李 辰

（安徽國(guó)禎環(huán)境修復(fù)股份有限公司，安徽 合肥 230088）

關(guān)鍵字：水文地質(zhì)；污染地塊；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；環(huán)境參數(shù)

1 前言

根據(jù)《建設(shè)用地土壤環(huán)境調(diào)查評(píng)估技術(shù)指南》的規(guī)定，在對(duì)污染地塊進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查階段，要開(kāi)展地塊的水文地質(zhì)調(diào)查工作，這是因?yàn)樗牡刭|(zhì)條件關(guān)系到污染物在土壤和地下水中的遷移、轉(zhuǎn)化和分布。需要調(diào)查的內(nèi)容包括：地塊土層結(jié)構(gòu)及分布、地下水位、地下水垂向水力梯度、地下水水平流速及流向等。而土壤的具體理化性質(zhì)是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的重要參數(shù)。需要調(diào)查的內(nèi)容包括：土壤有機(jī)質(zhì)含量、容重、含水率、土壤孔隙率、滲透系數(shù)等[1]?；谝陨弦?，本文詳細(xì)說(shuō)明了水文地質(zhì)調(diào)查工作的開(kāi)展情況，并以獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)作為支撐，以此為后期的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作提供材料基礎(chǔ)。

2 項(xiàng)目概況

該廠于1993年注冊(cè)，以農(nóng)藥生產(chǎn)為主業(yè)，廠區(qū)位于北方黃河流域沖積平原，廠區(qū)劃分為北廠區(qū)和南廠區(qū)。根據(jù)后期風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的要求，本次勘察范圍為原北廠區(qū)，主要工作內(nèi)容包括：

（1）現(xiàn)場(chǎng)工作：完成土壤監(jiān)測(cè)點(diǎn)的鉆探工作，協(xié)助采集土壤樣品；設(shè)置地下水監(jiān)測(cè)井，測(cè)量地下水水位，協(xié)助采集地下水樣品，利用監(jiān)測(cè)井開(kāi)展提水試驗(yàn)。

（2）室內(nèi)工作：開(kāi)展室內(nèi)土工試驗(yàn)，提供主要土層的滲透系數(shù)和常規(guī)物理性質(zhì)參數(shù)；分析場(chǎng)地地層分布條件和地下水分布條件，包括含水層的分布及巖性特征、地下水水位、地下水類型和流場(chǎng)特征等。

3 完成工作量

3.1 現(xiàn)場(chǎng)工作量

本次現(xiàn)場(chǎng)工作完成的工作量如下：

（1）量測(cè)定點(diǎn)。完成了37個(gè)土壤監(jiān)測(cè)點(diǎn)和13口地下水監(jiān)測(cè)井的高程測(cè)量和坐標(biāo)定點(diǎn)。

（2）鉆探與采樣。完成了37個(gè)土壤監(jiān)測(cè)點(diǎn)的鉆探與巖心編錄工作，鉆孔深度9.0～21.0 m不等，總進(jìn)尺510.7 m。然后，采取了15件用于分析土的物理性質(zhì)常規(guī)指標(biāo)和滲透性試驗(yàn)的原狀土樣；采取了224件用于污染物檢測(cè)的樣品。

（3）建井、洗凈與采樣。在11個(gè)土壤監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置處建設(shè)了地下水監(jiān)測(cè)井，完成了洗凈工作，其中有2處建設(shè)了組井，監(jiān)測(cè)井總數(shù)為13口。共采集了13件地下水樣品。

（4）量測(cè)地下水水位。地下水位穩(wěn)定后，統(tǒng)一時(shí)間量測(cè)了13口監(jiān)測(cè)井的水位，共計(jì)13井次。

（5）提水試驗(yàn)。利用本次工作新建的6口地下水監(jiān)測(cè)井淺井，完成了現(xiàn)場(chǎng)6井次的提水試驗(yàn)工作。

3.2 室內(nèi)工作量

本次室內(nèi)工作的主要內(nèi)容包括土樣測(cè)試、資料整理、圖件繪制和土層分析以及地下水流場(chǎng)分析等。

（1）土的原狀樣品進(jìn)行了室內(nèi)常規(guī)物理性質(zhì)試驗(yàn)、滲透試驗(yàn)和有機(jī)質(zhì)含量檢測(cè)，并獲得了具有統(tǒng)計(jì)意義的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估所需的場(chǎng)地特征參數(shù)。

（2）整理分析現(xiàn)場(chǎng)所得勘探資料，繪制圖件包括點(diǎn)位布設(shè)圖、鉆孔柱狀圖、典型水文地質(zhì)剖面圖、地下水流場(chǎng)圖等。

（3）根據(jù)本次勘探所揭示的土層資料和室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果，分析場(chǎng)地土層分布特征。

（4）根據(jù)本次勘探所揭示的地下水分布情況、室內(nèi)土工試驗(yàn)結(jié)果和提水試驗(yàn)成果，分析和查明了場(chǎng)地水文地質(zhì)條件。

