一水硫酸锰废渣填埋场水文地质条件初步评价

代俊鸽，程亚平

(桂林理工大学 环境科学与工程学院，广西 桂林541006)

1 地理位置

一水硫酸锰废渣填埋场位于大新县雷平镇南东面约1 km，中心位置地理坐标为东经 107°07'32.2″，北纬 22°39'19.6″，属于黑水河流域。

2 水文、气象

填埋场所处地区属亚热带季风气候区，冬无严寒，夏无酷暑，干湿季节分明，冬春干旱。调查区内地表水文网较发育，主要的河流为黑水河。黑水河年平均径流量26.41亿m3，年最大径流量 47.29亿 m3，年最小径流量 11.2亿 m3。除黑水河外，工作区还有一些岩溶泉水调节的小溪沟以及灌溉渠道。

3 调查区地质概况

3.1 地形地貌

调查区主要为峰林谷地区，谷地较平坦开阔，上覆第四系粘性土层厚度一般1～10 m左右，谷地高程一般140～160 m。拟建的一水硫酸锰废渣填埋场所处的岩溶洼地，平面上略呈圆形，直径约250 m，底部也略呈圆形，较平坦，直径约60 m，剖面呈碟形，洼地周围坡度一般10°～20°。洼地的北面为陡峭的岩溶山体，山脚有落石，灌木茂盛。洼地的东面、南面、西面均为第四系土层覆盖，洼地内主要种植甘蔗。洼地底部一带未发现有大的岩体裂缝及消水洞，降雨主要通过北面一带的岩体裂隙以及土层渗入地下。

3.2 地层岩性

调查区出露的地层有第四系残积层(Q)、石炭系大塘组(C1d)、岩关组(C1y)、泥盆系融县组(D3r)、东岗岭组下段(D2d1)，其中融县组(D3r)分布最广。拟建的废渣填埋场一带属于D3r2地层，周边一带第四系残积层厚度较厚，厚度一般2～10 m，最厚可达30 m以上，在局部分布有灰黑色泥炭质粘土。

3.3 地质构造

拟建废渣填埋场范围内无断层通过。调查区一带灰岩主要发育5组节理，其分别为:

1)15°∠42°，节理密度为2条/100m2;

2)20°∠19°，节理密度为1条/100m2;

3)230°∠26°，节理密度为 6条/100m2;

4)350°∠74°，节理密度为 5条/100m2;

5)360°∠90°，节理密度为 1 条/100m2。

3.4 岩溶发育特征

据有关水文地质调查资料，调查区地下岩的发育深度为92 m，其中溶洞发育段为70m深度以上，再往深部岩溶发育程度已大为减弱，主要为溶孔。钻孔遇洞率较高，可达43.9%。线岩溶率为0～3.47%，平均线岩溶率为2.1%。溶洞高度0.05～14.60 m，以小于0.5 m的溶洞居多，溶洞多被粘土、细砂、碎石充填或半充填。

调查区地下岩溶垂向上自上而下显示强～中～弱的特征。据线岩溶率、溶洞发育的数量，地下岩溶可分为三个发育带，在50 m深度以上为岩溶强发育带，50～60 m为岩溶中等发育带，60 m以下为岩溶弱发育带。

4 调查区水文地质条件

4.1 含水层的分布及富水性

据含水岩组(土体)及含水介质特征，调查区地下水可分为孔隙水、岩溶水两大类型，岩溶水可分为碳酸盐岩裂隙溶洞水、碳酸盐岩夹碎屑岩溶洞裂隙水两种类型。

孔隙水主要赋存在第四系松散土体孔隙中，水量贫乏，单孔(井)枯涌水量小于50 m3/d。在岩溶谷地，丰水期由于得到岩溶地下水的越流补给，水量较大，单孔(井)涌水量可达200 m3/d以上。地下水富水性丰富。

碳酸盐岩裂隙溶洞水主要分布在岩性较纯的融县组(D3r)灰岩中，岩溶发育，地下水丰富。部分分布在大塘组(C1d)灰岩，地下岩溶不发育，地下水赋存条件差，地下水富水性贫乏。

碳酸盐岩夹碎屑岩溶洞裂隙水分布在岩关组(C1y)灰岩中，受灰岩岩性不纯的影响，地下岩溶不发育，地下水赋存的条件较差。地下水富水性中等。

4.2 地下水补给、径流、排泄特征

调查区地下水主要接受降雨补给，此外还有来自河水的侧向补给以及渠道水的入渗补给等。地下水主要赋存、运移在裂隙、溶洞中，主要以分散流的形式排出地表，局部以岩溶泉的形式集中径流、排泄。总的方向是由北西、北东方向往黑水河径流、排泄，最后汇入黑水河。

