CN111798335B

CN111798335B - 用于确定地下水污染羽剖面形态和分层特征的方法

Info

Publication number: CN111798335B
Application number: CN202010618272.3A
Authority: CN
Inventors: 李慧颖; 夏天翔
Original assignee: Beijing Municipal Research Institute of Environmental Protection
Current assignee: Beijing Municipal Research Institute of Environmental Protection
Priority date: 2020-06-30
Filing date: 2020-06-30
Publication date: 2021-06-04
Anticipated expiration: 2040-06-30
Also published as: AU2021102158A4; CN111798335A

Abstract

本发明涉及地下水处理技术领域，提供一种用于确定地下水污染羽剖面分层特征与优先迁移路径的方法，包括如下步骤：S1：污染识别；S2：水文地质条件识别；S3：地下水监测井点位布设；S4：分层监测井建设；S5：监测洗井及采集样品；S6：样品检测；S7：检测数据分析；S8：通过步骤S7中的数据分析确定地下水污染羽剖面的形态和分层特征。即本发明通过设计三维水质调查系统和采样监测，结合水质数据三维模拟分析，达到刻画地下水污染羽剖面的分层特征，精准识别地下水污染羽优先迁移路径的目的。

Description

用于确定地下水污染羽剖面形态和分层特征的方法

技术领域

本发明涉及地下水污染技术领域，尤其涉及一种用于确定地下水污染羽剖面的分层特征与优先迁移路径的方法。

背景技术

已有地下水质的调查方法是基于地下水同一含水层内污染物均匀迁移和分布的假设建立的，但是实际情况是同一含水层如存在不同的赋水介质会导致污染物迁移速度不同，形成污染羽分层分布。因为不同赋水介质渗透系数不同，污染物优先沿高渗透速率的赋水介质迁移，导致污染物迁移速率高于其他赋水介质。如按均质速度进行风险控制会因低估污染物的迁移速度而达不到理想的风险管控效果甚至失败。此外如果高渗透速率的赋水介质位于含水层底部，则污染物进入含水层后，沿着含水层底部迁移，如果不能识别污染物迁移路径，下游的监测井会因为含水层上部没有污染而错误判断目标区域的污染情况。而且事实表明，不同密度、不同溶解度的污染物沿着高渗透速率介质迁移的现象均可能存在。因此，识别地下水污染羽的剖面分层特征与优先迁移路径是地下水污染识别与风险管控的必然需求。

专利申请文献CN104261505A公开了一种地下水原位修复系统，该系统包括沿污染区域周边布置的垂直防渗墙，所述垂直防渗墙呈半封闭结构设置，在所述垂直防渗墙的开口处设置多处理单元反应格栅，所述多处理单元反应格栅设置在地下水污染羽流的下游前沿处，并垂直于地下水流方向设置，多处理单元反应格栅的上游及下游分别设置地下水监测井，用于测定地下水修复前后水位及水质的变化情况。

专利申请文献CN105254041A公开了一种曝气式地下水污染修复装置及方法。曝气式地下水污染修复装置包括地下井，曝气设备以及抽气设备。地下井包括主井和多个斜井，主井设置于地面，底部没入污染羽，斜井设置于包气带；曝气设备包括曝气机，曝气管和曝气头，曝气机设置于地面上，曝气管连接于曝气机，伸入主井没入污染羽的区域，曝气头设置于曝气管没入污染羽的部分，通过斜井覆盖抽出；抽气设备包括抽气机和抽气管路，抽气机设置于地面上，抽气管路一端连接于抽气机，另一端连接于深入斜井的子抽气管路。其中，曝气设备向污染羽曝入空气，地下水挥发性有机污染物随空气进入包气带。抽气设备将挥发性有机物抽离地表，能够有效排除地下水污染修复过程中滞留在包气带的污染气体并且提高修复效率。

专利申请文献CN110987525A公开了一种适用于污染场地地下水分层采样的管井装置，包括地下水监测井，地下水监测井内安装有UPVC水管，所述UPVC水管长度与地下水监测井深度一致，UPVC水管分为开孔段和无孔段，其中透水层对应的为开孔段，隔水层对应的为开孔段，UPVC水管内上下透水层之间隔水层的位置设置环形隔板，且环形隔板上方的开孔段设有与环形隔板对应的内管壁，使得内管壁和外管壁之间形成上层水样采样腔。

