李淑玲，田 英 ，陳穎春

(1.遼寧省水文水資源勘測(cè)局，遼寧 沈陽(yáng)110003;2.遼寧省水文水資源勘測(cè)局朝陽(yáng)分局，遼寧 朝陽(yáng)122000)

隨著人民群眾生活水平的不斷提高，需要建設(shè)生活飲用水源地，在建設(shè)初期就必須對(duì)影響水源地地下水質(zhì)的污染源進(jìn)行綜合分析評(píng)價(jià)，確保從源頭上防治飲用水源地污染，保證水質(zhì)安全。本文以遼寧省境內(nèi)某飲用水源地為例來(lái)進(jìn)行分析，通過(guò)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，可能影響水源地地下水質(zhì)的主要污染源為附近的垃圾堆放場(chǎng)和排污溝渠，其他污染源對(duì)水源地水質(zhì)影響較小，不予論述。

1 地下水源地污染分析

通過(guò)對(duì)水源地的水質(zhì)監(jiān)測(cè)及水質(zhì)評(píng)價(jià)，可以確定水源地地下水中主要污染物為:高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、鐵、錳，部分地下水井點(diǎn)出現(xiàn)硝酸鹽氮、總硬度的超標(biāo)。除鐵、錳含量和地區(qū)的原生地球化學(xué)環(huán)境有關(guān)外，影響地下水質(zhì)量水平的主要污染源為城市垃圾堆放場(chǎng)及城市污水排放干渠。

目前垃圾場(chǎng)的垃圾在經(jīng)過(guò)雨水的淋濾、浸泡后，已經(jīng)污染了附近的淺層地下水，通過(guò)勘察期間對(duì)垃圾場(chǎng)地下水取樣分析可知，垃圾場(chǎng)附近的地下水中的高錳酸鹽指數(shù)、氨氮指標(biāo)均高于其它地方。由此可見(jiàn)垃圾場(chǎng)附近地下水的主要污染途徑為降水對(duì)工業(yè)和生活固體廢物的淋濾，按照水力學(xué)的特點(diǎn)分類(lèi)屬于間歇入滲型。

由本次所建立的地下水與地表水聯(lián)測(cè)斷面資料分析可知排污干渠水位明顯高于沿岸的地下水水位，排污干渠由于接納了城市工業(yè)廢水和生活污水，因此產(chǎn)生排污干渠污水垂直滲漏到地下水中，然后污染物在地下水中發(fā)生擴(kuò)散和彌散，使得沿岸受到了不同程度的污染，表現(xiàn)為以排污干渠為中心向兩岸濃度逐漸減少，其污染帶寬度不足100 m，這主要是由于包氣帶厚度大，巖性顆粒較細(xì)，并且在含水層頂部存在著弱透水層等因素影響。排污干渠附近地下水的主要污染途徑為渠道的污水滲漏，按照水力學(xué)的特點(diǎn)分類(lèi)屬于連續(xù)入滲型。

2 污染源的概化及模擬污染因子的確定

本次評(píng)價(jià)分析將水源地地下水主要污染源確定為垃圾廠和污水排放干渠，垃圾廠污染源概化為條狀源，排污干渠概化為線狀污染源。

根據(jù)污染指標(biāo)在地下水遷移過(guò)程中的自身的穩(wěn)定情況及污染源附近地下水的監(jiān)測(cè)結(jié)果，模擬污染因子選擇高錳酸鹽指數(shù)。

3 水質(zhì)預(yù)測(cè)模型建立及求解

3.1 地下水水質(zhì)模擬模型的建立

水源地區(qū)內(nèi)地下水含水層概化為，由具有滲流速度為V的穩(wěn)定態(tài)均勻流的無(wú)限長(zhǎng)、均質(zhì)和各向同性的孔隙介質(zhì)組成。

則區(qū)內(nèi)二維平面擴(kuò)散模型可寫(xiě)成:

式中:DL為縱向擴(kuò)散系數(shù);DT為橫向擴(kuò)散系數(shù);C為污染質(zhì)濃度;V為滲流的平均流速;R為阻滯系數(shù);a為長(zhǎng)條形污染源的一半長(zhǎng)度;C0為污染源模擬因子濃度;λ為放射性衰變系數(shù)。

3.2 地下水水質(zhì)模擬模型的求解

上述模型采用解析法來(lái)求解，其解析解可表述為:

3.3 地下水水質(zhì)模擬模型中有關(guān)數(shù)據(jù)的處理

A.污染源模擬因子濃度C0，采用垃圾排放場(chǎng)實(shí)測(cè)濃度。B.背景模擬因子濃度C00，采用水源地全區(qū)監(jiān)測(cè)的濃度平均值。C.縱向擴(kuò)散系數(shù)DL，橫向擴(kuò)散系數(shù)DT采用地質(zhì)條件類(lèi)似地區(qū)的彌散試驗(yàn)數(shù)據(jù)。D.阻滯系數(shù)R:取1。E.源的衰變系數(shù)和放射性衰變系數(shù)不考慮。F.地下水流速V，由V=KI確定，式中:I=dh/dx，由地下水等水位線上求出。

