。獨田堆場運行后堆場存在滲漏情況，但是，防滲系統(tǒng)運行后滲漏的污染情況較之前有較為明顯的下降。

巖溶區(qū)； 磷石膏堆場； 滲漏； 裂隙-管道

每年全世界有約2.8億噸的磷石膏排放到地球上，我國每年排放超過5 000萬噸磷石膏。磷石膏會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，其中含五氧化二磷、氟及游離酸等有害物質(zhì)，長期堆積會造成附近地表水及地下水的污染。磷石膏堆場對巖溶區(qū)地下水的污染危害更嚴(yán)重，具有快速、污染嚴(yán)重和滲漏量大等特點。在我國，特別是西南巖溶區(qū)磷石膏堆場滲漏屢有發(fā)生[1～4]，如：貴州交椅山的磷石膏堆場發(fā)生了沿斷層帶的管道型滲漏，其主要滲漏因子總磷對烏江產(chǎn)生較大影響[1]；貴州大干溝在1997年發(fā)生了磷石膏廢水的滲漏污染，滲漏通透為管道型和管道裂隙類型，其中總磷、氟離子和硫酸根離子等含量嚴(yán)重超標(biāo)[2]。研究人員對磷石膏堆場滲漏類型和滲漏因子做了大量的分析和預(yù)測工作，并提出了一些污染防治對策[5～6]。鄭文成等針對污染情況提出了一些防治對策[5]。鐘春里[7]通過室內(nèi)外試驗和場地勘察分析，認(rèn)為污染物主要沿管道裂隙的延伸方向擴(kuò)散和遷移，在垂直地下水徑流方向擴(kuò)散不明顯，總磷(TP)在遷移過程中的濃度變化主要與地下水的稀釋有關(guān)，水巖作用中的物理吸附和化學(xué)交換作用居次要地位；宋文燕[8]分析了重慶秀山某渣場巖溶發(fā)育及滲漏特征，并利用數(shù)值法研究了滲漏對地下水的影響。

1 堆場基本情況

研究區(qū)位于福泉市馬場坪鎮(zhèn)東部，分為擺紀(jì)堆場和獨田磷石膏綜合利用堆場(獨田堆場)，由堆場、防洪排水系統(tǒng)、防滲系統(tǒng)、導(dǎo)滲系統(tǒng)、觀測系統(tǒng)、周邊安保系統(tǒng)組成，屬國家三類尾礦庫。磷石膏年產(chǎn)量約為400萬噸，折合庫內(nèi)沉積體積約350萬噸/年。其中，擺紀(jì)堆場位于擺紀(jì)村山谷，960 m標(biāo)高以下屬于山谷型堆場，960 m標(biāo)高以上屬于平地型堆場，最大堆積高度98 m，實際最高堆渣985 m。為了對全庫盆進(jìn)行防滲處理，在940 m標(biāo)高鋪設(shè)了2.0 mm高密度聚乙烯防滲膜。獨田堆場位于擺紀(jì)堆場東北部，是一個三面靠山，一面谷口的山谷堆場，設(shè)計最終標(biāo)高1 030 m，最大堆積高度70 m，由9個初期壩圍建而成，防滲處理的措施為全庫盆鋪設(shè)1.5 mm高密度聚乙烯防滲膜。

擺紀(jì)堆場自投入運行以來發(fā)生過多次淋濾液滲漏污染地下水的情況，綦婭[9]通過連通試驗發(fā)現(xiàn)，在擺紀(jì)堆場運行前擺紀(jì)至周家灣為單一的地下河管道，在堆場運行后，由于堆場磷石膏層的逐步增高和廠區(qū)未進(jìn)行全面防滲處理，導(dǎo)致部分隔水層失效、隱伏落水洞在高酸度(pH=2.0)水作用下引發(fā)新的滲漏途徑，并于1999年在龍泉、發(fā)財洞等區(qū)域發(fā)生滲漏。對比解析法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法對于污染的預(yù)測結(jié)果，發(fā)現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的預(yù)測結(jié)果優(yōu)于傳統(tǒng)的解析法。褚學(xué)偉[10]、彭展翔等[11]通過水質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在2006年，周家灣泉群沒有發(fā)現(xiàn)水質(zhì)超標(biāo)，說明原有滲漏通道已被封堵，S35泉、堆場壩址附近的S47泉以及發(fā)財洞附近的水質(zhì)與磷石膏堆場水質(zhì)相近，說明已產(chǎn)生了新的滲漏途徑，并預(yù)測滲漏點可能出現(xiàn)在初始壩防滲層與無防滲層的結(jié)合地帶，估計滲漏量在12803m/d左右。楊杰[12]以詳細(xì)的污染分析為基礎(chǔ)提出了污染防治對策。

