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!
十、地下水防護性能
1.包氣帶防護性能
(1)包氣帶的滲透特性。包氣帶指地面以下、潛水面以上與大氣相通的地帶。有時人們也把包氣帶稱為非飽和帶,但是這兩個概念的含義不完全相同。非飽和帶一般不包括潛水面之上的毛細上升帶和季節性飽和帶。
地下水面以上是包氣帶,以下是飽水帶。按水分分布特點,包氣帶可分成3個 帶:①近地面段為毛細管懸著水帶。這個帶同大氣有強烈的水分交換,水分的增
加、減少或消失,同降雨的下滲、土壤的蒸發和植物的散發有關。水分的垂直分布 隨時間而變化。②毛細管支持水帶。在地下水面以上由毛細水上升而形成,在這一帶中土壤的含水量自下而上逐漸減少,這個帶的深度隨地下水位的升降而變化。
③介于上述兩個帶之間的中間包氣帶。當地下水位深時,中間包氣帶一般水量較 小、變化慢,垂直方向水分分布均勻。當地下水位淺時,毛細管懸著水帶同毛細管支持水帶連接起來,中間包氣帶隨之消失。
包氣帶是大氣水和地表水同地下水發生聯系并進行水分交換的地帶,它是巖土 顆粒、水、空氣三者同時存在的一個復雜系統。包氣帶具有吸收水分、保持水分和傳遞水分的能力。包氣帶還是地表污染物滲入地下水的主要途徑。污染物在包氣帶 中發生復雜的物理、化學和生物過程,包括機械過濾、溶解和沉淀、吸附和解吸、 氧化和還原等物理化學過程;有機污染物在一定的溫度、pH值和包氣帶中的微生 物作用下,還可能發生生物降解作用。
包氣帶對污染物具有阻隔和消減作用,是地下水環境保護的一個重要屏障。因 此,包氣帶是地下水環境影響評價中需要考慮的一個重要因素。
(2) 包氣帶防護性能的概念。包氣帶防護性能指包氣帶的土壤、巖石、水、氣系統抵御污染物污染地下水的能力,分為固有和特殊防污染性能兩種。固有防污染 性能是指在一定的地質條件和水文地質條件下,防止人類活動產生的各種污染物污 染地下水的能力,它與包氣帶地質條件和包氣帶水文地質條件有關,與污染物性質 無關。特殊防污染性能是指防止某種或某類污染物污染地下水的能力,它與污染物性質及其在地下水環境中的遷移能力有關。
(3) 包氣帶防護性能評價
在地下水環境影響評價過程中,按照包氣帶的巖性、厚度和滲透系數,結合建設項目的污染物排放的連續丨性,確定包氣帶的防護性能級別。包氣帶的防護性能分 為弱、中、強三類,分類標^見表3-25。
表3-25包氣帶的防污性能分類標準
分類
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包氣帶巖土的滲透性能
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弱
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黏性土單層厚度Mb< 1.0 m或包氣帶巖層飽和滲透系數尤>10_4 cm/s,并且建設項 目場地和廢水排放區域內黏性土層不連續
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中
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黏性土單層厚度1.0 m彡Mb彡2.0 m,并且包氣帶巖層飽和滲透系數10—7 cm/s^K^ 10一4cm/s,同時建設項目場地和廢水排放區域黏性土層分布較連續
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強
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黏性土單層厚度Mb>2.0m,并且包氣帶巖層飽和滲透系數尤<10—7cm/S,同時在 建設項目場地和廢水排放區域黏性土層分布連續、穩定
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2.地下水脆弱性影響因素
地下水脆弱性是指污染物自頂部含水層以上某一位置到達地下水系統中某一特
定位置的趨勢和可能性。
地下水的脆弱性主要取決于地下水埋深、凈補給量、含水層介質、土壤介質、地形坡度、包氣帶影響、水力傳導系數七個因子。
(1) 地下水埋深。地下水埋深是指地表至潛水位的深度或地表至承壓含水層頂部(即隔水層頂板底部)的深度,它是一個很重要的因子,因為它決定污染物到達含水層前要遷移的深度,它有助于確定污染物與周圍介質接觸的時間。一般來說, 地下水埋深越大,污染物遷移的時間越長,污染物衰減的機會越多。此外,地下水 埋深越大,污染物受空氣中氧的氧化機會也越多。
(2) 凈補給量。補給水使污染物垂直遷移至潛水并在含水層中水平遷移,并控制著污染物在包氣帶和含水層中的彌散和稀釋。在潛水含水層地區,垂直補給快, 比承壓含水層易受污染;在承壓含水層地區,由于隔水層滲透性差,污染物遷移滯 后,對承壓含水層的污染起到一定的保護作用。在承壓含水層向上補給上部潛水含水層地區,承壓含水層受污染的機會極少。補給水是淋濾、傳輸固體和液體污染物 的主要載體,入滲水越多,由補給水帶給潛水含水層的污染物越多。補給水量足夠 大而引起污染物稀釋時,污染可能性不再增加而是降低。此外,凈補給量中包括灌溉補給的來源。
(3) 含水層介質。含水層介質既控制污染物滲流途徑和滲流長度,也控制污染物衰減作用(像吸附、各種反應和彌散等)可利用的時間及污染物與含水層介質接 觸的有效面積。污染物滲透途徑和滲流長度強烈受含水層介質性質的影響。一般來 說,含水層中介質顆粒越大、裂隙或溶隙越多,滲透性越好,污染物的衰減能力越低,防污性能越差。
(4) 土壤介質。土壤介質是指包氣帶頂部具有生物活動特征的部分,它明顯影響滲入地下的補給量,所以也明顯影響污染物垂直進入包氣帶的能力。在土壤帶很厚的地方,入滲、生物降解、吸附和揮發等污染物衰減作用十分明顯。一般來說, 土壤防污性能明顯受土壤中的黏土類型、黏土脹縮性和顆粒大小的影響,黏土脹縮 性小、顆粒小的,防污性能好。此外,有機質也可能是一個重要因素。
(5) 地形坡度。地形坡度控制污染物是產生地表徑流還是滲入地下。施用的殺蟲劑和除草劑是否易于積累某一地區,地形坡度因素特別重要。地形坡度<2%地區, 因為不會產生地表徑流,污染物入滲的機會多;相反,地形坡度>18%地區,地表 徑流大,入滲小,地下水受污染的可能性也小。
(6) 包氣帶影響。包氣帶指的是潛水位以上非飽水帶,這個嚴格的定義可用于 所有的潛水含水層。但在評價承壓含水層時,包氣帶影響既包括以上所述的包氣帶也包括承壓含水層以上的飽水帶。承壓水的隔水層是包氣帶中最重要的影響最大的 介質。包氣帶介質的類型決定著土壤層以下、水位以上地段內污染物衰減的性質。 生物降解、中和、機械過濾、化學反應、揮發和彌散是包氣帶內可能發生的所有作用,生物降解和揮發通常隨深度而降低。介質類型控制著滲透途徑和滲流長度,并 影響污染物衰減和與介質接觸時間。
(7)水力傳導系數。在一定的水力梯度下水力傳導系數控制著地下水的流速, 同時也控制著污染物離開污染源場地的速度。水力傳導系數受含水層中的粒間孔 隙、裂隙、層間裂隙等所產生的空隙的數量和連通性控制。水力傳導系數越高,防污性能越差,因為污染物能快速離開污染物進入含水層的位置。
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