5 水文地质调查

5.1 水文地质钻探

钻探的目的主要为了掌握含水层埋深、厚度、地下水位、含水层介质结构，取得地下水水力学参数［1］。本次钻探选出三个特征孔，以进行水文地质试验［2］。调查区地层水文地质剖面图见图1。

图1 水文地质剖面图

5.2 钻孔水文地质试验

试验的目的是获取水文地质参数［3］。通过土层注水试验，测得ZK1孔渗透系数K为0.001 23 m/d，测得ZK2孔渗透系数K为0.000 6 m/d。通过基层注水试验，可以看出三个试验段岩石透水性强。

5.3 地下水化学成分及特征

南面1 km的七一屯民井(W1)一组水样的全分析检测，检测出地下水常量组分见表1。水化学类型为HCO3·-Ca型［4］，属于岩溶水类型。水中等含量较高，说明当地岩溶地下水已受到了污染［5］。

表1 地下水常量组分表

5.4 地下水埋藏及动态特征

工作区一带主要为峰林谷地区，地下水埋深较浅，地下水枯水位埋深一般小于10 m，水位年变幅一般小于10 m。局部地势较高的地段水位埋深较大，地下水枯水位埋深10～30 m，水位年变幅约10～30 m。在拟建废渣填埋场一带，由于所处的地势较高，地下水埋深较大，据本次施工的水文地质钻孔，当地地下水丰水位达30.5 m，水位标高小于160 m，估计地下水枯水位埋深达30～50 m，水位年变幅约10～30 m。

6 填埋场评价

6.1 填埋场对地质环境影响的评价

据调查分析，拟建废渣填埋场建成使用后，对地质环境的影响主要是废渣渗透液有可能透过土层及下伏灰岩进入地下含水层中，造成当地及下游地下水污染，潜在一定的危险性，其中地下水污染目前对当地居民生活用水造成的影响较小，但对下游的生产、生活用水造成的影响较大。

6.2 填埋场建设适宜性初步评价

拟建场地大部分分布有一定厚度的微弱透水性粘土层，但土层渗透系数(K=0.001 23 m/d=1.4×10-6cm/s)还没有达到垃圾填埋场要求的防渗层渗透系数(K＜1×10-7cm/s)的规范要求［6］，不能作为天然防渗层，因此，拟建的废渣填埋场必须采取必要的防渗措施后才能使用，总体上看，拟建场地建设适宜性差。

7 结论及建议

通过区域水文地质资料调研、调查区含水层的水文地质钻探试验及地下水水位动态观测和地下水化学成分分析，取得如下只要认识:(1)废渣填埋场位于一地势较高的岩溶洼地，主要出露泥盆系岩性较纯的融县组(D3r)地层，岩溶发育，节理裂隙发育，地下河不发育。地下水主要为碳酸盐岩裂隙溶洞水，地下水丰富。(2)拟建场地土层渗透系数(K=0.001 23 m/d=1.4×10-6cm/s)没达到垃圾填埋场防渗层渗透系数(K＜1×10-7cm/s)规范要求，不能作为天然防渗层。(3)水化学类型为HCO3·NO3--Ca型，已受到污染。

建议对废渣填埋场开展详细的水文地质工程地质勘察，采用工程地质勘探、物探等手段，进一步查明场地的土层岩性、厚度及其渗透性，以及浅部岩溶发育情况，为填埋场的防渗设计提供依据。在废渣填埋场下游地区开发利用地下水和黑水河水作为人畜饮用水源时，要对水质进行检测，符合饮用水水质卫生标准时才能饮用，并定期对水质进行监测，以防患于未然。

［1］独仲德，赵英杰，马炳辉，等.野外试验场浅层水文地质调查.2000.20(1-2):125.

［2］蓝俊康，郭纯青.水文地质勘察［M］.北京:中国水利水电出版社.2008.82，144.

［3］SL345-2007，水利水电注水试验规程.

［4］王大纯，张人权.水文地质学基础［M］.北京;地质出版社.1995.61.

［5］GB/T14848-93.地下水质量标准［S］.

［6］GB/T 12719-1991.水文地质工程地质勘探规范.