然而，分析可知，擺紀(jì)和獨田的地下河系統(tǒng)比發(fā)財洞地下河系統(tǒng)高程高，且兩者間本來就沒有相對隔水層；當(dāng)堆場建成后，其地下水位因出口被堵而抬升，地下水很可能由上部的通道向發(fā)財洞徑流。因此，獨田渣場建成運行后滲漏特征的需要進(jìn)一步地深入分析。

2 研究區(qū)地質(zhì)概況

研究區(qū)洼地以第四系地層覆蓋為主，基巖局部出露，周圍山體以基巖為主。第四系覆蓋層以殘坡積(Qedl)黏土夾碎石為主，厚0.5～5.7 m?；鶐r主要為法郎組第二段(T2f2)的淺灰色、灰薄層至厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r、致密灰?guī)r夾泥質(zhì)灰?guī)r及少量泥灰?guī)r，厚度184 m，屬三疊系中統(tǒng)；法郎組第一段(T2f1)淺灰、灰、深灰色薄層至中厚層泥質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r、泥巖、瘤狀灰?guī)r夾泥灰?guī)r，厚度76～80 m，詳見圖1。

研究區(qū)位置在馬場坪向斜西翼，為典型的單斜構(gòu)造，產(chǎn)狀為N10°～W20°，NE∠20°～25°。馬場坪向斜軸線走向NNE，核部從研究區(qū)東南側(cè)穿過，出露地層以法郎組(T2f)地層為主，向南翹起，在翹起端部位靠西翼巖層傾向NE，傾角15°～25°；東翼巖層傾向NW，傾角10°～20°。

場地處在向斜軸部偏西翼。與擬建堆場有關(guān)的斷層主要有f5、f6、f7三條。場址中部分布f5斷層，長度約為750 m，寬約為0.2 m，走向N40°W，為壓扭性斷層，影響帶寬約1 m，洼地及落水洞沿斷層周圍局部發(fā)育(圖2)。f6斷層分布于雙眼井沖溝東側(cè)，在場址南部，走向為N85°W，長度約為900 m，寬約0.3 m，為張性斷層，影響帶寬約2 m；雙眼井下降泉出露于斷層西端，枯季流量大約為0.9 L/s。f7分布于花孃田附近，在場址南部，長度約800 m，寬0.1 m，走向為N60°W，傾向SW，傾角85°，為壓扭性斷層，影響帶寬約1 m。

3 巖溶水文地質(zhì)特征

3.1 含水巖組與隔水巖組

根據(jù)各層巖性、巖溶發(fā)育程度、透水性程度劃分含水巖組與隔水巖組如表1。

研究區(qū)共計大小泉點50個，詳見圖1，其中法郎組第一段第二層(T2f1-2)巖溶裂隙水中等含水巖組出露泉水最多，為15個，出露高程較高，一般890～972 m，除鴨草壩沖溝兩較大巖溶泉(S28、S29)流量較大外，該層泉水總體流量不大，多在0.1～1 L/s之間，以裂隙泉及小型巖溶泉為主要泉水類型。其次是青巖組第一段(T2q1)、第三段(T2q3)隔水巖組，前者出露9個，后者7個，流量較不大，大多小于1 L/s，該層泉水類型為裂隙泉；關(guān)嶺組(T2g)強(qiáng)巖溶化含水巖組出露泉水7個，以巖溶泉水為主，豆腐橋河坎處的巖溶泉群(S33、S34)流量最大達(dá)50 L/s。其余各層泉水出露較少，在1～3個之間。