上述专利申请文献CN105254041A和CN110987525A均能提高修复效率，但是均不能识别地下水污染羽的剖面分层特征与污染羽的形态。

本发明在水文地质条件识别的基础上，通过设计三维水质调查系统和采样监测，结合水质数据三维模拟分析，刻画地下水污染羽剖面的形态和分层特征，准备识别地下水污染羽的迁移路径，为完整理解地下水中污染物迁移和风险管控措施的建立提供科学有效的依据。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种用于确定地下水污染羽剖面形态和分层特征的方法，其通过设计三维水质调查系统和采样监测，结合水质数据三维模拟分析，达到刻画地下水污染羽剖面的分层特征，精准识别地下水污染羽优先迁移路径的目的。

本发明提供了一种用于确定地下水污染羽剖面形态和分层特征的方法，包括如下步骤：

S1：污染识别，污染识别包括识别潜在污染源、潜在污染物、潜在污染区域、水文地质状况和潜在污染途径；

S2：水文地质条件识别；

S21：根据步骤S1的污染识别结果采用等距三横三纵方法，在目标区域布设水文地质识别监测点，每个监测点采集不同地层典型土工试验样品进行分析；

S22：通过地下水水位监测识别地下水水位埋深；

S23：通过现场微水试验技术获取目标含水层的渗透系数；

S24：通过步骤S22获取的各监测井水位数据识别地下水流向；

S3：地下水监测井点位布设；

S31：水平布设：在污染源处建立地下水监测井，在潜在污染区域地下水的上游、下游、侧翼分别进行布点；

S32：垂直布设：含水层为同一地质分层时，间隔3m分层设置地下水监测井；含水层为不同地质分层时，不同地质分层分别设置地下水监测井，如果单一地质分层厚度大于6m时，间隔3m分层设置地下水监测井；

S4：分层监测井建设；

S5：监测洗井及采集样品；

S6：对步骤S5采集的样品进行检测；

S7：对步骤S6获得的检测数据分析；

S71：超标指标筛选，与地下水质量标准进行比较，筛选出超过地下水标准的监测指标；

S72：确定超标的特征污染物：结合地块污染识别和潜在污染源分析，确定超标的特征污染物；

S73：对超标特征污染物的浓度水平分布进行刻画，采用超标点位符号化系统、地统计空间分析系统等，分别对特征污染物每一层位的水平分布进行分析，识别不同层位地下水污染空间分布特征，从而对含水层中污染羽的分层特征进行初步判断；

S74：对超标特征污染物单个监测井的浓度垂直分布进行刻画：利用数据分析制图工具，对单个监测井不同层位地下水污染数据进行比较分析，识别单个监测井污染垂向分布特征；

S75：对超标特征污染物污染羽的三维形态进行刻画：利用污染物三维空间信息分析工具，综合目标区域内各监测井不同层位数据识别地下水污染羽三维分布特征；

S8：通过步骤S73-S75中的数据分析确定地下水污染羽剖面的形态和分层特征；步骤S8具体为：S73中对含水层中污染羽的分层特征进行初步判断；S74中识别污染源与污染羽的相对位置，污染物浓度垂向分布呈下降趋势的为污染源所在区域，S74中识别的污染物浓度垂向分布呈上升趋势的为污染羽所在区域；S75中污染羽三维模拟的基础上，结合S73和S74中水平和垂向分布的初步识别结果，明确地下水污染源和污染羽位置，完成地下水污染羽典型剖面识别和地下水优先迁移路径的判断。

优选地，步骤S22中现场微水试验技术获取井附近含水层的渗透系数，具体包括如下步骤：

S01：将水压传感器放入井孔一定深度；

S02：将水位扰动设备放入井孔，静待水位稳定；

S03：使用扰动设备瞬间改变井孔内水位；

S04：记录水位恢复数据；

S05：用图表的分析方法计算渗透系数值；

在试验时，为获取测试井孔水位最大初始变化，需在钻孔注入或抽提一定水量之前就开始记录动水位变化，直至试验结束，绘制水位H与时间之间的关系曲线，计算含水层渗透系数K。

