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解地下水流问题的数值方法
随着现代应用数学以及计算机技术的发展和广泛应用，数值模拟逐渐成为研究地下水运动规律、定量评价地下水资源以及模拟一些水文地质过程发生发展的主要手段。其研究范畴，由单纯研究地下水系统与自然环境系统之间的相互关系，扩大到研究与社会经济系统的相互关系；其研究内容，涉及饱和带、非饱和带和饱和-非饱和带［1］。
在计算机上利用数值法可以模拟各种复杂的水文地质条件，虽然用这种方式求出的数值解仍然是近似值，但仍能满足人们生产研究的要求［2］。和其他方法比较，数值模拟有很多优点，主要有［3］：①模拟在计算机上进行，不需要像物理模拟那样建立专门的一套设备；②有广泛的适用性，可以用于水量计算、水位预报以及地面沉降等的计算，各种复杂的含水层、边界条件、水流情况都能模拟出来；③修改算法、修改模型比较方便；④可以程序化，只要编好软件，对不同的具体问题只要按要求整理数据就能上机计算，并立即得到相应的结果。它的不足之处是不如物理模拟来得逼真、直观，且计算工作量大。
目前，解地下水流问题的数值方法有很多，但最通用的还是有限差分法（Finite Difference Method）和有限元法（Finite Element Method）。这两种方法的根本区别在于有限差分法是建立在用差商近似表示导数的基础上的，而有限元法是建立在直接求函数的近似解基础上的。除了这两种方法以外，还有特征线法（Method of Characteristics）、边界元法（Boundary Element Method）等，在此不再详述。
20世纪50年代有限差分法主要用于石油流动领域的计算，60年代中期拓宽了应用领域，用于解地下水流问题。有限差分法有许多优点：①对于简单问题（如均质各向同性含水层中的一维、二维稳定流问题）的数学表达式和计算过程比较直观、易懂；②有相应高效的算法；③对一般的地下水流问题来说解的精度比较高；④有广泛使用的商用软件，如MODFLOW、PLASM等。需要注意的是，对某些自然边界条件，有限差分法必须进行特殊处理，灵活性一般说来相对要差一些。因此，标准的有限差分法在近似不规则边界上不如有限元法方便（积分有限差分法能和有限元法一样处理不规则边界），对内部边界如断层带的处理以及模拟点源（汇）、渗出面和移动着的地下水面等，有限差分法也不如有限元法好。
有限元法于20世纪60年代后期引入地下水计算中。这种方法的优点有：①程序的统一性。有限元法对各种地下水流和溶质、热量运移问题，计算过程基本相同，程序编写比较方便，很多例子表明从解某一类问题的程序转换为解另一类问题的程序比较简单；②对不规则边界或曲线边界、各向异性和非均质含水层的处理比较方便；③单元大小比较随意，同一计算区内可以视需要采用多种单元形状和多种插值函数以适应水头、浓度等变量的变化或精度要求；④水流问题、溶质运移问题的解精度一般比较高。有限元法虽然有上述这些优点，也有一些缺陷，主要是局部区域质量不守恒，有时会影响计算结果。另一个是和有限差分法等共有的缺陷，即渗流速度、流量只能在先求出水头后，再由Darcy定律算出渗流速度，渗流速度乘以过水断面面积再得到流量［3］。这样做误差大，算不准，至今尚未彻底解决。2004年薛禹群等［4］、YE 等［5］又把数学上新出现的多尺度有限元法引入地下水领域，并得到初步应用，它不仅可以大量减少单元数，还能提高计算精度。因此，多尺度有限元是一种很有应用前景的方法。
地下水数值模拟软件
随着计算机技术的快速发展，使得复杂含水层系统中的地下水流运动及溶质运移的数值模拟变为可能。近年来，在人机交互、计算机图形学和科学可视化等技术的推动下，地下水数值模拟软件在质量上有了较大的发展和提高［6］。其中较有影响地位的有Visual MODFLOW、FEFLOW、GMS。
（1）Visual MODFLOW：由加拿大Waterloo水文地质公司在MODFLOW的基础上开发研制的Visual MODFLOW软件，是目前较流行且被各国同行一致认可的三维地下水流和溶质运移模拟评价的标准可视化专业软件系统［7］。该软件主要包括MODFLOW（水流模拟）、Modpath（平面和剖面流线示踪分析）、MT3D（溶质运移模拟）和Zone Budget（水量均衡计算）四大模块。界面设计包括三大彼此联系但又相对独立的模块，即前处理模块、计算模块和后处理模块。Visual MODFLOW以其求解方法的简单适用、适应范围的广泛及可视化功能的强大成为较有影响的地下水数值模拟软件，其使用范围越来越大。然而实践证明，它往往并不适合某些复杂的地质条件，如不饱和流、密度变化的水流（海水入侵）、热对流等棘手的问题。
（2）FEFLOW：FEFLOW是由德国水资源规划与系统研究所（WASY）历时20多年的研究，开发出来的地下水流动及物质迁移模拟软件系统［8］。软件问世以来，在理论研究和实际问题的处理上，经过了不断的发展、修改、扩充、提高，日趋完善。从20世纪70年代末至今，FEFLOW 经过了大量的测试和检验，成功地解决了一系列与地下水有关的实质性问题，如判断污染物迁移途径、追溯污染物的来源、海水入侵等，是功能较齐全的三维地下水模拟分析软件。
（3）GMS：GMS是由Brigham Young大学环境模拟研究实验室开发的较先进的、基于概念模型的地下水系统模拟软件［9］。GMS是唯一支持Tins、solids、钻孔数据、2D 或者3D地质统计学的系统，它也包括2D和3D的有限单元和有限差分模型。此外，它还封装了基于MODFLOW的水流模型、溶质运移模型MODPATH、MT3D和RT3D，以及基于有限单元法的FEMWATER模型等。其主要优点体现于：在前处理过程中，GMS软件可以采用MODFLOW 等模块的输入数据，同时MODFLOW 等模块的计算结果又可以直接导入GMS中进行后处理，实现计算结果的可视化。
一、模拟试验研究的目的
大量的调查评价结果表明，许多城市垃圾多数堆放或填埋于地下资源补给区、城市周围的其他近郊区的旧河道及其两岸、荒地、巨大的采石（砂、土）坑中，在垃圾场地底部均未采取任何防渗措施，垃圾直接堆放在含水层之上或直接与地下含水层相连，垃圾分解后产生的淋滤液与外来水分（包括大气降水、地表水、地下水入渗）所形成的内流水，污染了深层或浅层地下水，成为城市特别是平原地区城市地下含水层的主要污染源之一。
那么，垃圾污染物在各种含水层结构的深层或浅层地下水的运移速度有多大？污染影响范围有多大？这是污染物在地下含水层中迁移模拟试验研究的目的。
根据我们对许多城市垃圾场对地下水污染的调查，发现北京垃圾场对地下水的污染在含水层类型方面十分具有代表性。北京垃圾场主要对下列三种类型的含水层产生污染。一种为以北京市平原区沙子营垃圾场为代表的以砂为主的含水层；第二种以清河营垃圾场为代表的北京市平原区旧（古）河道砂夹砂砾石层结构的含水层系统；第三种以北京市北天堂垃圾场为代表平原区地下水的补给区永定河冲洪积扇顶部砂卵砾石含水层系统。选择这三种类型的含水层结构系统研究垃圾淋滤液污染组分在含水层中的迁移，具有十分重要的理论研究意义和实际应用价值。
由于地下水的污染受许多因素影响，而现阶段的工作无法区分垃圾对地下水污染的影响程度，因此，选用地下水水质模型来预测垃圾淋滤液在含水层中的分布。由于所依托项目任务书要求、调查年限、经费等的限制，我们在野外选择了沙子营垃圾场、清河营垃圾场作了弥散试验，并选择理想条件下污染物迁移方程的解析解，来对垃圾污染物在地下含水层中迁移进行试验与模拟研究，这是在目前条件下最有效的方法。
下面是试验模拟研究的过程及讨论。
二、弥散试验及数据处理
（一）沙子营垃圾场弥散试验过程与结果
弥散试验场位于垃圾填埋场西南角，距其约20m处。地层岩性上部为厚的砂质粘土，中部为厚的中细砂，下部则为2m厚的中粗砂，地下水位埋深约，为潜水含水层，含水层岩性主要为中粗砂，厚度。
试验前施工了示踪剂投放孔（主孔）和观测孔，主孔孔深为，观1、观2、观3和观4孔深分别为、、和，四个观测孔距注入孔的距离分别为、、和，方位分别为25°、340°、290°和210°（图7-6）。
图7-6 垃圾场弥散试验孔位平面图
通过实测试验场地地下水流向为323°，地下水化学类型为HCO3-Ca·Mg型，Cl-的浓度为。试验时间为2000年9～10月份，试验时周围农田没有实施灌溉，避免了地下水流场受人为因素的干扰，示踪剂选用NaCl。试验时对观测孔和投放孔进行了定时、定深取样、现场分析化验，在观2和观3孔得到了较为满意的观测结果（见图7-7）。
利用观测资料，采用下面的方法计算弥散系数。根据示踪剂瞬时投放的数学模型：
图7-7 沙子营弥散试验观测结果及曲线匹配图
城市垃圾地质环境影响调查评价方法
式中：c为投入示踪剂引起地下水浓度变化值（mg/L）;v为地下水实际流速（m/d）;n为含水层有效孔隙度；m为注入示踪剂质量（mg）;DT、DL为纵、横向弥散系数（m2/d）。
城市垃圾地质环境影响调查评价方法
忽略分子扩散，并设DL＝αL·v、DT＝αT·v，则（1）式的解为：
设
城市垃圾地质环境影响调查评价方法
则：
城市垃圾地质环境影响调查评价方法
式中：
城市垃圾地质环境影响调查评价方法
利用式（7-12）～（7-14）可计算出不同a值情况下的cR随tR的变化值，从而可绘出cR-R曲线簇，即得标准量板曲线。
根据（5）式变换整理得：
城市垃圾地质环境影响调查评价方法
综合上述，如两观测孔至少有一个不在流向上时，把所得的实测曲线与标准曲线进行匹配，可得出相应的a值，应用（7-15）式即可求出纵向弥散度αT和横向弥散度αL。
经计算得，αL＝；αT=。
（二）清河营垃圾场弥散试验过程与结果
弥散试验场位于垃圾填埋场南侧，距垃圾场约50m。地层岩性上部为的粉质粘土。中部为的细砂夹卵石，之下有一厚的砂质粘土，最下部为的中粗砂夹卵石，地下水位埋深约，为潜水含水层，含水层岩性主要为中粗砂夹卵石，厚度约。
试验前施工了示踪剂投放孔（主孔）和观测孔，主孔孔深为，观1、观2和观3孔深分别为、和，三个观测孔与注入孔的距离分别为、和，分别位于主孔的90°、135°和177°（图7-8）。
图7-8 清河营垃圾场弥散试验孔位平面图
试验前，实测试验场地地下水流向为105°，Cl-的浓度为。弥散试验完成时间在2000年10月份完成。示踪剂选用NaCl。试验时对观测孔及投放孔进行了定时、定深取样、现场分析化验，在观1和观2孔得到了较为满意的观测结果（图7-9）。
经计算，清河营垃圾填埋场地的纵向弥散度αL=，横向弥散度αT=。
（三）地下水实际流速的计算
地下水实际流速可根据注入孔的浓度衰减值用下式（7-16）求得：
城市垃圾地质环境影响调查评价方法
式中：d为注入孔直径（m）; n为有效孔隙度；α为综合影响因子，一般取～；Δt为自投入示踪剂后的时间（d）; C0为浓度本底值（mg/L）; C1为投入示踪剂后注入孔浓度（mg/L）; C2为Δt时间后注入孔浓度（mg/L）。
图7-9 清河营弥散试验观测结果及曲线匹配图
两个弥散试验的注入孔直径均为，在此，将含水层的给水度视为有效孔隙度。根据以往研究成果，沙子营和清河营两地含水层的给水度分别取和；根据试验时的实测资料，浓度本底值分别为和，取a=（以往研究的经验值），注入孔投入NaCl后，其中Cl-浓度衰减过程见表7-10，利用（10）式计算的实际流速也列于表中，据此求得的地下水实际流速分别为：沙子营v=（）/3=；清河营v=（）/3=。
表7-10 注入孔Cl-浓度变化和地下水流速
三、沙子营垃圾场污染物在含水层中的迁移
（一）沙子营垃圾场特征及含水层结构
位于朝阳区沙子营南1100m，西距黄港乡公路南北向约300m，场地南北长约250m，东西宽约150m，垃圾约4m厚，场地北部为水塘，西南方向是围墙，东侧为一条形植树护路带，场地表面有大量白色塑料袋，堆放生活垃圾。北部水塘水呈灰黑色。垃圾已堆放三年，调查时已将坑堆满，停止堆放。
该垃圾场地位于冲洪积扇下部平原区，含水层岩性为交错分布的砂层，层次多，颗粒细，渗透性差，此区地下水主要接受大气降水，灌溉回归水等入渗补给，以垂直循环为主，水平迳流条件和富水性均差。图7-10给出沙子营垃圾堆放场地层结构示意图。
据以往调查资料，北京市潜水水化学组分氯化物的背景值范围为～。
图7-10 沙子营垃圾堆放场与地层结构关系图
