水污染扩散模型论文

一、地理地质基本情况

(1)地理位置

研究区属于北温带半干旱大陆性季风气候区,夏热冬冷。大气降水的年内和年际变化差异很大。年平均降水量549.4毫米,全年70% ~ 80%的降雨量集中在6 ~ 8月。该地区蒸发强烈,蒸发量为900 ~ 1200mm。

滹沱河石家庄段河谷宽阔,河漫滩发育。1959之前,滹沱河常年有水。黄壁庄水库蓄水后,河道径流由水库调节。一般汛期有水,河床一般会干涸,近几年几乎年年干涸。

(2)地质条件

总体而言,评价区土地利用现状较为简单,以耕地和绿化带为主。地质和水文地质条件虽复杂,但主要由粘土、粉砂、砂等岩性组成,其复杂性主要体现在小范围内岩性变化大,结构复杂。其简单性主要在于地层岩性的沉积环境类型相对简单,除评价区西北区域边界为山地冲洪积沉积类型,评价区地层沉积为滹沱河河流沉积外,地层和水文地质条件研究程度较高。

包气带地层:地下水位以上的包气带地层主要由砂、粘质粉土、亚粘土和粉土组成,低渗透性粘性土层累计最大厚度一般小于20m(图10-5)。

图10-5评价区地质剖面图

地下水含水层:基本由细砂、中砂和砾砂层组成,交错层理发育,含水条件丰富。是石家庄市的主要供水水源之一(图10-5)。

评价区大部分位于石家庄市地下水降落漏斗区(图10-6)。污染物进入地下水含水层后,会向漏斗中心扩散,污染地下水。

图10-6石家庄市地下水等值线图

(3)研究区的污染防护能力

根据粘土对污染物防护性能的研究结果(表6-2),结合评价区的具体情况,对评价区包气带岩性对污染物的防护性能进行了评价和划分,划分结果见图10-7。从图中可以看出,防护能力可分为四个区域:防护能力好的区域(I)、防护能力好的区域(II)、防护能力一般的区域(III)和防护能力差的区域(IV)。各等级区域的具体情况如下:

1.良好的防护能力

这是污染防护能力最强的区域。包气带主要由粘土和亚粘土组成,累计厚度一般大于18m,主要分布在河流西南部的山前冲积扇前缘和东部河流的弯道处。分布范围如图10-7所示。

2.良好的防护能力

污染防护能力第二好的区域,包气带地层岩性主要由粘土、亚粘土和粘质粉土组成,粘土和亚粘土累计厚度范围为9.5-18m,粘质粉土累计厚度范围为16-30m。它分布在远离河流的两岸(图10-7)。

3.防护能力一般

属于污染防护能力一般的区域。包气带地层由粘土、亚粘土和粘质粉土组成,粘土和亚粘土的累积厚度范围为5-5 ~ 9.5m,粘质粉土的累积厚度范围为8.4 ~ 16m。分布在靠近河的两岸(图10-7)。

4.防护能力差

是一个污染防护能力差的地区。包气带为粘土和亚粘土,累计厚度小于5m,粘质粉土累计厚度小于8.4m,主要分布在河流地带(图10-7)。

二、危险源辨识

为了识别垃圾处理场地质环境风险的危害,需要逐一分析可能发生的事故,如填埋气体逸出到地层、土壤和地下水中,污染空气、地表水和地下水,传播疾病和垃圾渗滤液泄漏到地层、土壤和地下水中,污染土壤、地下水和地表水。但由于地下水污染风险仅针对此处的处置场进行评估,显然此处只有一次垃圾污染地下水的地质环境事故。

第三,危害评估

危害评估是对垃圾处理场地下水污染事故发生的概率进行分析、计算或评价。如本章第一节所述,垃圾填埋场地下水污染风险评估实际上可以分为“垃圾渗滤液泄漏的风险”和“泄漏后渗滤液可能通过地层进入地下水的风险”两大方面。同时,评价区内存在按标准建设的正规垃圾填埋场(如岔河垃圾处理场)和相当数量未经正规设计建设的垃圾场。前者的风险评估包括“渗滤液泄漏的风险”和“渗滤液泄漏污染地下水的风险”,后者只能评估“渗滤液泄漏污染地下水的风险”。

(1)垃圾渗滤液泄漏风险的概率评估

根据建设部《城市生活垃圾卫生填埋处理工程建设标准》(标准制定与自然资源价值评估的理论方法[57])计算(计算方法即将公布)某垃圾处理场地下水污染造成的最大经济损失为2327万元。

动词 (verb的缩写)风险评估

(一)随意堆放垃圾的风险

以上说明,风险等于风险概率和事故造成的损失。如果在评价区的I区、II区、III区和IV区随意堆放和处置垃圾,风险的经济损失指标分别为:

I区:地下水污染造成的经济损失为0;

ⅱ区:地下水污染造成的经济损失为:0.37×2327 = 861万元;

ⅲ区:地下水污染造成的经济损失为:0.63×2327=1466万元;

ⅳ区:地下水污染造成的经济损失为:1×2327 = 2327万元。

地下水被污染后,污染物可能通过人畜饮用或用被污染的地下水灌溉农田进入人类食物链,危害人类健康。还有可能用污染的地下水灌溉植物,会影响植物或生物物种,甚至生物多样性。这些后果很严重,很难评估。

以上评估只是地下水污染造成的直接后果。事实上,评价区内垃圾处理场的建设还会导致空气、土壤和地表水的污染,恶化生态环境。

(B)建造卫生填埋场带来的风险

在评价区的ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ区,如果用于建设卫生填埋场处理垃圾,风险的经济损失指标分别为:

I区:地下水污染造成的经济损失为0;

ⅱ区:地下水污染造成的经济损失为:0.039×0.37×2327 = 33.6万元;

ⅲ区:地下水污染造成的经济损失为:0.039×0.63×2327 = 57.2万元;

ⅳ区:地下水污染造成的经济损失为:0.039×1×2327 = 90.8万元。

显然,用卫生填埋的方式处理垃圾,比随意堆放垃圾污染地下水的风险要低得多。

评价区ⅱ、ⅲ、ⅳ属于地下水保护区、泄洪区、农民密集区、农业种植区和生态保护区。仅从地下水污染的角度来看,在这些地区建设垃圾处理场(无论是卫生填埋还是随意堆放)都会造成巨大的经济损失,尤其是在河流带(ⅳ区);还会导致空气、土壤、地表水的污染,恶化生态环境。这种风险后果的直接受益者是当地居民,他们是无法接受的。

此外,相关法律法规不允许在二区、三区、四区建设垃圾处理场,因此建设垃圾场的机构或企业无法承担法律风险。

不及物动词降低风险的对策

目前,评价区内有1垃圾填埋场和13垃圾场。填埋场的地质环境风险相对较小,应根据标准或规范对已建成的填埋场进行全面监测,一旦发现问题,应及时采取相应措施进行补救。随意堆放的垃圾堆应按照相关规范和技术标准移至合适场所,并按照相关规范和标准进行卫生填埋处置。