优选地，步骤S31中水平布设，为确定场地污染的来源及污染边界，地下水采集还在场地地下水的上游边界和下游边界进行布点。

优选地，步骤S73中对超标指标的浓度水平分布进行刻画具体包括如下步骤：

按照监测井建设滤水管埋深，针对不同深度分别绘制污染物水平分布图；

以不同颜色区分超标和不超标的样品；

以不同级别符号区别超标的程度；

对比地下水流向，初步识别污染羽方向和范围；

标记污染源处、污染羽中心线、污染羽边界处监测井。

优选地，步骤S74中对超标指标的浓度垂直分布进行刻画具体包括如下步骤：

对污染源处监测井绘制污染物浓度垂向分布柱状图；

对污染羽中心线监测井绘制污染物浓度垂向分布柱状图。

优选地，步骤S75中对超标指标的浓度三维形态进行刻画具体包括如下步骤：

绘制地下水污染羽三维分布图；

根据监测井分层设置原则截取不同分层地下水污染羽水平剖面图；

根据污染羽中心线已有判断，截取污染羽迁移剖面图；

根据污染物性质和地层特性，分析污染羽迁移路径和运移趋势。

优选地，步骤S8具体为，在步骤S75污染羽三维模拟的基础上，结合步骤S73和步骤S74中水平和垂向分布的初步识别结果，明确地下水污染源和污染羽位置，完成地下水污染羽典型剖面识别和地下水优先迁移路径的判断。

优选地，潜在污染途径包括地表的污染物迁移到深层土壤、渗滤到深层土壤中的污染物迁移至地下水中、进入地下水中的污染物，随地下水的流动向下游方向迁移，导致地下水污染羽的进一步扩散并污染饱和带土壤和周边地块污染地下水中的污染物，随地下水的流动向下游方向迁移，导致地下水污染羽向目标地块扩散并污染饱和带土壤。

优选地，步骤S21中每个采样点采集不同地层典型土工试验样品进行分析，分析包括区域内的含水层条件及包气带岩性特征和区域内的地下水补给、径流和排泄条件；其中，所述区域内的含水层条件及包气带岩性特征包括含水层岩性、导水性，包气带岩性和厚度；所述区域内的地下水补给、径流和排泄条件包括地下水埋深，地下水补给来源、排泄出路、地下水流向和渗透系数。

优选地，步骤S5监测洗井后进行非VOCs样品采集，结束后降低采样流速至150-350ml/min，进行VOCs样品采集。

与现有技术相对比，本发明的有益效果如下：

本发明在水文地质条件识别的基础上，通过设计三维水质调查系统和采样监测，结合水质数据三维模拟分析，达到刻画地下水污染羽剖面的分层特征，精准识别地下水污染羽的迁移路径的目的。本发明的应用可以有效评估地下水污染物迁移的优势通道，为合理评估污染物迁移速度提供依据；对于污染羽沿含水层底部迁移，通过常规监测井设置无法监测到污染的情况，可以根据污染羽的剖面分层特征，调整调查监测井结构的设置，完整评估地下水污染范围；对于需要进行修复或风险管控的区域，精准的污染物剖面分层特征和迁移路径识别，可使修复和风险管控更有针对性，更有效。综上，本发明可为地下水污染识别和风险管控措施的建立提供科学有效的依据。

附图说明

图1是地下水苯检出及超标水平分布；

图2是地下水四氢呋喃检出及超标水平分布；

图3是实施例1提供的A区地下水苯垂向分布；

图4是实施例1提供的A区地下水四氢呋喃垂向分布；

图5是特征污染物四氢呋喃5-8m浓度分布图；

图6是特征污染物四氢呋喃9-12m浓度分布图；

图7是特征污染物四氢呋喃13-15m浓度分布图；

图8是特征污染物四氢呋喃16-20m浓度分布图；

图9是地下水污染优先迁移路径展示图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作详细的说明。

实施例1：

1、污染识别

(1)潜在污染源

调查地块内生产车间、污水处理站和烘干车间为潜在污染源。生产车间和烘干车间内原来溶剂、生产废水及废液遗撒、泄露引起污染物下渗迁移导致所在区域土壤和地下水污染；污水处理站、废水池等底部老化缝隙导致污染物向土壤及地下水入渗迁移；