圖1 研究區(qū)水文地質(zhì)平面圖Fig.1 Hydrogeology plan of the study area

圖2 研究區(qū)水文地質(zhì)剖面圖Fig.2 Section of the study area

巖溶層組類別地層代號巖溶特征水文地質(zhì)特征地下水類型透水性劃分強(qiáng)巖溶化巖組T2g、T2q2、T2f2溶洞、落水洞發(fā)育和巖溶管道均較發(fā)育巖溶水裂隙水強(qiáng)透水層中巖溶化巖組Э2-3ls、P2c、T1d、T1a、T2f1-2巖溶裂隙、構(gòu)造裂隙為主,較少小型巖溶形態(tài)發(fā)育在裂隙密集帶、交匯帶內(nèi)中等透水層隔水巖組T2q1、T2q3、T2f1-1緩坡、沖溝和丘陵等地形、地貌裂隙水相對隔水層

注：引自王洪蓮等[9]

3.2 巖溶形態(tài)及發(fā)育特征

針對研究區(qū)的巖溶發(fā)育特征，分別采用了地面調(diào)查、高密電法勘探和鉆孔勘探結(jié)合的方法對堆場巖溶發(fā)育特征進(jìn)行了調(diào)查分析?？芍芯繀^(qū)位于浪壩河與阿里堡河的河間地塊上，處于前節(jié)所述4條巖溶管道水系統(tǒng)的補給區(qū)。研究區(qū)巖溶發(fā)育，以垂直方向發(fā)育為主，以法郎組(T2f)中等至強(qiáng)巖溶地層為主。巖性、地質(zhì)構(gòu)造及地形是影響研究區(qū)巖溶發(fā)育的主要因素，分述如下：

(1)巖性影響巖溶發(fā)育

研究區(qū)分布廣泛的可溶巖，落水洞、巖溶洼地主要分布于法郎組第二段(T2f2)和法郎組第一段(T2f1)上部(即T2f1-3—T2f1-6)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r地層中，下部有法郎組第一段(T2f1)下部(T2f1-1—T2f1-2)泥巖、泥灰?guī)r、瘤狀灰?guī)r相對隔水層限制巖溶地下水垂直運動，巖溶泉在其接觸面上出露較多，如雙眼井地區(qū)的S4、S5號巖溶泉。

(2)構(gòu)造線控制巖溶的發(fā)育方向

研究區(qū)主要構(gòu)造方向為EW、NNE、NE向，巖溶形態(tài)多沿構(gòu)造線發(fā)育分布，主要巖溶洼地、落水洞、巖溶泉及其管道的展布與構(gòu)造線的展布方向密切相關(guān)。

(3)巖溶發(fā)育受地形條件控制

研究區(qū)落水洞、巖溶洼地集中發(fā)育地帶大都位于灰?guī)r地層中，主要特征為沖溝發(fā)育少、地形平緩、地表水排泄不暢，通過地表斷層、裂隙帶滲透，逐漸形成現(xiàn)今的洼地或落水洞?？傮w上，各類巖溶形態(tài)發(fā)育的規(guī)模多較小，如場地范圍內(nèi)溶洞最大者僅2.8 m，且分布較零散。

3.3 主要巖溶管道水系統(tǒng)及含水系統(tǒng)

研究區(qū)含水巖組與隔水巖組相間分布，巖溶管道裂隙水排泄基準(zhǔn)面由西側(cè)深切的魚梁河與北(北東)側(cè)深切的浪壩河構(gòu)成。根據(jù)此特點，可將研究區(qū)巖溶水文地質(zhì)單元分為三個單元：獨田巖溶水文地質(zhì)單元、龍井巖溶水文地質(zhì)單元和擺紀(jì)豆腐橋巖溶水文地質(zhì)單元(圖1)。

(1)擺郎發(fā)財洞巖溶管道水系統(tǒng)

屬獨田巖溶水文地質(zhì)單元，發(fā)源于上擺郎，屬于地下暗河，基本沿法郎組第一段第二層(T2f1-2)灰?guī)r地層走向發(fā)育，至S19號泉水點(發(fā)財洞)排泄于浪壩河內(nèi)，全長3.5 km，埋深在50～100 m之間，出口高程為740 m，出口處枯季地下水流量約為40 L/s。

(2)老落凼巖溶管道水系統(tǒng)

