摆纪磷石膏堆场渗漏分析

彭展翔，褚学伟

(贵州大学，贵州 贵阳 550003)

摆纪磷石膏堆场渗漏分析

彭展翔，褚学伟

(贵州大学，贵州 贵阳 550003)

摆纪磷石膏堆场区域内断裂构造及岩溶发育，地下水径流途径较复杂，该堆场自投入使用后第二年开始渗漏，现今已成为重安江的最大污染源。通过连通试验，结合摆纪磷石膏堆场所在区域的水文地质条件，对该堆场的渗漏区、渗漏途经进行分析，确定磷石膏堆场渗漏主方向为发财洞方向，并计算该堆场的渗漏量，进而对该堆场渗漏污染对当地地下水的影响进行预测。

磷石膏堆场;连通试验;渗漏分析;摆纪

1 磷石膏堆场概况

摆纪磷石膏堆场(以下简称堆场)位于马场坪镇北东方向约2 km，堆场为瓮福磷肥基地瓮福磷肥厂配套修建的废渣堆放场地，堆放以磷石膏为主的多种类、多成分的浆液状(30%水分，70%废渣)废渣。1997年开工建设，1999年建成投产，磷石膏排放量为154.03万 t/a。自2000年开始，磷石膏堆场开始出现渗漏，磷石膏堆场废水的 pH值只有2.0左右，其酸度相当于醋酸，具有很强的腐蚀性，且废水每升含1 755 mg的磷和1 320 mg的氟，该废水污染区域地下水，并成为重安江最大的污染源。

2 区域水文地质

2.1 水文

研究区南为阿里堡河，自东向西于吴家桥附近汇入鱼梁江后转向北流，于三江口附近汇入浪坝河，转而东流，构成“C”字形包围磷石膏堆场，构成研究区地下水的主要排泄基准面。

2.2 地层岩性及地质构造

2.2.1 地层岩性

研究区自堆场之东和堆场以北至浪坝河，以碳酸盐岩为主，碎屑岩以夹层产出，主要出露地层:三叠系下统大冶组(T1d)、安顺组(T1a)、中统杨柳井组(T2y)、关岭组(T2g)、青岩组二段(T2q2)、法郎组一段上亚段及二段灰岩、白云岩;三叠系中统青岩组一段、三段、法郎组一段下亚段泥页岩。

2.2.2 褶皱

研究区位于贵阳复杂构造变形区中段南缘，近南北向，都匀向斜(北端)与黄丝背斜的过渡带，地处洒金桥断裂与都匀断裂的夹块部位。磷石膏渣场位于次级褶皱，马场坪向斜西翼，安家坪地层转折端地带，地层倾向60°～97°，倾角18°～30°，呈单斜产出。马场坪向斜走向 NNE～SSW，开阔对称，由安家坪仰起端，北抵浪坝河，倾伏方向15°，倾伏角5°～15°，与都匀断裂呈锐角相交。另有渣场之西的大干田半背斜，轴向与马场坪向斜一致，向北东倾没，轴部出露 T1d、T1a，产状平缓。

2.2.3 断层

断层 F1，在渣场之西近 3 km，总体走向 340°左右，倾向东，倾角80°左右，属高角度正断层，具扭压性特征，研究区内长度 7.5 km。

断层F2，在渣场之东约2.8km，总体走向方向340°左右，研究区内长度约6 km，倾向东，倾角 80°左右。地层断距大于1 000 m。

2.2.4 节理及岩溶

研究区调查岩溶点100处，调查统计裂隙22点45组，按岩溶洼地、岩溶漏斗、落水洞、溶蚀槽谷等地表岩溶的延伸方向及裂隙走向，可分为近东西向(80°～95°)、北东向(30°～50°)、近南北向(350°～5°)和北西向(315°～325°)四组，按分组情况见表1、图2。

2.5 地下水补、径、排特点

研究区内地下水补给主要来自于大气降水，另外堆场废水的渗漏补给也是其重要的补给来源。

研究区以堆场为中心，地下水的径流主要受区内的地层岩性以及地质构造的影响。在此仅考虑渣场附近的地下水径流特点。

由于堆场位于向斜西翼，渣场以西、以南为青岩组一段(T1q1)页岩、粉砂岩相对隔水层组，在西侧其南侧构成相对的隔水边界，地下水主要接受大气降水、渣场渗漏的补给后，主要径流方向为NW、N、E三个方向。渣场以东为马场坪向斜核部构造应力集中区域，裂隙发育，为地下水良好的运移通道，区内地下水由此转向北，以鱼粱江、浪坝河为排泄基准面排泄。

研究区地下水具有分散补给集中排泄特征，泉和大型岩溶泉、导水溶洞和暗河出口是研究区岩溶地下水的主要排泄形式，较大天然排泄点全部集中分布在现代河谷、鱼梁江的东岸和浪坝河的南岸，排泄点动态变化大，其流量具雨时猛增，雨后骤减的极不稳定特征。据不完全统计，岩溶大泉、导水溶洞及暗河，丰水期总排泄量＞200 L/s。

