为什么要进行污染场地水文地质调查
A. 浅析环境影响评价和污染场地调查评估的区别
环境影响评价与污染场地调查评估是差别很大的两项工作,其在责任主体、实施时间、评估目标、评估内容及方法和结果呈现方式上都存在很大差异。
场地调查评估包括场地环境调查和风险评估两方面工作,风险评估又分为健康风险评估和生态风险评估,由于目前生态风险评估技术发展还不成熟,难度较大,场地评估普遍仅进行健康风险评估,故文中风险评估即指健康风险评估。环境影响评价按照评价对象分为规划环境影响评价、建设项目环境影响评价等。
1.评估目标和评估过程不同
在评估目标方面,《环境影响评价法》第二条规定,本法所称环境影响评价,是指对规划和建设项目实施后可能造成的环境影响进行分析、预测和评估,提出预防或者减轻不良环境影响的对策和措施,进行跟踪监测的方法与制度。场地调查评估是识别和评估场地环境污染或潜在场地环境污染的过程,即对场地上过去和现在的各类活动进行调查,并分析和评价场地环境状况及环境风险。因此,环境影响评价是评估未来建设项目对周边环境的影响。
场地调查评估是通过场地现存的污染状况调查,评估在未来土地利用时该污染对周边人群的健康风险。
在评估过程方面,根据环境的组成特征,建设项目的环境影响评价通常可进一步分解成对不同环境要素(大气、地面水、地下水、噪声、生态、电磁辐射等)的评价,具体开展起来,环境影响评价工作一般分三个阶段:
第一阶段为前期准备、调研和工作方案阶段,
第二阶段为分析论证和预测评价阶段,
第三阶段为环境影响评价文件编制阶段。
场地调查评估也包含三个各自独立、逐级深入的阶段:
第一阶段是初步识别场地污染,主要通过会谈、场地访问,对过去和现在场地使用情况、特别是污染活动的有关信息进行收集与分析,来识别和判断场地环境污染的可能性;如有必要,则需进行以采样分析为主的
第二阶段场地环境调查,进一步确认场地是否污染。
第三阶段场地调查评估以补充采样分析和资料查询为主,满足风险评估和土壤及地下水修复过程所需参数的调查和测试需求,并进行污染场地健康风险评估。污染场地风险评估工作程序包括危害识别、暴露评估、毒性评估、风险表征和土壤修复建议修复目标值的确定。整个评估过程同样都是包含三个阶段,但环境影响评价的工作程序是一个顺序结构,终端是环境影响报告书。
场地调查评估的工作程序是一个选择结构,每一阶段都可终止,场地调查评估是否需要从一个阶段进入到下一个阶段,主要取决于前一阶段的评估结果,也即场地污染状况以及相关方的要求。
2.实施时间和责任主体各异在实施时间方面,《建设项目环境保护管理条例》第九条规定,建设单位应当在建设项目可行性研究阶段报批建设项目环境影响报告书,不需要进行可行性研究的在建设项目开工建设前报批。环境影响评价与土地是否完成流转相互间不形成制约关系,也没有固定的先后顺序。而污染场地调查评估通常应该在土地流转前进行,便于明确责任主体,如果在土地流转后再想对土地储备单位及造成场地污染的单位和个人进行追溯,难度极大且不具备可操作性,形成类似于工程建设领域的“三角债”问题,解决难度极大。此外,我国在土地流转前会存在进行土地平整(四通一平)的情况,在这之前若没有进行污染调查、环境风险评估明确污染状况并采取控制措施,则容易造成污染的转移和扩大。
B. 典型石油污染场地地下水污染调查评价及修复治理
1)调查区位于经济发达地区,地下水质量总体不佳,历史上曾发生过地下水污染事件。加油站位于城建区内,四周为居民区,仅在西南部存在工业区,现加油站土地利用类型为商业用地。在2013年5月加油站确认其2号油罐(汽油)发生漏油事故,其泄漏量不详。经初步勘查发现泄露的汽油通过加油站油罐区的未防渗部分进入包气带并其对地下水和土壤造成了一定的污染。
2)调查区内第四系含水组在调查区按含水体系由上而下,主要划分为三个含水组即第Ⅱ、第Ⅲ、第Ⅳ含水组,它们的地质时代分别相当Qp3、Qp2、Qp1,各层底界基本为黏土及粉质黏土,隔水层分布连续且稳定,隔水性能良好。其中,调查区内第Ⅱ含水组是本次工作研究的重点。调查区内地下水补给以降水为主,以开采为主要排泄方式,地下水流向由周边向地下水集中开采区(地下水漏斗中心)流动。经地下水动态分析,确认调查区内各含水组以侧向径流补给为主,相互之间水力联系不密切。
3)场地包气带厚度18.55m左右,主要岩性为粉土和粉细砂,黏性土平均厚度为7.5m,稳定均匀分布,属于地下水中等易污染区。在调查评价区内没有集中式饮用水水源地,加油站成品油泄漏事件不会对距其最近的城区第一水源地产生威胁。
4)项目场地内浅层地下水受到了加油站成品油泄露的污染,其污染因子为甲基叔丁基醚、苯系物、石油烃和多环芳烃类,其污染程度达到了Ⅵ类(极重污染)和Ⅴ类(严重污染),其污染范围主要分布在加油站场区内,加油站以外地区影响程度较小。项目场地内深层地下水受到了甲基叔丁基醚、石油烃、多环芳烃总量的轻微污染。但通过对项目场地的水文地质条件分析,认为调查区内深层地下水的并未受到加油站成品油泄露的污染,而是由其他因素造成的。加油站项目场地土壤受到了漏油事件的污染,其主要污染因子为多环芳烃、石油烃、苯系物和甲基叔丁基醚。加油站成品油泄露造成的主要土壤污染范围为:以泄露点中心为圆心以5.0m为半径的圆形,向下延伸约15m的柱状范围,扣除上部2.6m已开挖部分后,污染土壤的总体积大约为973.4m3,约合1950t。其主要土壤污染为主位于加油站场地内油罐区泄漏点处,场地外土壤未受到明显影响。
