地下水污染评价-第四讲-2007

地下水污染与防治GroundwaterContamination马腾[e-mail]环境学院中国地质大学（武汉）武汉市，鲁磨路388号，430074第四讲地下水污染评价目录1……地下水环境质量评价2……地下水功能评价3……地下水脆弱性评价4……地下水环境影响评价5……地下水污染风险评价3引言：地下水污染防治规划地下水污染的特点决定了以防为主，以治为辅地下水环境质量评价：地下水的质和量及其在空间和时间上的变化地下水功能评价：评价地下水现实和潜在利用价值，各种利用功能地下水空间分布确定含水层遭受污染的脆弱性：DRASTIC模型地下水污染防治区划：敏感带（A级）、缓冲带（B级）和一般带（C级），并根据不同带提出相应的污染预防和控制措施地下水环境影响评价：各类建设项目对地下水的影响地下水污染风险评价：突发性事故1、地下水环境质量评价2006-09-195地下水环境质量地下水环境质量一个具体含水系统内，地下水某些环境要素，对人群的生存和繁衍以及社会经济发展的适宜程度地下水环境要素具体含水系统（或含水层）所含的地下水的水量、水质、含水系统结构和状态2006-09-196地下水环境质量变化地下水环境质量的变化：（a）水量增加或降少（b）水质好转或恶化（c）含水系统结构稳定或破坏结果：引发一系列原生、次生地质环境质量问题2006-09-197地下水环境质量评价地下水环境质量评价对地下水环境质量的优劣程度进行定量描述，即按一定的评价标准和评价方法对一个特定区域（或一个特定的含水系统）中的地下水环境质量进行说明、评定和预测广义的，应该包括水量、水质及相关地质环境质量评价狭义的，水质评价2006-09-198评价程序准备阶段•组织人员与设备；资料收集、现场调查与监测分析（计划）阶段•评价范围、评价内容、评价目的与任务、评价指标、评价标准与精度评价与计算阶段•评价方法与途径、评价模型、分级分区、编图建库调控阶段•措施、规划建议，编制报告书等2006-09-199《地下水质量标准》（GB/T14848—93）地下水质量分类2006-09-1910地下水质量分类指标2006-09-1911地下水质量分类指标2006-09-1912评价方法带附注的评分法1、参加评分的项目，应不少于该标准规定的监测项目，不包括细菌学指标2、对各单项组分评价，划分组分所属质量类别3、对各类别按表分别确定单项组分评价评分值Fi4、计算综合评价分值5、根据F值划分地下水质量级别，再将细菌学指标评价类型注在级别定名之后。如“优良（Ⅱ类）”等2006-09-1913评价方法niiFnFFFF12max212单项组分评分值类别IIIIIIIVVFi013610地下水质量级别划分标准级别优良良好较好较差极差F0.80.8-2.52.5-4.254.25-7.207.202006-09-1914例题实例1995年洛阳地下水监测资料单位（pH值除外）：mg/L2、地下水功能评价16地下水功能地下水的质和量及其在空间和时间上的变化，对人类社会和环境所产生的作用或效应资源供给功能具备一定补给、储存和更新条件的地下水的资源供给保障作用或效应，具有相对独立、稳定的补给源和地下水资源供给保障能力生态环境维持功能地下水系统对陆表植被或湖泊、湿地或土地质量的良性维持作用或效应，如果地下水系统发生变化，则生态环境出现响应的改变地质环境稳定功能地下水系统对其所赋存的地质环境稳定具有支撑或保护作用或效应，如果地下水系统发生变化，则地质环境出现响应的改变17地下水功能评价的主体完整流域的地下水系统由驱动因子（记作D）群：驱动地下水系统变化的影响因子，如降雨、地下水开采状态因子（记作S）群：如水位、水量、水质响应因子（记作R）群：由于地下水系统(或功能)状态变化而相关能力或环境响应变化的因子组成的“驱动力-状态-响应”（DSR）体系主要面向西北、华北和东北的平原区地下水系统18地下水功能评价体系地下水的可持续利用19地下水功能评价的分级标准GFS（GroundwaterFunctionSystem）主窗口界面21实例：太原盆地评价指标体系的选择22实例：太原盆地太原盆地地下水功能评价分区243、地下水脆弱性评价2006-09-1927地下水脆弱性的定义1960年法国水文地质学家Marjet首次提出地下水污染脆弱性的概念。