2016年環(huán)境影響評價師《技術(shù)方法》考點:地下水環(huán)境影響評價與防護

　　地下水環(huán)境影響評價與防護

　　(一)熟悉地下水EI預(yù)測應(yīng)考慮的重點區(qū)域(新增內(nèi)容)(導(dǎo)則內(nèi)容)

　?、乓延小M建和規(guī)劃的地下水供水水源區(qū)。⑵主要污水排放口和固廢堆放場的地下水下游區(qū)域。⑶地下水EI的敏感區(qū)域(如重要濕地、與地下水相關(guān)的自然保護區(qū)和地質(zhì)遺跡等)。⑷可能出現(xiàn)環(huán)境水文地質(zhì)問題的主要區(qū)域。⑸其他需要重點保護的區(qū)域。

　　(二)熟悉污染物在地下水含水層的運移特征(新增內(nèi)容)

　　污染物進入包氣帶和含水層中將發(fā)生機械過濾、溶解和沉淀、氧化和還原、吸附和解吸、對流和彌散等一系列物理、化學(xué)和生物過程;有機污染物在一定的溫度、pH值和包氣帶中的微生物作用下，還可能發(fā)生生物降解作用。這些作用既可以單獨存在，也可以多種作用同時發(fā)生。

　?、艡C械過濾：機械過濾作用指污染物經(jīng)過包氣帶和含水層介質(zhì)過程中，一些顆粒較大的物質(zhì)團因不能通過介質(zhì)空隙，而被阻擋在介質(zhì)中的現(xiàn)象。

　?、?溶解：存在于包氣帶的污染物在大氣降水入滲作用下，包氣帶水在向下滲透時，會將污染物或由其轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的可溶物質(zhì)溶解出來，下滲進入地下水。沉淀：某些污染物的pH值、氧化還原電位發(fā)生變化，水中的污染物濃度大于飽和度，一些已經(jīng)溶解的污染物會沉淀析出。溶解與沉淀實質(zhì)上是強極性水分子和固體鹽類表面離子產(chǎn)生了較強的相互作用。如果這種作用的強度超過了鹽類離子間的內(nèi)聚力，就會生成水合離子?；衔锏娜芙夂统恋碇饕Q于①其組成的離子半徑、電價、極化性能、化學(xué)鍵的類型及其他物理化學(xué)性質(zhì);②與環(huán)境條件如溫度、壓力、水中其他離子濃度、水的PH值和Eh條件密切相關(guān)。

　?、茄趸瓦€原：氧化與還原反應(yīng)是指污染物中的元素或化合物電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致化合價態(tài)改變的過程。影響因素：氧化與還原作用受pH值影響，并與地下水所處的氧化還原環(huán)境有關(guān)。

　?、?吸附與解吸：是污染物在土壤或包氣帶與水相、氣相介質(zhì)之間發(fā)生的重要的物理化學(xué)過程，吸附為污染物由液相或氣相進入固相的過程，解吸過程則相反。作用：吸附和解吸影響著污染物與地下水、空氣之間的遷移或富集，也影響著污染物的化學(xué)反應(yīng)和有機物的微生物降解過程。影響因素：污染物質(zhì)的吸附和解吸主要與污染物在水中的濃度和污染物質(zhì)被吸附在固體介質(zhì)上的固相濃度有關(guān)。

　?、蓪α骱蛷浬ⅲ何廴疚镔|(zhì)在地下水中的運移受地下水的對流、水動力彌散和化學(xué)反應(yīng)等的影響。污染質(zhì)隨地下水的運動而產(chǎn)生的問題，即為對流問題。地下水中的污染質(zhì)運移還存在著水動力彌散，水動力彌散使污染質(zhì)點的運移偏離了地下水流的平均速度。發(fā)生偏離原因：①由于濃度場的作用存在著質(zhì)點的分子擴散;②微觀上，孔隙結(jié)構(gòu)的非均質(zhì)性和孔隙通道的彎曲性導(dǎo)致了污染質(zhì)點的彌散現(xiàn)象;③宏觀上所有孔隙介質(zhì)都存在著的非均質(zhì)性。

