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该类型地下水污染程度与污染源渗漏范围及渗漏量,以及岩溶含水层渗透性、厚度等有关,与降雨关系不明显,污染动态属于持续型污染,受季节变化影响较小。
3.3 贵州息烽交椅山地下河系统污染分析
系统上游的磷石膏库建在向斜核部松子坎组(T₂s)地层分布区,场址 选 择 的 原 意 是 利 用 松子坎组(T₂s)地层的隔水性能作为库区的防渗隔水层,并利用 负 地 形 的 优 势 作 为 库 容。但 是,由 于 库 区T₂s地层厚度较薄,且下伏茅草铺组(T₁m)地层的岩溶极为发育,库区使用4年后,在磷石膏的重压以及酸性水的浸泡和侵蚀下,库区 T₂s地层底板发生岩溶塌陷,导致大量的磷石膏和废液直接灌入地下河管道,造成了地下河系统严重的污染,当时废液渗漏量高 达 353.27 m3/h。由 于 地 下 河 出 口 紧 邻 乌江,造成乌江严重污染,使得出口以下乌江水从清澈
该类型污染多发生在岩溶管道发育区,污染物通过落水洞、天窗等直接注入地下河管道,污染动态属于灌入型污染。
3.4 广东广花盆地岩溶地下水系统污染分析
由于广花盆地内工业发达,工业用水需求强烈,因此在盆地内部建有机民井40余口,主要为机井开采。由于开采井过密,开采强度大,形成了区域性的地下水位降落漏斗。降落漏斗的出现改变了原有地下水的补、径、排条件,加大了孔隙水和岩溶水的水力梯度,增加了孔隙水越流补给下伏岩溶含水层的强度,使得孔隙含水层中的污染物逐渐入渗补给岩溶含水层。对系统内27个机井进行采样测试,结果
该类型污染发生在双层结构的地下水系统中,污染过程较为缓慢,污染入渗方向为垂直方向,污染动态属于越流型入渗污染。
4 讨论
根据污染源特征、污染过程、含水层结构及含水介质特征等,西南地区岩溶地下水系统污染模式可以归纳为4种类型:间歇型入渗污染、持续型入渗污染、灌入型污染和越流型入渗污染。
1、间歇型入渗污染。主要发生在裂隙型或管道型岩溶含水层中,污染物在降雨的淋滤作用下通过岩溶裂隙入渗含水层或岩溶管道内,造成岩溶地下水污染(图6)。该模式受降雨影响明显,降雨前后水质差异较大;如缺少降雨外因,经过长时间地下水循环,该模式污染可自行修复,水质逐渐变好。该污染模式主要分布在岩溶较发育但土壤层较厚的岩溶含水系统内。
2、持续性入渗污染。主要发生在裂隙岩溶含水层中,污染物在系统上游通过岩溶裂隙持续性入渗岩溶地下水系统中,造成岩溶地下水污染(图7)。该模式与污染源的渗漏量相关,但受季节变化影响较小;如不做好污染源防渗措施,该模式污染不可自我修复,水质始终较差。该污染模式主要分布在岩溶较发育但土壤层较薄的岩溶含水系统内。
3、灌入型污染。主要发生在管道型岩溶含水层中,污染物通过落水洞、地下河入口、天窗等直接灌入地下河管道中,造成地下水污染(图8),该模式中污染速度快、规模大、污染物集中、污染程度高,极易引发大规模的饮用水安全事件。该污染模式主要分布在消水洞、天窗附近有污染源的管道型岩溶含水系统内。
4、越流型入渗污染。主要发生在双层结构地下水系统中,上层为孔隙水含水层,下层为岩溶水含水层(图9),受污染 的 上覆 孔 隙 水 通 过 越 流 补给 的方式进入下伏的岩溶含水层中,该模式中污染速度缓慢,污染方向以垂向为主。该污染模式主要分布在埋藏型岩溶地下水系统内。
上述污染模式会随着污染源特征、污染过程、含水层结构及含水介质特征等条件发生改变而变化。在间歇型入渗污染模式和持续性入渗污染模式中,污染过程的改变(间歇性污染或持续性污染)会直接导致两种模式的相互转化。含水层结构及含水介质特征的变化也会改变污染模式,如在间歇型入渗污染模式中,如果发生岩溶塌陷,污染物可能直接进入管道造成污染,则该模式变为灌入型污染模式。污染源分布特征的变化同样会改变污染模式,如在灌入型污染模式中,污染源从天窗或消水洞移至他处,则该模式可能会变为入渗污染模式。
5 结论
通过对污染源特征、污染过程、含水层结构及含水介质特征等方面分析,将西南地区岩溶地下水系统污染模式归纳为4种类型,分别为间歇型入渗污染、持续型入渗污染、灌入 型污 染 和 越 流 型 入 渗 污染,其中灌入型污染规模大、速度快、危害广,而剩余三种模式污染较为缓慢,不易被发现,但一旦污染则具有不可逆性。
针对目前存在的岩溶地下水污染情况,应该采取多种措施进行防治:(1)加强岩溶地下水动态监测;(2)加强岩溶地下水环境保护宣传,提高公众尤其是村民的水环境保护意识;(3)调整产业结构,关停岩溶地区重污染企业;(4)发展有机农业,减少化肥和农药对岩溶地下水的污染;(5)加大农村生态环境治理,推进农村垃圾集中处理。
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