庐枞丘陵区某铁矿包气带污染预测评价.pdf

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1、第23卷第4期安徽地质Vo1．23No．42013年12月GeologyofAnhuiDeeember2013文章编号：1005—6157(2013)04—304—4庐枞丘陵区某铁矿包气带污染预测评价李跃亭(安徽省地质矿产勘查局327地质队，安徽合肥230011)摘要：以铁矿为代表的金属矿山在选矿与生产过程中会形成含有多种重金属的污废水，一经泄漏，首先对包气带形成污染；而庐枞丘陵地区第四系松散层较薄，包气带防污能力较弱；因此，以包气带污染预测为基础，开展包气带防污能力的研究，对后期地下水污染的防治与保护都有重要意义。本文以安徽省丘陵地区桌铁矿为

2、例，通过渗水试验评价包气带防污性能，并采用数值法分剐进行饱水与非饱水渗透条件下的污染预测评价，为其它类似地区提供了可借鉴的方法和理论。关键词：丘陵地区；渗水试验；非饱水渗透；数值模型；污染预测中国分类号：TD163文献标识码：A带防污性能，并采用数值法分别进U引百2渗水试验行饱水与非饱水渗透条件下的污染包气带是指位于地球表面以预测评价，为其它类似地区提供了2．1试验方法下、潜水面以上具有吸收、保持和可借鉴的方法和理论。渗水试验是野外测定包气带非传递水分能力的地质介质，也称非饱和松散岩层渗透系数的常用简易1研究区概况饱和带，是岩土颗粒、水、空气三

3、者方法，最常用的是试坑法、单环法和同时存在的一个复杂系统”。作为研究区属亚热带湿润季风气双环法u。为排除侧向渗透的影响，环境系统的重要组成部分，包气带候，多年平均降雨量1248．2mm，年提高试验结果的精度，本次试验选不仅为大气水、地表水同地下水发平均蒸发量1402．3mm。本区属丘用双环法。生联系并进行水分交换提供了地陵地形，海拔标高一般在+50～+2．2试验结果带，也为污染物在土壤中聚积、迁200m，相对高差25—175m。区内第试验点主要布设在场区范围移提供了平台⋯。近年来，随着金四系松散岩类孔隙含水岩组发育较内，各点渗水试验结果统计见表

4、l，属矿山的大量投产开采，采矿和选薄，厚度0—20m，分布不连续，主要分析表中的数据可知，厂区表土的矿过程中产生大量的含重金属的分布在西、北部沟谷中。区内地势垂向渗透系数较小，在1．56~10～～污废水，一旦发生泄漏，会对地下由南西向北东依次降低，北、东、西1．09x10cm／s之间，表明包气带防水形成污染，尤其对矿区周边具有三面地势渐低。区内无大型地表水污性能较弱，应特别做好防渗措施，供水意义的潜水水源井，将造成不体，天然状态下大气降水是其唯一及时检测污水渗漏情况。可逆转的危害，威胁人体健康，破补给来源。天然状态下地下水均向表1渗水试验结果统

5、计表Table1Statisticsofinfiltrati0ntestl'e8uIts坏生态环境。而污染物从地表进沟谷就近排泄，流向主要受地形控人浅层地下水，必然要经过包气制，自南向北径流。试验点稳量蓑带，因此，包气带的防污性能好坏本次研究在可能形成泄漏的尾直接影响着地下水污染程度和矿库、废石堆放场、生活污水处理厂状况。以及污水管道等处，以污染物中浓本文以安徽省庐枞丘陵地区某度最大的Mn(浓度为0．21mg／L)作铁矿为例，通过渗水试验评价包气为评价因子。收稿日期：2013—06—08作者简介：李跃亭(1961-)，男，安徽无为人，工程师，长

6、期从事水工环地质工作。安徽地质设定上边界压强为大气压，并设置数为0．053m／d。O．O0017mg／cm；第500d后，包气带降雨和蒸发量，计算得到流量土层根据前人淋滤试验及结合本地中的污染物浓度趋近于零，污染物的穿透作用，降水量按多年平均降的水文地质条件设定包气带溶质运全部进入含水层。水量1248．2ram确定；下边界为已知移参数：水动力弥散系数D为若废石场不做防渗处理，即考压力水头边界，根据各个模型的具lOem，其它污染物在土壤中的扩散虑污染物的连续渗漏，污染物的运体情况，分别设定不同深度的潜水系数为4．32em／d。移结果如图3所示。污

7、染物排放面，压力水头为零。4．2．2．4模拟结果分析后，污染物在垂直方向开始下渗，第4．2．2．2溶质运移模型该情景假设废石接受淋溶时350d左右，包气带中污染物的浓度初始条件：初始条件根据水质间为150d。由数值模型运行结果达到最大值。检测报告用原始土层污染物浓度如图2所示，分析该图中的浓度变5结语表示。化值可知，污染物Mn发生渗漏条言越斌边界条件：上边界为定溶质通件下，污染物浓度随时间和深度的渗水试验结果表明矿区表土的量边界；下边界为变浓度边界。变化情况。污染物排放后，污染物垂向渗透系数较小，在1．56x10～一考虑最大风险，废石临时堆放在

8、垂直方向开始下渗，接近于lOOd1．09x10cm／s之间。表明包气带防场上边界条件取为定浓度通量，且时，下边界浓度开始增大，说明污污性能较弱，应特别