根据水文地质分析可知，项目地块A区位于B区和C区上游，地块含水层渗透性及流动性较好，位于地块上游污染地下水向下游迁移可能导致含水层地下水及土壤污染；

(2)潜在污染物

根据工艺过程与原辅材料识别，初步判断场地中的主要污染物为苯系物、氯代烃、苯酚、苯胺、TPH、重金属和MTBE。

(3)潜在污染源

潜在污染区域为生产车间及周边、污水处理站和废水池等区域；原料及成品库储存区域；生产废水排放沟渠所在区域等。

(4)水文地质状况

地面埋深0-3m为填土层，3-6.5m主要为粉砂，6.5-10.0m主要为细砂层，10.0-20.0m主要为中砂层，20m为含水层底板。

(5)潜在污染途径

①由于渗透作用，地表的污染物迁移到深层土壤；

②渗滤到深层土壤中的污染物迁移至地下水中；

③进入地下水中的污染物，随地下水的流动向下游方向迁移，导致地下水污染羽的进一步扩散并可能污染饱和带土壤；

2、水文地质条件识别

(1)布点方案

根据本场地前期资料收集和分析结果，基于场地土层变化及分布的实际情况，地层勘探岩性分析采样点布设将采用等距三横三纵方法，布设水文地质勘查孔，每个点采集不同地层典型土工试验样品进行岩性分析。

水文地质识别需摸清场地内及周边的水文地质条件：(1)区域内的含水层条件及包气带岩性特征，包括含水层岩性、结构、富水性、导水性，包气带岩性、厚度等。(2)区域内的地下水补给、径流、排泄条件，包括地下水埋深，地下水补给来源、排泄出路，地下水流向和流速，渗透系数等。

土工采样点设计目的在于采集原状土样，获取典型地层的相关土工参数。土工试验样品的土孔位置及采样深度应根据实际情况，每个土孔在每个土层至少采集1个土样。采集土工试验样品，送往实验室进行土工分析，测试方法参照《岩土工程勘察规范》(GB50021-2009)。此外，土工样采集完毕后，使用膨润土将土孔填实，防止形成人造“天窗”，造成污染物的垂直渗漏。

(2)微水试验

微水试验方法，是一种瞬时向井中注入或抽取一定量的水，通过观测井水位变化情况，来求得井附近含水层渗透系数的方法。微水试验可以从现场试验技术和数据处理两个方面进行阐述。

现场试验技术可以概括为五步：

(1)将水压传感器放入井孔一定深度；

(2)将水位扰动设备放入井孔,静待水位稳定；

(3)使用扰动设备瞬间改变井孔内水位；

(4)记录水位恢复数据；

(5)最后用图表的分析方法计算渗透系数值。

3、地下水监测井点位布设

3.1水平布点

根据环境保护部公告(公告2017年第72号)《建设用地土壤环境调查评估技术指南》要求，详细调查阶段对于根据污染识别和初步调查筛选的涉嫌污染的区域，地下水采样点位数每6400m²不少于1个。

地下水污染调查采样点分布主要是调查分析地块内是否存在地下水污染，以及地下水污染程度和范围。根据场地疑似污染情况及场地地下水的赋存状况和流向，在污染源处建立地下水监测井，在疑似污染区域地下水的上游、下游、侧翼分别进行布点。为确定场地污染的来源及污染边界，地下水采集还需要在场地地下水的上游边界和下游边界进行布点。

3.2垂向布点

含水层为同一地质分层时，间隔3m分层设置地下水监测井；

含水层为不同地质分层时，不同地质分层分别设置地下水监测井，如果单一地质分层厚度大于6m时，间隔3m分层设置地下水监测井。

4、分层监测井建设

1)结合场地地层结构，选择钢索冲击钻探法钻探到第一含水层底板下0.5m，全程套管跟进，防止钻孔坍塌；

2)建井前使用卷尺测量钻孔实际深度；将连接管与地下水定深取样探头连接固定；

3)将连接好的地下水定深取样探头安装至设计采样深度，将石英砂通过导砂管装填至探头与套管之间的空隙内，石英砂装填厚度约1.5m；此过程中先投30cm石英砂后再将套管拔起30cm，以此往复至相应深度，避免石英砂投加过多导致套管和连接管抱死同时拔起的现象；