（二）垃圾淋滤液在含水层中分布范围的计算
1.方法概述
由于该区的水交替是以垂直循环为主，但受区域水循环控制，还存在一定的区域水平方向的地下水流动，将其假设为一维稳定均匀流场中的溶质迁移问题。并作如下假设：
（1）含水层是由均匀多孔介质组成的潜水层；
（2）潜水层在平面上无限延伸、厚度不变，地下水沿正x方向的平面均匀流动、实际渗透流速v稳定不变；
（3）排入潜水层的废水量与区域地下水流量相比可被忽略；
（4）在污染物进入含水层前，整个含水层范围内的污染物浓度为零；
（5）降雨通过垃圾体入渗形成的淋滤液假设为连续的，淋滤液进入潜水层是通过整个含水层厚度完成的，并且在垂向上迅速混合。
（6）将垃圾体假设为一点污染源，且在注入点以速率Q连续向含水层中注入污染物浓度为C0的水流。
取垃圾开始堆放处为坐标原点，无限平面为x Oy平面，则上述问题可用下面的数学模型来描述：
式中：C为污染物在地下水中的浓度，M/L3；
城市垃圾地质环境影响调查评价方法
式中：Dk和DT分别为纵向弥散系数和横向弥散系数，L2/T; v为地下水的实际渗透流速，L/T；λ为污染物质的衰减系数，T-1; Rd为迟滞因子，无量纲；m为单位体积潜水层内污染物的质量进入速率，M/L3T; n为有效孔隙度，无量纲；Q为单位潜水层厚度上的流体体积进入流率，L3/TL; C0为排入含水层中垃圾淋滤液中的污染物浓度，M/L3；δ（x,y）为Darac变数增量函数。
城市垃圾地质环境影响调查评价方法
上述数学模型的解析解，Wilson和Miller（1978）已经给出，即式中的W（u,r/B）为汉克尔的越流井函数。对于我们的问题在已给出的汉克尔井函数中很难找到所需要的值，采用如下近似公式对该井函数进行计算。即
城市垃圾地质环境影响调查评价方法
式中：
城市垃圾地质环境影响调查评价方法
当0≤y≤3时：余误差函数
城市垃圾地质环境影响调查评价方法
其中的a1,a2，…，a6为常数。
而当y>3时：
城市垃圾地质环境影响调查评价方法
当y<0时，用上述二公式和下述关系式来计算：
城市垃圾地质环境影响调查评价方法
2.指示因子的选择
为了确定污染晕存在的最大范围，选择在地下水中保持相对稳定的，随地下水迁移过程中化学变化小，含水介质对其吸附、解吸作用弱，很少发生离子交换吸附作用的Cl-进行研究。因此，上述公式中的迟滞因子Rd为1，衰减系数λ为零。
3.参数
（1）垃圾淋滤液的水量。填埋场在采取防渗与场外防洪等阻水措施的条件下，其垃圾淋滤液的日产量可用下式计算：
q=C·I·A·10-3
式中：q为垃圾淋滤液量（m3/d）;I为降雨强度（mm）; A为垃圾场集雨面积（m2）; C为渗出系数，，一般取。
计算时，将垃圾场集雨面积处理为随堆放时间的延长而以一均匀速度增加。据调查资料，取垃圾场集雨面积的增加速率为。降雨强度取北京市22年每月的平均降雨量，考虑含水层的厚度，表7-11为计算的单位潜水层厚度上的流体体积进入流率。
表7-11 计算时间内垃圾淋滤液进入含水层中的量
（2）淋滤液中污染物Cl-的浓度。表7-12为采集淋滤液的时间和淋滤液中Cl-浓度。选用四次采集样品的平均值作为C0，而且在计算时间内其值不变。
表7-12 垃圾淋滤液中污染物含量
（3）淋滤液进入地下水时间的估算。根据我们沿地下水流动方向上布设的观测井的观测资料（图7-11），与垃圾已经堆放的时间综合分析认为：垃圾淋滤液到达地下水的时间为两年。
图7-11 距垃圾场不同距离处地下水中Cl-浓度
所需的其他参数前面都已经给出。
4.计算结果与讨论
利用（7-21）式，按三个月的时间递增，计算出xOy平面上地下水中Cl-的浓度分布范围如图7-12所示。污染晕在含水层中的分布以沿地下水流动方向为主，在垂直地下水流方向上仅以弥散带的形式存在，其最大宽度在计算的一个水文年内为5m，而在地下水流方向上，溶质在对流和弥散的影响下，其最大值为，是垂向弥散带的17倍。随着距注入点距离的增大，地下水流方向上的弥散带宽度与对流带相比越来越小（表7-13），因此，随着垃圾堆放时间的延长，可忽略不计由弥散引起的污染，而用纯对流引起的水质变化来预测垃圾淋滤液在地下水中的分布范围。
图7-12 沙子营垃圾场堆放后淋滤液在含水层中不同时间的分布范围
表7-13 沙子营垃圾场弥散带占对流带的比例
上述计算是在理想化的条件下进行的。在实际应用时需对其进行校正。一方面应考虑将垃圾体作为点污染源带来的误差，另一方面，还应考虑含水层中已经存在的污染物对输入污染物运移的阻碍作用。在我们所研究的地区，区域地下水中的Cl-只有～，可不考虑其对输入污染物运移的影响。将垃圾体作为点污染源带来的误差，校正时可考虑在上述计算结果的基础上，叠加垃圾体的分布范围作为淋滤液在地下水中的最大影响范围，即垃圾淋滤液在含水层中的分布范围应从垃圾堆放体边缘开始，沿地下水流动方向，在一个水文年内最远能达。
在北京地区像沙子营这样的浅层地下水含水层（又叫上层滞水）分布比较广泛。在这样的含水层中，一个水文年能迁移，是穿透力强，生物降解作用弱，基本不与其他物质发生生物化学反应的Cl-离子的速度，代表了水中污染物的最大迁移速度。实际上，含水介质中的垃圾污染物的迁移速度要比其小的多。
四、清河营垃圾场污染物在含水层中的迁移
该场地位于朝阳区清河营村北500m，是生活垃圾与建筑垃圾混合堆放，面积约300×150m2，呈长方形。场地西南角为堆填垃圾未满剩余水坑，水坑中水呈暗粉红色，不透明（混浊），堆填垃圾顶面高出水面约，调查时堆放一年，并已停止堆放。场地除北面外，其余都是耕地。
该场地位于冲洪积扇下部平原区，含水层岩性不均一，由多层砂砾石及少数砂层组成。图7-13为清河营垃圾堆放场地层结构示意图。
图7-13 清河营垃圾堆放场与地层结构关系图
（二）垃圾淋滤液在含水层中分布范围的计算
所用的方法与第二节相同，下面给出计算时所需的参数。
1.参数
根据调查结果，取垃圾场集雨面积的增加速率为41m2/d。表7-14为计算的单位潜水层厚度上的流体体积进入流量。
淋滤液中污染物Cl-的浓度取实测值（2000年4月20日样品）。
表7-14 计算时间内垃圾淋滤液进入含水层中的量
2.计算结果
利用前面（7-21）式，计算出xOy平面上不同时期内地下水中Cl-的浓度分布范围如图7-14所示。同样，污染晕在含水层中的分布仍以沿地下水流动方向为：
图7-14 清河营垃圾场的淋滤液在含水层中不同时间的分布范围
在垂直地下水流方向上仅以弥散带的形式存在，其最大宽度在计算的八个月时仅，而在地下水流方向上，污染质在对流和弥散的影响下，八个月时达，迁移速度是，是垂向弥散带的63倍。随着距注入点距离的增大，地下水流方向上的弥散带宽度与对流带相比越来越小（表7-15），因此，随着时间的延长，可忽略不计由弥散引起的污染，因而可近似用纯对流引起的水质运移迁范围来预测垃圾淋滤液在地下水中的分布范围。
表7-15 清河营垃圾场弥散带占对流带的比例
五、北天堂垃圾场污染物在含水层中的迁移（一）北天堂垃圾场的特征及含水层结构
垃圾场位于永定河东岸，占地约10×104m2，容积150×104m3，垃圾填埋面积×104m2，平均填埋深度8m。该垃圾场于1987年开始启用，至调查时使用约13年。垃圾填埋在挖砂坑内，挖砂时将地表盖层破坏、去除，表层约4m厚的粉细砂已不存在，之下为砂卵砾石，垃圾直接堆填在其中。
该垃圾场位于永定河冲洪积扇上游地段，据以往调查结果，包气带及含水层岩性为单一的砂卵石组成，其富水条件和渗透性能好，渗透系数K=173m/d。这些地带的水力坡度在2‰，在这些松散层底部为不透水基岩分布。由于以往对该层地下水过量开采，加之永定河常年无水，使得该层含水层逐渐在疏干，水位曾大幅下降。目前，该层含水层已不作为开采层。但由于其处于区域含水层的上游地带，其水质对区域地下水质具有影响。
地下水动态类型属入渗型，地下水位变幅较小，其埋深在丰、枯季分别为（2000年10月）和（2000年3月），年变幅约1m。地下水补给与区域地下水补给一致，主要以自西北向东南的侧向径流和大气降水入渗为主。
据以往调查资料显示，永定河冲洪积扇中上部，Cl-的背景值＝～。
图7-15 北天堂垃圾堆放场地层结构示意图
根据上述，北天堂垃圾场与含水层间存在如图7-15所示的关系。
（二）北天堂垃圾污染物在含水层中范围的确定
根据该层水位的实测资料，可将地下水流场作为稳定流场考虑，含水层颗粒粗，可假设降雨的当年降雨就流过垃圾成为淋滤液补给地下水，影响地下水质。因此，该问题仍可用前面第二节的方法予以解决。
前面的计算结果已经表明，随着淋滤液在含水层中迁移时间的延长，淋滤液在含水层中沿地下水流动方向的距离也增加，而且在一段时间后，淋滤液的弥散带与对流范围相对可忽略不计，淋滤液对地下水的影响范围可近似地用对流的结果来圈定。而地下水的达西流速v=173×2‰＝，则地下水的实际流速v实＝v/n=。
由于垃圾堆放时间长，其淋滤液引起地下水质变化范围的圈定用水流质点的运移距离来代替，即沿地下水流方向的距离＝v实×时间。因此，堆放13年的北天堂垃圾场在其地下水流动方向的下游地带距垃圾边缘距离为5361m。当然，这只是用达西定律计算的地下水的流动距离或影响范围。实际上，地下水中的污染物在迁移扩散的过程中，还要发生生物、化学反应，发生物理吸附和生物降解等，实际的扩散距离要小的多。事实上该垃圾场在13年的时间里，垃圾污染物的影响范围实际才650m。
六、结论
垃圾淋滤液在含水层中的迁移受许多因素的综合影响，用地下水质模型可很好地将这些因素间的关系定量描述。由于垃圾淋滤液污染物在含水层中要与含水介质发生吸附、降解等作用，使得垃圾淋滤液污染物在含水层中所影响的距离或范围比像氯离子这样的穿透能力较强的范围要小，因此，选择氯离子作为垃圾淋滤液的污染指示剂来作现场弥散试验、并以其结果参与模拟计算垃圾淋滤液污染物在垃圾场地地下含水层弥散、扩散和迁移，根据此结果来计算预测的场地地下含水层弥散、扩散和迁移距离或范围是最大值。
通过对代表不同类型的含水层介质中垃圾污染物迁移、扩散的计算，得到在不同的含水结构系统中，淋滤液的迁移距离不同，从而初步掌握了北京不同类型的含水层介质中垃圾污染的范围。
（1）沙子营的地下水污染物迁移、弥散试验和模拟计算表明，对于北京市平原区以砂为主的含水层，特别是那些浅层砂为主的含水层，堆放垃圾后淋滤液进入含水层中的迁移距离在一个水文年内可达，纵向弥散带宽度占对流带，横向弥散宽度仅为5m。
（2）北京平原区有相当多的垃圾场直接堆放或填埋在旧河道里及其附近，如清河、凉水河旧（古）河道及其两岸。清河营垃圾场的地下水污染物迁移、弥散试验和模拟计算表明，对于北京市平原区旧（古）河道带砂夹砂砾石结构的含水层堆放垃圾后，淋滤液在含水层中的分布范围在淋滤液进入含水层后八个月时达，即年，纵向弥散带的宽度占对流带的比例为，横向弥散宽度仅为。
（3）北京北天堂垃圾场代表了位于附图3（北京市平原区垃圾场地的地质环境效应分区评价图）中C区的垃圾场。该区为地下水补给区的永定河冲洪积扇顶部砂卵砾石含水层分布地区，地下水防护能力极差，入渗条件、迁移条件好。北天堂垃圾场污染物在地下水中对流迁移计算结果表明，由于地下含水介质渗透性好，对流速度较快，垃圾堆放时间长，淋滤液中的污染质迁移的最远可近似地用对流带范围圈定，即北天堂垃圾场在堆放的13年时间内在垃圾下游地带达5361m。但实际评价结果是垃圾污染物的影响范围实际才650m。
沈慧珍 吴孟杰 刘思秀
（浙江省地质环境监测总站，杭州310007）
摘要：在杭嘉湖平原浅层地下水污染调查的基础上，计算杭嘉湖平原浅层地下水的环境背景值，运用多项指标综合污染指数法对该区浅层地下水进行污染现状评价，其结果表明，杭嘉湖平原浅层地下水已经遭受不同程度的污染。
关键词：浅层地下水；环境背景值；水污染
杭嘉湖平原位于长江三角洲南部，属长江三角洲的重要组成部分，人口稠密，经济发达。近年来，随着工农业生产的迅速发展，频繁、活跃的人类活动造成了浅层地下水环境质量的下降，直接影响了国民经济的发展。因此，充分认识杭嘉湖平原浅层地下水的污染特征和规律，探求其预防措施，显得尤为重要。
