传统水文地质调查方法在矿区地下水环境污染调查中的应用

朱臻鸿，黄 兴

矿区地下水污染的问题，已经受到了矿企行业人员的广泛关注，许多专家学者等都投入到地下水污染治理的研究工作中，当前针对于地下水污染的修复技术不断被提出和有效应用，地下水污染治理工作取得成效。但是在实施地下水保护和污染治理等工作中，需要在前期进行水文地质调查等一系列的工作，尤其是在修复技术前期和全方位的水质分析中，如果仅仅采用传统的地质调查方法，将无法保证调查结果的有效性和权威性，难以达到有效的治理效果，无法保障工作的有效性。

1 矿区地下水污染的影响

1.1 地下水污染对人体健康的影响

地下水资源系统是互通互联的，当外部自然环境中一部分结构受到损害之后，地下水的质量和稳定性也会因此受到影响，严重时会影响饮用水的质量，如果其中含有重金属和病菌等，还会对于人体健康产生直接的影响。污水区域受到严重的大气污染之后，在水相和气相的边界层产生化学反应，引起水中三氮含量明显发生了变化，也就使得水体内部的自然环境与平衡状态遭到了破坏。后期引用水中的亚硝酸盐含量和有毒矿物质含量增多，这对于孕妇、儿童等都会产生不利影响，引起严重的亚硝酸盐急性中毒事件。另外，硝酸盐氮和亚硝酸盐氮还会在外部特殊的环境背景下产生亚硝胺，这是一种致癌物质。如果被污染的土体和地下水的硬度过高，饮用水的口感将会大打折扣，各种消化系统疾病随之而来，严重的胃肠道功能障碍、呕吐、腹泻等会对于人体健康产生极大的影响。地下水资源目前正面临着来自空气污染、有机物污染、重金属污染、土壤污染等多方面影响，给人们带来的影响也是不容忽视的。

1.2 对工业的影响

地下水资源也在工业生产领域发挥着不可替代的作用，地下水资源的质量也是影响工业领域生产效益的关键性因素之一。不同地区的地下水资源硬度存在着较大的差异，而地下水资源硬度是受到人类活动影响而发生变化的。原本地下水中含有大量的微量元素，而干净的地下水和受到污染的地下水混合在一起之后，地下水的质量也就会发生较大程度的改变，也就引起了地下水资源的硬度改变。而我国大量的工业企业生产过程之中都会用到地下水资源，必要的生产过程中如果地下水资源硬度和质量发生改变，工业制品的质量也会受到影响。例如，受到污染的地下水资源在长期使用中会腐蚀工厂的锅炉和管道，对于工业生产而言是一种巨大的损耗，降低了整体寿命和各个部分元器件的使用时间。并且，在工业锅炉的长时间使用过程中，因为地下水的硬度大，锅炉中的水垢也会日益增多，导致消耗燃料的数量增多，也就使得生产成本大大增加，影响了企业最终的生产效益。因此，为了保证工业生产的质量和进度，需要及时对于锅炉中的水垢及时清理，在水垢处理过程中需要使用必要的化学药剂，也就导致了在化学药品方面投入增加，还有可能出现生产产品的质量大幅度下降的现象，企业的整体经济效益受到了更为严重的影响。另外，地下水不仅仅会影响工业和生产的过程，在造纸业、酒厂等与人们生活息息相关的产业上，水资源的质量更是影响产品质量的决定性因素之一。相关工作人员需要对于地下水的质量提起足够的关注程度，将地下水的处理和质量控制工作技术提升，保证企业发展的经济效益。

1.3 对农业生产的影响

农业生产中也需要使用地下水资源，如果长时间使用碱性较高的地下水进行农田灌溉的工作，土壤的板结程度将会大大提升，农作物的正常种植也会受到影响。另外，如果灌溉地下水中的硝酸盐含量较高，农作物的在生长过程中低于病虫害的能力将会大大下降，造成大面积虫灾的风险提升。对于粮食作物而言，长期利用含有硝酸盐的地下水灌溉，会影响粮食中蛋白质的含量，粮食作物的营养价值也会大打折扣。对于蔬菜类作物而言，使用受到污染的地下水进行灌溉，会导致蔬菜的内部出现腐烂现象，蔬菜的营养价值不高，不能长时间运输，后期食用之后也可能对于人们的身体健康产生影响。与此同时，地下水中硫酸盐和氯离子的含量超出标准，农作物同样会受到影响，大面积减产和综合质量下降等问题都是十分严重的，农民的收入也会受到影响。