4)将止水材料通过导砂管投入钻孔内直至设计深度，此过程中可以先拔30cm左右套管，再投加止水材料，以此往复至设计深度，避免止水材料遇水膨胀导致套管和连接管抱死同时拔起的现象；

5)重复步骤2)、3)和4)直至所有地下水定深采样探头均安装完毕。

6)投加止水材料直至距离地面孔口30cm处，此过程边投止水材料边加水使其膨胀；

7)将井管安装在钻孔内，将水泥浆浇筑成井台；

8)将固定好连接管的管堵盖在井管上。

5、监测洗井及采样

1.待成井48小时后，根据场地地下水含水层特征，设置1L/min洗井流速，洗井达到5倍井管体积后结束洗井，本项目洗井时间30min。

2.洗井后，使用变频低流速采样装置以400mL/min的流速将安装在设计深度位置的定深取样探头中的地下水样品转移至相应样品瓶内。为避免交叉污染，变频低流速采样装置中的蠕动泵专用硅胶管不重复使用。

3.洗井和采样过程中记录初始水位、洗井流速、洗井时间，以计算洗井体积(3-5井管体积的滞水)，洗井过程中监测水质指标变化，在达到洗井要求后(DO±10％；T±0.1；pH±0.1；ORP±10mv)，进行非VOCs样品采集，结束后降低采样流速至150-350ml/min，进行VOCs样品采集。

具体取样步骤如下：

a)校验水位计、标定便携式水质监测仪。

b)按要求准备好样品瓶及保护剂、采样记录本。

c)清洗采样泵及采样管线，根据质控计划，采集设备清洗样品。

d)记录采样当天气象参数，将水位计放入监测井中，测量初始水位。

e)将采样泵缓慢放置于监测井内，泵吸水口位于水面以下1.0m处，将采样泵与带有刻度标线的水位计一同放入，利用水位计测量水泵放入地下水中的深度。

f)计算理论洗井体积，连接抽水管路，接通采样泵控制电源，启动采样泵，通过采样泵的电压值调节其运行工况，使其扬程大于水位埋深，采用水桶集中收集泵的出水。

g)每间隔2min测量地下水水位，如果地下水水位下降不超过10cm，则可逐渐增加抽水速率，但要确保地下水水位下降不超过10cm。

h)每间隔一定时间测量水质参数。各项参数满足以下条件洗井可结束：

①pH变化范围为±0.1；②温度变化范围为±3％；③电导率变化范围为±3％；④氧化还原电位变化范围±10mV；⑤溶解氧变化范围为±10％(或DO<2.0mg/L，其变化范围为±0.2mg/L)；⑥浊度>10NTU，其变化范围应在±10％以内；5NTU<浊度<10NTU，其变化范围为±1.0NTU；或者浊度连续三次测量结果均小于5NTU。⑦洗井体积已达到理论洗井体积的3-5倍，但各项水质参数却未达到要求，也可结束洗井。

i)洗井结束后，降低采样流速，使其不大于500ml/min，将挥发性有机物样品瓶置于采样管出水口，采集VOCs样品。地下水样品充满样品瓶并形成凸液面，之后盖上带特氟龙垫片的瓶盖并拧紧，贴好标签后将其置于样品保存箱内。

j)按要求采集完挥发性有机物样品后，再按相应的技术要求采集分析其它地下水指标的样品。

k)采样结束后，拆卸相应的采样设备，盖严井盖，妥善收集处理采样过程中产生的废弃物。

6、数据分析与污染识别

6.1超标指标筛选

与地下水质量标准进行比较，筛选出超过地下水标准的监测指标；

石油烃的检测样品个数为60个，甲基叔丁基醚的检测样品个数为81个，其余VOCs指标的检测样品数为82个。检测指标76种，检出44种，超标22种。1,3,5-三甲苯、溴苯、苯、苯乙烯、间-二甲苯和对-二甲苯、甲苯、TPH(C15-C28)、TPH(C6-C9)、丙酮、四氢呋喃、二硫化碳、1,2-二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、顺式-1,2-二氯乙烯、二氯甲烷、氯乙烯、三氯乙烯、氯苯、三氯甲烷、一溴二氯甲烷、甲基叔丁基醚、乙腈，超标率分别为3.66％、1.22％、43.90％、1.22％、1.22％、12.20％、13.33％、40.00％、6.10％、53.66％、2.44％、1.22％、1.22％、1.22％、6.10％、2.44％、3.66％、15.85％、7.32％、2.44％、6.17％、1.22％。