　　(三)熟悉CP地下水EI預(yù)測方法(新增內(nèi)容)(導(dǎo)則內(nèi)容)

　　包括數(shù)學(xué)模型法和類比預(yù)測法。其中，數(shù)學(xué)模型法包括數(shù)值法、解析法、均衡法、回歸分析、趨勢外推、時序分析等方法。⑴一級評價應(yīng)采用數(shù)值法;二級評價中水文地質(zhì)條件復(fù)雜時應(yīng)采用數(shù)值法，簡單時可采用解析法;三級評價可采用回歸分析、趨勢外推、時序分析或類比預(yù)測法。⑵采用數(shù)值法或解析法預(yù)測時，應(yīng)進行參數(shù)識別和模型驗證。⑶采用解析模式預(yù)測污染物在含水層中的擴散時，一般應(yīng)滿足以下條件：①污染物的排放對地下水流場沒有明顯的影響。②預(yù)測區(qū)內(nèi)含水層的基本參數(shù)(如滲透系數(shù)、有效孔隙率) 不變或變化很小。⑷采用類比分析法時，應(yīng)給出具體的類比條件。類比分析對象與擬預(yù)測對象之間應(yīng)滿足以下條件：①二者的環(huán)境水文地質(zhì)條件、水動力場條件相似。②二者的工程特征及對地下水環(huán)境的影響具有相似性。

　　(四)了解地下水影響半徑確定方法的適用條件(新增內(nèi)容)

　　1.適用條件：有兩個觀察完整井抽水時。注：確定R值較可靠的方法之一。

　?、艥撍簂gR=[S1(2H-S1)lgr2-S2(2H-S2)lgr1]/(S1-S2)(2H-S1- S2) ⑵承壓水：lgR=(S1lgr2-S2lgr1)/(S1-S2)

　　2.適用條件：有一個觀察孔完整井抽水時。注：精度較上式差，一般偏大。

　?、艥撍簂gR=[Sw(2H-Sw)lgr1-S1(2H-S1)lgrw]/(Sw-S1)(2H-Sw- S1) ⑵承壓水：lgR=(Swlgr1-S1lgrw)/(Sw-S1)

　　3.適用條件：無觀察孔完整井抽水時。注：精度較上式差，一般偏大。

　　⑴潛水：lgR=1.366(2H-Sw)Sw/Q+lgrw ⑵承壓水：lgR=2.73KwSw/Q+lgrw

　　4.適用條件：近地表水體單孔抽水時。注：可得出足夠精度的R值。潛水、承壓水：R=2d

　　5.適用條件：計算松散含水層井群或基坑礦山巷道抽水初期的R值。注：對直徑很大的井群和單井算出的R值過大;計算礦坑R值偏小。潛水：R=2S(HK)?

　　6.適用條件：計算承壓水抽水初期的R值。注：得出的R值為概略值。承壓水：R=10S(K)?

　　7.適用條件：含水層缺乏補給時，根據(jù)單孔非穩(wěn)定抽水試驗確定影響半徑。注：α為系數(shù)，固定流量抽水時取小值;固定水位抽水時取大值。

　　⑴潛水：R=[αK(H-0.5Sw)t/μ]? (α=2.25~4.0) ⑵承壓水：R=[aαt]? (α=2.25~π)

　　S―水位降深，m;;;H―潛水含水層厚度，m;r―觀察井井徑，m;Sw―抽水井中水位降深，m;rw―抽水井半徑，m;K―含水層滲透系數(shù)，m/d;m―承壓含水層厚度，m;d―地表水距抽水井距離，m;μ―重力給水度。