水污染评价的目的是根据水体的实际用途，对环境水文监测资料进行统计分析，判断水质污染的状况及其发展趋势。其评判结果的正确与否，直接影响着水污染治理决策的制定和水资源的开发利用。目前的水污染评判方法有对水体感观性状的定性评价、对单一指标的评判以及综合质量指数评价等，其中，综合质量指数评价法综合考虑了地下水中的各项指标的影响作用，是最常用的评价方法。本文根据杭嘉湖平原地下水长期监测资料以及现阶段的水样化验资料，对其污染现状、特征及规律进行了简要的分析，并进行了浅层地下水污染的综合评价。
1 自然地理条件
杭嘉湖平原西起莫干山东麓，北与江苏省，东与上海市接壤，南濒钱塘江河口及杭州湾，地理坐标东经120°00′～121°16′，北纬30°13′～31°02′，面积约6490km2。区内地势平坦，地面高程在1～7m之间。属亚热带季风气候区，气候温和湿润，四季分明。多年平均气温℃～℃，多年来平均降水量1140～1350mm之间，降水年内、年际变化显著。年内降雨集中在梅雨季节（6月峰值）和台风雨期（9月峰值），具有双峰型降水特征和洪涝灾害特点。
区内水网密布，主要有大运河、苕溪、入杭州湾和入黄浦江等河道，其中大运河自杭州经崇福、嘉兴往北接苏州，东、西苕溪在西北部流经本区进入太湖，都属于太湖水系。孔隙潜水主要由全新统海积、冲海积和冲湖积亚粘土、粘土、亚砂土等组成，厚度一般为～5m，水位埋深～，水动态变化较大，水量贫乏－极贫乏，除了环太湖带和钱塘江附近区域民井涌水量为10～100m3/d外，其他地方涌水量一般都小于10m3/d。主要接受大气降水垂向入渗补给、农田灌溉水的回渗补给及地表水侧向补给，迳流缓慢，蒸发及民井取水为其排泄的主要方式。
2 浅层地下水污染评价
背景值的确定
在评价之前要先确定地下水化学背景值。地下水化学背景值是指天然状况下（未受或基本未受人为活动污染）的地下水中各种化学组分的含量或其界限。现在已无法找到绝对不受污染的地下水体，因此，地下水化学背景值是与一定的时间、地点相联系的相对概念。地下水的化学背景值系列是确定地下水是否受污染的标准。
对于无机污染来说，地下水化学背景值调查和研究原则上应依据较早时期的较系统的地下水水质分析资料。但是由于本区缺乏系统的早期浅层地下水资料，所以此次选取该区中地下水流经的上方向，且远离污染源，相对无污染区的水样，用来计算环境背景值。
首先运用Grubbs法剔除所选水质点的离群数据，然后确定检验的分布类型，其分布类型主要分为3种：正态分布、对数正态分布和偏态分布，最后依据不同情况按不同的方法确定统计特征值（表1、表2）［1，2］。
表1 不同分布类型统计特征值表
表2 浅层地下水背景值表
注：除了pH值外，单位均为mg/L
评价方法
地下水污染程度评价，主要考虑对地下水污染影响较明显及对人体危害较大的一些污染指标进行评价［3］，因此本次选取的污染指标为氯化物、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、溶解性总固体、总硬度、高锰酸盐指数、硫酸盐、氟化物、汞、铅、砷、锰、pH等共19项指标。
评价采用多项指标综合污染污染指数法，其计算公式为［4～6］：
华东地区地质调查成果论文集:1999~2005
式中：I为某项污染物的污染指数；C为某项污染物的实测含量；C0为某项污染物的对照值标准监测方法的方法检出限； 为各单项组分评分值I的平均值；Imax为各单项组分评分值I的最大值；n为项数。
根据PI值计算结果，按表3划分地下水污染级别。
表3 地下水污染级别分类表
评价结果
按上述方法对杭嘉湖平原浅层地下水进行污染现状评价，通过评价发现，杭嘉湖平原浅层地下水存在4个污染级别：未污染、轻微污染、中等污染和严重污染，并且以轻微污染为主，63个取样点中，轻微污染有31个，约占总取样点的50％，其次是未污染、严重污染和中等污染，其中，未污染点13个，严重污染11个，而中等污染点为8个。轻微污染的污染指标主要为 、Cl－，同时有些取样点也分别出现好氧量、总硬度和氟化物的污染以及As、Pb等重金属的污染；中等污染的污染指标主要为“三氮”和好氧量，有些取样点也分别出现Hg、总Fe的污染；严重污染的污染指标主要为 、总Fe、好氧量、As，其次还有氟化物、氯化物的污染。分析其原因，主要为：一方面杭嘉湖平原经济发达，人口稠密，广泛的分散在杭嘉湖平原上，农村、城镇多为洗涤用水，就地排放，污水长期下渗使浅层地下水受到污染；另一方面，杭嘉湖平原地势平坦，农田面积广，灌溉时间较长，而农田灌溉水是杭嘉湖平原浅层地下水的一个重要补给来源，因此，这种非点源污染造成了杭嘉湖平原浅层地下水出现了大面积的轻微污染；同时，由于作为浅层地下水的补给源之一的地表水也受到不同程度的污染，这势必会影响浅层地下水的质量；另外，杭嘉湖平原经济发达，工业化程度较高，局部地区也存在一定的工业污染，垃圾填埋场对浅层地下水也有一定的影响。
3 地下水污染防治对策及建议
在进行浅层地下水防治时，必须依据污染源的特征，结合地下水污染的特点，具体问题具体分析，做到科学防治地下水污染。从杭嘉湖平原浅层地下水的污染源调查分析来看，杭嘉湖平原的污染源形式是多样的，包括点污染源（如垃圾堆放场）、线污染源（如污染河流对地下水的补给和污、废水排泄沟渠对地下水的影响）和面污染源（如污水灌溉和酸雨对地下水的补给）。同时，从杭嘉湖平原的补迳排条件来看，杭嘉湖平原浅层地下水的主要补给源为大气降水垂向入渗补给、农田灌溉水的回渗补给及地表水侧向补给，蒸发和民井取水为其主要的排泄方式，因此，大气降水、农田灌溉水和地表水体的水质好坏在很大程度大决定着浅层地下水的水质情况。因此，在进行杭嘉湖平原浅层地下水防治工作时，应综合考虑以上因素。根据本区的实际情况，本文提出水污染防治建议。
（1）根据点源污染特点，应该强调工业和城市垃圾分类化，选择合理的垃圾填埋场，进行科学的垃圾填埋。
（2）要严格执行城市生活用水、工业废水排放标准，加强地下、地表储罐及管线材料的防渗性能。
（3）由于地表水、大气降水和农田灌溉是浅层地下水的主要补给源，因此，应该开展地表水体的水质调查工作，查明污染物的来源、程度和趋势，改善地表水水质，从根本上解决地表水水质污染问题，保护未受污染的地表水体；严格执行工业废气排放标准，减少空气污染，改善大气降水水质；同时应尽量减少污水灌溉，科学合理施肥，减少化肥、农药对水体的污染；从根本上净化地下水的主要补给来源。
（4）地下水污染一般都是高水位的污染源补给低水位的地下水，从而造成地下水的污染。而现阶段地下水的开采，造成了水位的迅速下降，形成降落漏斗，加大了水位高差，这有利于地下水污染的扩散，因此我们应加强地下水资源开发利用的科学管理和指导，合理开采地下水，严禁过量开采地下水，对部分地区进行回灌，避免沉降漏斗继续扩张。
（5）逐步完善地下水监测网，同时，发挥各部门职能，制定管理条例，对地下水资源的开发进行有效的监督和管理，进一步提高全民的环境保护意识。
参考文献
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The Pollution Status Analysis of Shallow Water and Its Prevention and Cure Measures in Hangjiahu Plain
Shen Huizhen, Wu Mengjie, Liu Sixiu
(Zhejiang General Monitoring Station for Geo-environment, Hangzhou 310007)
Abstract: Based on the pollution investigation of the shallow groundwater in HangJiaHu plain, its environment background value was calculated, and the general pollution index method of multi- item index was used to evaluate the pollution status of the shallow groundwater in this area. The evaluation result shows that the shallow groundwater in HangJiaHu plain wa s polluted to the different extent.
Key words: Shallow groundwater; Environmental background value; Groundwater pollution
现在全世界都在关注水资源的危机。1994年在芬兰召开的“地下水资源未来危机”国际学术讨论会主要围绕水质污染及超量开采两大问题。会议认为只要对水资源正确评价，合理规划，严密监测，科学管理，超量开采的问题是可以避免的。而日益严重的水质污染和恶化却成为威胁水资源持久开发的主要危机。国际水文计划（IHP-5）已把“脆弱环境下的水文学与水资源开发”列为1996～2001年的主要研究课题，其中最重要的一个专题，即“地下水资源的未来危机”的内容则包括：地下水污染的研究范畴，探测地下水质的监测策略，包气带地下水供水水质化学作用规律，滨海地区地下水水质恶化，以及城市发展与水质污染等。由此可见，地下水的质量问题是当前水文地质研究的重要内容。
长期以来，人们对地下水资源重开发利用，轻保护。而地下水资源在受到人类活动，如农业生产、垃圾填埋、废水排污等影响时极易被污染。地下水一旦受到污染，其补救和恢复是非常困难的，而且治理费用代价昂贵。因此如何保护地下水不受污染受到各国的重视。
美国于1991年开展了全国水质评价计划。英国、澳大利亚近年来也对地下水水质进行评价研究，对人类活动包括农业活动、工业活动、废物处置、填埋等造成对地下水水质的影响，地质过程与生物相互作用等问题设立了专题研究。
1）地下水的污染和治理
对于已造成地下水污染的地区，国内外许多学者致力于研究污染的物质来源、污染的途径和范围、污染机理等问题，并取得大量研究成果。这些成果为查明地下水污染情况和治理提供了科学依据和方向。
80年代以来，地下水污染研究的重点已从无机物（重金属）的污染转向微量有机物的种类、物化特征及其在环境中的迁移转化，以及污染控制治理技术等。这与整个环境污染的发展进程是一致的。西方国家在治理环境污染的进程中，大致经历了重金属污染、易降解有机物与富营养化污染以及毒害性有机污染3个阶段。目前能基本控制第一、二阶段的污染，开始重视毒害性有机污染的治理。中国无论在有机物污染的理论还是治理技术方面的研究却刚刚开始。有机化合物种类多、数量大，绝大多数难溶于水，在水中含量很低，仅为10-6～10-9级或更低，降解慢，中间产物复杂。它们进入包气带和含水层后，不仅其残留物可维持数十乃至上百年，而且其降解后的中间产物亦对环境有污染。有机污染物通常分为2类：第一类是量大易降解（包括生物降解和化学降解）的有机物；另一类是有毒有害难降解有机化合物。农业活动造成的地下水污染后果也很严重。由于硝酸盐中氮在作物-土壤-水系统中的运动，进入含水层的氮就可能增加。捷克在过去的30年内，地下水中氮含量增加了一倍。现地下水中已发现各种烃类、卤化物、醇、酚、醚、醛、酮等各类有机化合物。据报导，至1987年美国地下水中已发现175种不同的有机物，其中很大部分对人体有毒性效应。荷兰在232个地下水抽水点中检出113种有机物。中国京津唐地区地下水初步调查检出有机物种类达133种，可见地下水有机污染已到了非常严重的地步。
地下水中危害最大而又最为常见的有机污染物为非极性难溶挥发性有机物（VOC’s），主要由氯代脂肪烃（CHC）和单环芳香烃（BTEX）构成。现已查明，多数水溶相VOC’s在地质环境中不易被吸附，具有很强的迁移性，在适当条件下可生物降解。非水溶相VOC’s对微生物有毒性，不易生物降解。非水溶相CHC常在地下水中积聚，其迁移不受地下水运动的控制，因此常汇集在含水层底板；非水溶相BTEX则相反，飘浮于地下水的表面。
第30届国际地质大会就有不少论文涉及地下水污染监测、参数测试；对Pb、Cu、Zn等污染物的实验室研究；污染物运移趋势预测；地质统计方法与随机理论在地下水污染研究中的应用；某些污染物（如氮污染）的研究实例以及一些模拟理论，例如以保护含水层为目的的河流-含水层相互关系模拟；非均质含水层与裂隙岩溶水污染研究；土地利用过程中的水土污染；污水灌溉的环境生态效应等等。其中美国Yun-Sheng Yu运用地质统计法进行地下水中盐污染的研究，大大提高了计算精度，是一个成功的实例。
