摘要：在土壤及地下水環(huán)境污染日益嚴(yán)重的當(dāng)下，對(duì)污染調(diào)查與溯源技術(shù)的要求變得更為嚴(yán)格與復(fù)雜。針對(duì)此問(wèn)題，全面系統(tǒng)地評(píng)估了傳統(tǒng)水文地質(zhì)調(diào)查方法在現(xiàn)代環(huán)境污染調(diào)查與評(píng)估中的應(yīng)用與價(jià)值。通過(guò)鉆探取樣、地球物理勘探及水文測(cè)量等多種傳統(tǒng)方法，深入剖析了污染調(diào)查中各項(xiàng)技術(shù)的有效性。這些方法能提供土層分布、地下水流動(dòng)特性及人為改動(dòng)活動(dòng)的重要信息，對(duì)識(shí)別污染路徑、監(jiān)測(cè)場(chǎng)地污染狀況和揭示污染歷史所帶來(lái)的深遠(yuǎn)影響具有不可替代的作用。最后提出了一系列結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)與傳統(tǒng)方法的對(duì)策，并對(duì)未來(lái)的發(fā)展方向和技術(shù)革新進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：水文地質(zhì)調(diào)查；土壤及地下水污染；環(huán)境保護(hù)

環(huán)境污染，尤其是土壤和地下水的污染，對(duì)生態(tài)安全和人類(lèi)健康造成了極大的威脅。為應(yīng)對(duì)和治理環(huán)境污染問(wèn)題，科學(xué)準(zhǔn)確地評(píng)估污染狀況成為急需完成的首要任務(wù)。傳統(tǒng)的水文地質(zhì)調(diào)查方法憑借其悠久的應(yīng)用歷史和成熟的技術(shù)體系，在環(huán)境污染調(diào)查中占據(jù)不可替代的地位。然而，對(duì)傳統(tǒng)水文地質(zhì)方法之價(jià)值和局限的探討往往忽略了環(huán)境監(jiān)管和污染治理需求的不斷演進(jìn)。本研究旨在揭示這些方法在當(dāng)下環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域內(nèi)的實(shí)際工程應(yīng)用價(jià)值，并分析其在不斷變化的環(huán)境治理場(chǎng)景下的創(chuàng)新發(fā)展?jié)撃堋?/p>

1傳統(tǒng)水文地質(zhì)調(diào)查方法在土壤和地下水環(huán)境污染狀況調(diào)查中的應(yīng)用

1.1鉆探取樣

鉆探取樣作為評(píng)估土壤和地下水環(huán)境污染狀況的一種經(jīng)典技術(shù)，其實(shí)質(zhì)在于通過(guò)機(jī)械或人工方式進(jìn)入土層深處，直接接觸地下巖石、土壤和地下水，在不同深度、層次及性質(zhì)的土層中獲取典型樣品。該過(guò)程準(zhǔn)確揭示了地下結(jié)構(gòu)和物質(zhì)組成等信息，為后續(xù)分析提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

目前常見(jiàn)的直推式鉆探設(shè)備型號(hào)主要為Geoprobe公司的7822DT、5400DT等。以7822DT為例，該型號(hào)被廣泛用于土壤污染調(diào)查、地下水監(jiān)測(cè)等項(xiàng)目，其最大鉆探深度可達(dá)約30 m，基本滿(mǎn)足上海區(qū)域相關(guān)環(huán)境調(diào)查規(guī)范要求，且因其設(shè)備尺寸小巧（尺寸約7.8 m×1.8 m×2.5 m，孔徑760 mm），實(shí)現(xiàn)了在不同工作環(huán)境諸如在保護(hù)建筑內(nèi)部進(jìn)行作業(yè)，對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)以最小干擾，極大程度保持了土樣的原始狀態(tài)，進(jìn)而使得從污染源頭到污染終點(diǎn)的追蹤變得更為精準(zhǔn)可控。此外，配合RTK設(shè)備可精確定位鉆點(diǎn)位置，確保了鉆探數(shù)據(jù)的高度一致性和可比性。

1.2地球物理勘探

在進(jìn)行土壤與地下水環(huán)境污染調(diào)查時(shí)，地球物理勘探技術(shù)雖然非主導(dǎo)手段，但其作為輔助方法在特定情境下發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。該技術(shù)主要利用地球物理場(chǎng)（如磁場(chǎng)、電場(chǎng)、重力場(chǎng)等）的變化，探測(cè)土壤及地層的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，以此來(lái)推測(cè)可能存在的污染源及其分布范圍。它的應(yīng)用不依賴(lài)于直接的物質(zhì)取樣，從而降低了在某些情況下由于直接接觸可能帶來(lái)的次生污染風(fēng)險(xiǎn)，特別是在初步調(diào)查階段，可以在不擾動(dòng)土壤結(jié)構(gòu)的前提下，提供重要信息以指導(dǎo)后續(xù)的工作。

