岩溶地下水有机污染特征分析——以贵阳市某加油站为例

许多有机化合物对人体和生物有毒害作用,其中一些具有"三致作用"。地下水有机污染研究开始于20世纪60—70年代,经过半个世纪的发展,国际上已把地下水污染研究的重点从无机污染物转向有机污染物。在岩溶发育地区,地质环境脆弱,防污能力差,地下水具有易污染性,有机污染物在岩溶地区的分布有别于其他地区。本文以贵阳市某加油站15年前发生的油灌泄漏污染事件为例,通过地面调查、地质雷达、钻探、样品分析和综合研究等方法查明了地下有机污染物的运移规律、分布范围以及地下有机污染物的组分特征。经分析对比1999年、2007年以及2012年的研究成果,结果表明:(1)受岩溶发育形态的影响,场地内有机污染物在地下具有富集与稀释的双重特性;(2)在岩溶管道发育、地下水水头高度低于基岩面的地带,有机污染物组分含量总体呈减少的趋势;(3)在以溶蚀裂隙为主、地下水水头高度高于基岩面的地带,有机污染物不断富集,年扩散速率仅为12 m。     

基于GMS的广西平果铝赤泥堆场岩溶含水层溶质运移模拟

广西平果铝赤泥堆场在生产氧化铝时会产生碱性比较高的赤泥淋滤液,同时也会产生硫酸盐、氟化物、铝等污染物。赤泥淋虑液下渗到地下水污染比较敏感的岩溶区会对地下水岩溶含水层造成污染。运用GMS软件模拟赤泥淋滤液在岩溶含水系统的运移情况,找出污染物的运移规律、来预测赤泥堆场的建设对地下含水层的污染,确定污染物的范围和浓度的分布。模拟结果表明:堆场离南部的岩溶管道有一定的距离,下渗的赤泥淋滤液不能很快的流入岩溶管道中,污染物主要是在裂隙和孔隙的岩体介质中运移,主要以分子扩散的形式运动,运动的速度十分缓慢。污染晕大致呈圆形向四周扩散,30 a后扩散带向东北向扩散的最远距离才645 m,堆场的建设不会对附近的岩溶含水层造成污染。     

岩溶管道系统中污染物扩散及地下水自净能力研究——贵州某磷石膏堆场为例

以实验场水文地质勘查、室内外实验为基础,对磷石膏废液中TP（总磷）、F-（游离态氟化物）在岩溶管道系统中扩散和迁移的规律、岩溶管道地下水系统自我净化能力进行了研究。结果表明：污染物主要沿岩溶管道、裂隙的延伸方向扩散和迁移,而在垂直地下水径流方向不明显;TP、F-浓度在迁移的过程中的衰减主要与地下水系统中地下水的稀释有关...     

游散电流法在岩溶地区的试验成果及理论研究

岩溶地下水的运移、储藏及排泄形式,与第四系砂砾石层及一般的基岩风化壳含水的特征完全不同,它的含水部位不是以似层状分布在较稳定的空间,而是被束缚在一定的管道内。找寻岩溶地下水,确定岩溶管道的具体位置是较为困难的。     

CFP 管道流数值模拟方法综述

岩溶地区往往具有高渗透性的岩溶管道,低渗透性的基岩,与多孔介质相比,水流在管道中的运移速度要大得多,穿过含水层的时间很小。岩溶地区含水层的这种特征给水流的数值模拟带来很大困难。 Conduit Flow Process （ CFP）管道流模拟程序,专门为岩溶地区的地下水数值模拟而设计,本文详细介绍其适用范围、实现原理及使用方法。     

岩溶地下水脆弱性评价研究

岩溶地下水脆弱性评价是基于保护岩溶含水层从而有效地管理和利用地下水提出的有效方法和手段。岩溶含水层的特殊性导致污染物极易进入地下含水层,并在岩溶管道中快速、远距离地运移。与其他基岩第四系含水层相比,岩溶含水层的保护面临更大的挑战。介绍了地下水脆弱性的概念;以及岩溶地下水脆弱性的相关问题,并讨论了岩溶区脆弱性评价应考虑的一些问题。     