屬獨田巖溶水文地質(zhì)單元，屬于地下暗河，基本沿馬場坪向斜軸部附近發(fā)育，最終補給S21、S22號泉水，于浪壩河河坎排泄至浪壩河內(nèi)。全長約為2 km，埋深20～80 m，出口高程為765 m，雨季地下水總流量在出口處約為45 L/s。

(3)鴨草壩巖溶管道水系統(tǒng)

屬獨田巖溶水文地質(zhì)單元，屬于具有管道結(jié)構(gòu)的巖溶泉，發(fā)源于獨田洼地處，位于法郎組第一段第二層(T2f1-2)的灰?guī)r地層內(nèi)，基本沿該地層走向發(fā)育，至鴨草壩電站S29號泉水點處排泄至浪壩河內(nèi)。全長約2.4 km，埋深在30～100 m之間，出口高程785 m，出口處枯季地下水流量4.75 L/s。

(4)擺紀(jì)豆腐橋巖溶管道水系統(tǒng)

語關(guān)新故禁銷宜，平地吹毛賴護(hù)持。辨雪仍登天祿閣，三家詩草一家詞。（自注：丁未春，大宗伯某掎摭王漁洋、朱竹垞、查他山三家詩及吳園次長短句內(nèi)語疵，奏請毀禁。事下機(jī)庭集議，時余甫內(nèi)直，惟請將《曝書亭集·壽李清》七言古詩一首，事在禁前，照例抽毀。其漁洋《秋柳》七律、他山《宮中草》絕句及園次詞，語意均無違礙，當(dāng)路頗韙其議。奏上，報可。）[3]204

屬擺紀(jì)豆腐橋巖溶水文地質(zhì)單元，屬于具有管道結(jié)構(gòu)的巖溶泉，在大路坪以上位于青巖組第二段(T2q2)灰?guī)r地層中，過大路坪以后穿過相變線進(jìn)入關(guān)嶺組(T2g)灰?guī)r地層中，管道長約5.4 km，埋深在50～120 m之間，出口為S33、S34泉群，出口高程780 m，出口處枯季地下水流量75 L/s。

3.4 水文地質(zhì)條件

研究區(qū)位于獨田巖溶水文地質(zhì)單元內(nèi)，受雙眼井巖溶裂隙含水系統(tǒng)、老落凼巖溶管道水系統(tǒng)和鴨草壩巖溶管道水系統(tǒng)管道水系統(tǒng)影響。

鴨草壩巖溶管道水系統(tǒng)處于研究區(qū)的北側(cè)，研究區(qū)地處其補給區(qū)，涉及補給區(qū)面積僅0.02 km2，為S3號泉的補給范圍，地下水流向由S向N，排向S3號泉后，再由獨田洼地K4落水洞(場地以外)潛入地下，進(jìn)入鴨草壩巖溶管道水系統(tǒng)的主要滲流通道。S3號泉為季節(jié)泉，汛期平均流量約0.1 L/s。

研究區(qū)部分位于老落凼巖溶管道水系統(tǒng)的補給區(qū)，該范圍內(nèi)發(fā)育有巖溶洼地1個(W13)，并零星分布有落水洞7個。其地下水流向NE，排向S22號泉。該區(qū)地表沒有常年性流水，并且地表積水面積相對有限，很少出現(xiàn)雨季積水情況，處分水嶺地帶，W13洼地也沒有積水現(xiàn)象，排泄條件總體上較好。W13地勢低洼，地下水埋深為5.6～9.2 m，斜坡地帶及分水嶺地帶的地下水埋深多大于20 m。

部分研究區(qū)位于雙眼井S4、S5號泉的西邊，在麻田洼地一帶，為雙眼井巖溶裂隙含水系統(tǒng)的一部分，該范圍內(nèi)發(fā)育有巖溶洼地W3、W2、W1及K3、K2、K1、K21、K22等落水洞，地下水流向為由北向南排，最后通過雙眼井的S4號泉排出。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查訪問W3、W2、W1洼地多年來在雨季也未見有明顯的積水現(xiàn)象，總體上排泄條件較好。濕排堆場一區(qū)所處的麻田等巖溶洼地低洼地帶，鉆孔揭露地下水埋深(汛末枯初)多在3 m以上，兩側(cè)斜坡地帶及1#初期壩一帶地下水埋深均在20 m以上。