苯的最大检出浓度为20100μg/L，超标166.5倍；四氢呋喃的最大检出浓度为760000μg/L，超标1265.67倍；氯苯的最大检出浓度为4200μg/L，超标6倍；TPH(C6-C9)的最大检出浓度为797000μg/L，超标1593倍。

6.2水平分布

对超标指标的浓度水平分布进行刻画；

以不同颜色区分超标和不超标的样品；

以不同级别符号区别超标的程度；

对比地下水流向，初步识别污染羽方向和范围；

标记污染源处、污染羽中心线、污染羽边界处监测井。苯系物检出及超标点位主要分布在A区北部和西部(见图1)。超标指标为苯、甲苯、间-二甲苯和对-二甲苯，苯最大检出浓度为20100ug/L，位于A4点位，样品深度为8m。其次是A17，检出浓度为4840ug/L，样品深度为6.5m，均位于A区生产区域，对应于奥德赛烘干车间等区域。甲苯的最大检出浓度为306000ug/L，位于A24点位，样品深度为7m，其次为183000ug/L，位于A4点位，样品深度为8m。均位于A区西侧区域，对应于奥德赛烘干车间、废水池附近等区域。间-二甲苯和对-二甲苯的超标点位有1个，检出浓度为323ug/L，位于A24点位，样品深度为7m，位于A区西侧区域，对应于废水池附近。

苯系物的污染来源可能是生产原料、中间产物及烘干工艺等有关。石油烃中TPH(C6-C9)、TPH(C15-C28)超标。TPH(C6-C9)超标点位在A区大部分区域(见图1-2)。最大检出浓度为797000ug/L，点位为A24，样品深度为7m，对应于奥德赛废水池附近，其次是A4、A17、A37，检出浓度分别为300000ug/L、122000ug/L、70100ug/L，样品深度分别为8m、6.5m、6.5m，均位于A区西侧和北侧，奥德赛烘干车间、库房一等区域。深度上集中在含水层的上部。TPH(C15-C28)超标点位位于A区A1和A4点及其附近。最大检出浓度为2950ug/L点位为A4，样品深度为8m，其次为1610ug/L点位分别为A1，样品深度分别为8m。

氯苯的超标点位主要集中在A区西部及北部，最大超标倍数为6倍，最大检出浓度为4200ug/L，点位为A4，样品深度为8m，对应于奥德赛烘干车间。其次为3260ug/L、1930ug/L、1410ug/L，点位分别为A37、A24、A17，样品深度分别为6.5m、7m、10.5m，对应有奥德赛库房一、废水池附近区域。在深度上氯苯主要集中在含水层的上部。氯代烃超标点位主要集中在A区的A4、A30、A37等点位，对应于烘干车间、库房三、库房一等区域。超标指标有1,2-二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、顺式-1,2-二氯乙烯、二氯甲烷、氯乙烯、三氯乙烯、三氯甲烷、一溴二氯甲烷，其中三氯甲烷的超标率最大。三氯甲烷有3个点位超标，位于A区局部，点位为A4、A17、A24。检测浓度最大值为426000ug/L，点位为A4，样品深度为8m，对应于奥德赛烘干车间，其次为9920ug/L、318ug/L，点位分别为A17、A24，样品深度分别为6.5m、7m，对应于奥德赛废水池附近等区域。在深度上三氯甲烷分布在含水层的上部。三氯乙烯有1个点位超标，点位为A37，对应于奥德赛库房一附近区域，检出浓度为20400ug/L，超标倍数为96倍，样品深度为10.5m，在深度上位于含水层的中部位置。

四氢呋喃的超标点位主要分布于A区的大部分区域(图2)。绝大部分点位的最大超标倍数大于10倍，最大检出浓度为760000ug/L，点位为A4，样品深度为8m，其次是AW2、A24、A1、AW13、AW11，均位于A区西部的生产区域，对应于奥德赛烘干车间、一车间、二车间、废水池和污水处理站等区域。检测浓度分别为647000ug/L、361000ug/L、295000ug/L、284000ug/L、260000ug/L，样品深度分别为10m、7m、8m、18m、16.5m。生产区域的点位中四氢呋喃多分布在含水层上部，其他区域多分布在含水层底部。