4 污染源對(duì)地下水水質(zhì)的影響預(yù)測(cè)結(jié)果

4.1 排污干渠對(duì)地下水水質(zhì)污染的影響分析

排污干渠對(duì)地下水的污染趨勢(shì)分析本次采用的是定性分析方法。因?yàn)閺臄M建水源投產(chǎn)后預(yù)測(cè)的地下水等水位線圖可以看出:水源投產(chǎn)后，排污干渠附近地下水流向基本上沒(méi)有改變，水位埋深變化也不大。并且水源投產(chǎn)后的影響范圍最近距離排污干渠還有1 000 m左右，因此，排污干渠對(duì)水源地地下水的污染幾乎不能產(chǎn)生影響。

另外，排污干渠接納城市的工業(yè)廢水和生活污水的排放已有多年的歷史，多年來(lái)排污干渠對(duì)其沿岸地下水的污染影響通過(guò)本次所建立的地下水與地表水聯(lián)測(cè)斷面資料分析可知，其對(duì)地下水的污染寬度在其右岸(靠近水源地側(cè))小于100 m。表明排污干渠的污染物在通過(guò)包氣帶的吸附后進(jìn)入地下水中所發(fā)生的擴(kuò)散和彌散速度不大。

4.2 垃圾堆放場(chǎng)對(duì)地下水污染趨勢(shì)的預(yù)測(cè)

垃圾堆放場(chǎng)作為區(qū)內(nèi)地下水的污染源之一，本次為了便于計(jì)算將其概化為長(zhǎng)為400 m，寬為150 m的條狀污染源。并以垃圾場(chǎng)中心作為原點(diǎn)，以地下水流向?yàn)閄軸，垂直于地下水流向?yàn)?Y軸，在 X方向分別選擇距原點(diǎn)為200 m、500 m、800 m、1000 m、1 200 m、1 500 m、1 800 m、2 000 m、2 500 m、2 800 m、3 000 m;在 Y 方向分別選擇 0，±50 m、±100 m、±200 m、±500 m、±800 m、±1 000 m、±1 200 m、±1 500 m，以預(yù)測(cè)各個(gè)點(diǎn)不同時(shí)段的地下水中污染因子的變化情況。

DT和DL是依據(jù)遼河地區(qū)黃家水源勘察中所做彌散試驗(yàn)的有關(guān)數(shù)據(jù)，即DL=0.5055，DT=0.0475。地下水流速 V，由V=KI確定，式中:I=dh/dx，由水源投產(chǎn)后預(yù)測(cè)的地下水等水位線上求出，取0.03 m/d。本底濃度C00是根據(jù)勘察期間所采取的地下水樣檢測(cè)結(jié)果的平均值，取1.7 mg/L。污染源的初始濃度C0采用垃圾排放場(chǎng)地下水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果，取8.1 mg/L。預(yù)測(cè)時(shí)間 T分別選擇了5年(1826.25天)、10年(3652.5 天)、20年(7305.5 天)。

對(duì)于上述模型，利用FORTRAN語(yǔ)言編寫(xiě)了解析法的計(jì)算程序，通過(guò)計(jì)算機(jī)的計(jì)算，結(jié)果如下。

10年后在距離垃圾場(chǎng)100 m，±100 m處高錳酸鹽指數(shù)的預(yù)測(cè)濃度增加了 0.093 mg/L，即該處預(yù)測(cè)濃度為1.793 mg/L;在距離垃圾場(chǎng)200 m，±200 m處高錳酸鹽指數(shù)的預(yù)測(cè)濃度增加了 0.046 mg/L，即該處預(yù)測(cè)濃度為1.746 mg/L。20年后在距離垃圾場(chǎng)200 m，±100 m處高錳酸鹽指數(shù)的預(yù)測(cè)濃度增加了0.571 mg/L，即該處預(yù)測(cè)濃度為2.272 mg/L;在距離垃圾場(chǎng)200 m，±200 m處高錳酸鹽指數(shù)的預(yù)測(cè)濃度增加了 0.286 mg/L，即該處預(yù)測(cè)濃度為1.986 mg/L。

5 結(jié)論與建議

近年來(lái)，有關(guān)部門(mén)已對(duì)污染嚴(yán)重的幾家企業(yè)進(jìn)行整頓和改造，使排污干渠的污染有所減輕，今后隨著人們對(duì)環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，污染處理能力的提高，排污干渠的水質(zhì)將會(huì)有所改善。由此，可以推斷排污干渠對(duì)水源地水質(zhì)的影響不是很大。從垃圾廠對(duì)水源地的影響分析結(jié)果來(lái)看，區(qū)內(nèi)預(yù)測(cè)的污染物濃度擴(kuò)散的范圍并不大，并且污染物預(yù)測(cè)的濃度未超過(guò)地下水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅲ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，而且污染范圍距擬建水源還有1 250 m左右。因此，在目前情況下，擬建水源地水質(zhì)不會(huì)受到垃圾場(chǎng)的污染影響。

同時(shí)，也應(yīng)看到隨著水源地的投產(chǎn)運(yùn)行水質(zhì)及其污染程度上不會(huì)有明顯的變化。隨著運(yùn)行時(shí)間的推移高錳酸鹽指數(shù)會(huì)有緩慢上升趨勢(shì)，但仍然能滿(mǎn)足地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)的要求，不會(huì)有污染現(xiàn)象。