5)加油站场2号油罐出现油品泄漏后,泄露的汽油沿罐区底部未做防渗的部位向下运移污染了包气带土壤。在土壤污染的过程中主要受重力作用的控制,表现为从泄露点处垂直向下运移,造成了泄漏点处下部土壤的污染。污染物透过包气带后,进入到地下水中造成了加油站场地内的浅层地下水受到了污染。由于污染物密度小于水,污染物主要赋存于浅层地下水含水层的上部。受项目场地内浅层地下水循环交替缓慢的控制,其地下水的污染范围较小,但目前正在扩散过程中。同时,由于项目场地深层地下水和浅层地下水水力联系不甚密切,污染物富集在浅层地下水的上部,因此调查区内深层地下水目前未受到加油站漏油事件的影响。
6)由本次污染模拟预测结果可知,受项目场地浅层地下水循环交替缓慢的控制,加油站泄露的污染物在含水层中迁移扩散的速率也比较缓慢,最大污染范围出现在2013年12月份,其污染程度也最高,随着后期污染源的切断,污染物的浓度和范围逐渐缩小。但随着地下水的运移,污染物在2015年12月以后会从加油站的西南侧流出站区外,对周边地下水环境造成污染。
7)调查区不同监测点地下水对该地区产生的健康总风险值在(0~3.17)×10-4之间,大于美国环境保护署对污染场地修复时认为所能承受风险水平10-4的上限,调查区内部分区域的地下水需立即开展地下水环境修复治理工作。调查区深层地下水对该地区产生的健康总风险值在(0~1.03)×10-7之间,小于美国环境保护署人体健康风险建议值10-6,调查区内深层地下水无须开展地下水环境修复治理工作。场地土壤污染对该地区产生的健康总风险值最大为2.4,远远大于美国环境保护署对污染场地修复时认为所能承受风险水平10-4的上限,目前污染场地按照致癌风险评价,处于急需环境专项治理的阶段。
8)通过技术经济分析对比,加油站污染场地土壤修复治理工作,推荐选取土壤蒸汽抽提技术进行原位修复治理;浅层地下水污染治理工作,推荐选取抽提联合人工干预自然衰减技术进行原位修复治理。以上两种方法在实施过程中具有一定的相通性,可统筹考虑布置治理工作的工程和设备。
C. 水文地质调查与评价
一、部署重点
开展我国主要平原、重要能源规划矿区以及西南岩溶地区1:5万基础水文地质调查;继续开展我国主要平原地下水污染调查评价;开展严重缺水区和地方病区地下水勘查;建立覆盖我国主要平原(盆地)的国家地下水监测和动态评价体系。
二、部署建议
(一)北方主要平原(盆地)水文地质调查
1.工作现状
1999年国土资源大调查以来,在我国北方11个主要平原(盆地)开展了地下水资源及其环境问题调查评价,建立了含水层数字空间结构,初步查明了地下水系统空间结构,20多年来地下水补径排变化;初步查明了各主要平原盆地存在的含水层枯竭、地下水位下降、地面沉降、荒漠化、盐碱化、地表植被退化等与地下水不合理开发利用相关的环境地质问题;重点开展了鄂尔多斯盆地区域水文地质勘查,评价了盆地区域地下水资源总量,深入开展了鄂尔多斯盆地内蒙古、陇东国家能源基地的水文地质勘查,提出了地下水开发与生态环境保护方案,为国家能源基地供水提供了地下水资源保障。但基础水文地质调查工作精度不够,不能满足国家经济建设规划的需要,严重限制了全局性和区域性重大地下水资源问题评价的精度;评价结果达不到支撑地下水可持续开发利用的需求,造成地下水资源的不合理开发,产生了大量环境地质问题;缺乏翔实基础水文地质数据指导重要区的规划建设。
2.工作目标
总体目标:在深入开展我国北方主要平原(盆地)区域水文地质调查基础上,加强重点地区1:5万水文地质调查,查明平原盆地重点地区的基础水文地质条件,提出地下水资源合理开发利用和地质环境保护建议和对策。
“十二五”期间:完成我国北方的三江平原、松嫩平原、西辽河平原、山西六盆地等主要平原盆地重点地区1:5万基础水文地质调查,提出保障供水安全和地下水开发利用与保护战略。
“十三五”期间:全面完成我国北方的银川平原、河西走廊、准噶尔盆地、塔里木盆地等主要平原盆地重点地区1:5万基础水文地质调查,确保西部生态脆弱区的环境保护和干旱缺水区的供水安全。
3.工作任务
在我国北方的三江平原、松嫩平原、华北平原、西辽河平原、山西六盆地、银川平原、河西走廊、准噶尔盆地、柴达木盆地、塔里木盆地、鄂尔多斯盆地11个主要平原盆地,选择地下水开采强烈区、生态环境脆弱区、重点经济规划区和开发区开展1:5万区域水文地质基础调查,采用的技术手段主要包括地面调查、遥感、地球物理勘查、钻探、地下水监测、数值模拟等。以1:5万水文地质勘查规范为依据,通过切实加强实物工作量的投入,提高水文地质勘查程度,查明含水层空间结构、地下水系统分布、地下水补排径条件以及生态环境演化,为地下水资源合理利用和地下水环境保护提供水文地质依据。