位于雙眼井S4、S5號泉位置以西的花孃田一帶的部分研究區(qū)，屬于相對獨立的雙眼井巖溶裂隙含水系統(tǒng)，該范圍內(nèi)發(fā)育K16落水洞及導(dǎo)水性斷層f6，地下水流向總體由東向西流，最終于雙眼井的S5號泉排出。綜合利用裝置區(qū)所處的花孃田低洼地帶，鉆孔揭露地下水埋深(汛末枯初)多在3 m以上，兩邊斜坡地帶地下水埋深較深，在20 m以上。

雙眼井巖溶裂隙含水系統(tǒng)在獨田巖溶水文地質(zhì)單元中的老落凼、鴨草壩及發(fā)財洞等巖溶管道水系統(tǒng)的分水嶺地帶，除雙眼井巖溶裂隙含水系統(tǒng)，含水系統(tǒng)地下水總體流向為N、NE、E，排入上述巖溶管道水系統(tǒng)中；麻田及花孃田一帶的地下水自成體系，在特定范圍排向雙眼井S4、S5號泉。通過分析水文地質(zhì)剖面，得到其東側(cè)的安甲坪地區(qū)，地下分水嶺高程約為955 m，僅高于雙眼井S4、S5號泉的出口約10 m。S4、S5號泉域范圍內(nèi)的地下水在汛期暴雨條件下，甚至可能發(fā)生高于地下水分水嶺的情況，從而補給發(fā)財洞巖溶管道水。

此外，由文獻(xiàn)[10]和現(xiàn)場調(diào)查可知發(fā)財洞的流量由2004前年的6 L/s增至 2008年40 L/s，在2013年獨田堆場投入運行后增至約138 L/s，由此可以推測，研究區(qū)是一個大的地下水系統(tǒng)，各泉域子系統(tǒng)均只是相對獨立；當(dāng)水位低于局域分水嶺時，各泉和地下河相對獨立排泄，但當(dāng)水位抬升超過局域分水嶺時相鄰系統(tǒng)會產(chǎn)生水力聯(lián)系，成為一個大的系統(tǒng)。堆場在投入使用后，由于下部封堵，其地下水位抬升，地下水很可能由上部的通道向發(fā)財洞徑流。

4 磷石膏堆場滲漏特征分析

4.1 滲漏通道分析

研究區(qū)處于獨田巖溶水文地質(zhì)單元的分水嶺地區(qū)(圖1)，北東側(cè)、北側(cè)涉及老落凼巖溶管道水及鴨草壩巖溶管道水的補給區(qū)，場區(qū)大部分屬雙眼井巖溶裂隙含水系統(tǒng)，根據(jù)節(jié)理裂隙統(tǒng)計分析，場區(qū)主要發(fā)育三組裂隙。三組裂隙分別為：NE，發(fā)財洞方向；N，周家灣泉群方向；NW，S35泉群方向(圖3)。

圖3 裂隙走向玫瑰花圖Fig.3 Rose diagram of fracture direction

根據(jù)高密度電法測試結(jié)果，有38處裂隙推斷為溶蝕破碎區(qū)，有3處推斷為斷層破碎帶，有7處推斷為溶槽，有25處推斷為風(fēng)化溶蝕區(qū)及覆蓋層。在溶蝕破碎區(qū)中，推測可能為隱伏溶洞的有13處，集中在5～25 m埋藏深度范圍內(nèi)，埋藏深度大于10 m的有5處，有8處溶洞埋藏深度介于5～10 m之間；發(fā)育高程為931～979 m，主要發(fā)育在法郎組第二段第二層(T2f2-2)和法郎組第二段第四層(T2f2-4)的泥質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r地層中。鉆孔揭露得出的結(jié)果與高密度電法一致結(jié)論。

研究區(qū)由西至東，庫盆地層巖性的巖溶化程度依次變強(qiáng)，庫盆大部分基巖為中等巖溶化或強(qiáng)巖溶化的碳酸鹽巖，且發(fā)育有麻田巖溶洼地、老落凼等巖溶洼地，局部地段尚發(fā)育有落水洞，天然狀態(tài)下，將沿落水洞、溶縫等發(fā)生滲漏。一般情況下，滲漏方向主要發(fā)生在南側(cè)的雙眼井、北側(cè)的獨田洼地及北東側(cè)的老落凼巖溶管道水一帶。