2 矿区地下水重金属污染调查

地下水重金属污染的来源分为天然因素和人为因素。其中天然因素包含了火山活动、森林灾害等。而目前地下水重金属污染大多与人为因素相关，采矿冶炼、化石燃料燃烧、工业生产等都是十分关键的。在地下水重污染情况调查过程中需要从污染物控制角度进行有效的分析，明确调查目的，分析产生污染的重要原因。

当前各类污染问题层出不穷，有机物污染现象、重金属污染、氮污染现象等，都需要做好针对性调查工作。水文地质调查工作需要从多方面进行。当前地下水长时间开采与应用过程中可能产生污染效应；人们生活水平提升，生活污水和生产用水等产生了严重的污染效应，造成了化学污染；并且目前关于水质调查和评估工作效应不够健全，导致出现了一系列的问题，污染源无法进行精准的控制，后续环境监管和预防调查的力度有限，导致各个方面工作能力减弱。

3 水文地质调查工作的重要性

3.1 了解污染区域内的土层分布

在一个区域的水文地质调查工作中，需要明确区域内土壤和地下水的分布情况，前期土层分布情况的有效分析十分必要，也是基础性工作之一，通过水文地质调查工作实现。了解区域内土层分布的具体情况如下，首先，进行调查区域的整体性规划工作，制定前期科学有效的调查方案，从而使得各个方面调查技术的应用更加有效。其次，需要利用钻探技术手段等进行全方位的土壤调查和综合分析，通过实验等工作手段获得有效的方法支持等，从而对于结果等进行综合性的分析和研究工作，为区域内污染现状提供分析途径。最后，在整个土层的分布状况、载荷性能、污染物情况的有效分析中，为水文地质调查工作提供依据与方向。

3.2 对污染场地地下水流场进行监测

关于地下水防治的针对性水文地质调查工作中，需要利用相关技术手段等进行地下水流场的精准监测工作，从而更好地捕捉污染物影响区域的范围和状态等，进行相关的参数整理和分析等。水文地质调查工作中可以针对于一个区域的地下水赋存条件等进行监测和调查等，主要的内容为赋存土层、水压等基本参数。在调查区域内设置一定数量的监测井等，设置采样点，从而有效的观察其中的水位变化情况，进行地下水流向、流量、流速模型建立工作。在模型数据收集过程中为地下水污染防治工作提供基础数据等。

4 地下水污染调查中常用的水文地质调查技术

4.1 物探技术

物探技术是地下水调查工作中的必要手段之一，因为其技术应用需要投入的人力和物力资源等并不高，也就使得其检测技术的应用范围不断扩大。物探技术的应用可以在不破坏地质环境的情况下，对于地下水污染做出有效的评估工作，精度高。并且技术在地质灾害的检测和预防方面有着更加精准的作用和优势，在水环境调查中发挥了关键性作用。

4.2 遥感技术

当前各项技术的飞速发展，使得遥感技术在水污染调查中也获得了广泛的应用，在地下水调查过程中采用了TM、SPOT、ASTER遥感数据充分了解和分析地下水污染的实际情况以及主要的污染源区，利用模型数据分析等手段反应地下水污染的潜在风险等。遥感技术具有高效性、经济性等优势，使得地下水污染调查工作更加高效、精准的进行，也使得其应用更加广泛。

4.3 渗漏实验

地下水污染调查工作过程中，因为地下水污染源为污水处理的渗透量，渗透试验是了解污染现状的重要途径之一。污水处理站断开电源，将曝气池液面下降，经过水位下降速度和全方位的参数分析过程，与地区平均蒸发量、曝气面积等综合性分析，得出精准的渗透量。

4.4 地下水动态观测、试验

地下水的动态观测也是反映地下水污染情况和进行调查的重要手段之一，针对于待测区域的水位、水量、水温等特征做好长时间序列的分析、储存和整理等，依托监测网络做好控制，也就生成了曲线和报表等。由检测中心、通讯网络等做好有效的分析和控制，及时反映地下水数据情况。

4.5 地球物理勘探

地球物理勘探也是反映地下水污染情况的重要手段之一，根据地球物理特点，结合当地水文地质特征等，结合先进的水文地质手段进行综合性水文地质环境分析，精准度高、地理信息作用明显。