（5）統(tǒng)計(jì)分析土工試驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)提水試驗(yàn)成果，提供與場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估相關(guān)參數(shù)的取值建議。

4 水文地質(zhì)條件調(diào)查

4.1 土層分布條件

根據(jù)本次調(diào)查工作所揭示的土層情況，按地層成因類型和沉積年代，將本次勘探深度（21.0 m）范圍內(nèi)的土層劃分為人工堆積層和第四紀(jì)松散沉積層，并按土層巖性及其物理性質(zhì)，進(jìn)一步劃分為5個(gè)大層及其亞層，各土層巖性及分布特征如下：

4.1.1 人工堆積層

分布于場(chǎng)地表層，以粉土為主（含建筑垃圾和磚渣灰渣）的①層雜填土，以及以粉土巖性為主的①1層素填土。

①雜填土

雜色，松散-稍密，稍濕，以粉土為主，含磚塊、灰渣及水泥塊等。場(chǎng)地內(nèi)廣泛分布，該大層層厚為0.4～2.4 m，層底標(biāo)高5.21～6.94 m。

該層亞層為素填土①1層，黃～黃褐色，松散-稍密，稍濕-濕，場(chǎng)地內(nèi)局部分布。

4.1.2 第四紀(jì)松散沉積層②粉土

灰～黃褐色，中度密實(shí)，濕～飽和，含云母、氧化鐵。場(chǎng)地內(nèi)連續(xù)分布，該層層厚一般在5.7～9.2 m，層底埋深為7.10～10.50 m，層底標(biāo)高-3.79～0.58 m。該層是場(chǎng)地第1層地下水的賦存層位，本報(bào)告稱之為第1含水層。

該層亞層包括：粉質(zhì)黏土②1層，褐黃色，濕，軟塑，含云母、氧化鐵，常見(jiàn)粉質(zhì)黏土和粉土互層狀，該層在場(chǎng)地內(nèi)廣泛分布，但結(jié)合地下水分布條件分析，該層可視為一個(gè)大的透鏡體地層；粉砂～細(xì)砂②2層，褐黃色，中度密實(shí)，飽和，含云母、氧化鐵，僅場(chǎng)地西北部和東南部有分布，垂向上主要分布在粉土②層的中下部。

③粉質(zhì)黏土

褐黃色，濕，可塑，含云母、氧化鐵，厚度一般在4.00～7.30 m，層底埋深為12.00～15.06 m，層底面高程-7.75～-4.91 m，場(chǎng)地內(nèi)連續(xù)分布，局部夾薄層粉土，該大層為相對(duì)隔水層。

④粉砂～細(xì)砂

褐黃色，中度密實(shí)，飽和，含云母、氧化鐵，場(chǎng)地內(nèi)廣泛分布，該層層厚在4.50～5.50 m，層底面埋深為19.6～20.5 m，層頂面高程-13.25～-11.62 m。該層是場(chǎng)地第2層地下水的賦存層位，本報(bào)告稱之為第2含水層。

該層亞層為粉土④1層，褐黃色，中度密實(shí)，飽和，含云母、氧化鐵，場(chǎng)地內(nèi)局部廣泛分布。

⑤粉質(zhì)黏土

褐黃色，濕，可塑，含云母、氧化鐵，場(chǎng)地連續(xù)分布，僅兩個(gè)鉆孔揭露且未揭穿。

地塊典型水文地質(zhì)剖面如圖1所示。

圖1 地塊典型水文地質(zhì)剖面圖

4.2 地下水分布條件

調(diào)查期間，地面以下最大勘探深度（21.0 m）范圍內(nèi)揭露到兩層地下水。

第1層地下水類型為潛水，主要賦存于以粉土為主的第② 大層，在場(chǎng)地連續(xù)分布，局部具有承壓性。該層地下水的天然動(dòng)態(tài)類型為入滲～弱徑流型，主要接受大氣降補(bǔ)給和側(cè)向徑流補(bǔ)給，以徑流和蒸發(fā)為主要排泄方式。第2層地下水類型為承壓水，在場(chǎng)地連續(xù)分布，主要賦存于以砂類土為主的第④大層。該層地下水的天然動(dòng)態(tài)類型為徑流型。

根據(jù)水位統(tǒng)測(cè)數(shù)據(jù)繪制的第1層地下水的流場(chǎng)圖，如圖2所示。從圖2可以看出，該層地下水整體上自南向北流動(dòng)，其平均水力梯度約為2.71‰～3.35‰。

圖2 地塊第1層地下水流場(chǎng)圖

5 室內(nèi)與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)成果

5.1 室內(nèi)測(cè)試成果

根據(jù)后期風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估需要，本次調(diào)查期間開(kāi)展了地塊土壤原狀樣品相關(guān)室內(nèi)分析測(cè)試工作，主要測(cè)試內(nèi)容包括常規(guī)物理性質(zhì)指標(biāo)、顆分試驗(yàn)、有機(jī)質(zhì)含量、土壤滲透性試驗(yàn)等。工作成果如下：