最近美国报道了关于在地下水生态领域里应用无脊椎动物群结构的变化作为浅层地下水/地表水环境污染的指示剂；以及用CFCs确定年轻地下水年龄（50年以内或更小）和用氚/氦-3研究地下水运移时间、水流类型和补给速度，为测试和校核模型提供了有力的工具。此外，在发展生物治理技术方面，通过微生物降解作用、吸收、转化有毒化合物，消除污染，取得显著成效。
地下水的污染治理美国在80年代就先于其它国家开始着手进行。当时以“抽汲处理法”较为普遍，即抽出已被污染的地下水，在地表进行深度处理，但含水层不能彻底净化，且处理费用高。对于大规模的污染治理还没有成功的经验。80年代后期地下生物处理工程技术迅速发展，地下水污染控制理论与技术开始形成一套体系。如“对于包气带污染，可进行原位处理或开挖处理。原位处理包括物理法（通气法、蒸汽法、热趋法……）、化学法（表面活性剂溶液冲洗、特殊化学冲洗）和生物法（驯化生物处理、强化生物处理）；对含水层污染可进行原位处理或抽汲处理，前者又包括物理控制（泥墙、防渗帷幕控制法、水动力控制法、暗渠、井孔收集法），化学处理（表面活性剂溶液冲洗法、试剂法、渗床法）和生物处理。采用何种处理工艺，主要取决于处理的对象、目标、水文地质条件和经济承受能力。”在各种方法中，现场处理技术包括多种形式的好氧处理和厌氧处理，发展较快。
为了进一步发展地下水污染控制理论和技术方法，急需加强引进多种学科如地质微生物学、有机地球化学、表生地球化学的理论和方法，加强对有机污染物的来源、迁移、转化或降解机制，以及它们与腐殖酸、金属元素的相互作用的了解，加强土壤和地下水污染治理的新技术开发利用研究，突破解决目前缺乏能快速准确鉴别有机物种类和定量分析的仪器设备的局面，发展治理工程技术方法。
2）地下水资源的保护
为了防患于未然，首先要防止地下水供水水源地受到污染。一方面是保护水源补给区不受污染，另一方面是设立圈定地下水供水水源地的保护区（带），以加强对潜在污染的限制。这里涉及的主要是点源、井源区保护。而非点源整个水流域的水质监测、保护和污染治理技术要困难得多。
圈定地下水源保护区（带）的研究，由最初为确保饮用水卫生条件防止细菌污染的概念已扩大到防止非降解性有机物以及有毒化学成分的污染为目的，在欧美一些国家取得进展。德国对地下水源保护区的圈定是先将流域分为4个保护带，重点探讨第Ⅱ带随时间变化边界的概念，它采用地下水在50天内运行的距离范围。英国根据50天（一区）和400天（二区）运移时间以及整个汇水盆地（三区）确定出地下水保护区。其它如美、捷、爱尔兰、荷等国研究的主要特点是逐步向应用数学模型的方向发展，以提高成果的精度。德国提出可利用环境同位素3H、14C建立动态模型，用地下水环境同位素的滞留时间作为新的水文地质参数以反映地下水特征，并作出定量污染程度分析。中国也有人用时间滞留法来定量研究确定地下水源地保护区。
不少国家已认识到，地下水资源的保护必须提到战略、政策及管理的高度来认识和实施。捷克专家提出，地下水保护战略是政府部门进行管理、协调、投资和贯彻执行的长期任务，要得到有关法律法规的支持，正规的监督检查，甚至包括对技术负责人员的培训以及对公众教育和提供信息。地下水保护政策的制定取决于地下水资源的价值需求、土地利用规划及经济发展和人体健康等因素。地下水保护的管理目标应是确保饮用水水源的质量、安全和可持续性。
地下水保护管理可分为一般性保护和公共供水方面的综合性保护。前者需要编制地下水脆弱性图件并进行评价。评价地下水脆弱性的主要特征为非饱和带的补给、土壤性质、厚度、渗透性和稀释能力以及饱和含水层的稀释能力。受到综合性保护的地下水保护区的范围主要取决于含水层的渗透性、复杂性和脆弱性、非饱和带的特性及厚度、地下水水流方向、污染源离水井或井田的距离及污染质的特性。英国开展了对地下水资源的脆弱性的全面评价，认为其脆弱性受多种因素制约，如上覆土壤和冲积层的存在和性质，水文地质单元的特性以及非饱和带的厚度，因此需要详细的水文地质现场调查。英国现已编制了1:100万地下水脆弱性图件作为战略性土地利用规划的指导，目前正编制大比例尺图件。美国、意大利、荷兰、德国、瑞典、捷克也都编制了大比例尺的地下水脆弱性图为决策、管理层制定地下水保护的战略和方针服务。90年代美国开始倡导使用水流域的综合保护方法，共同解决水污染和生态环境恶化问题，可收到事半功倍的效果，更好地实现环境综合管理目标。
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论地下工程引起的地质问题及防治措施论文
摘要：随着城市建设的大力发展，地下工程建设越来越多，由此引发的各类工程地质问题也逐渐显现出来，根据城市地下工程的特点，对地下工程开挖引起的工程地质问题进行了分析并提出了预防措施。
关键词：地下工程；工程地质问题；预防
城市地下工程具有现场环境条件复杂、施工难度大、技术要求高、工期长、对环境影响控制要求高等特点，是一项相当复杂的高风险性系统工程。但是，地下工程建设一般都在市区内，在其施工过程中常常会引起周围地层的位移、变形、沉降与塌陷等环境地质效应，对周围地面建筑物及基础、地下早期人防和其他构筑物、公共地下管线和各种地下设施以及城市道路的路基、路面等都可能构成不同程度的危害，已经出现并且孕育诸多工程地质问题。
1地下工程开挖引起的工程地质问题
地面沉降
地层初始应力状态的改变引起的地表沉降：地下工程开挖是在存在初始应力场的地层中进行的，开挖引起地层初始应力状态的改变，即二次应力场，它是由地层初始应力场与开挖引起的附加应力场的叠加应力场，对应二次应力场开挖的位移场仅是由开挖引起的附加应力场。地表沉降的主要机理是由开挖面的应力释放，附加应力等引起地层的弹塑性变形。引起初始地应力状态改变的主要原因有：
（1）地下工程开挖引起的附加应力；
（2）地下工程施工对地层的扰动和地层损；
（3）地下水渗流引起的地下水位的变化。
土体的固结沉降：地下工程施工引起的地表沉降与时间有关。土体内部含水渗出，体积逐渐减少，这一现象成为土的“固结”。随着土体的固结，土体的压缩变形和强度逐渐增长。因此，土的固结所产生的沉降是城市地下工程施工中最值得注意的问题之一。根据地下工程施工的特点总结固结沉降的主要原因有：
（1）地下水位下降引起的固结沉降；
（2）土体空隙水压力变化，引起土体的固结沉降；
（3）土体扰动后，重新固结后产生沉降；
（4）土体的次固结和流变。
洞室围岩失稳
地下开挖后，洞壁围岩由于失去了原有的岩体的支持而向洞内产生松胀变形，如果变形超过了围岩所能承受的能力，围岩就会被破坏。围岩的变形破坏程度常取决于围岩的应力状态、岩体结构和洞室的断面形状等。洞室开挖使地下原来的应力状态被破坏，围岩应力重分布，产生变形位移。
均质岩土体中应力未达到或未超过其强度以前，在开挖过程中的变形，以弹性变形为主，变形速度快，变量小，瞬时完成，一般不易察觉；当应力达到或超过岩土体强度时，塑性变形十分明显，发生压碎、拉裂或剪破。当岩体强度主要由结构面控制时，与上述情况基本一样，但当结构面组合构成围岩不稳定条件时，岩体除了弹性变形外，塑性变形也比较明显，它表现为围岩分离体（岩块）的相互错动，围岩松动时围岩稳定性降低，为进一步松动创造了条件。
斜坡破坏
斜坡破坏主要发生在山区城市，除直接经济损失外，还可能造成人员伤亡，其原因主要是:由于自然地质作用和工程地质作用引发的，而工程地质作用造成的斜坡破坏较自然地质作用频率大。当然决非任何斜坡破坏都能称为地质灾害，但斜坡破坏确属重大的地质灾害类型之一。
斜坡破坏主要形式为滑坡，其影响因素主要有岩性、构造、地形、地震、降雨及人类活动等。其中，许多山体滑坡现象是由地下工程活动引发的，即主要是由于地下工程的开挖或采掘影响到了上部的山体，使岩体开裂，地面倾斜，并在一定条件的配合下，导致山体失稳形成滑坡。在隧道建设中，滑坡现象主要发生在浅埋、偏压及进出口等地段，其危害常常比较严重。为评价斜坡岩土的稳定性，预防斜坡破坏导致的地质灾害，认识引起斜坡破坏的内在原因与外部条件，掌握其运动发展规律显得非常重要，尤其是当前在城市这个人类经济活动的密集区，斜坡破坏造成的经济损失和人员伤亡都是巨大的`，都是由于工程活动不合理造成的。 地下水污染
在城市环境地质中地下水的不良作用主要表现为地下水的侵蚀。地下水的不良作用和地下水污染主要由人为引起。随着经济持续稳定发展，人类活动加剧，对地下水的污染越来越严重，主要表现为：多数城市垃圾随意堆放；工业废水和废液不经处理或初步处理后任意排放。首先污染地表水，经地表水补给地下水或渗入地下水，再污染地下水，使地下水具有侵蚀性，对城市的建筑物基础及地下工程不断侵蚀破坏。
2防治措施
开展详尽的工程地质勘察
工程地质勘察资料是地下工程施工的重要依据，通过详细的工程地质勘察，为设计施工提供需要的参数和指标，确定合理的开挖方案、开挖步骤，如果地下工程建设所涉及勘察资料不详细、不准确，势必给支护工程带来事故隐患。
做好开挖方案的优化选择
地下工程的开挖方法很多，以基坑工程为例，有分层全开挖、中心岛式开挖等等。开挖顺序不同，引起的位移不同，中心岛法的开挖顺序就比从一个方向按顺序向另一个方向的开挖方法，对基底隆起和桩后地面沉降有一定程度地减少。因此，基坑开挖时应做好开挖方案的优化选择。
实行科学的降水设计
水是影响基坑工程稳定的重要因素之一，从实际统计资料来看，约有70%的基坑事故与地下水有关，因此，地下工程建设中应特别注意地下水的影响。地下工程建设绝大多数都需要进行人工降低地下水。要降低地下水位，就要合理地选择降水方法，在此基础上进行人工降水的方案设计，以及进行降水方案的水位预测，通过预测进行降水方案的优化，从而达到最佳的降水方案。
做好现场监测，开展信息化施工技术
地下工程是土体与围护结构体相互共同作用的一个动态变化的复杂系统，仅依靠理论分析和经验估计是难以把握在复杂的开挖和降雨等条件下支护结构与土体的变形破坏，也难以完成可靠而经济的开挖设计。通过施工时对整个工程进行系统的监测，可以了解变化的态势，利用监测信息的反馈分析，就能较好地预测系统的变化趋势。当出现险情预兆时，可做出预警，及时采取措施，保证施工和环境的安全；当安全储备过大时，可及时修改设计，削减围护措施。
积极采用新技术、新方法
工程实践证明，采用基坑内降水、坑内侧土体加固（化学灌浆、石灰桩加固等）、及时支撑并预加轴力、增加挡墙的入土深度、墙外地层中筑帷幕、坑内降水坑外注水、分步开挖、逆作法施工、信息反馈施工法的采用等，对改善基坑变形、提高其稳定性有重要意义。计算机技术方法应广泛地应用到地下工程建设中，如进行数据分析与计算、计算机制图、计算机辅助深基坑设计、信息施工与管理等领域具有十分广阔的前景。
结语
地下空间资源正越来越多被开发利用于各种领域，如地下轨道交通工程、地下街、地下室、地下车库等各类地下工程，已经成为现代城市功能转入地下的重要载体。但是，地下工程建设一般都在市区内，在其施工过程中常常会引起周围地层的位移、变形、沉降与塌陷等环境地质效应，对周围地面建筑物及基础、地下早期人防和其他构筑物、公共地下管线和各种地下设施以及城市道路的路基、路面等都可能构成不同程度的危害。因此，研究城市地下建设工程引起的地质问题及其防治措施具有相当重要的现实意义。
松花江的水污染是很好的例子！