“十二五”期间:在我国北方的三江平原、松嫩平原、西辽河平原、山西六盆地等主要平原盆地区,开展1:5万区域水文地质基础调查,进一步查明含水层空间结构、地下水系统分布、地下水补排径条件以及生态环境演化,为地下水资源合理利用和地下水环境保护提供水文地质依据。
“十三五”期间:结合2011~2015调查工作,在梳理成果、总结经验基础上,开展银川平原、河西走廊、准噶尔盆地、塔里木盆地、鄂尔多斯盆地5大平原盆地1:5万基础水文地质调查。
(二)全国地下水污染调查评价
1.工作现状
2004年以来,国土资源部启动了全国地下水污染调查评价,已完成珠江三角洲地区、淮河流域平原区、长江三角洲地区、华北平原区及下辽河平原地下水污染调查评价,完成调查面积约42万平方千米,采集地下水样品2万余件,取得海量地下水质量与污染的调查数据,基本查明了我国东部平原地区区域地下水水质和污染状况。
存在问题:我国中西部地区和东北大部分地区地下水污染总体状况不明。地下水污染严重地区没开展详细调查,难于确定地下水污染范围、程度和污染趋势。地下水污染场地治理修复理论和技术体系尚未建立。
2.工作目标
总体目标:全面完成全国首轮区域地下水污染调查评价,基本查明区域地下水水质和污染状况;基本完成我国地下水集中供水水源区和重要污染源分布区的地下水污染详细调查,圈定污染范围和查明污染趋势;地下水及土壤污染场地开展修复工程示范研究;为我国地下水污染防治、地下水资源保护以及保障饮水安全提供科学依据。
“十二五”期间:完成我国东部地区、中西部地区区域地下水污染调查评价,基本查明地下水水质和污染总体状况;对地下水集中供水水源区和污染严重区开展详细调查,查明污染源,圈定污染范围,查明污染趋势;启动地下水污染治理和修复示范工程;建立地下水污染场地治理和修复技术标准。
“十三五”期间:完成第二轮东部地区地下水污染调查评价;基本完成中西部地下水集中供水水源区和重要污染源分布区的地下水污染详细调查,查明污染源,圈定污染范围,查明污染趋势。
3.工作任务
主要分为三层次的工作。一是以平原、盆地和重要岩溶流域为单元,以城镇和工矿企业集中分布区为重点,开展区域性的1:25万地下水污染调查评价;二是对地下水集中供水水源区和重要污染区,开展1:5万地下水污染详细调查;三是选择典型污染场地,开展地下水及土壤污染修复工程示范研究。
“十二五”期间:对华北平原、长江三角洲平原、珠江三角洲平原和淮河中下游平原区的地下水集中供水水源区和重要污染源区,按1:5万比例尺开展地下水污染详细调查;选择典型地下水及土壤污染场地开展修复工程示范研究。在松嫩平原、三江平原、西辽河平原、汾渭盆地、呼包平原、鄂尔多斯盆地、柴达木盆地、准噶尔盆地、河西走廊(疏勒河)、银川平原、西南岩溶石山地区、四川盆地、江汉平原、鄱阳湖平原等地区,开展1:25万区域地下水污染调查评价。继续开展东部重点地区地下水污染详细调查,完善15个典型地下水及土壤污染场地开展修复工程示范研究。对全国地下水污染调查评价成果进行综合研究,完成一轮全国地下水污染评价。
“十三五”期间:华北平原、长江三角洲平原、珠江三角洲平原、淮河中下游平原、松嫩平原、三江平原、西辽河平原、汾渭盆地、呼包平原等为重点,开展第二轮地下水污染调查评价。对中西部地区的地下水集中供水水源区和重要污染源区,按1:5万比例尺开展地下水污染详细调查。
(三)严重缺水区和地方病区地下水勘查
1.工作现状
国土资源部近15年来组织实施了“西北找水特别计划”、“西部严重缺水地区地下水勘查示范工程”和“地方病严重区地下水勘查及供水安全示范”,总结出一系列地下水富集模式,深化了对区域规律的认识,建立了一套有效的工作方法和地下水勘查技术方法体系,探索出省部合作的新机制,为进一步开展地下水勘查以解决人畜饮水安全问题提供了指导。但是,我国缺水区面积大、缺水人口多,水文地质条件极为复杂,由于已有工作范围和勘查示范力度有限,且多未能与地方各级政府形成有效的合作机制,限制了示范成果的及时推广和更多人口缺水问题的解决,需要进一步对缺水特别严重的地区进行地下水勘查,集中解决居民饮水安全问题。
2.工作目标
总体目标:通过开展我国严重缺水地区、地方病区和污染严重区地下水勘查,实施地下水供水安全示范工程,为有效解决我国人民群众饮水安全问题提供地下水资源保障,全面提升我国水文地质地球物理勘查和钻探水平,引领地下水理论研究走上新的高度。
“十二五”期间:完成珠三角、淮河流域、南方红层集中分布区地下水勘查,实施地下水勘查示范工程,带动地方政府实施地下水供水安全工程。
“十三五”期间:完成南方长江流域重点地区、饮水型地方病区、长三角污染严重区地下水勘查,实施地下水勘查示范工程,直接解决330万人饮水困难,带动地方政府投资实施地下水供水安全工程。
3.工作任务