1.3水文測(cè)量

水文測(cè)量包括水位測(cè)量、流量測(cè)量、水質(zhì)檢測(cè)等。在土壤和地下水環(huán)境污染狀況調(diào)查中主要關(guān)注對(duì)象為調(diào)查范圍內(nèi)的地表水和地下水。

1.3.1地表水和地下水測(cè)量

地表水測(cè)量主要關(guān)注河流、湖泊等地表水體的水文特征，包括流量、水位、流速等關(guān)鍵參數(shù)。地表水與地下水之間存在密切的相互作用和補(bǔ)給關(guān)系，通過(guò)地表水測(cè)量，可以了解降雨、地表徑流等對(duì)地下水的補(bǔ)給情況，從而評(píng)估地下水的可持續(xù)性和補(bǔ)給能力。

地下水測(cè)量主要通過(guò)上文提到的鉆探技術(shù)和物探技術(shù)，獲取地下水的即時(shí)數(shù)據(jù)，推斷地下水流動(dòng)的路徑、方向以及水資源分布情況，同時(shí)結(jié)合泵測(cè)和突涌試驗(yàn)等手段，可測(cè)定地下水流動(dòng)特性，建立起準(zhǔn)確反映地下水流動(dòng)和污染傳播行為的模型。

1.3.2水質(zhì)監(jiān)測(cè)

在地下水環(huán)境污染的調(diào)查過(guò)程中，水質(zhì)監(jiān)測(cè)是指經(jīng)過(guò)對(duì)一系列關(guān)鍵指標(biāo)的精確測(cè)定，展示地下水系統(tǒng)受污染的實(shí)質(zhì)和程度，從而啟動(dòng)一系列針對(duì)性的治理行動(dòng)。水質(zhì)監(jiān)測(cè)著眼于常規(guī)的物理化學(xué)參數(shù)和特定污染物的檢測(cè)，如溶解氧、pH、電導(dǎo)率、重金屬、有機(jī)污染物、病原體等，這些檢測(cè)因子反映了水體的“健康”程度，也直接反映了水體受周?chē)h(huán)境的直接影響情況。

1.3.3動(dòng)態(tài)測(cè)量

該過(guò)程在鉆探取樣和水文測(cè)量的基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)時(shí)或定期收集和分析水位的變化和代表性樣品中污染物的濃度數(shù)據(jù)，從而評(píng)估水體質(zhì)量并追蹤污染物的遷移路徑和范圍。這種觀測(cè)方法優(yōu)于靜態(tài)的數(shù)據(jù)采集，因?yàn)樗峁┝岁P(guān)于污染過(guò)程動(dòng)態(tài)性的連續(xù)數(shù)據(jù)，使得污染評(píng)估具備精準(zhǔn)性和強(qiáng)時(shí)效性。特別是在應(yīng)對(duì)地下水污染的緊急情況時(shí)，動(dòng)態(tài)觀測(cè)數(shù)據(jù)可以指導(dǎo)采取快速且有效的應(yīng)急響應(yīng)措施，如污染源的定位與隔離。

例如，通過(guò)設(shè)置自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，調(diào)查人員能夠?qū)崟r(shí)接收地下水的化學(xué)與物理參數(shù)變化，進(jìn)一步結(jié)合地理信息系統(tǒng)（GIS）和污染物遷移模型，形成一個(gè)全面的地下水污染監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。這種綜合應(yīng)用不僅提高了調(diào)查效率，也增強(qiáng)了調(diào)查結(jié)果的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，為地下水污染防治提供了更強(qiáng)有力的科技支持。

2傳統(tǒng)水文地質(zhì)調(diào)查方法的價(jià)值體現(xiàn)