水，滋润万物，与人们的生产生活息息相关。水是甘甜的。但有时又是苦涩的；水是宝贵的，但有时它又泛滥成灾；水是清冽的，但在一些地方它却变得污浊不堪；一切生物都离不开水，但在一些特别需要水的地方，它却变得那样吝啬……面对我们日日不可或缺的生命之源一-水，我们知道的到底有多少? ●人均水资源占有量十分有限 据世界银行1998年对132个国家的统计，我国水资源总量占世界第4位，但人均水资源占有量却排到了82位。按照国际标准，人均水资源量2000立方米为严重缺水边缘，人均1000立方米为人类生存起码要求。目前我国有15个省、区、市人均水资源严重低于缺水线，有7个省、区(宁夏、河北、山东、河南、山西、辽宁、江苏)人均水资源量低于生存的起码要求。 ●水污染程度严重,损失巨大 据水利部对全国700余条河流约10万公里河长开展的水资源质量评价，河长受到污染；的河长严重污染，水体己丧失使用价值。90%以上的城市水域污染严重。 在全国七大流域中，太湖、淮河、黄河流域均有70%以上的河段受到污染；海河、松辽河流域污染也相当严重，污染河段占60%以上，全国有1／4的人口饮用不符合卫生标准的水。水污染直接影响着我国民众生活、生存环境。 ●河湖萎缩，黄河断流 黄河从1972年开始出现断流到1998年的27年间，黄河利津站共有21年发生断流，断流频率已达四年五断，共计断流1050天，平均每个断流年份50天，其中1997年断流226天，断流河段长达704公里，占下游河段总长的90%。 海河流域中下游平原地区的河流基本干涸，河口淤积加剧，生态环境破坏严重。由于径流剧减，城镇排出的污水得不到稀释.形成不少污水河，被形象地称为："无河不干，有水则污。" 调查表明，近30年来，我国湖泊水面面积已缩小了30%。 ●西北地区水环境恶劣 目前，我国西北干旱、半干旱地区湖泊于涸现象十分严重，部分湖泊含盐量和矿化度明显升高，特别是西北湖泊咸化趋势更为明显。新疆博斯腾湖，由于上游修建灌溉工程，导致人湖水量锐减，含盐高的灌区退水又不断入湖，因此，该湖在短短的10多年内就由淡水湖演变成咸水湖，湖水矿化度上升了6倍，水面减少120平方公里，水位降低米。素有"绿色迷宫"之称的准噶尔盆地西部的艾比湖，因60年代在湖区毁林开荒，70年代截流断水，至今艾比湖湖面已由过去的1300平方公里减至600平方公里，干涸的湖盆已沦为盐漠。曾为我国历史上最大的咸水湖--罗布泊也已干涸。 ●湿地面积萎缩，生态蜕化 由于人口增长，耕地扩大，生态类型擅变，我国湿地面积严重萎缩。北大荒的连年垦荒使这块我国最大的湿地面积缩小了60%，三江平原的湿地面积已由建国初期的443万公顷下降到190万公顷。如不采取紧急保护措施，十几年内三江平原的湿地将丧失殆尽。 ●南方围湖造田后果严重 围湖造田是导致南方湖泊面积萎缩的首要原因。曾经蔚为壮观的江汉湖群因围垦而消失湖泊983个，面积减少2041平方公里，目前仅存湖泊83个，浩浩荡荡的800里洞庭在不到40年的时间内，围垦面积达226万亩，淤积与围垦互为因果，导致湖区生态恶性循环。 ●地下水超采过量,引发环境问题 由于地表水资源贫乏和水污染加剧，致使一些地区对地下水进行掠夺式开发，地下水超采十分严重。据不完全统计，目前全国已形成地下水域性降落漏斗149个，漏斗面积万平方公里，其中严重超采面积万平方公里，占超采面积的。多年平均超采地下水亿立方米，有的漏斗中心水位埋深已达60--80米，有些城市还出现了地面沉降，造成严重后果。 ●水土流失面广量大，后果堪优 我国己成为世界上水土流失最严重的国家之一，全国水土流失面积达367万平方公里，占国土面积的38%，其中水力侵蚀面积179万平方公里。此外，每年流失土壤50多亿吨，全国每年因水土流失新增荒漠化面积2100平方公里，因同样原因而损失的耕地面积达7万多公顷。黄土高原每年水土流失带走的氮、磷、钾就达4000万吨，相当于全国一年的化肥产量。 赢水污染事故频发。 近些年，全国各地水污染事故频繁发生，平均每年在1600起以上。1994年淮河特大污染事故，造成苏皖两省150万人饮水困难。1996年春节后，淮河再次发生污染事故，使蚌埠市70万人陷入水荒。近10年来，仅海河流域的水污染事故就达数百起，由水污染导致的地区间纠纷不断发生，严重影响社会稳定。
沈慧珍 吴孟杰 刘思秀
（浙江省地质环境监测总站，杭州310007）
摘要：在杭嘉湖平原浅层地下水污染调查的基础上，计算杭嘉湖平原浅层地下水的环境背景值，运用多项指标综合污染指数法对该区浅层地下水进行污染现状评价，其结果表明，杭嘉湖平原浅层地下水已经遭受不同程度的污染。
关键词：浅层地下水；环境背景值；水污染
杭嘉湖平原位于长江三角洲南部，属长江三角洲的重要组成部分，人口稠密，经济发达。近年来，随着工农业生产的迅速发展，频繁、活跃的人类活动造成了浅层地下水环境质量的下降，直接影响了国民经济的发展。因此，充分认识杭嘉湖平原浅层地下水的污染特征和规律，探求其预防措施，显得尤为重要。
水污染评价的目的是根据水体的实际用途，对环境水文监测资料进行统计分析，判断水质污染的状况及其发展趋势。其评判结果的正确与否，直接影响着水污染治理决策的制定和水资源的开发利用。目前的水污染评判方法有对水体感观性状的定性评价、对单一指标的评判以及综合质量指数评价等，其中，综合质量指数评价法综合考虑了地下水中的各项指标的影响作用，是最常用的评价方法。本文根据杭嘉湖平原地下水长期监测资料以及现阶段的水样化验资料，对其污染现状、特征及规律进行了简要的分析，并进行了浅层地下水污染的综合评价。
1 自然地理条件
杭嘉湖平原西起莫干山东麓，北与江苏省，东与上海市接壤，南濒钱塘江河口及杭州湾，地理坐标东经120°00′～121°16′，北纬30°13′～31°02′，面积约6490km2。区内地势平坦，地面高程在1～7m之间。属亚热带季风气候区，气候温和湿润，四季分明。多年平均气温℃～℃，多年来平均降水量1140～1350mm之间，降水年内、年际变化显著。年内降雨集中在梅雨季节（6月峰值）和台风雨期（9月峰值），具有双峰型降水特征和洪涝灾害特点。
区内水网密布，主要有大运河、苕溪、入杭州湾和入黄浦江等河道，其中大运河自杭州经崇福、嘉兴往北接苏州，东、西苕溪在西北部流经本区进入太湖，都属于太湖水系。孔隙潜水主要由全新统海积、冲海积和冲湖积亚粘土、粘土、亚砂土等组成，厚度一般为～5m，水位埋深～，水动态变化较大，水量贫乏－极贫乏，除了环太湖带和钱塘江附近区域民井涌水量为10～100m3/d外，其他地方涌水量一般都小于10m3/d。主要接受大气降水垂向入渗补给、农田灌溉水的回渗补给及地表水侧向补给，迳流缓慢，蒸发及民井取水为其排泄的主要方式。
2 浅层地下水污染评价
背景值的确定
在评价之前要先确定地下水化学背景值。地下水化学背景值是指天然状况下（未受或基本未受人为活动污染）的地下水中各种化学组分的含量或其界限。现在已无法找到绝对不受污染的地下水体，因此，地下水化学背景值是与一定的时间、地点相联系的相对概念。地下水的化学背景值系列是确定地下水是否受污染的标准。
对于无机污染来说，地下水化学背景值调查和研究原则上应依据较早时期的较系统的地下水水质分析资料。但是由于本区缺乏系统的早期浅层地下水资料，所以此次选取该区中地下水流经的上方向，且远离污染源，相对无污染区的水样，用来计算环境背景值。
首先运用Grubbs法剔除所选水质点的离群数据，然后确定检验的分布类型，其分布类型主要分为3种：正态分布、对数正态分布和偏态分布，最后依据不同情况按不同的方法确定统计特征值（表1、表2）［1，2］。
表1 不同分布类型统计特征值表
表2 浅层地下水背景值表
注：除了pH值外，单位均为mg/L
评价方法
地下水污染程度评价，主要考虑对地下水污染影响较明显及对人体危害较大的一些污染指标进行评价［3］，因此本次选取的污染指标为氯化物、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、溶解性总固体、总硬度、高锰酸盐指数、硫酸盐、氟化物、汞、铅、砷、锰、pH等共19项指标。
评价采用多项指标综合污染污染指数法，其计算公式为［4～6］：
华东地区地质调查成果论文集:1999~2005
式中：I为某项污染物的污染指数；C为某项污染物的实测含量；C0为某项污染物的对照值标准监测方法的方法检出限； 为各单项组分评分值I的平均值；Imax为各单项组分评分值I的最大值；n为项数。
根据PI值计算结果，按表3划分地下水污染级别。
表3 地下水污染级别分类表
评价结果
按上述方法对杭嘉湖平原浅层地下水进行污染现状评价，通过评价发现，杭嘉湖平原浅层地下水存在4个污染级别：未污染、轻微污染、中等污染和严重污染，并且以轻微污染为主，63个取样点中，轻微污染有31个，约占总取样点的50％，其次是未污染、严重污染和中等污染，其中，未污染点13个，严重污染11个，而中等污染点为8个。轻微污染的污染指标主要为 、Cl－，同时有些取样点也分别出现好氧量、总硬度和氟化物的污染以及As、Pb等重金属的污染；中等污染的污染指标主要为“三氮”和好氧量，有些取样点也分别出现Hg、总Fe的污染；严重污染的污染指标主要为 、总Fe、好氧量、As，其次还有氟化物、氯化物的污染。分析其原因，主要为：一方面杭嘉湖平原经济发达，人口稠密，广泛的分散在杭嘉湖平原上，农村、城镇多为洗涤用水，就地排放，污水长期下渗使浅层地下水受到污染；另一方面，杭嘉湖平原地势平坦，农田面积广，灌溉时间较长，而农田灌溉水是杭嘉湖平原浅层地下水的一个重要补给来源，因此，这种非点源污染造成了杭嘉湖平原浅层地下水出现了大面积的轻微污染；同时，由于作为浅层地下水的补给源之一的地表水也受到不同程度的污染，这势必会影响浅层地下水的质量；另外，杭嘉湖平原经济发达，工业化程度较高，局部地区也存在一定的工业污染，垃圾填埋场对浅层地下水也有一定的影响。
3 地下水污染防治对策及建议
在进行浅层地下水防治时，必须依据污染源的特征，结合地下水污染的特点，具体问题具体分析，做到科学防治地下水污染。从杭嘉湖平原浅层地下水的污染源调查分析来看，杭嘉湖平原的污染源形式是多样的，包括点污染源（如垃圾堆放场）、线污染源（如污染河流对地下水的补给和污、废水排泄沟渠对地下水的影响）和面污染源（如污水灌溉和酸雨对地下水的补给）。同时，从杭嘉湖平原的补迳排条件来看，杭嘉湖平原浅层地下水的主要补给源为大气降水垂向入渗补给、农田灌溉水的回渗补给及地表水侧向补给，蒸发和民井取水为其主要的排泄方式，因此，大气降水、农田灌溉水和地表水体的水质好坏在很大程度大决定着浅层地下水的水质情况。因此，在进行杭嘉湖平原浅层地下水防治工作时，应综合考虑以上因素。根据本区的实际情况，本文提出水污染防治建议。
（1）根据点源污染特点，应该强调工业和城市垃圾分类化，选择合理的垃圾填埋场，进行科学的垃圾填埋。
（2）要严格执行城市生活用水、工业废水排放标准，加强地下、地表储罐及管线材料的防渗性能。
（3）由于地表水、大气降水和农田灌溉是浅层地下水的主要补给源，因此，应该开展地表水体的水质调查工作，查明污染物的来源、程度和趋势，改善地表水水质，从根本上解决地表水水质污染问题，保护未受污染的地表水体；严格执行工业废气排放标准，减少空气污染，改善大气降水水质；同时应尽量减少污水灌溉，科学合理施肥，减少化肥、农药对水体的污染；从根本上净化地下水的主要补给来源。
（4）地下水污染一般都是高水位的污染源补给低水位的地下水，从而造成地下水的污染。而现阶段地下水的开采，造成了水位的迅速下降，形成降落漏斗，加大了水位高差，这有利于地下水污染的扩散，因此我们应加强地下水资源开发利用的科学管理和指导，合理开采地下水，严禁过量开采地下水，对部分地区进行回灌，避免沉降漏斗继续扩张。
（5）逐步完善地下水监测网，同时，发挥各部门职能，制定管理条例，对地下水资源的开发进行有效的监督和管理，进一步提高全民的环境保护意识。
参考文献
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The Pollution Status Analysis of Shallow Water and Its Prevention and Cure Measures in Hangjiahu Plain
Shen Huizhen, Wu Mengjie, Liu Sixiu
(Zhejiang General Monitoring Station for Geo-environment, Hangzhou 310007)
Abstract: Based on the pollution investigation of the shallow groundwater in HangJiaHu plain, its environment background value was calculated, and the general pollution index method of multi- item index was used to evaluate the pollution status of the shallow groundwater in this area. The evaluation result shows that the shallow groundwater in HangJiaHu plain wa s polluted to the different extent.