在北方干旱区、南方红层区、饮水型地方病区和地下水严重污染区选择重点地区开展地下水勘查,利用遥感、地球物理勘查、钻探等最新技术方法手段,查明水文地质条件和地下水分布规律,利用探采结合井直接解决部分群众饮水困难,查清适宜人畜饮用地下水的分布,编制地下水开发利用区划,与地方政府合作,全部解决所选片区居民的饮水安全问题。北方干旱区以寻找富水构造为目标,在南方红层区,因地制宜地确定取水层位,分散与集中供水相结合。在饮水型地方病区,在查清致病与非致病含水层区域分布规律的基础上,施工供水井集中供水。在南方水资源污染区,寻找适宜饮用的地下水集中解决饮水安全问题。
“十二五”期间:开展宁夏中南部、太行山区、吕梁山区、辽西地区、内陆盆地干旱区、青藏高原干旱河谷区、新疆准噶尔盆地高砷高氟水区、塔里木盆地伽师病区,辽河平原、青海南部、冀北山区、山东胶莱盆地高氟区、珠江三角洲及淮河流域水污染区1:5万专项水文地质调查,开展干旱缺水区地下水赋存模式研究,带动地方投资实施地下水供水安全工程。
在云南、重庆、贵州、湖南、湖北、广东、广西、湖南、浙江、江西、江苏和安徽等省红层区开展1:5万专项水文地质调查,实施探采结合示范工程,带动地方政府投资,基本解决红层区内群众的饮水困难。
“十三五”期间:在东南沿海山地丘陵、海南高氟区和江汉平原高砷水区开展地下水勘查、1:5万专项水文地质调查,通过地方投资,基本解决上述地区400万人的饮水困难。在长江三角洲、华北平原等水污染区开展地下水勘查示范,直接解决50万人的饮水安全问题。
(四)西南岩溶石山地区水文地质环境地质调查
1.工作现状
我国西南岩溶石山重点分布在广西、云南、贵州、湖南、湖北、四川、重庆、广东8省(区),岩溶区面积78万平方千米,裸露岩溶区面积50万平方千米,由于特殊的岩溶地质条件,造成大气降水严重漏失到深部岩溶含水层,地表干旱缺水、石漠化严重。从1999年开始,组织开展了西南岩溶区的地下水资源及其生态环境调查评价,查明了区域地下水资源量和石漠化分布现状,完成1:5万重点区岩溶调查10万平方千米,为岩溶地下水开发和解决群众干旱缺水以及石漠化治理提供了重要的水文地质依据。据统计,西南岩溶区严重缺水地区、石漠化区和环境地质问题突出地区达30万平方千米,地下河达3000多条,已完成的工作仅覆盖石漠化严重区1/3不足,地下河仅调查百条左右,很难满足大规模合理开发利用岩溶水的需求。
2.工作目标
总体目标:开展西南岩溶区1:5万水文地质调查,实现岩溶水资源开发合理有序,石漠化、干旱、水污染、内涝、塌陷等环境地质问题得到有效治理,岩溶地下河得到有效监控,水质明显好转,我国岩溶水文地质调查科研水平显著提高,整个西南岩溶石山地区生态文明建设成效显著。
“十二五”期间:完成西南8省区1:5万岩溶水文地质调查6万平方千米,岩溶水资源开发形成规模化效应,解决干旱缺水和石漠化治理初见成效。
“十三五”期间:完成西南岩溶区干旱缺水和石漠化严重地区1:5万水文地质调查6万平方千米,形成岩溶水资源开发有序合理,石漠化整治生态成效明显,岩溶地下河得到有效监测,水质明显好转,西南岩溶水文地质调查和科研水平显著提高。带动地方政府投资,形成中央与地方共同投资、全面推进西南岩溶石山地区水文地质勘查工作的新局面。
3.工作任务
开展西南岩溶8省(区)岩溶水文地质调查,采用地面调查、遥感、地球物理勘查、钻探、岩土水样测试等技术方法手段,查明岩溶发育规律,岩溶水资源开发利用现状和开发利用条件,实施岩溶水资源勘查开发利用工程,加快开展岩溶水赋存发育机理研究,加快开展石漠化治理技术和岩溶区生态地质环境保护技术研究。建立重点岩溶流域监测网络。
“十二五”期间:集中完成岩溶连片分布地区、西南8省区1:5水文地质调查6万平方千米,查明岩溶发育规律、岩溶地下河开发利用现状和条件,岩溶地下河污染现状,开展50个县550条岩溶地下河的开发利用示范工程。
“十三五”期间:完成西南8省区1:5万岩溶水文地质调查6万平方千米;查明岩溶发育规律、岩溶地下河开发利用现状和条件及岩溶地下河污染现状,开展200条岩溶地下河的开发利用示范工程,建立控制主干岩溶地下河的监测站点。
(五)重要能源基地水文地质调查
1.工作现状
我国现有13个大型煤炭基地、55个规划矿区。目前我国大多数能源基地呈现水资源危机加重、突水灾害频发、生态环境恶化、区域含水层系统面临破坏的严重局面。初步统计,现有70%煤矿区缺水,40%的煤矿区严重缺水。水害事故成为威胁煤矿安全生产的“第二大杀手”。许多地区含水层处于疏干、半疏干状态,众多岩溶大泉枯竭。水资源和环境问题成为能源基地持续发展的制约“瓶颈”。到20世纪80年代末,主要能源基地区基本完成了1:20万区域水文地质普查,成为基地资源开发的主要水文地质基础资料。部分地区开展了一系列专题性水文地质研究工作。但总的来看,能源基地区域水文地质调查精度较低,一些新的开发区和规划区,高精度的水文地质调查工作还处于空白状态。此外,能源基地资源开发与环境保护缺乏新理论、新技术的有效支撑,无法保障矿产资源的可持续利用。
2.工作目标