基于CFP的岩溶管道流溶质运移数值模拟研究

多重岩溶含水介质的复杂性导致岩溶地下水流动及溶质运移的数学模拟成为地下水研究难点之一。为了探讨岩溶多重含水介质中地下水流溶质运移特征,文章构建了管道流CFP水流模型和MT3DMS溶质运移三维耦合数值模型。在阐述管道流CFP和MT3DMS基本原理的基础上,通过建立水文地质概念模型算例（1个落水洞、4个直管道）,探讨岩溶管道水流及溶质运移规律,分析讨论不同水文地质参数对浓度穿透曲线的影响。研究结果表明:管道流CFP模型能够刻画岩溶管道与基岩裂隙水流交换特征,MT3DMS模型能够模拟穿透曲线的拖尾现象,符合实际岩溶区特征。随着水力梯度、管道直径及管道渗透系数增大,孔隙度减小,浓度曲线峰值越大,峰值到达时间越快,浓度穿透曲线越对称。得出结论:耦合CFP水流模型和MT3DMS溶质运移模型能够刻画岩溶管道流溶质运移规律,为研究岩溶复杂介质污染物运移特征提供一种思路和途径。     

岩溶管道与裂隙介质间溶质暂态存储机制

溶质暂态存储是岩溶地下水溶质运移过程中的普遍现象。为揭示岩溶管道与裂隙介质间溶质暂态存储机制,本文构建室内管道-裂隙物理模型,开展集中补给条件下的定量示踪试验,运用双区对流弥散模型实现溶质运移过程模拟。研究表明：随着集中补给水动力条件的增强,裂隙暂态存储水量呈线性增加趋势,溶质穿透曲线由单峰型向双峰型转变;管道和裂隙中的平均流速呈负相关关系,溶质在管道和裂隙中的滞留时间差决定了穿透曲线的形态;溶质暂态存储引发了穿透曲线的拖尾效应和双峰现象,对岩溶地下水溶质运移过程具有重要的控制作用。     

西南岩溶山区某石化类场地地下水污染风险评价

本论文以西南岩溶山区某石化类场地为例,以污染场地风险评价导则作为指导,结合国内外地下水污染风险评价方法,在完成场地地下水污染风险识别以及源项分析的基础上,建立了符合场区实际水文地质条件的地下水水流及溶质运移数值模型,对不同情形下污染物泄露对场区浅层孔隙-溶蚀裂隙地下水的影响进行预测,结合预测结果建立了场区地下水污染风险...     

西南表层岩溶带土壤中砷的迁移规律实验与模拟

岩溶地下河是我国西南地区的重要水源,工业生产过程中产生的砷污染物,除通过落水洞等直接进入并污染地下水外,还会在表层岩溶带溶缝、溶隙内吸附、滞留及富集,并在特定条件下再次迁移,成为"稳定次生污染源".以广西某砷污染事件为例,采用窄缝槽物理模型装置进行砷的动态吸附、解吸实验,并结合地球化学模拟研究砷污染物在表层岩溶带土壤中的迁移规律.实验结果显示表层岩溶带对砷的吸附以物理吸附（扩散过程）为主,相比吸附过程而言解吸速率则显得缓慢,而酸溶液相比去离子水可促进砷的解吸过程.地球化学模拟结果表明土壤矿物中以针铁矿对砷的吸附贡献最大,而酸溶液通过溶蚀针铁矿等矿物削弱对砷的吸附能力.因此在西南岩溶地区,表层岩溶带系统一旦纳入砷污染物,则解吸过程缓慢,易形成砷污染物的滞留、富集;而酸雨作用下砷的解吸、迁移过程加快,则会提高地下水系统的污染风险.      

淮北市岩溶地下水防污性能评价

为有效保护和合理开发利用岩溶地下水资源,在深入了解评价区水文地质条件基础上,采用PI(保护层和渗透条件)方法,对淮北市岩溶地下水防污性能开展评价。其结果表明,地下水防污性能π值小于2的区域分布在低山丘陵区,该地区基岩埋深＜50m,属于裸渗区;π值2～3的区域主要分布在低山丘陵区、残山和山前区,基岩埋深在50～200m,属于覆盖区;平原区的π值多大于4,基岩埋深＞200m,属于埋藏区。无论是PI评价结果还是评价对象的地质条件均表明,岩溶地下水的防污性能在低山丘陵区为弱和较弱,随着远离山区,防污性能有所提高,平原区的防污性能最佳。      

徐州矿区奥灰岩溶水突出的原因与防治

徐州矿区开采深度大,水文地质条件复杂,水害严重。主要突出水源为奥陶系含水层。突水原因主要有:底板隐伏陷落柱或断层导水;底(顶)板含水层与奥灰含水层对接;顶板冒落裂隙带导通断层对盘的奥灰含水层;奥灰水通过基岩隐伏露头侧向补给矿井。其防治对策为:引进先进技术手段,探查分析奥灰岩溶水发育规律;分区隔离开采,完善防排水系统;注浆封堵突水通道;排供结合,综合利用。      