5.1.1 土層常規(guī)物理性質(zhì)試驗(yàn)

在本次勘察期間，針對(duì)第②層以粉土為主的含水層和第③層以粉質(zhì)黏土為主的相對(duì)弱透水層采集了14件原狀土樣，并送土工實(shí)驗(yàn)室分析物理性質(zhì)常規(guī)指標(biāo)。其中，粉土②層采集原狀樣品8件，粉質(zhì)黏土③層采集原狀土樣6件。土工試驗(yàn)檢測(cè)指標(biāo)主要包括：土壤pH值、天然含水率、天然密度、干密度、飽和度、孔隙比、土粒比重、液限、塑性指數(shù)、液性指數(shù)、垂向滲透系數(shù)、水平滲透系數(shù)、顆粒分析等。

現(xiàn)將粉土②層和粉質(zhì)黏土③層的常規(guī)物理性質(zhì)參數(shù)進(jìn)行初步統(tǒng)計(jì)，并給出取值建議。粉土②層：含水率為26.4%、天然密度為2.0 g/cm3、干密度為1.57 g/cm3、土粒比重為2.7、孔隙度為0.42；粉質(zhì)黏土③層：含水率為27.79%、天然密度為1.96 g/cm3、干密度為1.53 g/cm3、土粒比重為2.71、孔隙度為0.43。

5.1.2 有機(jī)質(zhì)含量燃燒試驗(yàn)

土壤有機(jī)質(zhì)試驗(yàn)結(jié)果經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，②層的粉土有機(jī)質(zhì)含量平均值為0.17，標(biāo)準(zhǔn)差為0.12，建議該層取值為0.2%；③層的粉質(zhì)黏土有機(jī)質(zhì)含量平均值為0.58，標(biāo)準(zhǔn)差為0.30，建議取值為0.58。

5.1.3 室內(nèi)滲透性試驗(yàn)

為了考察第1含水層和其下伏相對(duì)弱透水層的滲透性能，本次工作針對(duì)粉土②層和粉質(zhì)黏土③層采集的原狀樣進(jìn)行了室內(nèi)垂直向滲透試驗(yàn)和水平向滲透試驗(yàn)。

對(duì)各相關(guān)土層的滲透系數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并給出了取值建議，具體內(nèi)容詳見(jiàn)表1。

表1 各相關(guān)土層的滲透系數(shù)統(tǒng)計(jì)與取值建議表

5.2 現(xiàn)場(chǎng)提水試驗(yàn)成果

針對(duì)第1含水層，選取6口地下水監(jiān)測(cè)井淺井進(jìn)行提水試驗(yàn)，并采用Hvorslev法分別分析計(jì)算滲透系數(shù)。經(jīng)計(jì)算，各監(jiān)測(cè)井同一含水層的巖性存在差異，且給出了對(duì)應(yīng)滲透系數(shù)的綜合建議值。所對(duì)應(yīng)目標(biāo)含水層的滲透系數(shù)分析結(jié)果詳見(jiàn)表2。

表2 提水試驗(yàn)資料及計(jì)算結(jié)果表

現(xiàn)場(chǎng)提水試驗(yàn)測(cè)定第1含水層滲透系數(shù)的平均值約為0.6 m/d，與前期送檢的土工試驗(yàn)樣品測(cè)試結(jié)果6～7 E-04 cm/s保持一致；第1層地下水的平均水力梯度約為3%，根據(jù)達(dá)西公式計(jì)算可知，該層地下水的平均滲流速度為0.002 m/d。

6 小結(jié)

根據(jù)本次調(diào)查，獲取了相關(guān)水文地質(zhì)信息，內(nèi)容如下：

（1）土層分布條件。地塊最大勘探深度（21.0 m）范圍內(nèi)的土層，按土層巖性及其物理性質(zhì)進(jìn)一步劃分為5個(gè)大層，分別是①層人工填土、②層粉土、③層粉質(zhì)黏土、④層粉砂～細(xì)砂、⑤層粉質(zhì)黏土。

（2）地下水分布條件。地塊最大勘探深度（21.0 m）范圍內(nèi)揭露到兩層地下水，第1層地下水類型為潛水，該層地下水主要賦存于以粉土為主的第2大層中。該層地下水的天然動(dòng)態(tài)類型為弱徑流型；第2層地下水類型為承壓水，該層地下水主要賦存于以粉土、細(xì)砂為主的第4大層中，該層地下水的天然動(dòng)態(tài)類型為徑流型。

（3）獲取了地塊主要土層特征參數(shù)。粉土②層和粉質(zhì)黏土③層土的常規(guī)物理性質(zhì)參數(shù)、有機(jī)質(zhì)含量、滲透系數(shù)，且通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試計(jì)算出的含水層滲透性保持一致。