试论场地污染水文地质学

赵勇胜. 试论场地污染水文地质学[J]. 水文地质工程地质, 2024, 51(3): 222-228. doi: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202311032
引用本文: 赵勇胜. 试论场地污染水文地质学[J]. 水文地质工程地质, 2024, 51(3): 222-228. doi: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202311032
ZHAO Yongsheng. Discussion on the site contamination hydrogeology[J]. Hydrogeology & Engineering Geology, 2024, 51(3): 222-228. doi: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202311032
Citation: ZHAO Yongsheng. Discussion on the site contamination hydrogeology[J]. Hydrogeology & Engineering Geology, 2024, 51(3): 222-228. doi: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202311032

试论场地污染水文地质学

  • 基金项目: 国家自然科学基金项目(42072270)
详细信息
    作者简介: 赵勇胜(1961—),男,博士,教授,主要从事地下水污染控制与修复研究。E-mail: zhaoyongsheng@jlu.edu.cn
  • 中图分类号: P641.69

Discussion on the site contamination hydrogeology

  • 随着地下水污染问题越来越受到重视,小尺度场地水文地质工作需求日益强烈。污染场地对水文地质工作的要求具有特殊性,具体包括:(1)小尺度,高分辨率;(2)既要研究污染物泄漏的污染过程,也要研究修复状态下的污染物去除过程;(3)特别需要关注注入含水层的修复剂流体(气体、液体、胶体、微生物等)与地层介质、目标污染物的作用。而传统大尺度的水文地质学难以完全满足上述工作的实际需求。地下水污染场地的控制与修复需要多学科协同,其中水文地质学最为关键。因此,有必要提出水文地质与环境工程学科交叉的“场地污染水文地质学”,以适应地下水污染场地的风险管理的实际需求。文章重点论述了场地污染水文地质学小尺度地层结构与污染羽的刻画、“污染物—水—岩”作用的定量描述以及非均质地层中污染物在多相体系中的作用和影响等,提出了场地污染水文地质学的主要研究内容和需要解决的关键问题,包括:(1)小尺度下场地高分辨率刻画;(2)污染过程和修复过程中污染物在地下环境中的物理、化学和生物作用的定量描述;(3)场地尺度污染物在地下环境介质中的迁移转化;(4)修复剂(助剂)在地下环境中的传输与反应;(5)非均质与低渗透地层污染的控制与修复。

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  • 图 1  美国184个地下水污染场地污染羽展布统计[2]

    Figure 1. 

    图 2  勘探孔的布置与污染概念模型

    Figure 2. 

    图 3  不同尺度地层介质特性变化示意图(据文献 [7]修改)

    Figure 3. 

    图 4  复杂多层含水层渗透系数及其概化后的平均渗透系数

    Figure 4. 

    图 5  溶解—吸附质量相等线图(据文献[8])

    Figure 5. 

    图 6  层状非均质含水层中污染物的浓度曲线

    Figure 6. 

    表 1  传统水文地质与污染场地水文地质工作的差异

    Table 1.  Differences in hydrogeological work between traditional and polluted sites

    内容 传统水文地质工作 污染场地水文地质工作
    工作精度 小比例尺(大区域) 大比例尺(小范围)
    地层岩性 需要进行概化 描述尽可能细致,更重视非均质和低渗透性介质
    地下水流速 平均流速(达西流速) 实际流速
    流体 地下水,水−岩作用体系 地下水、非水相液体(nonaqueous phase liquids,NAPLs),固−液−气多相体系
    水文地球化学环境 天然条件 存在酸、碱、有机自由相等极端条件
    地层参数 平均化 高分辨率刻画,避免平均化
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    表 2  区域尺度与场地尺度地下水污染模型工作的差异

    Table 2.  Differences in groundwater pollution model work between regional and site scales

    内容区域尺度水文地质模型污染场地尺度水文地质模型
    模拟区域含水层系统或水文地质单元污染范围/厂区
    边界条件地质单元的边界,河流,断层等无物理意义上的边界
    模拟预测时间年、季天、小时
    模型输入资料区域性(分区)、平均值空间和时间上都尽量避免平均化
    流体地下水地下水、NAPLs
    下载: 导出CSV
  • [1]

    赵勇胜. 地下水污染场地的控制与修复[M]. 北京:科学出版社,2015. [ZHAO Yongsheng. Control and remediation of groundwater contaminated sites[M]. Beijing:Science Press,2015. (in Chinese)]

    ZHAO Yongsheng. Control and remediation of groundwater contaminated sites[M]. Beijing: Science Press, 2015. (in Chinese)

    [2]

    11th international conference on the remediation of chlorinated and recalcitrant compounds[M]. California:Palm Springs,2018.

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    CHEN Mengxiong. Study on hydrogeological and environmental geological problems in China[M]. Beijing: Seismological Press, 1998. (in Chinese)

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出版历程
收稿日期:  2023-11-10
修回日期:  2024-01-12
刊出日期:  2024-05-15

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