2.1了解污染區(qū)域土層分布

在掌握污染物在地下水系統(tǒng)中擴(kuò)散及遷移規(guī)律前，必須詳盡了解污染區(qū)域的土層分布。傳統(tǒng)水文地質(zhì)調(diào)查方法在此方面展現(xiàn)出獨(dú)特價(jià)值，利用鉆探、取樣以及巖土分析等技術(shù)，可以精確揭示地下結(jié)構(gòu)的分層特性與物理化學(xué)狀況。其中地質(zhì)鉆探通過(guò)鉆取的土樣能觀察到各個(gè)地層的物理構(gòu)造，如土壤絮凝、成巖作用層次，甚至能發(fā)現(xiàn)有機(jī)質(zhì)含量、顆粒大小分布的垂直差異。這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為預(yù)測(cè)污染物在土層中的遷移速度與途徑提供了基石。例如，在污染物質(zhì)分布的垂直廓線(xiàn)分析中，通過(guò)分析鉆探獲取土壤樣品及樣品中污染物濃度檢測(cè)結(jié)果，結(jié)合GMS、Surfer等網(wǎng)格和三維曲面映射軟件構(gòu)建污染場(chǎng)景模型，建立起污染向下滲透與橫向擴(kuò)散的動(dòng)態(tài)圖像，模擬污染物在土壤及地下水中的傳播路徑和范圍，進(jìn)而指導(dǎo)污染評(píng)估和污染治理方案的制定。

此外，結(jié)合地球物理方法，如電阻率成像或地下雷達(dá)探測(cè)，能強(qiáng)化對(duì)復(fù)雜地下結(jié)構(gòu)的理解。這些技術(shù)不依賴(lài)直接鉆探，但能反映土層組成變化與非均勻性，映射出污染物可能的傳播途徑，更為有效地定位具體的污染源頭。

2.2監(jiān)測(cè)污染場(chǎng)地地下水流場(chǎng)

地下水流場(chǎng)的監(jiān)測(cè)可以反映出污染物質(zhì)移動(dòng)的生命軌跡，可以通過(guò)滲透性測(cè)試獲取土層對(duì)流體的透過(guò)性，也可通過(guò)設(shè)置觀測(cè)井，精密記錄水位變化，刻畫(huà)出靜態(tài)下的水流狀態(tài)圖，挖掘水文連通和水流方向等要素，是理解和解決地下水污染問(wèn)題的關(guān)鍵手段之一。

在補(bǔ)給機(jī)制的研究中，潛水含水層主要通過(guò)大氣降水的入滲接受補(bǔ)給，同時(shí)農(nóng)田灌溉及周邊地表水體也對(duì)其進(jìn)行側(cè)向和垂直方向的補(bǔ)充。這些自然和人為因素共同作用下的補(bǔ)給過(guò)程，不僅影響水文地質(zhì)的平衡，也對(duì)地下水質(zhì)和流態(tài)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。通過(guò)對(duì)這些補(bǔ)給路徑的深入了解，可以更好地管理和利用水資源，尤其是在地下水位顯著變化或污染情況緊急時(shí)，為決策提供科學(xué)依據(jù)，確保水資源的可持續(xù)利用和環(huán)境的長(zhǎng)期穩(wěn)定。

2.3有助于辨識(shí)污染場(chǎng)地淺土層人為改動(dòng)活動(dòng)

在環(huán)境污染調(diào)查中，通過(guò)地質(zhì)剖面分析能夠直觀地觀察到土壤層的結(jié)構(gòu)變化。通過(guò)采集不同深度的土壤樣本，并檢測(cè)分析其化學(xué)成分，可以精準(zhǔn)識(shí)別出哪些區(qū)域受到了人為活動(dòng)的影響，尤其是因年代久遠(yuǎn)或資料無(wú)法考證的自然和人為活動(dòng)。此外，通過(guò)土工密度試驗(yàn)還可揭示土層密實(shí)度的變化，進(jìn)而推斷出破壞自然地層狀態(tài)的可能性，這對(duì)于指引后續(xù)的詳細(xì)調(diào)查和溯源分析具有不可估量的價(jià)值。不僅如此，現(xiàn)場(chǎng)觀察相結(jié)合的土壤物理性質(zhì)測(cè)試，例如巖性、顏色、濕度和密實(shí)度，也能幫助判斷人工活動(dòng)對(duì)原始地質(zhì)構(gòu)造的改變程度。