Key words: Shallow groundwater; Environmental background value; Groundwater pollution
3构建一套完整的环保产业链真正解决环保问题，必须下大力气培育一个有生命力、有发展前景的环保产业群(链)，形成一个对投资者有吸引力，对生产者有法律约束力的环保市场，这样才能把环保“列入”发展，做到“环保”与“发展”的和谐统一，以环保带动发展。以发展促进环保。3．1 回归自然，崇尚绿色21世纪是发展环保产品的世纪， 回归自然，崇尚绿色将成为时代潮流。绿色经济、绿色投资、绿色消费、绿色营销、绿色产品、绿色就业的发展将在全球范围内展开。它以高教节能、减少浪费、维持平衡、保护环境、无污染、无公害为根本特征，它代表了政策和市场上一种全新的心态转变，体现了人类对自身责任和发展的理性思考，而且从长期而言，它能太大节省成本、提高效率、扩大就业、促进发展。因为在未来世纪的竞争市场上。在企业的经营理念中，“环境成本”将成为最重要的考虑因素之一，“环境取胜”也将成为一个重要的法宝。3．2 构建环境效益与经济效益兼顾的产业体系要改变传统工业社会那种“自然资源— — 产品和用品— — 废物排放”线性流程组成的开放式 “牧童经济”(美著名生态学家哈丁的说法)做法，建立现代社会要求的“自然—— 产品用品—— 再生资源”的闭环式流程的“循环经济”模式，使资源、能源在不断循环的体系中最合理的利用，达到经济活动对自然环境的最低限度的影响、破坏、为此：首先，倡导清洁生产。清洁生产从源头上介人环境与发展，成为两者协调发展的一个重要切人点，它以生态工业和持续农业为主要形式，前者根据循环经济的思想设计生产过程，促进原料、能源的循环利用实现经济增长与环境保护的双重效益，后者包括有机农业、生态农业等形式，它们强调减少对环境有害的化肥农药的使用量，增大有机肥的投人，是一种既能实现增产又能保护环境的可持续农业。其次，大力发展生态工业链(生态工业园区)。即把不同的工厂联接起来形成共享资源，互换副产品的产业共生组合，一家工厂的废气、废热、废水、废物成为另一家工厂的原料、能源，这样，既能减少成本，节约能耗，更能降低浪费，避免污染 再次，开拓绿色消费市场。消费是环境危机问题的核心，它引导着生产，影响着环境拒绝污染产品、青睐绿色商品，已经成为众多消费者的选择，这不仅是人们消费理念的变革，更重要的它是引导绿色生产的原动力，在绿色消费中，消费者只认这种贴有政府认可的环保标志的绿色商品，这对杜绝不符合环保标准的商品出售，根除污染起着重要作用，德国早在1973年就开始对3600种产品试行环境标志，目前已形成非常成熟的绿色消费品市场。这一点值得所有国家借鉴。最后，大力发展回收、再生利用产业。从资源角度看，垃圾是地球上唯一在增长的、潜在的资源。所以采取积极的态度和有力的措施，科学地回收、利用垃圾，将成为21世纪环保产业的一个支柱产业。回收利用产业早已是发达国家作为环保、节能的重要产业。我国是一个垃圾生产大国，回收利用潜力很大，但我国对垃圾仅停留在填埋、焚烧的处理阶段，既浪费资源又污染环境，借鉴国外经验，中国更需建立和发展回收、利用的垃圾产业。3．3推进税制改革、完善生态税有专家预测，税制改革是21世纪最举世瞩目的事情，而环保税、生态税则是主要内容，所有以自然资源为原料的产品都将被征收生态税。各国都将在生态税方面达到协议，未开征生态税的国家，它们出口的以自然资源为原料的加工产品将被进口国课以惩罚性的高生态关税 目前，各国政府在税收政策的取向上都明显地表明出环保化趋势，比如对环保产业、治污产业，政府不仅给以信贷财政支持，而且实行免税、减税；相反，对高污染的生产行业，生产危害环境产品的企业和不治污、治污不合格的企业要高征税限贷款。通过税制改革，能够使垃圾、废物极大减少，从而达到保护环境的目的。我们只有一个地球，与大自然和谐共存是人类唯一的选择。面对环境压力与经济发展的矛盾，“我们再不能保持漠不关心的态度了，也不能再假设环境可以自己照顾自己，摆在我们面前的一项艰巨任务，就是确保地球和人类社会能拥有一个可以持续发展的未来!” 参考文献【1】陆敏：环境是真正的全民所有．《经济参考报》l 999年3月L5日【2】联合国环境规划署，《2000年全讳环境展望》(京) 1 999年9月21日【3】国家环境保护总局，《1999年中国环境状况公报》，2000年6月5日
水污染调查报告 一、研究动机 (一)因为近年来,环境污染非常严重,水污染就是其中之一,人们大量用水,或排放废水等,都会造成严重得水污染。 二、研究目的(一)因为水污染的问题越来越严重,所以我想要调查看看,水污染的问题已经严重到什麼地步。 三、研究内容(一)水是人类生活上不可缺乏之物质、人体组织中水份占人体重量的百分之六十到七十，其他动物或植物其体内的水份也占百分之五以上，可见水是维持生命不可缺少的物质，除此之外，水也是国家经济发展的必要条件，不论是商业活动、工业发展、农业运作、水力开发及水产养殖，皆需水的配合。近年来台湾经济发展迅速、人口增加、工业发展及都市扩张，人们在高度开发运用天然资源时，因未能做适当的处理，导致整个生态系的不平衡，进而湖泊优养现象，河川浊黑及枯竭等陆续发生，使生活环境失去调和现象，水污 染问题日渐严重。一般所称的水污染，主要是指由於人为因素直接或间接的将污染物质介入於水体后，变更其物理、化学或生物特性的改变，以致影响水的正常用途或危害国民健康及生活环境。台湾本身就是一座海岛,四周是海故取水不易,故,内陆的水源十分珍贵,但由於现在各式能排放污水或脏物的工厂和牲畜业十分多,使得水源被污染而把目标转移到上游头上,於是上游又被污染了,就这样一直的返复下去不但没有结果反而使水污染越来越严重,导至不可收拾的地步 但现在已有人发觉到水污染对我们的威胁性及其不良影响,所以现在政府已划分了水源保护区。(二)一般所称的水污染，主要是指由於人为因素直接或间接地让污染物质进入水体，造成水体物理、化学或生物特性的改变，以致於影响水体正常用途或危害民众健康及生活环境的现象。 水污染来源包括天然的污染源及人为的污染源，天然污染源一般系指暴雨迳流冲刷屋顶、街道、坡地、沟渠等所带下的污泥或有机质；人为的污染源则来自人们各种活动及开发所产生者，其大致上包括下列几类： 1. 市镇地区家庭、机关团体、学校、工商事业排出的废水中，含有粪便、油脂、厨余、化学 药剂等，其中大量的病菌和有机物是水污染物的主要来源； 2. 工业制造过程中原料、副料成品、中间产品、副产品、其他物料或能量（例如冷却水）所 形成的污染物； 畜牧活动中大量的动物排遗物，未经妥善的处理即予以排放，同样也会有 大量的病菌和有机物质进入水体，造成污染； 3. 农业活动中使用的农药、肥料等物质，经由地表水或地下水的渗透与流动而进入水体，使 得水体环境受到污染。部份农药对於鱼类或其他水生生物具有毒性，足以贻害生态环境； 采矿时为分离矿物，在选矿时用水冲洗，此种冲洗水中含有大量之泥沙、溶解性有毒物质 （如铜、铁、锌、铅等）或腐蚀性物质（如硫酸），其流入河川或湖泊后会导致该类水体 的污染，破坏生态平衡； 4.垃圾掩埋场中的渗出水，在垃圾掩埋初期因含有高浓度的有机 质，也是水污染的来源之一； 5.森林之采伐、耕作、土木工程等人为因素所造成水体中浮游物与溶解物的增加； 6. 以及工厂排放的气体与灰尘因降雨的洗刷而进入地表的水体，均可造成水污染的问题。 上述污染源中，以市镇污水、工业废水及农业活动污染最为重要，工业废水中尤以纸浆、染整、制革、电镀及食品业废水汁污染最为严重。(三)工业废水 本省经济建设成效卓著，工业蓬勃发展，本省河川流域内有废水排放之工厂以染整、制革、食品、造纸、电镀等污染性较高之业别为主，为河川之一主要污染源。(四)畜牧废水 本省农民大都以养猪为副业，近年来，由於饲料之改良及养猪技术之提升，故其产生之单位污染量大多以每头猪每天产生生化需氧量100公克来计算，为河川之另一主要污染源。养猪废水污染情形严重 1.养猪政策调整方案未能落实执行。 2.相关法规如自来水法、水利法、建筑法等未落实执行，以致河川地 非法养猪之拆除绩效不彰。 3.养猪废水处理设备操作率偏低。化粪池处理效率不佳 1.家庭污水中仅粪尿部分经由化粪池处理后排放，由於化粪池之处理效率较低，再者因未适当维护，更使无法达到应有之处理效率。 2.未能落实定期清理制度，化粪池处理效果极为有限。(五)市镇污水 本省河川流域内之人口约有一千六百余万人，每人每天产生生化需氧量约四十公克（其中粪尿部分计有13公克），因本省污水下水道系统建设方在起步阶段，普及率仅约有百分之一，故每天所产生之污染量，仅有粪尿部分经由化粪池简易处理，为河川之另一主要污染源。(六)垃圾渗出水 目前本省仍有部分乡镇市将垃圾场设置於河边未予适当之处理，其渗出水亦造成河川水质之污染，垃圾渗出水之污染量约为每人每日至 公克，约为市镇污水污染量的5%以下，故在总污染量上可不予估计，但垃圾掩埋场系属点污染源，污染排放量甚为集中，故未经妥善处理，势将造成河川污染。(七)其他污染源 除上述污染源外，另有暴雨迳流挟带污染物进入河川，以及滥用农药、肥料，任意弃置垃圾、水肥与其他污染物，於河川中饲养家禽、家畜等非点污染源，亦皆为河川之污染来源。（八）由於人类毫无节制的开发，所制造出来的污染问题，不仅危及人类在陆地上的生存，也使浩瀚的海洋变成一个大型垃圾场。海洋面积约占地球表面积的四分之三，在未来人类的食物来源中，海洋生物资源占有相当重要的地位。自从一九八二年「联合国海洋法公约」将专属经济海域正式列入后，各国纷纷划定所辖专属经济海域，限制别国在范围内的经济活动，是故各国对自已临近海域资源之保护，更为重要。台湾四面环海，居住环境都处临海不远地带，人们与海洋之关系十分密切。海洋污染源来自何处依一九八二年海洋公约法划定之海水遭受污染物侵害有两方面：来自陆上的污染—人类生活之废弃物，农业、工业生产过程中所排放的废料，经由沟渠、河川注入海洋。来自船舶的污染—海上运输工具，所载运之油料泄漏，或污水倾倒注入海洋者，核能动力船舶，或载运核能废籿之船舶，辐射物质外泄进入海洋者。来自倾倒废弃物的污染—人类将工业的污染废弃物，或其他污染性物质，经由运输工具运至海洋中倾倒而形成。来自大气的污染—从事核爆试验所产生之辐射尘，透过大气进入海洋而造成污染。来自海床探勘与开采的污染—从事大陆礁层或海床之探测及开采时，因处置不当、设备不周、意外致使油、天然气、泥浆外泄，或进行采矿时，产生大量微粒物质、泥浆，都会造成海洋污染。海洋污染对环境的影响：当海域被有机物质及供机物质污染时，会造成：影响生物的生态平衡，使渔坦环境恶化，影响鱼类的生长与繁殖，造成水产资源的严重损失。倾倒於海域之废弃物，若含有 放射性物质或重金属时，这些东西都具有毒性或累积性物质，会蓄积在水生物体内，使食用者中毒，造成急性或慢性病变。(九) 大量使用能源虽提升了人类的物质文明，却也造成了始料未及的祸害，而造成酸雨危害，机乎遍及全球，危害极大。 由於人类大量使用煤、石油等化石燃料，燃烧后产生的硫氧化物（SOx ）或氮氧化物（NOx），在大氧中经过复杂的化学反应，形成硫酸或硝酸气悬胶，或为云、雨雪、雾捕捉吸收，降到地面成为酸雨。 一般未被污染的雨水，pH值呈弱酸性，低於便为酸雨（pH值愈小，酸度愈高）；如今却频频出现pH值小於3的强酸雨（几乎与醋酸相当），不禁令人忧心忡忡。 四、研究结果调查完后，让我发现近年来台湾的水资源越来越脏，使人们的生活也变得更不卫生，也会影响身体健康。五、心得我觉得我们应该要多珍惜水资源，并且要保护它，而且不要浪费，也要尽量避免工厂的废水，废水不能乱倾倒，还有自家厨余也不能乱到，希望我们的地球会越来越美好。
论环境保护与经济的和谐发展摘要：环境保护与经井发展是辩证的兢一，二者相互依存、相互促进。目前．日趋严重的全球环境问题．已使经济发展的可持续性难以为继。所以，着力实现环境保护与经济发展的和谐统一，是人类面临的重大课题。关键词：环境保护，经济发展，和谐统一，生态平衡经济发展和社会进步是以生态平衡和资源丰富为基础和依托的。20世纪工业进步、经济发展的成功经验与生态破坏、环境恶化的惨痛教训告诫我们：发展不应以毁坏人类美好的家园为代价，更不能以“征服自然”、“战胜自然”来炫耀，必须坚持环境保护与经济发展的和谐统一。1 环境保护与经济发展的关系环境保护与经济发展二者之间是有矛盾的。首先，经济的发展必须受资源、环境的约束制约．只能在资源、环境许可的范围内进行，合理、有效地利用资源、保护环境，才能有长久、持续的发展；相反，以掠夺资源、牺牲环境为代价实现自身发展，必然遭到大自然的残酷报复。始于19世纪末盛于20世纪无节制的人类活动，高速度的工业进程，确实带来了前所未有的发展，但也付出了惨重的代价，我们生活的地球难见青山绿水、蓝天白云，气候变暖、环境恶化、臭氧层破坏等“全球问题”日渐突出，成为自然界报复人类、妨碍社会经济发展最有力的见证，人类也因此陷入了经济发展与环境压力的矛盾之中。其次，保护环境、拯救人类却以巨额投资为前提，这无疑加大了发展成本，降低了发展速度，甚至直接带来经济损失。以我国为例，“八五”期间，我国在环境保护方面的投入年均近400亿元，约占GNP的0．8％．而在“九五”期间，治理污染的投资总额达到4500亿元左右。另外，环境污染带来的直接经济损失也逐年增加 据国家环境环保局统计，1992年，环境污染带来的直接经济损失达986亿元；1993年，在社科院的研究报告中，这一数据提高到1029．2亿元；另据世界银行估计，1998年水和大气污染给中国造成的损失(包括经济损失和健康损失)达到540亿元，占到GDP的8％ ，我国每年由自然灾害造成的经济损失要占GDP的3％左右。环境保护和经济发展二者之间又是相互依存、相互促进的 首先，人类生产、消费和发展始终是以一定的自然、资源、环境为物质基础的，自然条件的优劣、资源的丰缺、环境的好坏直接约束并影响经济的发展；而持续的符合环境保护的发展本身就是对资源环境的有效、合理利用，它有利于为环境的保护提供技术、物质支持，进而促使生态平衡、环境改善。其次，好的生态环境能表现出直接的经济效益，促进经济发展。