由于研究區(qū)包括了雙眼井裂隙含水系統(tǒng)的多數(shù)地區(qū)，所以當(dāng)庫盆產(chǎn)生滲漏時，麻田等處的落水洞將入滲補給庫區(qū)的地下水，經(jīng)由雙眼井地區(qū)附近的S4、S5號泉排出。

研究區(qū)的北側(cè)獨田地區(qū)，包括S3號泉的補給區(qū)，滲漏可能直接排向S3號泉(高程964 m)，并由K4落水洞入滲補給鴨草壩地區(qū)的巖溶管道，經(jīng)鴨草壩一帶的S28、S29號(高程785 m)泉排出。

此外，研究區(qū)部分處于老落凼巖溶管道水的補給區(qū)，地表發(fā)育有老落凼巖溶洼地(W13)及K5、K10等落水洞；在天然情況下，老落凼巖溶管道水系統(tǒng)將通過上述落水洞及溶隙獲得入滲補給，通過位于北側(cè)浪壩河右岸的S21、S22、S23號(高程761 m)泉水排出。另外，庫盆區(qū)在滲漏條件下，如果短時間內(nèi)產(chǎn)生的滲漏量過大，可能導(dǎo)致雙眼井東側(cè)地區(qū)的瞬時地下水位高于低矮的地下分水嶺，污染水將越過分水嶺流向下擺郎以東的S16、S17號(高程895 m)泉水，最后排至發(fā)財洞地區(qū)的S19號(高程740 m)泉水。

因此，在天然不防滲情況下，庫水將通過落水洞、溶縫和溶隙等入滲地下水，并最終主要排向S3、S4、S5、S16、S17、S19、S20、S21、S22、S28、S9號泉，發(fā)生巖溶滲漏。另外，天然不防滲條件下，獨田地區(qū)的S1號泉(高程972 m)、楊花沖地區(qū)的S23號泉、下擺郎地區(qū)的S13、S14號泉可能通過表層裂隙帶或溶隙帶獲得入滲補給。由于受隔水層的阻隔及地下水本身的補、排條件所限，其余泉水不會受到污染。

因庫盆中的渣體為磷石膏，其含有害、有毒物質(zhì)，庫盆發(fā)生巖溶滲漏后，地下水首先受到污染，然后地下水的排泄基準(zhǔn)面受到污染(浪壩河鴨草壩至毛粟坪河河段)。因此，必須進(jìn)行全庫盆防滲，防止渣液漿體通過落水洞、溶縫和溶隙發(fā)生巖溶滲漏，污染地表水體及地下水。如前節(jié)所述，庫盆鋪設(shè)1.5 mm高密度聚乙烯防滲膜進(jìn)行防滲處理，正常情況下對地下水體污染較小。

4.2 滲漏特征及污染分析

由前節(jié)可知，研究區(qū)的滲漏類型為裂隙型、裂隙-管道型和管道型三種。

據(jù)文獻(xiàn)[10]，擺紀(jì)堆場建成后，對相應(yīng)的滲漏區(qū)進(jìn)行了防滲處理措施，取得了一定的防滲效果。但是據(jù)2006年3月的泉水質(zhì)調(diào)查結(jié)果(表2)，原有的周家灣地區(qū)S31泉群沒有產(chǎn)生水質(zhì)超標(biāo)情況，在S35泉群及發(fā)財洞附近水質(zhì)較差，與磷石膏堆場水質(zhì)狀況相近，說明原有滲漏通道封堵后，隨著堆場磷石膏層的逐步增高導(dǎo)致部分隔水層失效，進(jìn)而產(chǎn)生了新的滲漏點。

表2 場地周圍水質(zhì)化驗結(jié)果(2006.3.10)

為分析獨田堆場運行后的滲漏情況與滲漏對地表水體(浪壩河)的影響，本文收集了2015年浪壩河鴨草壩段(鴨草壩泉群出水段)和羊昌河段(發(fā)財洞河段)地表水體總磷的水質(zhì)數(shù)據(jù)(圖4)，并在2016年6月監(jiān)測了發(fā)財洞地下水的出水水質(zhì)(表3)。

表3 發(fā)財洞巖溶系統(tǒng)水質(zhì)主要參數(shù)濃度統(tǒng)計(2016年6月)