预期目标:开展国家重要能源基地规划矿区的1:5万水文地质调查8万平方千米,查明基础水文地质条件,为能源基地区含水层保护和地质环境合理开发利用提供依据。
“十二五”期间:完成西北、华北5个重要能源基地1:5万水文地质环境地质综合调查4万平方千米。提出区域含水层保护的建议和对策。
“十三五”期间:完成东北、西北、华南大型煤炭基地25个规划矿区的1:5万水文地质环境地质综合调查4万平方千米。
3.工作任务
能源基地水文地质调查分区域调查和重点区调查两个层次。区域调查精度为1:5万比例尺,主要是调查区域含水层结构、分布规律、补径排条件、地下水环境质量。重点区调查主要针对突出环境地质问题开展调查,包括含水层结构破坏情况、突水灾害类型及规模、地下水环境质量及地表生态恶化状况,其调查精度为1:1万比例尺。
西北、华北缺水型能源基地,重点调查含水层结构与分布规律、补径排条件及其变化特征,评价地下水资源开发潜力,提供远景水源地,解决水资源危机。华北、华南突水灾害高发型能源基地,重点调查水害类型、规模及发生条件,评价预测水害危害程度及发展趋势,提出地下水综合利用与灾害防治的技术与方案,降低灾害损失。西北生态脆弱区、东北草原生态区能源基地,重点调查主要环境地质问题,评价分析煤炭开采对地下水系统及含水层结构的影响与破坏,制定区域含水层保护的策略与方案,遏制生态恶化趋势。
“十二五”期间:在鄂尔多斯盆地周边、山西省、冀鲁豫皖三大区域煤炭规划矿区,包括神东、宁东、晋北、晋中、冀中、两淮、陕北、黄陇、晋东、鲁西、河南11个大型煤炭基地,部署1:5万水文地质环境地质综合调查,调查面积4万平方千米。在水资源危机严重、水害频发、含水层破坏严重、生态环境问题突出地区,选择6个典型矿区,建立地下水动态监测站点。开展基于生态环境保护及水害防治的地下水综合利用示范。
“十三五”期间:在内蒙古东北、云贵川、新疆甘肃三大区域煤炭规划矿区,包括蒙东、云贵川2个大型煤炭基地、25个规划矿区,部署1:5万水文地质环境地质综合调查,调查面积4万平方千米。在水资源危机严重、水害频发、含水层破坏严重、生态环境问题突出地区,选择5~6个典型矿区,建立地下水动态监测站、点。开展基于生态环境保护及水害防治的地下水综合利用示范。
(六)地下水监测工程
1.工作现状
我国地下水监测始于20世纪50年代。经过50多年的努力,国土资源部门共建立各类地下水监测点23800多个,其中国家级点1422个,形成了国家、省(自治区、直辖市)、地(市)三级地下水监测网点,主要分布于黄淮海平原、松辽平原、三江平原、关中盆地、银川平原、柴达木盆地、长江三角洲、山东半岛、江汉平原、成都平原、河西走廊、山西六大盆地、神木能源开发区和223个以地下水为主要供水水源的大中城市。主要监测内容包括地下水位、水质、水温以及泉水与地下暗河流量等。近年来,加强了地下水自动监测与实时传输系统和公益性服务能力建设,建立了北京、济南、乌鲁木齐等地下水自动监测示范区,300多个地下水监测点实现了自动监测、无线传输与网上发布,建设完善了国家级地下水监测数据库和中国地下水监测信息网,编辑出版了《中国地质环境监测地下水水位年鉴》,实现了地下水监测信息社会共享。然而,我国从未进行过专门的规模性地下水监测井建设,现有地下水监测井主要利用了以往保留的各类地下水勘探钻孔、水源地生产井和农用机井、民井,存在专门监测井少、井点布局不合理、监测设施陈旧老化、监测自动化程度低等问题,严重制约地下水监测工作公益性服务功能的发挥,不能满足经济社会可持续发展的要求。
2.工作目标
总体目标:建立较完善的国家地下水监测网络,构建地下水动态调查评价体系,实现地下水监测信息采集、传输、处理和服务现代化,及时掌握地下水动态变化情况,开展地下水评价与预测预报,满足地下水监测监督需求,为政府部门和社会公众提供决策支持与信息服务,为防治地质灾害、保护地质环境、保障地下水可持续利用、促进经济社会可持续发展提供依据。
“十二五”期间:完成国家地下水监测工程一期工程建设,初步建立现代化国家级地下水监测网,国家级地下水监测点达到10000个。基本实现对全国主要平原、盆地、岩溶分布区、生态环境脆弱区等地下水的区域控制性监测和对重要地下水超采区、地下水水源区和大中城市地下水水源地的实时自动化监测,建立典型地区地下水动态评价体系,基本满足地下水监测监督需要,为防治地质灾害、保护地质环境提供决策支持与信息服务。
“十三五”期间:完成国家地下水监测工程二期工程建设,基本建成现代化国家级地下水监测网,国家级地下水监测点达到20000个。基本实现全国主要平原、盆地、岩溶分布区、生态环境脆弱区等地下水监测自动化,全面实现重要地下水超采区、地下水水源区和大中城市地下水水源地的实时自动化监测,建立主要平原、盆地和地下水开采区地下水动态评价体系,满足地下水监测监督需要,为科学管理含水层、优化配置水资源、防治地质灾害、保护地质环境提供决策支持与信息服务。
3.工作任务