表1 岩溶裂隙延伸方向分组情况表

图1 摆纪磷石膏堆场水文地质简图

3 渗漏分析

3.1 渗漏区

库区位于摆纪向斜西翼，靠近核部，主要有三叠系青岩组一、二段及法郎组一、二段组成，青岩组一段出露于场区的南西方向，主要有泥岩组成，并且出露高程较高，并倾向于库区，法郎组也为泥岩层，出露于场区东面，为隔水岩层，使场区基本封闭条件较好，而青岩组二段主要出露于库区下游靠近坝址区附近，为中厚层细晶灰岩，泥灰岩，地表岩溶发育，浅部地下岩溶主要以垂向发育为主，有落水洞，竖井等，为渗漏发生的主要区段。

图2 岩溶裂隙延伸方向玫瑰花图1cm代表4%

该磷石膏堆场有三个渗漏方向(图1)，分别为 NE:磷石膏堆场～发财洞方向;N:磷石膏堆场 ～周家湾泉群(S33、S34)方向;NW:磷石膏堆场 ～新桥泉(S28、S29)方向。

结合详勘及渗漏污染勘查中的连通试验表明，在NW:磷石膏堆场～新桥泉(S28、S29)方向均未收到连通试验示踪剂，另外，根据漏污染勘查报告中对区域地形、地质构造剖面的分析，该渗漏通道存在的可能性较小。根据详勘所作的连通试验，在N:磷石膏堆场～周家湾泉群(S33、S34)方向接收到示踪剂，然而在渗漏勘查连通试验过程中没有收到示踪剂，根据该勘查的相关分析认为该渗漏通道存在的可能性较小;根据渗漏污染勘查连通试验，在 NE:磷石膏堆场 ～发财洞方向接收到示踪剂，所以确定以上方向为该磷石膏堆场的主要渗漏方向。

3.2 渗漏途径

3.3 渗漏量

3.3.1 坝基渗漏量估算

采用公式:卡明斯基断面流量计算公式:

计算结果见表2

表2 初期坝坝基渗漏量计算表

3.3.2 坝肩绕坝渗漏量估算

采用公式:求布依绕坝渗漏量计算公式:

式中:B为库边绕渗带边缘至坝轴线的距离。B=l/π;ro为坝肩接头的半径。ro=P/π;P为坝肩接头的轮廓周长;

注:L=250 m，P=500 m，K=0.38 m/d，H=24 m

计算结果:

假定在库盆防渗后，不产生渗漏，在坝区不产生管道渗透，以岩溶裂隙渗漏为前提，计算结果为:

4 渗漏污染影响预测

渣库内堆放的以磷石膏为主的多种类、多成分的浆液状废渣，其中、P2O5、F－、CaO 等化学组分含量高，渣库(即摆纪槽谷)范围构成了主要污染源，库底众多的落水洞或消水洞等则构成了区域地下水的污染渗漏点。地表水和废渣水均由漏水点注入地下，沿渣库至毛栗树发财洞径流带，排入浪坝河，沿途构成污染带，污染带地下水属深埋型，对沿途民井水质无影响，且污染带宽度不大。但当渣库堆积高度达960 m标高时，渣库周边浅层地下水将会受到严重污染。

［1］褚学伟.摆纪磷石膏堆场渗漏及子坝稳定性分析［J］.贵州大学硕士学位论文.2006.

［2］贵州工业大学勘察设计研究院.摆纪磷石膏堆场工程地质勘察报告(初勘阶段).1992.

［3］贵州工业大学勘察设计研究院.摆纪磷石膏堆场工程地质勘察报告(详勘阶段).

［4］贵州省地质矿产局清镇工程勘察公司.马场坪瓮福磷肥厂磷石膏渣场渗漏勘察报告.2006.

Leakage Analysis of Phosphogypsum Still in Baiji

PENG Zhan－xiang，CHU Xue－wei
(GuiZhou University，Guiyang 550003，Guizhou)

In the area where the phosphogypsum still in Baiji located，the faults and karsts，groundwater flow channels are developed complicatedly. The phosphogypsum still started to leak since the next year it had been applied. And now the still has already become the greatest source of pollution to the Chongan River. Combined with the hydrogeologic condition of Baiji，this article analyzes the area and path of the leakage through the groundwater connectivity test.At the same time the main leakage way of phosphogypsum still is determined，and the dam leakage was calculated. At last，the article predicts the influence of the leakage pollution to the local area’s groundwater.

Phosphogypsum still;Connectivity testing;leakage analysis and BaiJi

P641.2

A

1004－1184(2012)05－0014－02

2012－05－08

彭展翔(1990－)，女，湖南双峰人，本科在读，研究方向为地下水资源。