注：除pH為無量綱，其他指標(biāo)單位為mg/L

圖4 2015年鴨草壩及羊昌河地表水體總磷監(jiān)測數(shù)據(jù)Fig.4 Monitoring data of total phosphorus in surface water of Yacao dam and Yang Changhe river in 2015

比較可知，堆場運行后鴨草壩泉群河段和發(fā)財洞河段的地表水中總磷均有超標(biāo)，說明堆場存在滲漏情況，滲漏通道分別為鴨草壩巖溶管道水系統(tǒng)和發(fā)財洞巖溶管道系統(tǒng)。但是，比較2016年和2006年發(fā)財洞的水質(zhì)可知，防滲系統(tǒng)運行后滲漏的污染情況較之前有較為明顯的下降。

5 結(jié)論及建議

根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)測繪及巖溶水文地質(zhì)分析、連通試驗論證、物探及鉆探揭示資料，綜合分析可知，本區(qū)的天然滲漏通道主要是溶縫、地下河管道等。但本區(qū)巖溶發(fā)育有其特殊性：受多期次巖溶作用影響，一個大的水系統(tǒng)里面發(fā)育多個小型相對獨立的水系統(tǒng)，當(dāng)水動力條件發(fā)生改變后，相對獨立的系統(tǒng)會再次聯(lián)通構(gòu)成一個整體。

在天然不防滲情況下，堆場產(chǎn)生的廢水將通過地表落水洞、溶縫和溶隙等入滲地下水，并最終發(fā)生巖溶滲漏，主要排向S3、S4、S5、S16、S17、S19、S20、S21、S22、S28、S9號泉。另外，天然不防滲情況下，泉水可能通過表層裂隙帶或溶隙帶，入滲補給獨田一帶地區(qū)的S1號泉、楊花沖地區(qū)的S23號泉、下擺郎地區(qū)的S13、S14號泉。其余泉水受隔水層的阻隔作用及地下水本身的補、排條件所限，有較小的可能性受到污染。

裂隙型(雙眼井泉)、裂隙-管道型(發(fā)財洞巖溶管道)和管道型(鴨草壩和老落凼巖溶管道水系統(tǒng))為研究區(qū)的主要滲漏類型。

獨田堆場運行后發(fā)生滲漏現(xiàn)象，鴨草壩巖溶管道水系統(tǒng)和發(fā)財洞巖溶管道系統(tǒng)為主要滲漏通道。本工程的防滲不僅僅是堵漏，更需要控制地下水位不超過最低的地下水分水嶺，以免各子系統(tǒng)間發(fā)生聯(lián)通的情況。

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Leakage characteristics of a phosphorus gypsum storage site in karst area

CHEN zhou1, ZHAO Guiqing1, WANG Zhiguang2, CHEN Hao2, ZHANG Kezheng1

(1.SchoolofEarthScienceandengineering，HohaiUniversity,Nanjing,Jiangsu211100，China；2.GuiyangEngineeringCorporationLimited，Guiyang，Guizhou550081，China)

Leakage of phosphorus gypsum storage site especially in karst area has a great effect on groundwater and surface water quality. The methods of connective experiment, geophysical prospecting and drilling are integrated to give a comprehensive study. The main leakage types of the study area are fracture type (Shuangyanjing spring), fracture-channel type (Facaidong karst channel) and channel type (Yacaoba karst channel). Without the impermeable seepage-proofing, leakage to the groundwater will happen through aven doline, dissolved fracture and solution crack. The leakage will transport to S1, S23, S13 and S14 springs. Other springs will not be contaminated for the exitsing of aquitard layer. The leakage exists after the run of the storage site but the pollution of groundwater declined obviously after the run of seepage control system.

karst area；phosphorus gypsum storage site; leakage；fracture-channel

10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.2017.02.22

2016-10-08;

2017-01-08

國家自然科學(xué)基金項目(41402197)；江蘇省自然科學(xué)基金(BK20130830)；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金優(yōu)秀青年教師基金(26120132013B02914)

陳舟(1983-)，男，講師，研究方向為裂隙介質(zhì)滲流及污染控制。E-mail：chenzhoucly@hhu.edu.cn

P641

A

1000-3665(2017)02-0144-07