建设具有国际先进水平的覆盖全国主要平原、盆地、岩溶分布区和生态环境脆弱区的现代化国家级地下水监测站网,及时掌握地下水动态变化过程与区域分布规律。
建设现代化地下水监测(均衡)试验场与监测示范区,开展地下水监测试验与科学研究,满足地下水资源评价、数值模拟、预测预报、污染防治等工作需求。
构建地下水动态调查评价体系,实现我国主要平原盆地的地下水动态评价与预测预报,为履行地下水监测监督职能提供决策支持与信息服务。
开展地下水监测信息系统建设,研究开发新一代全国地下水监测信息系统,整合各类各级地下水监测信息,实现全国地下水监测数据全面融合、统一发布与信息共享。
“十二五”期间:
(1)完成国家地下水监测工程一期,建成10147个国家级自动化监测点,地方配套建设省、市级地下水监测点20000个。
(2)建成北京、郑州、乌鲁木齐3个地下水监测(均衡)试验场,完善北京、济南、乌鲁木齐3个地下水监测示范区。
(3)完成华北平原、松嫩平原、银川平原、河西走廊、鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地、三江平原、柴达木盆地、准噶尔盆地、塔里木盆地、山西六大盆地、河套平原等北方平原盆地地下水动态调查评价体系建设。
(4)开发研制新一代全国地下水监测信息系统,完成信息系统功能建设。
“十三五”期间:
(1)完成国家地下水监测工程二期工程建设,在一期工程基础上,新增10000个国家级自动化监测点,国家级点总数达到20000个;地方配套建设省、市级地下水监测点20000个,省、市级地下水监测点总数达到40000个。
(2)新建上海、哈尔滨、桂林、湛江4个地下水监测示范区,地下水监测试验场(示范区)总数达到10个。
(3)完成长江三角洲、珠江三角洲、淮河流域、鄱阳湖平原、江汉平原、成都平原等我国南方主要平原以及南方岩溶地区地下水动态调查评价系统建设。
(4)健全完善全国地下水监测信息系统功能,实现全国20147个国家级地下水监测点的监测信息自动接收、存储及网上发布。
D. 点源污染场地地下水污染的研究
点状污染源包括固体废物场地、地下储存罐(UST)和管道的泄漏等。其中以固体废物场地、地下储存罐的污染问题最为突出,如城市垃圾填埋场、加油站以及石油化工用的储油罐等。点源污染的治理首先要控制污染源,如去除污染源、控制污染物的继续泄漏等,然后考虑采用已污染场地的恢复和治理措施。在点源污染中,城市垃圾填埋场对地下水的污染最具有复杂性和普遍性,因为垃圾场一旦发生泄漏,很难去除和控制污染源的继续泄漏。所以这里侧重介绍垃圾填埋场地地下水污染的问题。
目前,发达国家69%~73%的城市垃圾是用地质填埋方法处置的(Frank Kreith,1994),发展中国家城市垃圾的填埋处理比例则更大。许多学者认为:固体废物的地质填埋今后将是最为经济、最为方便和适用的处置方法。我国城市垃圾对环境的污染非常严重,目前有2/3的城市已形成“垃圾包围城市”的严重局面(陈梦熊,1998)。但我国对城市垃圾填埋处理的研究比较落后,对已经存在的数量庞大的垃圾堆放场地对环境、水资源的污染和治理等方面的研究也亟需开展。
一、城市垃圾场地环境污染的模拟预报
城市垃圾场地是土壤、地下水污染的主要污染源之一,但其对环境的污染比污水等其他污染源的污染要复杂。首先垃圾淋滤液的组分十分复杂(赵勇胜,1993),而且随时间的不同而发生变化,如新垃圾场与老垃圾场的淋滤液其组分和数量都会发生变化。此外,淋滤液的数量和进入环境的入渗量也难以预测。因此,在利用数值模型对污染质进行模拟预报时,垃圾场地要比其他类型的污染源更为困难。污染质的模拟预报是污染控制和治理的基础,只有把污染机理、运移规律和污染程度、范围及其发展趋势搞清楚了,才能够提出有效的控制和治理方法措施。所以,污染的模拟预测是非常重要的。目前国际上常见的可用于垃圾场地污染模拟预测的模型软件有MOC、MT3D和MODPATH等。
二、污染场地的控制和治理措施
首先要控制污染的进一步扩散,使垃圾场的污染限制在一定范围内,不会有新的扩展。为了达到此目的,可以采用流场控制、垃圾场顶部防渗屏障、不同的截、排工程等,在此基础上,采用适当的恢复和治理措施(赵勇胜等,1994)。这就要求对污染场地的水文地质和环境条件必须十分清楚;对垃圾渗滤液的特性、变化规律及其与地层介质的作用进行研究;此外还要进行综合分析,选定优化控制方案。利用计算机模拟模型,分别对不同污染控制和治理方案进行模拟预测。如水动力流场的模拟预测,设置水平和垂向防渗屏障后的模拟预测等。
三、未来研究方向
首先应强调对安全垃圾场地的研究,因为一旦造成了周围环境的污染,恢复和治理是非常困难的。另一方面,还要积极开展对已污染的垃圾场地的控制和治理的方法措施,研究适合我国国情的、经济实用的治理方法。具体研究包括:城市垃圾安全填埋处置的策略、城市垃圾场地的场地防护屏障、垃圾场地废物反应演化阶段和微生物反应速率、环境污染潜在威胁性的评价方法、垃圾安全处置场的设计和城市垃圾场地环境监测的优化设置等。