二硫化碳的超标点位有1个，点位为A4，对应于奥德赛的烘干车间，检测浓度为22300ug/L，样品深度为8m。

苯乙烯的超标点位有1个，点位为SWGY357-1，对应于奥德赛的车间附近，检测浓度为40.2ug/L，样品深度为20m。

丙酮的超标点位有2个，点位分别为A4、A17，对应于奥德赛烘干车间附近，检测浓度较大的点位为A4，检测浓度为2770000ug/L，样品深度为8m，其次为129000ug/L，点位为A17，样品深度为6.5m。

甲基叔丁基醚的超标点位比较分散，超标点位浓度差异不大。检测浓度最大值为61.2ug/L，点位为AW14，样品深度分别为11.5m，其次为50ug/L，点位为AW2，样品深度分别为7m。

6.3垂直分布

对污染源处监测井绘制污染物浓度垂向分布柱状图；

对污染羽中心线监测井绘制污染物浓度垂向分布柱状图；

绘制地下水污染羽三维分布图；

根据污染羽中心线已有判断，截取污染羽迁移剖面图；

苯在垂向上的超标分布情况见图3所示，超标点位的浓度垂向变化。苯在含水层中超标较明显，且深度可达含水层下部。A区苯在含水层中的分布一般为上部浓度较大，下部浓度较小，且浓度最大值一般分布于含水层上部。三氯甲烷在垂向的超标点位为A4，其超标点位深度为8m，集中在含水层的上部，含水层上部以下未见超标现象。

三氯乙烯在垂向的超标点位为A37，其超标点位深度为10.5m，集中在含水层的中部，含水层上部和底部未见超标现象。

四氢呋喃在垂向上的浓度垂向变化见图4所示。四氢呋喃在含水层中超标较明显，且深度可达含水层下部。A区四氢呋喃在含水层中的分布一般为上部浓度较大，下部处浓度较小，且浓度最大值一般分布于含水层上部。其中，特征污染物四氢呋喃浓度分布如图5-8所示。

根据上述对含水层中污染羽的分层特征进行初步判断；识别污染源与污染羽的相对位置，污染物浓度垂向分布呈下降趋势的为污染源所在区域，识别的污染物浓度垂向分布呈上升趋势的为污染羽所在区域；以及在污染羽三维模拟的基础上，结合水平和垂向分布的初步识别结果，明确地下水污染源和污染羽位置，完成地下水污染羽典型剖面识别和地下水优先迁移路径的判断。其中，根据上述的检测数据分析可得出如图9所示的地下水污染优先迁移路径。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.用于确定地下水污染羽剖面形态和分层特征的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S2：水文地质条件识别；

S22：通过地下水水位监测识别地下水水位埋深；

S23：通过现场微水试验技术获取目标含水层的渗透系数；

S24：通过步骤S22获取的各监测井水位数据识别地下水流向；

S3：地下水监测井点位布设；

S4：分层监测井建设；

S5：监测洗井及采集样品；

1、待成井48小时后，根据场地地下水含水层特征，设置1L/min洗井流速，洗井达到5倍井管体积后结束洗井，洗井时间30min；

2、洗井后，使用变频低流速采样装置以400mL/min的流速将安装在设计深度位置的定深取样探头中的地下水样品转移至相应样品瓶内；

3、洗井和采样过程中记录初始水位、洗井流速、洗井时间，以计算洗井体积，洗井过程中监测水质指标变化，进行非VOCs样品采集，洗井结束后降低采样流速至150-350ml/min，进行VOCs样品采集；