盆地潜凸起岩溶热储地热田成因机理：以菏泽潜凸起为例

盆地潜凸起岩溶热储地热田是我国主要供暖用热储之一,具有分布面积广、水温高、水量大等特点,是北方清洁供暖的重要可再生热源。本文以菏泽潜凸起岩溶热储地热田为例,通过地质构造、岩溶发育特征、同位素和水文地球化学特征、地温场空间分布规律、地热水动力场的系统分析,揭示地热田岩溶地热水补给源、运移途径和富集机理：地热水来源于东北部梁山、东部嘉祥一带基岩山区大气降水入渗补给,主要循环富集于层间岩溶与断裂破碎带复合处。根据地温场空间分布特征揭示的热源及其传递和聚集特征,提出了四元聚热机制,一元是大地热流毯状传导聚热、二元是凸起区高热导率分流聚热、三元是导热断裂或岩体接触带带状对流聚热、四元是地下水运移传导-对流聚热。在热储富集和聚热成因机理研究基础上,构建了基于水源、热源及深部岩溶发育特征的地热田成因机理模型,揭示了地热能富集规律。     

The role of buried bedrock valleys on the development of karstic aquifers in flat-lying carbonate bedrock: insights from Guelph, Ontario, Canada

A spatial relationship between high capacity municipal production wells (>5,000 m³/day), completed in a deep bedrock aquifer, and a buried bedrock valley was recognized in the city of Guelph, southwestern Ontario, Canada. Most production wells are completed in a discrete zone, ～60 m below ground surface, within flat-lying dolostones of the Silurian Amabel Formation. Thick overburden and limited subsurface data make characterization of the karstic aquifer difficult. This study integrates hydrogeologic data with models of karst formation, deriving a conceptual model of porosity development as it relates to valley incision. Bedrock valley incision likely occurred prior to the early Wisconsinan age (>60–75 ka). Incision created steep hydraulic gradients within the flat-lying bedrock, and provided the driving force required to integrate regional groundwater flow into karst conduits that drained at the base of the valley. Dissolution in production zone dolostones was favoured over dissolution in shallower bedrock due to abundant bedding plane partings and fossiliferous facies with high intercrystalline porosity. Burial of the valley during subsequent ice advances reduced the valley’s hydraulic influence and the efficacy of the flow system to cause dissolution. The high capacity municipal wells near the buried bedrock valley tap into the now dormant karst aquifer system.     

重工业区高脆弱岩溶含水层中多环芳烃污染的初步研究

以西南岩溶地区某市重工业区为研究对象,采集水文地质单元内地下水和土壤样品,利用气相色谱-质谱法（GC-MS)测试美国环保署16 种多环芳烃（PAHs）优控物。初步研究表明,研究区地下水16种PAHs均被检出,浓度为1 135.79～1 361.26 ng/L,以菲、蒽、萘、屈、芘为主;地下水处于中等污染程度,其中苯并[a]蒽、屈、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽4种浓度超过美国EPA2009《国家推荐的优先有毒污染物水质标准》标准;PAHs特征比值显示含水层中的PAHs来源于燃煤和炼焦污染源,与钢铁厂和化肥厂排放的特征有机污染物一致。研究区污染源下游大面积区域地下水已经受到PAHs污染,且出现排泄区PAHs浓度高于径流区的现象,岩溶含水层PAHs的污染主要受两方面影响:一是洼地、裂隙发育,断层破碎带和强风化白云岩等为PAHs在含水层中的运移提供了有利条件,同时污染源区内地下水大量开采加速了污染物向地下水的入渗;二是水电站建坝蓄水发电,江水水位抬高,河岸地下水排泄速度减慢,可能致使岩溶含水层中PAHs的自净能力减弱。生态风险评价显示地下水中菲、蒽、芘、苯并[a]蒽、苯并[b]荧蒽处于重污染风险,应采取措施降低污染风险。      

高放废物地质处置库北山预选区地下水的形成和分布

本文论述北山地区不同类型地下水的形成和赋存规律。松散岩类孔隙水主要分布于沟谷和洼地，主要为潜水。沟谷潜水的形成以基岩裂隙水的侧向补给及洪流渗漏补给为主，洼地潜水可由沟谷潜水、断裂带或基岩裂隙水、古洪积扇潜水侧向补给，也可由地表洪流渗入补给；碎屑岩类孔隙-裂隙水主要分布在由自垩系或第三系砂砾石构成的山间沉积盆地中，以承压水为主，洪水下渗和盆地周围基岩裂隙水的侧向径流是此类地下水的主要补给来源；基岩裂隙水主要赋存于变质岩、岩浆岩、碎屑岩、碳酸盐岩节理、裂隙中，以潜水为主。降水垂直渗入、侧向补给或洪流渗漏补给为其主要来源。     