E. 为什么要进行工程地质勘察详细勘察阶段包括哪些内容
工程地质勘察是为查明影响工程建筑物的地质因素而进行的地质调查研究版工作。所需权勘察的地质因素包括地质结构或地质构造:地貌、水文地质条件、土和岩石的物理力学性质,自然(物理)地质现象和天然建筑材料等。这些通常称为工程地质条件。查明工程地质条件后,需根据设计建筑物的结构和运行特点,预测工程建筑物与地质环境相互作用(即工程地质作用)的方式、特点和规模,并作出正确的评价,为确定保证建筑物稳定与正常使用的防护措施提供依据。
一般包括两大部分:文字和图表。文字部分有工程概况,勘察目的、任务,勘察方法及完成工作量,依据的规范标准,工程地质、水文条件,岩土特征及参数,场地地震效应等,最后对地基作出一个综合的评价,提承载力等。图表部分包括平面图,剖面图,钻孔柱状图,土工试验成果表,物理力学指标统计表,分层土工试验报告表等。
F. 水文地质调查评价
东北、西北来、华北及四川源阿坝州等地方病严重区地下水勘查,为70多万人提供了安全饮用水源,建立了一批示范工程。
西南岩溶石山区水文地质和环境地质调查,建立了80多处地下水开发和石漠化综合治理示范工程。
在内蒙古能源基地勘查评价水源地10处,其中,5处有望建成大型甚至超大型水源地。
完成“北方主要盆地平原地下水动态监测优化方案”,初步建立国家地下水监测剖面。
完成区域地下水污染调查32万平方千米,为制定“全国地下水污染防治规划”提供科学依据。
汇总、提升地热资源调查评价成果,建立并完善中国地热资源数据库管理信息系统。
G. 水文地质调查的目的、任务、重要性及类型
水文地质调查工作的目的就是运用各种技术方法和手段揭示一个地区的水文地质条件,掌握地下水的形成、赋存、运动特征、水质、水量变化规律。水文地质调查的任务是为国民经济建设、发展规划或工程项目设计提供水文地质资料。
水文地质调查是一项复杂而重要的工作。其复杂性是因为地下水具流动性,水质、水量随时空变化,而且所使用的勘查方法种类较多。其重要性主要是:①认识来源于实践。人们对一个地区水文地质条件的认识,对各项生产建设中所提出水文地质问题的解答,都要通过各种水文地质调查来完成,即水文地质资料来源于调查。一切水文地质生产和科学研究成果质量的高低和结论的正确与否,主要决定于占有资料的多少及其是否正确可靠。②水文地质调查与勘探(勘查)是一项费用高、工期长的工作,如果勘探工程布置不当,或不按规范(程)的技术要求进行,其后果将是既浪费勘查费用,又不能提供工程设计所需的水文地质资料;如果据其得出错误的结论,将会给工程建设、国家财产、生产环境等诸多方面造成巨大的损失。
水文地质调查工作,按其目的、任务和调查方法的特点,可分为三类:
(1)区域性水文地质调查。是指中小比例尺的综合性水文地质调查,亦称综合水文地质调查。其调查目的主要是为国民经济建设和某项国民经济的远景规划提供水文地质依据。有时,这种调查也可能是为某项专门性的水文地质调查任务(如城市供水、矿山排水、环境水文地质调查等),提供区域性的水文地质背景资料。如一些大型供水项目,为提出几个可能的水源地比较方案,或为查明水源地的补给范围、补给来源、补给边界位置和性质,皆需进行区域性的水文地质调查工作。区域性水文地质调查的主要任务是,概略查明区域性宏观的水文地质条件,特别是区域内地下水的基本类型及各类地下水的埋藏分布条件,地下水的水量及水质的形成条件,以及地下水资源的概略数量。区域性水文地质调查的范围一般较大,可以是数百、数千平方千米。具体范围视任务需要而定,可以是某个自然单元,一个或数个较大的水文地质单元,也可以是某个行政区域,多是按国际地形图幅进行的,调查图件的比例尺,一般小于1:10万。
(2)专门性水文地质调查。专门水文地质调查是为专门目的或某项生产建设而进行的调查工作。其调查的目的是为其提供所需的资料,有时,为了进行地下水某方面的科学研究(如城市供水、矿山排水、环境水文地质等),也要开展专门性水文地质调查。专门性水文地质调查的任务是:较详细地查明调查区的水文地质条件,解决所提出的生产问题,为工程建设项目或其他专门目的提供水文地质资料和依据。
专门性水文地质调查的范围,视工程项目的规模或科研的需要而定。例如,供水水文地质调查的范围,要根据需水量的大小来确定,一般应包括水源地在开采条件下可能的补给范围;矿床水文地质调查的范围,应根据矿井在最大疏干深度条件下可能补给矿坑(井)的补给范围来确定;环境水文地质调查的范围,至少应把地下水污染区和污染源包括在内。专门水文地质调查的比例尺,一般要求大于1:5万。
(3)地下水动态和均衡监测。任何类型的水文地质调查和研究工作,在定性或定量评价水文地质条件时,都需要地下水动态和均衡方面的资料,因此,都应进行地下水动态和均衡的监测。地下水动态和均衡要素监测工作的持续时间,有长有短。如为区域或专门性水文地质调查提供地下水动态、均衡资料的监测工作,则可仅在某一段时间内进行,一般只要求1~2年;如果为国民经济建设长远规划和综合目的(包括地下水资源管理及保护)而进行的监测工作,则是长期性的。