5 案例解析

5.1 调查区资料搜集

从当前研究区域的水文地质情况分析，调查区域属于第四系沉积物与强风化花岗岩混合,从上部向下部是0.3m～1.2m的素填土、0.4m～3.7m粉质粘土、0.5m～1.1m中砂、0.2m～3.0m粉质粘土、0.6m～4.1m砂质粘土、6.1m强风化花岗岩。如图1地质层情况。

图1 地质层情况

5.2 地下水简述

地下水是人们生产和生活所必需的资源之一，也是当前可持续发展工作中的重要条件之一，随着当前经济社会发展程度提升，地下水也是整体经济社会发展的关键。污染问题和地下水短缺德国限制了发展，使得矛盾更加突出。研究区地下水深度为0.9m～4.1m，水位发生季节性变化。

5.3 渗漏实验

渗漏实验分析中针对于当前的污水现状进行控制，对于上游污水处理厂限电，进行分析。经过渗漏试验发现，水位下降速度为1.52cm/d，曝气塘遗漏的数量为23.85m3/d,净化塘的渗透量为12.14m3/d。因此，整体污染源分析发现，其不会对于周围村庄和地下水等产生严重的污染现象。区域水质差等问题需要与水质、灌溉等相关，需要综合分析。（表1）。

表1 地下水控制方法

6 水文地质调查在地下水环境污染中的运用

6.1 运用办法

地下水污染调查中采用传统水文地质方法，应用模式如下：第一，选出研究区域，进行水文地质调查报告和相关评估报告的分析，依照资料内容等进行有效的控制工作，进行下一步的实验分析技术。第二，针对于水文地质调查的技术要求，测量水质种类和隔水层情况，以及周围岩体厚度。第三，渗漏实验，做好水位高度测试，相关参数分析。

6.2 区域内的土层分布

水文地质调查工作中，要了解区域内的土层分布情况，做好区域规划和精准分析等。采取钻孔采样和静探采样的基本方式，建立土层模型，做好物理性质、沉积情况的分析。

6.3 地下水污染的防治措施

6.3.1 贯彻落实相关法规

地下水资源与环境管理工作需要在前期相关工作单位都充分认识到水资源保护工作的重要性，充分学习地下水污染防治工作各个方面的法律法规和相关政策，进行防治措施的优化制定工作，充分了解其工作的积极意义。与此同时，需要紧跟着时代发展的趋势和发展的节奏，不断调整法律法规中的具体细节，让法律法规的落实工作更加具有针对性，提升可执行的工作力度，使得法律法规真正可以推动地下水保护和污染防治工作的进行。与此同时，还应该对于地下水保护工作进行区域性的划分，建立起专门的地下水保护区域，实现高效的地下水管理工作。

6.3.2 对地下水库进行修建

在地下水污染问题的治理中，地下水库的修建也是十分关键的，大力提倡人们节约用水。对于地下水资源进行合理的开发利用工作，减少过度开发利用出现水位快速下降的现象，减缓环境污染问题的出现。所以，需要在日常生产和生活中推广一水多用的理念，将浅层地下水资源代替优质的地下水资源进行农业灌溉等，也就对于地下水资源实现了节约利用和循环利用。另外，还可以利用地下水库对于暂时不用的地下水资源进行储存工作，优质的工业冷却水、大气降水等都是重点对象，提升水资源的使用效率，为各个方面的资源配置工作提供有效的保证，促进长期稳定的发展。

6.3.3 治理污染源

在地下水污染源治理过程中，需要做好源头控制工作，进行污染源的寻找和治理，防止污水以各种形式流入到地下水中，实现污水和地下水的隔离工作，也起到有效的保护作用。另外，在农田灌溉过程中需要对于产生的污水进行处理和回收利用的工作，保证其达到灌溉标准，也提升资源的利用率。还可以对于化肥农药合理化利用，对于地下水项目的有效评估，从源头上控制污染源，也就提升了对地下水资源的保护力度。严查工业生产和生活污水等处理过程中对污水的乱排放现象，这样就使得地下水污染在源头上得到了控制。

7 结论

综上所述，为了进行更为有效的水文地质调查工作，便于进行地下水污染的防治工作，就需要从多方面提升水文调查工作技术手段，保证水文地质调查的有效性。清晰获得地下水污染的来源，为后续的污染物控制技术研究和推广工作提供有效的方向。结合现代化技术手段等，提升水文地质调查工作的速度，保证调查治理效果，从而为水环境的进一步治理与管理提供支持。