特别是在旅游业发展中，那些对原始森林、原始地貌、动植物资源保护良好的地区，环境质量好了，地区身价提高，房地产升值，旅游人数增加，成为当地经济发展新的增长点，并由此获得日益丰厚的回报，极大地带动了经济的发展。从这个意义上说，良好的生态环境也是生产力，保护环境就是保护生产力，就是保护人类赖以生存和发展的家园。上述关系要求我们既不能把保护环境与经济发展等同起来，也不能把它们割裂开来，一方面。经济发展必须考虑资源、保护环境，片面的就发展论发展，发展不仅难以为继，而且会以牺牲环境为代价，最终只能是 吃祖宗饭，断子孙路 ；另一方面．环境保护又必须以经济发展为条件，孤立地就环境论环境，环境保护就失去物质基础和技术支持。应当在资源环境与经济社会的和谐统一中寻求可持续的发展。2全球环境状况及对发展的瓶颈制约2．l 全球环境状况1999年9月联台国环境规划署发表了(2000年全球环境展望》向全世界发出了令人心焦的地球“健康”状况，透露了我们的地球正在走向“毁灭”。报告指出，21世纪水资源短缺和污染将给人类带来前所未有的压力，目前，全球20％的人难以获得安全饮用水，而到2025年，全球2／3的人口将面对缺水问题，无法获得安全饮用水的人将从今天的l4亿增加到23亿。50％的人生恬在没有卫生系统的地区。有20 的淡水渔类因水污染而濒临灭绝。另外，“越来越多的证据表明，人类正在严重干扰地球上的氮平衡”，这种情况。“最终可能使淡水供应不再适台人类饮用”报告还列举了其他严重的环境问题：土地退化 臭氧层空洞、水土流失，过渡捕捞和城市空气污染等。所有这些都使人类防止环境灾难的任务“正变得越来越紧迫”。尽管这些情况已经引起世人注目，但由于各国解决全球重大环境问题的步伐落后于环境恶化的速度，必然使新世纪世界环境发展面临严峻挑战，即使当前进一步恶化的趋势得到遏制，重新恢复地球的生物多样性也需要几代人的努力。与全球状况相比，中国的环境状况有过之而无不及。据(1999年中国环境状况公报》。我国环境形势仍然相当严峻：水体污染和水资源严重短缺。主要河流有机污染普遍，多数城市地下水质污染有逐年加重的趋势，酸雨污染范围占国土面积的30％，污染程度居高不下。1999年，全国耕地面积净减43．7万公顷，比上年增加了17．5万公顷。森林火灾面积和起数比1998年都有所增加．病虫害发生面积达763万公顷 土地沙化严重，全国共有沙化土地168 9万平方公里，占国土面积的17．6％。气候继1998年度之后再度出现异常，自然灾害偏重。2．2 环境恶化对经济发展的瓶颈制约环境状况日趋恶化，表现为环境与发展不可调和的矛盾。一方面，人类在追求发展中．无节制的耗费资源、掠夺自然，造成生态破坏、环境恶化；另一方面，环境恶化又从各方面阻碍、限制经济的发展。人类对自然的暴虐得到了自然界多种方式的惩罚，而每种惩罚都使人类几代人的发展成果遭受严重破坏，甚至使人类的家园毁于一旦。重新发展、再建家园往往又以对资源更集中、更快速的消耗为代价，这使经济发展受资源的硬性约束更为严重，造成发展— — 环境恶化— — 惩罚—— 再发展—— 再恶化—— 再惩罚的恶性循环。经济快速的发展不仅在实质上使资源己尽枯竭，环境严重污染，而且使得现存的很多产业和组织无法支撑、被迫关闭，停止发展。人们在另辟蹊径的过程中又造成大量资源的浪费。工业快速发展所产生的废气、废水、废料等“垃圾”，在加重污染的同时、已成为经济发展的顽敌。它不仅造成严重的经济损失(有人估算，我国每年因垃圾造成的经济损失约250亿一300亿)；而且进一步处理垃圾还需要巨额投资。以美、日为例，目前，两国仅为处理垃圾的花费至少在400亿美元、2 3万亿日元，保护环境的投资和治理其它污染的费用更是高得惊人，这无疑大大提高了经济发展的成本。
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现在全世界都在关注水资源的危机。1994年在芬兰召开的“地下水资源未来危机”国际学术讨论会主要围绕水质污染及超量开采两大问题。会议认为只要对水资源正确评价，合理规划，严密监测，科学管理，超量开采的问题是可以避免的。而日益严重的水质污染和恶化却成为威胁水资源持久开发的主要危机。国际水文计划（IHP-5）已把“脆弱环境下的水文学与水资源开发”列为1996～2001年的主要研究课题，其中最重要的一个专题，即“地下水资源的未来危机”的内容则包括：地下水污染的研究范畴，探测地下水质的监测策略，包气带地下水供水水质化学作用规律，滨海地区地下水水质恶化，以及城市发展与水质污染等。由此可见，地下水的质量问题是当前水文地质研究的重要内容。
长期以来，人们对地下水资源重开发利用，轻保护。而地下水资源在受到人类活动，如农业生产、垃圾填埋、废水排污等影响时极易被污染。地下水一旦受到污染，其补救和恢复是非常困难的，而且治理费用代价昂贵。因此如何保护地下水不受污染受到各国的重视。
美国于1991年开展了全国水质评价计划。英国、澳大利亚近年来也对地下水水质进行评价研究，对人类活动包括农业活动、工业活动、废物处置、填埋等造成对地下水水质的影响，地质过程与生物相互作用等问题设立了专题研究。
1）地下水的污染和治理
对于已造成地下水污染的地区，国内外许多学者致力于研究污染的物质来源、污染的途径和范围、污染机理等问题，并取得大量研究成果。这些成果为查明地下水污染情况和治理提供了科学依据和方向。
80年代以来，地下水污染研究的重点已从无机物（重金属）的污染转向微量有机物的种类、物化特征及其在环境中的迁移转化，以及污染控制治理技术等。这与整个环境污染的发展进程是一致的。西方国家在治理环境污染的进程中，大致经历了重金属污染、易降解有机物与富营养化污染以及毒害性有机污染3个阶段。目前能基本控制第一、二阶段的污染，开始重视毒害性有机污染的治理。中国无论在有机物污染的理论还是治理技术方面的研究却刚刚开始。有机化合物种类多、数量大，绝大多数难溶于水，在水中含量很低，仅为10-6～10-9级或更低，降解慢，中间产物复杂。它们进入包气带和含水层后，不仅其残留物可维持数十乃至上百年，而且其降解后的中间产物亦对环境有污染。有机污染物通常分为2类：第一类是量大易降解（包括生物降解和化学降解）的有机物；另一类是有毒有害难降解有机化合物。农业活动造成的地下水污染后果也很严重。由于硝酸盐中氮在作物-土壤-水系统中的运动，进入含水层的氮就可能增加。捷克在过去的30年内，地下水中氮含量增加了一倍。现地下水中已发现各种烃类、卤化物、醇、酚、醚、醛、酮等各类有机化合物。据报导，至1987年美国地下水中已发现175种不同的有机物，其中很大部分对人体有毒性效应。荷兰在232个地下水抽水点中检出113种有机物。中国京津唐地区地下水初步调查检出有机物种类达133种，可见地下水有机污染已到了非常严重的地步。
地下水中危害最大而又最为常见的有机污染物为非极性难溶挥发性有机物（VOC’s），主要由氯代脂肪烃（CHC）和单环芳香烃（BTEX）构成。现已查明，多数水溶相VOC’s在地质环境中不易被吸附，具有很强的迁移性，在适当条件下可生物降解。非水溶相VOC’s对微生物有毒性，不易生物降解。非水溶相CHC常在地下水中积聚，其迁移不受地下水运动的控制，因此常汇集在含水层底板；非水溶相BTEX则相反，飘浮于地下水的表面。
第30届国际地质大会就有不少论文涉及地下水污染监测、参数测试；对Pb、Cu、Zn等污染物的实验室研究；污染物运移趋势预测；地质统计方法与随机理论在地下水污染研究中的应用；某些污染物（如氮污染）的研究实例以及一些模拟理论，例如以保护含水层为目的的河流-含水层相互关系模拟；非均质含水层与裂隙岩溶水污染研究；土地利用过程中的水土污染；污水灌溉的环境生态效应等等。其中美国Yun-Sheng Yu运用地质统计法进行地下水中盐污染的研究，大大提高了计算精度，是一个成功的实例。
最近美国报道了关于在地下水生态领域里应用无脊椎动物群结构的变化作为浅层地下水/地表水环境污染的指示剂；以及用CFCs确定年轻地下水年龄（50年以内或更小）和用氚/氦-3研究地下水运移时间、水流类型和补给速度，为测试和校核模型提供了有力的工具。此外，在发展生物治理技术方面，通过微生物降解作用、吸收、转化有毒化合物，消除污染，取得显著成效。
地下水的污染治理美国在80年代就先于其它国家开始着手进行。当时以“抽汲处理法”较为普遍，即抽出已被污染的地下水，在地表进行深度处理，但含水层不能彻底净化，且处理费用高。对于大规模的污染治理还没有成功的经验。80年代后期地下生物处理工程技术迅速发展，地下水污染控制理论与技术开始形成一套体系。如“对于包气带污染，可进行原位处理或开挖处理。原位处理包括物理法（通气法、蒸汽法、热趋法……）、化学法（表面活性剂溶液冲洗、特殊化学冲洗）和生物法（驯化生物处理、强化生物处理）；对含水层污染可进行原位处理或抽汲处理，前者又包括物理控制（泥墙、防渗帷幕控制法、水动力控制法、暗渠、井孔收集法），化学处理（表面活性剂溶液冲洗法、试剂法、渗床法）和生物处理。采用何种处理工艺，主要取决于处理的对象、目标、水文地质条件和经济承受能力。”在各种方法中，现场处理技术包括多种形式的好氧处理和厌氧处理，发展较快。
为了进一步发展地下水污染控制理论和技术方法，急需加强引进多种学科如地质微生物学、有机地球化学、表生地球化学的理论和方法，加强对有机污染物的来源、迁移、转化或降解机制，以及它们与腐殖酸、金属元素的相互作用的了解，加强土壤和地下水污染治理的新技术开发利用研究，突破解决目前缺乏能快速准确鉴别有机物种类和定量分析的仪器设备的局面，发展治理工程技术方法。
2）地下水资源的保护
为了防患于未然，首先要防止地下水供水水源地受到污染。一方面是保护水源补给区不受污染，另一方面是设立圈定地下水供水水源地的保护区（带），以加强对潜在污染的限制。这里涉及的主要是点源、井源区保护。而非点源整个水流域的水质监测、保护和污染治理技术要困难得多。
圈定地下水源保护区（带）的研究，由最初为确保饮用水卫生条件防止细菌污染的概念已扩大到防止非降解性有机物以及有毒化学成分的污染为目的，在欧美一些国家取得进展。德国对地下水源保护区的圈定是先将流域分为4个保护带，重点探讨第Ⅱ带随时间变化边界的概念，它采用地下水在50天内运行的距离范围。英国根据50天（一区）和400天（二区）运移时间以及整个汇水盆地（三区）确定出地下水保护区。其它如美、捷、爱尔兰、荷等国研究的主要特点是逐步向应用数学模型的方向发展，以提高成果的精度。德国提出可利用环境同位素3H、14C建立动态模型，用地下水环境同位素的滞留时间作为新的水文地质参数以反映地下水特征，并作出定量污染程度分析。中国也有人用时间滞留法来定量研究确定地下水源地保护区。
不少国家已认识到，地下水资源的保护必须提到战略、政策及管理的高度来认识和实施。捷克专家提出，地下水保护战略是政府部门进行管理、协调、投资和贯彻执行的长期任务，要得到有关法律法规的支持，正规的监督检查，甚至包括对技术负责人员的培训以及对公众教育和提供信息。地下水保护政策的制定取决于地下水资源的价值需求、土地利用规划及经济发展和人体健康等因素。地下水保护的管理目标应是确保饮用水水源的质量、安全和可持续性。
地下水保护管理可分为一般性保护和公共供水方面的综合性保护。前者需要编制地下水脆弱性图件并进行评价。评价地下水脆弱性的主要特征为非饱和带的补给、土壤性质、厚度、渗透性和稀释能力以及饱和含水层的稀释能力。受到综合性保护的地下水保护区的范围主要取决于含水层的渗透性、复杂性和脆弱性、非饱和带的特性及厚度、地下水水流方向、污染源离水井或井田的距离及污染质的特性。英国开展了对地下水资源的脆弱性的全面评价，认为其脆弱性受多种因素制约，如上覆土壤和冲积层的存在和性质，水文地质单元的特性以及非饱和带的厚度，因此需要详细的水文地质现场调查。英国现已编制了1:100万地下水脆弱性图件作为战略性土地利用规划的指导，目前正编制大比例尺图件。美国、意大利、荷兰、德国、瑞典、捷克也都编制了大比例尺的地下水脆弱性图为决策、管理层制定地下水保护的战略和方针服务。90年代美国开始倡导使用水流域的综合保护方法，共同解决水污染和生态环境恶化问题，可收到事半功倍的效果，更好地实现环境综合管理目标。
沈慧珍 吴孟杰 刘思秀
（浙江省地质环境监测总站，杭州310007）
摘要：在杭嘉湖平原浅层地下水污染调查的基础上，计算杭嘉湖平原浅层地下水的环境背景值，运用多项指标综合污染指数法对该区浅层地下水进行污染现状评价，其结果表明，杭嘉湖平原浅层地下水已经遭受不同程度的污染。
关键词：浅层地下水；环境背景值；水污染
杭嘉湖平原位于长江三角洲南部，属长江三角洲的重要组成部分，人口稠密，经济发达。近年来，随着工农业生产的迅速发展，频繁、活跃的人类活动造成了浅层地下水环境质量的下降，直接影响了国民经济的发展。因此，充分认识杭嘉湖平原浅层地下水的污染特征和规律，探求其预防措施，显得尤为重要。
水污染评价的目的是根据水体的实际用途，对环境水文监测资料进行统计分析，判断水质污染的状况及其发展趋势。其评判结果的正确与否，直接影响着水污染治理决策的制定和水资源的开发利用。目前的水污染评判方法有对水体感观性状的定性评价、对单一指标的评判以及综合质量指数评价等，其中，综合质量指数评价法综合考虑了地下水中的各项指标的影响作用，是最常用的评价方法。本文根据杭嘉湖平原地下水长期监测资料以及现阶段的水样化验资料，对其污染现状、特征及规律进行了简要的分析，并进行了浅层地下水污染的综合评价。
1 自然地理条件
杭嘉湖平原西起莫干山东麓，北与江苏省，东与上海市接壤，南濒钱塘江河口及杭州湾，地理坐标东经120°00′～121°16′，北纬30°13′～31°02′，面积约6490km2。区内地势平坦，地面高程在1～7m之间。属亚热带季风气候区，气候温和湿润，四季分明。多年平均气温℃～℃，多年来平均降水量1140～1350mm之间，降水年内、年际变化显著。年内降雨集中在梅雨季节（6月峰值）和台风雨期（9月峰值），具有双峰型降水特征和洪涝灾害特点。