　　(五)了解地下水量均衡法、地下水溶質(zhì)運移解析法及其適用條件(新增內(nèi)容)(導(dǎo)則內(nèi)容)

　　1.地下水量均衡法。屬于集中參數(shù)方法，適用于進行區(qū)域或流域地下水補給資源量評價。

　　對于選定的均衡域，在均衡計算期內(nèi)水量均衡方程：∑Q補-∑Q排-Q開=ΔQ

　　Q補―地下水各種補給量之和，m3/d;Q排―地下水各種排泄量之和，m3/d;Q開―地下水開采總量，m3/d;ΔQ―均衡域內(nèi)地下水儲存量的變化量。承壓含水層：ΔQ =μ*F?ΔH，潛水含水層：ΔQ =μF?ΔH。

　　其中，F(xiàn)―均衡域面積，m2;μ*―承壓含水層釋水系數(shù);μ―潛水含水層給水度;ΔH―均衡期內(nèi)，均衡域地下水水位變化幅度，m。均衡期一般選擇5a、10a或20a。各均衡要素的選取應(yīng)根據(jù)評價區(qū)域內(nèi)水文地質(zhì)條件確定。

　　2. 地下水溶質(zhì)運移解析法。應(yīng)用條件：求解復(fù)雜的水動力彌散方程定解問題非常困難，實際問題中多靠數(shù)值方法求解。但可以用解析解對數(shù)值法進行檢驗和比較，并用解析解去擬合觀測資料以求得水動力彌散系數(shù)。預(yù)測模型：⑴一維穩(wěn)定流動一維水動力彌散問題。①一維無限長多孔介質(zhì)柱體，示蹤劑瞬時注入方程。②一維半無限長多孔介質(zhì)柱體，一端為定濃度邊界方程。⑵一維穩(wěn)定流動二維水動力彌散問題。①瞬時注入示蹤劑―平面瞬時點源方程。②連續(xù)注入示蹤劑―平面瞬時點源方程。

　　(六)熟悉不同類型CP地下水EIA采用的方法(新增內(nèi)容)(導(dǎo)則內(nèi)容)

　　1.Ⅰ類CP地下水EI預(yù)測

　　1)解析法。⑴一維彌散解析法。

　　①瞬時污染源解析式：

　?、谶B續(xù)污染源解析式：

　?、贫S彌散解析法。

　　①瞬時污染源解析式：

　?、谶B續(xù)污染源解析式：

　　2)數(shù)值法。適用條件：復(fù)雜邊界條件、含水層非均質(zhì)、多個含水層的地下水系統(tǒng)。

　　模型應(yīng)用過程：

　　2.Ⅱ類CP地下水EI預(yù)測

　　1)地下水量均衡法。應(yīng)用范圍十分廣泛，是Ⅱ類CP的地下水評價與預(yù)測中最常用、最基本的方法?？捎糜趨^(qū)域又可用于局域水量計算，既可估算補、排總量又可計算某一單項補給量。

　　⑴基本原理：根據(jù)水量平衡原理，利用均衡方程待求水量的一種方法。在一定時段內(nèi)，任一均衡區(qū)進出水量大體保持下面的平衡關(guān)系：Q補-Q排=±ΔQ儲

　　由于水量均衡關(guān)系是針對某一時段而言的，所以上式又可寫成： 補Δt- 排Δt=±μF?Δ

　?、?應(yīng)用步驟：①確定均衡區(qū)。②確定均衡要素。常見的補給項：大氣降水入滲補給量;地表水滲漏補給量;地表水側(cè)向徑流補給量;相鄰含水層越流補給(多個含水層時);回灌補給量(農(nóng)灌區(qū))。常見的排泄項：地下水向地表的滲出或滴流量;地下徑流的側(cè)向排泄量;地下水的蒸騰排泄量;地下水的開采量;相鄰含水層的越流排泄量。③確定均衡期?？筛鶕?jù)評價的需要確定，最好選擇有代表性的水文年(平水年)進行補給量的計算。④建立水量均衡方程。⑤計算補給量和排泄量。