以寶山區(qū)某大型居住社區(qū)地塊環(huán)境污染狀況調(diào)查為例，部分監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的水文數(shù)據(jù)與區(qū)域整體水文走向略顯不同。在該地塊的土層土性分析中，鉆探結(jié)果表明多個(gè)點(diǎn)位存在1.9～4.2 m深度的浜底淤泥，其中點(diǎn)位S9的土層分層情況：0～1.5 m為雜填土層，1.5～1.9 m為浜底淤泥層，1.9～3.5 m為填土層，3.5～6.0 m為淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層。結(jié)合歷史資料和遙感影像分析可以推斷多個(gè)區(qū)域涉及后期人工填埋且清淤作業(yè)等活動(dòng)，且該點(diǎn)位存在多次河浜開(kāi)挖回填作業(yè)。該方式有助于辨識(shí)考證污染場(chǎng)地淺層土層人為改動(dòng)活動(dòng)，為污染識(shí)別提供數(shù)據(jù)支撐，以此指導(dǎo)代表性樣品的采集和檢測(cè)，同時(shí)也可為后續(xù)土地開(kāi)發(fā)利用提供建議，關(guān)注該類(lèi)型區(qū)域的異常變動(dòng)跡象，以便于第一時(shí)間對(duì)異常情況采取行動(dòng)。

若調(diào)查結(jié)果表明污染情況已經(jīng)發(fā)生，這種方法還允許在進(jìn)行環(huán)境修復(fù)和治理前，進(jìn)行更為詳細(xì)合理的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和制定更有效的修復(fù)策略，不僅幫助確定污染物的種類(lèi)，還能估計(jì)其對(duì)周?chē)h(huán)境和敏感目標(biāo)的潛在影響。這種綜合評(píng)估方式，確保了地下水環(huán)境調(diào)查的準(zhǔn)確性和后續(xù)治理的完善性，為未來(lái)的環(huán)境管理和政策制定提供了科學(xué)依據(jù)。

3對(duì)策與展望

面對(duì)土壤及地下水環(huán)境污染問(wèn)題，尤其是在污染源追蹤與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面，傳統(tǒng)技術(shù)亦有其獨(dú)到之處。但為更精確地服務(wù)未來(lái)土壤及地下水保護(hù)與管理工作，必須進(jìn)行創(chuàng)新和方法論上的優(yōu)化。

在當(dāng)前土壤及地下水環(huán)境污染調(diào)查領(lǐng)域，數(shù)據(jù)密集型技術(shù)的運(yùn)用如大數(shù)據(jù)分析與機(jī)器學(xué)習(xí)，能夠根據(jù)歷史和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，構(gòu)建出反映污染傳播機(jī)理的多維度動(dòng)態(tài)模型，這不僅能顯著提升預(yù)測(cè)的精度，還能夠在環(huán)境管理決策上引導(dǎo)資源的有效配置。傳統(tǒng)的點(diǎn)位監(jiān)測(cè)和樣本分析在時(shí)間與空間上往往呈現(xiàn)出局限性，面對(duì)復(fù)雜多變的環(huán)境元素，這種依據(jù)線(xiàn)性插值得出的模型難以捕捉到環(huán)境變化的非線(xiàn)性特征，從而在污染物濃度預(yù)測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估上導(dǎo)致誤差。進(jìn)一步優(yōu)化模型預(yù)測(cè)力的關(guān)鍵在于，如何通過(guò)算法學(xué)習(xí)特定環(huán)境參數(shù)間復(fù)雜的相互作用，精細(xì)化地描述污染物擴(kuò)散的非線(xiàn)性過(guò)程，以及如何將高維度與多尺度數(shù)據(jù)有效融合，提高模型適用性與外推能力。通過(guò)遙感技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)傳感設(shè)備等現(xiàn)代信息采集手段，聯(lián)合機(jī)器學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)等先端人工智能技術(shù)，不僅能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)或近實(shí)時(shí)的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集，還可通過(guò)模擬與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的連續(xù)校準(zhǔn)，逐步提高模型的適用性與準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上，研究人員還能夠以此為框架，開(kāi)發(fā)出一系列自適應(yīng)的調(diào)查與應(yīng)急響應(yīng)工具。

4結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前復(fù)雜的土壤及地下水環(huán)境污染情況下，傳統(tǒng)水文地質(zhì)調(diào)查方法顯示出了其不可替代的價(jià)值。然而，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)這些傳統(tǒng)方法進(jìn)行創(chuàng)新升級(jí)，以及推動(dòng)其與現(xiàn)代科技手段如大數(shù)據(jù)、人工智能的融合成為應(yīng)對(duì)環(huán)境污染挑戰(zhàn)的必然趨勢(shì)。未來(lái)，通過(guò)跨學(xué)科的合作和技術(shù)創(chuàng)新，將能夠更有效地保護(hù)和修復(fù)受污染的土壤和地下水環(huán)境，為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)貢獻(xiàn)力量。

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