区内水网密布，主要有大运河、苕溪、入杭州湾和入黄浦江等河道，其中大运河自杭州经崇福、嘉兴往北接苏州，东、西苕溪在西北部流经本区进入太湖，都属于太湖水系。孔隙潜水主要由全新统海积、冲海积和冲湖积亚粘土、粘土、亚砂土等组成，厚度一般为～5m，水位埋深～，水动态变化较大，水量贫乏－极贫乏，除了环太湖带和钱塘江附近区域民井涌水量为10～100m3/d外，其他地方涌水量一般都小于10m3/d。主要接受大气降水垂向入渗补给、农田灌溉水的回渗补给及地表水侧向补给，迳流缓慢，蒸发及民井取水为其排泄的主要方式。
2 浅层地下水污染评价
背景值的确定
在评价之前要先确定地下水化学背景值。地下水化学背景值是指天然状况下（未受或基本未受人为活动污染）的地下水中各种化学组分的含量或其界限。现在已无法找到绝对不受污染的地下水体，因此，地下水化学背景值是与一定的时间、地点相联系的相对概念。地下水的化学背景值系列是确定地下水是否受污染的标准。
对于无机污染来说，地下水化学背景值调查和研究原则上应依据较早时期的较系统的地下水水质分析资料。但是由于本区缺乏系统的早期浅层地下水资料，所以此次选取该区中地下水流经的上方向，且远离污染源，相对无污染区的水样，用来计算环境背景值。
首先运用Grubbs法剔除所选水质点的离群数据，然后确定检验的分布类型，其分布类型主要分为3种：正态分布、对数正态分布和偏态分布，最后依据不同情况按不同的方法确定统计特征值（表1、表2）［1，2］。
表1 不同分布类型统计特征值表
表2 浅层地下水背景值表
注：除了pH值外，单位均为mg/L
评价方法
地下水污染程度评价，主要考虑对地下水污染影响较明显及对人体危害较大的一些污染指标进行评价［3］，因此本次选取的污染指标为氯化物、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、溶解性总固体、总硬度、高锰酸盐指数、硫酸盐、氟化物、汞、铅、砷、锰、pH等共19项指标。
评价采用多项指标综合污染污染指数法，其计算公式为［4～6］：
华东地区地质调查成果论文集:1999~2005
式中：I为某项污染物的污染指数；C为某项污染物的实测含量；C0为某项污染物的对照值标准监测方法的方法检出限； 为各单项组分评分值I的平均值；Imax为各单项组分评分值I的最大值；n为项数。
根据PI值计算结果，按表3划分地下水污染级别。
表3 地下水污染级别分类表
评价结果
按上述方法对杭嘉湖平原浅层地下水进行污染现状评价，通过评价发现，杭嘉湖平原浅层地下水存在4个污染级别：未污染、轻微污染、中等污染和严重污染，并且以轻微污染为主，63个取样点中，轻微污染有31个，约占总取样点的50％，其次是未污染、严重污染和中等污染，其中，未污染点13个，严重污染11个，而中等污染点为8个。轻微污染的污染指标主要为 、Cl－，同时有些取样点也分别出现好氧量、总硬度和氟化物的污染以及As、Pb等重金属的污染；中等污染的污染指标主要为“三氮”和好氧量，有些取样点也分别出现Hg、总Fe的污染；严重污染的污染指标主要为 、总Fe、好氧量、As，其次还有氟化物、氯化物的污染。分析其原因，主要为：一方面杭嘉湖平原经济发达，人口稠密，广泛的分散在杭嘉湖平原上，农村、城镇多为洗涤用水，就地排放，污水长期下渗使浅层地下水受到污染；另一方面，杭嘉湖平原地势平坦，农田面积广，灌溉时间较长，而农田灌溉水是杭嘉湖平原浅层地下水的一个重要补给来源，因此，这种非点源污染造成了杭嘉湖平原浅层地下水出现了大面积的轻微污染；同时，由于作为浅层地下水的补给源之一的地表水也受到不同程度的污染，这势必会影响浅层地下水的质量；另外，杭嘉湖平原经济发达，工业化程度较高，局部地区也存在一定的工业污染，垃圾填埋场对浅层地下水也有一定的影响。
3 地下水污染防治对策及建议
在进行浅层地下水防治时，必须依据污染源的特征，结合地下水污染的特点，具体问题具体分析，做到科学防治地下水污染。从杭嘉湖平原浅层地下水的污染源调查分析来看，杭嘉湖平原的污染源形式是多样的，包括点污染源（如垃圾堆放场）、线污染源（如污染河流对地下水的补给和污、废水排泄沟渠对地下水的影响）和面污染源（如污水灌溉和酸雨对地下水的补给）。同时，从杭嘉湖平原的补迳排条件来看，杭嘉湖平原浅层地下水的主要补给源为大气降水垂向入渗补给、农田灌溉水的回渗补给及地表水侧向补给，蒸发和民井取水为其主要的排泄方式，因此，大气降水、农田灌溉水和地表水体的水质好坏在很大程度大决定着浅层地下水的水质情况。因此，在进行杭嘉湖平原浅层地下水防治工作时，应综合考虑以上因素。根据本区的实际情况，本文提出水污染防治建议。
（1）根据点源污染特点，应该强调工业和城市垃圾分类化，选择合理的垃圾填埋场，进行科学的垃圾填埋。
（2）要严格执行城市生活用水、工业废水排放标准，加强地下、地表储罐及管线材料的防渗性能。
（3）由于地表水、大气降水和农田灌溉是浅层地下水的主要补给源，因此，应该开展地表水体的水质调查工作，查明污染物的来源、程度和趋势，改善地表水水质，从根本上解决地表水水质污染问题，保护未受污染的地表水体；严格执行工业废气排放标准，减少空气污染，改善大气降水水质；同时应尽量减少污水灌溉，科学合理施肥，减少化肥、农药对水体的污染；从根本上净化地下水的主要补给来源。
（4）地下水污染一般都是高水位的污染源补给低水位的地下水，从而造成地下水的污染。而现阶段地下水的开采，造成了水位的迅速下降，形成降落漏斗，加大了水位高差，这有利于地下水污染的扩散，因此我们应加强地下水资源开发利用的科学管理和指导，合理开采地下水，严禁过量开采地下水，对部分地区进行回灌，避免沉降漏斗继续扩张。
（5）逐步完善地下水监测网，同时，发挥各部门职能，制定管理条例，对地下水资源的开发进行有效的监督和管理，进一步提高全民的环境保护意识。
参考文献
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The Pollution Status Analysis of Shallow Water and Its Prevention and Cure Measures in Hangjiahu Plain
Shen Huizhen, Wu Mengjie, Liu Sixiu
(Zhejiang General Monitoring Station for Geo-environment, Hangzhou 310007)
Abstract: Based on the pollution investigation of the shallow groundwater in HangJiaHu plain, its environment background value was calculated, and the general pollution index method of multi- item index was used to evaluate the pollution status of the shallow groundwater in this area. The evaluation result shows that the shallow groundwater in HangJiaHu plain wa s polluted to the different extent.
Key words: Shallow groundwater; Environmental background value; Groundwater pollution
自己写吧 哼
论地下工程引起的地质问题及防治措施论文
摘要：随着城市建设的大力发展，地下工程建设越来越多，由此引发的各类工程地质问题也逐渐显现出来，根据城市地下工程的特点，对地下工程开挖引起的工程地质问题进行了分析并提出了预防措施。
关键词：地下工程；工程地质问题；预防
城市地下工程具有现场环境条件复杂、施工难度大、技术要求高、工期长、对环境影响控制要求高等特点，是一项相当复杂的高风险性系统工程。但是，地下工程建设一般都在市区内，在其施工过程中常常会引起周围地层的位移、变形、沉降与塌陷等环境地质效应，对周围地面建筑物及基础、地下早期人防和其他构筑物、公共地下管线和各种地下设施以及城市道路的路基、路面等都可能构成不同程度的危害，已经出现并且孕育诸多工程地质问题。
1地下工程开挖引起的工程地质问题
地面沉降
地层初始应力状态的改变引起的地表沉降：地下工程开挖是在存在初始应力场的地层中进行的，开挖引起地层初始应力状态的改变，即二次应力场，它是由地层初始应力场与开挖引起的附加应力场的叠加应力场，对应二次应力场开挖的位移场仅是由开挖引起的附加应力场。地表沉降的主要机理是由开挖面的应力释放，附加应力等引起地层的弹塑性变形。引起初始地应力状态改变的主要原因有：
（1）地下工程开挖引起的附加应力；
（2）地下工程施工对地层的扰动和地层损；
（3）地下水渗流引起的地下水位的变化。
土体的固结沉降：地下工程施工引起的地表沉降与时间有关。土体内部含水渗出，体积逐渐减少，这一现象成为土的“固结”。随着土体的固结，土体的压缩变形和强度逐渐增长。因此，土的固结所产生的沉降是城市地下工程施工中最值得注意的问题之一。根据地下工程施工的特点总结固结沉降的主要原因有：
（1）地下水位下降引起的固结沉降；
（2）土体空隙水压力变化，引起土体的固结沉降；
（3）土体扰动后，重新固结后产生沉降；
（4）土体的次固结和流变。
洞室围岩失稳
地下开挖后，洞壁围岩由于失去了原有的岩体的支持而向洞内产生松胀变形，如果变形超过了围岩所能承受的能力，围岩就会被破坏。围岩的变形破坏程度常取决于围岩的应力状态、岩体结构和洞室的断面形状等。洞室开挖使地下原来的应力状态被破坏，围岩应力重分布，产生变形位移。
均质岩土体中应力未达到或未超过其强度以前，在开挖过程中的变形，以弹性变形为主，变形速度快，变量小，瞬时完成，一般不易察觉；当应力达到或超过岩土体强度时，塑性变形十分明显，发生压碎、拉裂或剪破。当岩体强度主要由结构面控制时，与上述情况基本一样，但当结构面组合构成围岩不稳定条件时，岩体除了弹性变形外，塑性变形也比较明显，它表现为围岩分离体（岩块）的相互错动，围岩松动时围岩稳定性降低，为进一步松动创造了条件。
斜坡破坏
斜坡破坏主要发生在山区城市，除直接经济损失外，还可能造成人员伤亡，其原因主要是:由于自然地质作用和工程地质作用引发的，而工程地质作用造成的斜坡破坏较自然地质作用频率大。当然决非任何斜坡破坏都能称为地质灾害，但斜坡破坏确属重大的地质灾害类型之一。
斜坡破坏主要形式为滑坡，其影响因素主要有岩性、构造、地形、地震、降雨及人类活动等。其中，许多山体滑坡现象是由地下工程活动引发的，即主要是由于地下工程的开挖或采掘影响到了上部的山体，使岩体开裂，地面倾斜，并在一定条件的配合下，导致山体失稳形成滑坡。在隧道建设中，滑坡现象主要发生在浅埋、偏压及进出口等地段，其危害常常比较严重。为评价斜坡岩土的稳定性，预防斜坡破坏导致的地质灾害，认识引起斜坡破坏的内在原因与外部条件，掌握其运动发展规律显得非常重要，尤其是当前在城市这个人类经济活动的密集区，斜坡破坏造成的经济损失和人员伤亡都是巨大的`，都是由于工程活动不合理造成的。 地下水污染
在城市环境地质中地下水的不良作用主要表现为地下水的侵蚀。地下水的不良作用和地下水污染主要由人为引起。随着经济持续稳定发展，人类活动加剧，对地下水的污染越来越严重，主要表现为：多数城市垃圾随意堆放；工业废水和废液不经处理或初步处理后任意排放。首先污染地表水，经地表水补给地下水或渗入地下水，再污染地下水，使地下水具有侵蚀性，对城市的建筑物基础及地下工程不断侵蚀破坏。
2防治措施
开展详尽的工程地质勘察
工程地质勘察资料是地下工程施工的重要依据，通过详细的工程地质勘察，为设计施工提供需要的参数和指标，确定合理的开挖方案、开挖步骤，如果地下工程建设所涉及勘察资料不详细、不准确，势必给支护工程带来事故隐患。
做好开挖方案的优化选择
地下工程的开挖方法很多，以基坑工程为例，有分层全开挖、中心岛式开挖等等。开挖顺序不同，引起的位移不同，中心岛法的开挖顺序就比从一个方向按顺序向另一个方向的开挖方法，对基底隆起和桩后地面沉降有一定程度地减少。因此，基坑开挖时应做好开挖方案的优化选择。
实行科学的降水设计
水是影响基坑工程稳定的重要因素之一，从实际统计资料来看，约有70%的基坑事故与地下水有关，因此，地下工程建设中应特别注意地下水的影响。地下工程建设绝大多数都需要进行人工降低地下水。要降低地下水位，就要合理地选择降水方法，在此基础上进行人工降水的方案设计，以及进行降水方案的水位预测，通过预测进行降水方案的优化，从而达到最佳的降水方案。
做好现场监测，开展信息化施工技术
地下工程是土体与围护结构体相互共同作用的一个动态变化的复杂系统，仅依靠理论分析和经验估计是难以把握在复杂的开挖和降雨等条件下支护结构与土体的变形破坏，也难以完成可靠而经济的开挖设计。通过施工时对整个工程进行系统的监测，可以了解变化的态势，利用监测信息的反馈分析，就能较好地预测系统的变化趋势。当出现险情预兆时，可做出预警，及时采取措施，保证施工和环境的安全；当安全储备过大时，可及时修改设计，削减围护措施。
积极采用新技术、新方法
工程实践证明，采用基坑内降水、坑内侧土体加固（化学灌浆、石灰桩加固等）、及时支撑并预加轴力、增加挡墙的入土深度、墙外地层中筑帷幕、坑内降水坑外注水、分步开挖、逆作法施工、信息反馈施工法的采用等，对改善基坑变形、提高其稳定性有重要意义。计算机技术方法应广泛地应用到地下工程建设中，如进行数据分析与计算、计算机制图、计算机辅助深基坑设计、信息施工与管理等领域具有十分广阔的前景。
结语
地下空间资源正越来越多被开发利用于各种领域，如地下轨道交通工程、地下街、地下室、地下车库等各类地下工程，已经成为现代城市功能转入地下的重要载体。但是，地下工程建设一般都在市区内，在其施工过程中常常会引起周围地层的位移、变形、沉降与塌陷等环境地质效应，对周围地面建筑物及基础、地下早期人防和其他构筑物、公共地下管线和各种地下设施以及城市道路的路基、路面等都可能构成不同程度的危害。因此，研究城市地下建设工程引起的地质问题及其防治措施具有相当重要的现实意义。