随着地下水资源的大规模开发利用,与地下水有关的环境地质问题越来越多。因此,地下水动态与均衡的监测其意义日显重要。监测项目主要包括:地下水位、水量、水质、水温、环境地质项目等。
H. 水文地质调查
通过15a的工作,水文地质调查在地下水资源评价、重点地区水文地质调查、严重缺水区与劣质水地区地下水勘查、地下水污染调查等方面取得了显著进展。
完成了新一轮全国地下水资源评价与北方平原盆地地下水资源及其环境问题调查评价。2000~2002年,以省级行政区为单元完成了全国新一轮地下水资源调查评价,查明了自1984年以来全国地下水资源数量与质量的时空变化、开采潜力等总体状况,编制了《中国地下水资源与环境图集》,包括序图组、全国性图组、地区性图组和分省图组共126幅图,为国家水资源规划和管理提供了科学依据。2003~2013年,以平原盆地为单元,开展了区域地下水资源及其环境问题调查评价。完成了北方11个主要平原盆地地下水资源及其环境问题调查评价,总结了主要平原盆地区域水文地质规律或特征,评价了主要平原盆地地下水资源量、调蓄能力、环境与生态功能;完成了河套平原、江汉-洞庭平原、共和盆地等地下水资源及其环境问题调查评价工作,掌握了水文地质条件、地下水水量与水质状况。编制完成了亚洲水文地质图、地下水资源图与地下水环境背景图(1∶800万)。开展了华北平原、松嫩平原、银川平原、河西走廊、鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地地下水动态调查,运行完善了华北平原地下水动态评价数值模型,对华北平原地下水资源进行了再评价。
持续推进西南岩溶地区、重要能源基地等重点地区水文地质调查。2003~2013年,开展了西南岩溶地区地下水与环境地质调查,在西南岩溶干旱缺水和石漠化重点地区,以岩溶流域为单元,开展了1∶5万水文地质和环境地质调查。通过调查,掌握了西南岩溶区主要水资源环境问题,调查了岩溶水资源状况及其开发利用潜力,查清了调查区岩溶石漠化的分布状况及其发展趋势;查清了典型岩溶流域水文地质条件和环境地质问题,针对不同类型区开发条件,建立了岩溶地下水开发利用与生态环境综合治理模式。近年来,在宁东、准东、东胜、青海、冀中等重要能源基地开展了水文地质环境地质调查工作,通过重点区1∶10万和1∶5万水文地质调查,提高区域水文地质调查精度,进一步查明了能源基地主要区域含水系统、含水层结构、地下水动力场演化,深化了能源基地水文地质结构认识。2011年以来,开展了鄂尔多斯盆地、柴达木盆地、塔里木盆地等西北大型盆地水文地质调查,探索推进重点地段1∶5万水文地质调查,加深对大型盆地水文地质条件的认识。以青藏铁路沿线为重点,开展了青藏高原重点地区水文地质环境地质调查,通过填补区域1∶25万水环地质调查空白区和重点区1∶5万水文地质调查,选择适宜地段进行地下水探采结合井开展了地下水供水示范。
严重缺水区与劣质水地区地下水勘查推动了大量居民用水困难的解决。在西南红层地区、黄土高原、西北内陆盆地、山地高原缺水区、北方饮水型地方病区以及四川大骨节病区等典型地区,开展了以解决人畜缺水困难为目标的地下水勘查与示范工程。通过10多年的工作摸清了我国西北、东北、华北、西南15个省(市、区)的缺水区背景条件,形成了一套有效的工作方法,总结出西北干旱区一系列地下水富集模式,深化了对区域规律的认识,探索出西南红层浅层地下水开发利用新模式,研究了高砷高氟地下水分布与形成规律,总结了地下水赋存模式,建立了不同缺水区地下水勘查技术方法体系,开发出一批新仪器、新材料和新技术,形成地调投入勘查示范为主,多渠道投资地下水勘查的新机制。2011年以来,在宁夏中南部地区、陕甘宁革命老区、太行山集中扶贫区等严重缺水地区和西藏大骨节病地区、四川阿坝州等地方病区开展了水文地质调查和地下水勘查,完成了一批1∶5万水文地质调查图幅,结合地方需求,实施探采结合孔和供水示范井,推动了贫困地区饮水困难的解决。2010年和2011年为应对极端干旱气候,分别组织实施了滇黔桂地区和华北地区抗旱找水打井工作,有力地支持了当地抗旱工作。
地下水污染调查获得了我国地下水污染状况基础数据。2005年启动了我国地下水污染调查评价工作,首先对珠江三角洲、长江三角洲、淮河流域平原、华北平原进行了调查,然后又依次对东北下辽河平原、松嫩平原、三江平原、中西部主要城市、东南地区等开展了调查,预计到2015年可完成全国首轮地下水污染调查。通过1∶25万区域地下水污染调查,构建了地下水污染调查评价测试分析技术体系,取得了海量地下水质量与污染的调查数据,基本查明了区域地下水水质和污染状况,初步掌握全国重点地区地下水污染程度,构建了地下水污染信息系统,编制了地下水污染防治区划,为各级政府部门提供了大量区域地下水质量、地下水污染等基础资料。地下水污染调查表明有很多地区地下水水质严重恶化,引起了政府部门的高度重视,促进了《全国地下水污染防治规划(2011~2020年)》的出台。