具体VOCs样品采集步骤如下：

a)校验水位计、标定便携式水质监测仪；

b)按要求准备好样品瓶及保护剂、采样记录本；

c)清洗采样泵及采样管线，根据质控计划，采集设备清洗样品；

d)记录采样当天气象参数，将水位计放入监测井中，测量初始水位；

e)将采样泵缓慢放置于监测井内，泵吸水口位于水面以下1.0m处，将采样泵与带有刻度标线的水位计一同放入，利用水位计测量水泵放入地下水中的深度；

f)计算理论洗井体积，连接抽水管路，接通采样泵控制电源，启动采样泵，通过采样泵的电压值调节其运行工况，使其扬程大于水位埋深，采用水桶集中收集泵的出水；

g)每间隔2min测量地下水水位，如果地下水水位下降不超过10cm，则可逐渐增加抽水速率，但要确保地下水水位下降不超过10cm；

h)每间隔一定时间测量水质参数；各项参数满足条件后洗井可结束：

i)洗井结束后，降低采样流速，使其不大于500ml/min，将挥发性有机物样品瓶置于采样管出水口，采集VOCs样品；

S6：对步骤S5采集的样品进行检测；

S7：对步骤S6获得的检测数据分析；

S73：对超标特征污染物的浓度水平分布进行刻画，从而对含水层中污染羽的分层特征进行初步判断；

S74：对超标特征污染物单个监测井的浓度垂直分布进行刻画：利用数据分析制图工具，对单个监测井不同层位地下水污染数据进行比较分析，识别单个监测井污染垂向分布特征；从而识别污染源与污染羽的相对位置，污染物浓度垂向分布呈下降趋势的区域为污染源所在区域和识别污染物浓度垂向分布呈上升趋势的区域为污染羽所在区域；

S8：通过步骤S73-S75中的数据分析确定地下水污染羽剖面的形态和分层特征；

步骤S22中现场微水试验技术获取井附近含水层的渗透系数，具体包括如下步骤：

S01：将水压传感器放入井孔一定深度；

S02：将水位扰动设备放入井孔，静待水位稳定；

S03：使用扰动设备瞬间改变井孔内水位；

S04：记录水位恢复数据；

S05：用图表的分析方法计算渗透系数值；

2.如权利要求1所述的用于确定地下水污染羽剖面形态和分层特征的方法，其特征在于，步骤S31中水平布设，为确定场地污染的来源及污染边界，地下水采集还在场地地下水的上游边界和下游边界进行布点。

3.如权利要求1所述的用于确定地下水污染羽剖面形态和分层特征的方法，其特征在于，步骤S73中对超标指标的浓度水平分布进行刻画具体包括如下步骤：

以不同颜色区分超标和不超标的样品；

以不同级别符号区别超标的程度；

对比地下水流向，初步识别污染羽方向和范围；

标记污染源处、污染羽中心线、污染羽边界处监测井。

4.如权利要求1所述的用于确定地下水污染羽剖面形态和分层特征的方法，其特征在于，步骤S74中对超标指标的浓度垂直分布进行刻画具体包括如下步骤：

对污染源处监测井绘制污染物浓度垂向分布柱状图；

对污染羽中心线监测井绘制污染物浓度垂向分布柱状图。

5.如权利要求1所述的用于确定地下水污染羽剖面形态和分层特征的方法，其特征在于，步骤S75中对超标指标的浓度三维形态进行刻画具体包括如下步骤：

绘制地下水污染羽三维分布图；

根据污染羽中心线已有判断，截取污染羽迁移剖面图；

6.如权利要求1所述的用于确定地下水污染羽剖面形态和分层特征的方法，其特征在于，步骤S8具体为，在步骤S75污染羽三维模拟的基础上，结合步骤S73和步骤S74中水平和垂向分布的初步识别结果，明确地下水污染源和污染羽位置，完成地下水污染羽典型剖面识别和地下水优先迁移路径的判断。

7.如权利要求1所述的用于确定地下水污染羽剖面形态和分层特征的方法，其特征在于，潜在污染途径包括地表的污染物迁移到深层土壤、渗滤到深层土壤中的污染物迁移至地下水中、进入地下水中的污染物，随地下水的流动向下游方向迁移，导致地下水污染羽的进一步扩散并污染饱和带土壤和周边地块污染地下水中的污染物，随地下水的流动向下游方向迁移，导致地下水污染羽向目标地块扩散并污染饱和带土壤。

8.如权利要求1所述的用于确定地下水污染羽剖面形态和分层特征的方法，其特征在于，步骤S21中每个采样点采集不同地层典型土工试验样品进行分析，分析包括区域内的含水层条件及包气带岩性特征和区域内的地下水补给、径流和排泄条件；其中，所述区域内的含水层条件及包气带岩性特征包括含水层岩性、导水性，包气带岩性和厚度；所述区域内的地下水补给、径流和排泄条件包括地下水埋深，地下水补给来源、排泄出路、地下水流向和渗透系数。