　?、蔷忭椀乃坑嬎惴椒ā?/P>

　?、?大氣降水入滲補給量的計算。Q=α?F?P 式中：α―降水入滲系數(shù);F―接受降水入滲的地表面積，m2;P―多年平均的年降水量(降水深)，m/a。地下徑流滯緩地區(qū)：α=μ?Δh/P 式中：μ―水位變動帶介質(zhì)的飽和差;Δh―次降水所引起的水位抬升值，m;P―次降水量，m。

　　地下徑流較強地區(qū)：

　?、诘乇硭疂B漏補給量的計算。

　　a. 斷面流量差法。Q滲=(Q1-Q2)Δt Q1、Q2―河渠上、下游側(cè)流斷面的平均流量，m3/s。 b.滲流斷面法。Q滲=KLIh 式中：Q滲―河渠一側(cè)的滲漏補給量，m3/d;K―含水層滲透系數(shù)，m/d;L―河渠滲漏段的長度，m; I―河渠某一側(cè)地下水的水力梯度;h―水力坡度取值段含水層的厚度，m。

　?、酃喔热霛B補給量的計算。a.田間灌溉試驗法。Q滲=μ?Δh?F 式中：Q滲―次灌溉入滲補給量，m3;μ―灌溉地塊的土壤給水度;Δh―試驗區(qū)地下水位平均上升幅度，m; F―試驗地塊的面積，m2。

　　b.田塊的水量均衡法。灌溉入滲補給量=實測的灌水量-排放量-蒸發(fā)量-其他消耗量。

　?、?潛水蒸發(fā)量的計算。在潛水面埋深較小的地區(qū)，蒸發(fā)往往是潛水的主要排泄途徑。潛水蒸發(fā)強度ε(mm/d)：單位時間的潛水蒸發(fā)量(深度)。 ε=λE0(1-h/hmax)n 式中：λ―修正系數(shù)，視地表有無作物和作物情況而定;E0―水面蒸發(fā)強度，mm;h―潛水埋深，m;hmax―潛水蒸發(fā)的極限深度，m;n―與土壤質(zhì)地有關(guān)的指數(shù)，n=1~3。

　　2)解析法。⑴應(yīng)用條件：只適用于含水層幾何形狀規(guī)則、方程式簡單、邊界條件單一的情況。可以給出在各種參數(shù)值的情況下滲流區(qū)中任意一點的水位(水頭)值。⑵計算過程：①利用勘察試驗資料確定計算所需的水文地質(zhì)參數(shù)。②根據(jù)水文地質(zhì)條件進行邊界概化，同時依需水量擬定開采方案，選擇公式。③按設(shè)計的單井開采量、開采時間計算各井點特別是井群中心的水位降落值。

　　3)數(shù)值法。適用于要求較高、條件復(fù)雜的水位預(yù)報。步驟：⑴水文地質(zhì)條件分析。⑵建立水文地質(zhì)概念模型和數(shù)學(xué)模型。水文地質(zhì)條件概化：①計算區(qū)幾何形狀的概化;②含水層性質(zhì)的概化;③邊界性質(zhì)的概化;④參數(shù)性質(zhì)的概化;⑤地下水流狀態(tài)的概化。⑶確定模擬期和預(yù)報期。根據(jù)資料情況和評價要求確定。模擬期(一般取一個水文年或若干個水文年)主要用來識別水文地質(zhì)條件和計算地下水補給量，而預(yù)測期用于評價地下水可開采量和預(yù)測一定開采量條件下的地下水位。⑷水文地質(zhì)條件識別(模型識別)。在給定參數(shù)、各補排量和邊界、初始條件的情況下，通過比較計算水位與實際觀測水位，驗證該數(shù)值模型的正確性。⑸地下水水位預(yù)報。

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