40多年还没有一个普遍认可的定义Vrba和Zaporozec认为，脆弱性是地下水系统的本征特性，表征该系统的水质对人为和/或自然作用的敏感性大多数学者认为，地下水脆弱性可定义为，污染物从主要含水层顶部以上某位置介入后，到达地下水系统的某个特定位置的倾向或可能性地下水污染程度是由发生在从污染源到含水层之间的污染物的天然衰减过程所决定的。由许多因素决定，包括地质、水文地质、污染物排放条件及污染物物理化学性质等2006-09-1928地下水脆弱性评价的分类从评价对象划分内在脆弱性评价•某地区的地质、水文、水文地质等天然条件对人为活动所产生的污染物的防污性能特定脆弱性评价•含水层对某种特定污染物或一组污染物的污染敏感性2006-09-1929地下水脆弱性的评价方法评价方法（1）指标叠加法（2）模型模拟法（3）统计法2006-09-1930DRASTIC模型1985年美国水井协会(NWWA)和美国环境保护局（EPA）合作开发的用于地下水脆弱性评价的一种方法，它综合了40多位水文地质学专家的经验1991年由Lobo-Ferreira博士引入欧共体国家，作为欧共体各国地下水脆弱性评价的统一标准我国在这方面的工作处于起步阶段大连理工大学中国地质大学吉林大学2006-09-1931DRASTIC模型指标体系1、地下水位埋深（D）•影响污染物与包气带岩土体接触时间•潜水含水层，地下水埋深为地表到达地下水水位之间的距离•承压含水层，地下水埋深为承压含水层顶部（或隔水顶板）的埋深2006-09-1932DRASTIC模型指标体系2、净补给量（R）•为单位面积内渗入地表到达地下水水位的水量•主要起传输污染物作用，虽然对污染有稀释作用，但在评分体系中没有考虑该作用•一般把年平均入渗量作为净补给量，不考虑补给事件的分布、强度和持续的时间•除了降雨入渗外，还应考虑其他补给来源，如灌溉2006-09-1933DRASTIC模型指标体系3、含水层介质（A）•空隙性决定着污染物的迁移路径长短，也决定着与污染物相互作用的岩土体的质量；岩性决定着污染物-岩石相互作用的类型•含水层介质的颗粒尺寸越大或裂隙和岩溶管道越多，渗透性越大，含水层介质对污染物的削弱能力越小•在多层含水系统中，应选择一个典型的具有代表性含水层进行评价2006-09-1934DRASTIC模型指标体系4、土壤带介质（S）•指包气带最上部，生物活动较强烈的部分•强烈影响补给量，也影响污染物垂直向包气带运移的能力，可发生过滤、生物降解、吸附和挥发等一系列过程•对于多层土壤，一则选择占优势的具有代表性的土壤层作为土壤介质；二则选择最不利的具有较高污势敏感性的介质；三则选择污染敏感性中等的介质；•当土壤层很薄或者缺失时，设为薄层或缺失；砂25cm,粘土可更小些2006-09-1935DRASTIC模型指标体系5、地形（T）•指地表的坡度或坡度的变化•控制着污染物是被冲走或是较长时间留在某一地表区域渗入地下•影响着土壤的形成与发育•还影响地下水水位的空间展布，进而决定地下水的流向和流速2006-09-1936DRASTIC模型指标体系6、包气带（I）•指等水位线以上的非饱和区或非连续饱和区；•包气带介质的类型决定着土壤层和含水层之间岩土介质对污染物的削减特性•对潜水含水层，多层介质存在时选择岩性厚度最大的一组；对地下水污染敏感性小的层位，如粘土层•对于承压含水层，应把承压层作为包气带介质，而不用考虑其上的覆盖