陇东盆地西部岩溶地下水形成机制研究

陇东盆地西部处于鄂尔多斯盆地西缘逆冲推覆构造带，新元古-下古生界碳酸盐岩裸露或浅埋，构成-南北向展布的岩溶水富集带。通过运用构造控水分析、水化学同位素等方法，对岩溶裂隙水系统进行了深入的分析与讨论。指出本区岩溶水的空间分布明显受南北向逆冲推覆构造控制，储水空间以岩溶裂隙为主，构造条件是岩溶发育和岩溶水富集的主要制约因素。岩溶水化学特征具有明显的南北差异，在补给条件优越的中南部平凉-华亭地区，水化学主要由含水层岩性及其赋存条件决定。岩溶地下水以大气降水来源为主，对于埋藏型岩溶水表现为多源水混合而成。根据岩溶水的空间分布与水动力场特征及其补径排条件，全区可划分为平凉、华亭和环西3个相对独立的岩溶水系统．并以此可作为水资源评价的基础。这些认识对于深入了解西北干旱-半干旱地区岩溶水赋存及富集规律、形成与演化机理和在该区开发利用岩溶地下水资源具有重要的科学意义。     

Geochemical indicators of interbasin groundwater flow within the southern Rio Grande Valley, southwestern USA

Increased groundwater withdrawals for the growing population in the Rio Grande Valley and likely alteration of recharge to local aquifers with climate change necessitates an understanding of the groundwater connection between the Jornada del Muerto Basin and the adjoining and more heavily used aquifer in the Mesilla Basin. Separating the Jornada and Mesilla aquifers is a buried bedrock high from Tertiary intrusions. This bedrock high or divide restricts and/or retards interbasin flow from the Jornada aquifer into the Mesilla aquifer. The potentiometric surface of the southern Jornada aquifer near part of the bedrock high indicates a flow direction away from the divide because of a previously identified damming effect, but a groundwater outlet from the southern Jornada aquifer is necessary to balance inputs from the overall Jornada aquifer. Differences in geochemical constituents (major ions, δD, δ¹⁸O, δ³⁴S, and ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr) indicate a deeper connection between the two aquifers through the Tertiary intrusions where Jornada water is geochemically altered because of a geothermal influence. Jornada groundwater likely is migrating through the bedrock high in deeper pathways formed by faults of the Jornada Fault Zone, in addition to Jornada water that overtops the bedrock high as previously identified as the only connection between the two aquifers. Increased groundwater withdrawals and lowering of the potentiometric surface of the Jornada aquifer may alter this contribution ratio with less overtopping of the bedrock high and a continued deeper flowpath contribution that could potentially increase salinity values in the Mesilla Basin near the divide.     

Environmental significance of bedrock jointing in Southern Ontario,Canada

The bedrock surface of many glaciated areas is obscured by thick drift deposits. In southern Ontario, Canada, the buried bedrock surface is dissected by channels, infilled with glacial deposits as much as 150 m thick, that are part of a wider mid-continent preglacial fluvial system that predates formation of the modern Great Lake basins. The infills of bedrock channels form major groundwater aquifers, influence regional groundwater flows and contaminant migration to Lake Ontario, and may localize the release of thermogenic methane and radon within heavily urbanized surface environments. A quantitative comparison of the regional pattern of bedrock joints and the orientation pattern of buried bedrock channels and modern river valleys shows that all these orientation patterns are virtually coincident. Buried bedrock channels in south-central Ontario are not part of a simple antecedent drainage system but were likely predesigned by bedrock joint patterns that have subsequently been propagated upward into overlying Pleistocene sediments. Joints in sediments are of considerable environmental significance (for example, subsurface contaminant and gas migration in fine-grained clayey sediments) and of many origins (stress release, desiccation, etc.) but are widely assumed to be a predominantly surface-related phenomena; the existence of deeper joints has been noted by some authors but their origin is obscure. Data presented herein from south-central Ontario confirm that, in addition to surface-related joints, a second population of bedrock-related joints, reflecting the upward propagation of bedrock fractures, is present in Pleistocene sediments of south-central Ontario.