层2006-09-1937DRASTIC模型指标体系7、水力传导系数（C）•反映含水介质的水力传输性能，控制着地下水的流速，污染物的迁移的速率•由含水层内空隙的大小和连通程度所决定•水力传导系数越大，污染敏感性越高2006-09-1938DRASTIC模型假设条件污染物从地表介入到地下污染物与雨水一起进入地下水污染物具有水的活性评价区应为100或100英亩以上2006-09-1939DRASTIC模型脆弱性指数（Di）——为以上7个指标的加权总和模型•Di——DRASTIC指数•Wj——因子j的权重（5，4，3，2，1，5，3）•Rj——因子评分，p31071)(jjjiRWD2006-09-1940DRASTIC模型脆弱性分区根据DRASTIC指数分区一般来说，DRASTIC指数越大，地下水污染敏感性越高一般分为：低、较低、中等、高和极高5级。可与MAPGIS结合2006-09-1941基于GIS的脆弱性分区在MAPGIS平台上，利用插值法，绘制出研究区脆弱性指数等值线根据脆弱性指数等值线的分布情况对研究区进行脆弱性区划分为低敏感性区、中等敏感性区、高敏感性区和极度敏感性区2006-09-1942实例：太原市浅层孔隙水系统脆弱性评价2006-09-1943实例：太原市浅层孔隙水系统脆弱性评价2006-09-1944实例：太原市浅层孔隙水系统脆弱性评价2006-09-1945实例：1．地下水埋深评分图2006-09-1946实例：2．净补给量评分图2006-09-1947实例：3．含水层介质评分图2006-09-1948实例：4．土壤评分图2006-09-1949实例：5．地形评分图2006-09-1950实例：6．包气带介质评分图2006-09-1951实例：7．水力传导系数评分图2006-09-1952实例：太原市浅层孔隙水脆弱性分区图4、地下水环境影响评价54评价等级根据建设项目对地下水环境影响的特征，将建设项目分为以下三类I类：指在项目建设和运营过程中，可能造成地下水水质污染的建设项目Ⅱ类：指在项目建设和运营过程中，由于地下水水位变化可能产生生态环境影响的建设项目Ⅲ类：指同时具备I类和Ⅱ类建设项目环境影响特征的建设项目55评价等级：I类建设项目56评价等级：II类建设项目57对于一级评价掌握较详细的区域和当地地质和水文地质资料，较深入地说明含水层分布和特征、各含水层间以及与地面水间的水力联系掌握枯、平、丰水期的地下水动态观测资料，必要时，应补充勘探工作，对地下水动态和流态进行实测，利用野外或实验室试验取得参数选用精度较高的模式评价地下水的水质和水量58对于二级评价掌握附近地区的水文地质资料，基本弄清含水层特征和它们之间的相互联系，含水层与地面水的相互联系至少应掌握一个地下水期的地下动态观测资料利用现有资料，并作少量补测利用比较简单的模式进行评价以评价水质为主，在有条件情况下，对水量评估59对于三级评价利用现有资料，一般说明地下水分布情况，不需进行勘查或勘探选用简单模式粗略评价水质的好坏，在无法定量评价时，可以只给出定性分析对于低于三级评价者，可根据具体情况进行简单描述，或者只填写“建设项目环境影响报告表”60评价分类1、回顾评价根据本地区历年观测的环境资料，分析污染的演变过程和发展趋势，追溯当前污染造成的原因意义（1）有助于分析污染物的迁移规律（2）检验环保设施是否达到预期效果、原来的评价模式、参数以及预测结果是否合理、结论和建议是否得当（3）总结过去的评价工作，为改善评价工作积累经验61评价分类2、现状评价查清当前的污染物分布状况和分布特征、发展趋势，找出主要的污染来源和污染途径，提出改善环境或防止污染扩大的措施3、环境影响评价根据拟建项目或活动的排放参数、废水的物理化学特征和排放特征以及水文地质条件等，获取相关参数，利用适当的数学模式，估算由于排污造成的各种污染物浓度增量的空间和时间分