1、物理化学过程，因而决定着污染物进入地下水的可能性。 通常，地下水位埋深越大，地表污染物到达含水层所需时间越长，污 染物在运移过程中与氧气接触的时间越长、被稀释的机会越大，污染 物到达地下水的可能性越小。 潜水含水层: 地下水埋深为地表到达地下水水位之间的距离，它可通 过水位监测孔获得，也可通过资料获得（比如地下水等水位图、钻孔 资料等）。 承压含水层: 地下水埋深为承压含水层顶部（或隔水顶板）的埋深。 1818 2 2、净补给量（、净补给量（R R） 模型规定，R为单位面积内渗入地表到达地下水水位的水量 。 补给水一方面在包气带中垂向传输污染物，另一方面控 制着污染物在包气带及饱和带的弥散和稀
2、释作用。 补给量越大，地下水受污染的可能性越大。 但当补给量足够大以至使污染物被稀释时，地下水受污染的可 能性不再增大而是减小。虽然这种现象存在，但是DRASTIC 模型的指标评分体系没有反映污染物稀释这一因素。 1919 DRASTIC模型一般把年平均入渗量作为净补给量，不考 虑补给事件的分布、强度和持续的时间。由于净补给量一 般针对流域范围，而不针对某个省或市。对某个省或市进 行地下水污染脆弱性评价时，一般用某个流域范围的净补 给量进行合理外推得到。因此，净补给的精度较低. 净补给量 = 降雨量 （地表径流量 + 蒸散量） 净补给还与其它因素有关，如地表覆盖情况、地形坡度和 土壤的渗透性等
3、，必须保证所选数值的合理性。 净补给量除了包括降雨入渗之外，还应考虑其他补给来源 ，比如灌溉、人工补给和废水利用。最精确的方法是通过 建立考虑以上这些因素的水量平衡方程获得。 2020 3 3 含水介质（含水介质（A A ） 含水层是指能够透过并给出相当数量水的岩层。 含水层中的水流系统受含水层介质的影响，而污染物的运移 路线以及运移路径的长度由含水层中水流所控制。 运移路径的长度决定着污染物的削弱过程，如吸附、反应和弥散。 含水介质也影响与污染物发生相互作用的岩土体的有效比表面积大 小。 污染物运移的路线是由裂隙和相互连通的岩溶管道所控制的。 一般情况下，含水层介质的颗粒尺寸越大或裂隙和岩溶
4、管道 越多，渗透性越大，含水层介质对污染物的削弱能力越小。 2121 评价某区域地下水污染脆弱性时， 每次只能评 价一个含水层。 在多层含水系统中： 应选择一个典型的具有代表性含水层进行评价。一旦确 定了含水层，就应把该含水层中主要的、关键的含水 介质作为DRASTIC模型的含水介质。 比如，如果含水层为灰岩，可以选择块状或岩溶灰岩作 为含水介质。 2222 评分关注的问题评分关注的问题 松散介质含水层：颗粒大小与渗透性 固结岩石含水层：裂隙与岩溶管道 含水 型分典型分 状岩132 岩/火成岩253 化 岩 /火成岩 354 冰465 状砂岩、灰岩 和岩序列 596 状砂岩496 状灰岩496
5、 砂石498 玄武岩2109 岩溶灰岩91010 对于固结岩石含水层，可根据含水层中裂隙和 层面的发育程度进行评分。 如裂隙中等发育的变质岩或火成岩含水层 介质的评分为 3。 但当裂隙非常发育时，为了表示含水层具 有较大污染可能性，应把评分值定为 5。 相反，当变质岩或火成岩中裂隙发育程度 很低，单位给水度很低，评分值可定为 2 。 对于非固结含水层，可根据含水层细粒介质含 量和分选情况进行评分。 例如典型砂砾层的评分值为 8，但当沉积 层颗粒粗大并经冲刷，则评分值可赋为 9 。 相反，当细颗粒含量增加并且分选性不好 时，评分值可降到 7或 6。 2323 4 4 土壤介质（土壤介质（S S）
6、 土壤介质是指包气带最上部，生物活动较强烈的部分, 模型中所涉及的土壤介质通常为地球表层风化带中距地表 平均厚度 2ft（0.51m）或小于2 ft 的土体。 土壤介质强烈影响地表入渗的补给量，同时也影响污染物 垂直向包气带运移的能力。 细粒沉积物，如淤泥和粘土，可大大降低土壤的渗透性，限制污 染物向下运移。 而且在土壤层中污染物可发生过滤、生物降解、吸附和挥发等一 系列过程，这些过程大大削减了污染物向下迁移的量。 2424 一般情况下，土壤中粘土类型、粘土的胀缩性能 以及土壤中颗粒的大小对地下水污染脆弱性有很大影 响，粘土的胀缩性越小和颗粒尺寸越小，地下水污染 脆弱性就越小。 土壤有机质含量
7、是影响农药削减的一个重要指标 。一般情况下，表层土壤中含有有机物质，且随着深 度的增加而降低。腐殖质对有机物有较大吸附和络合 性能。因此在进行农药DRASTIC模型计算时应考虑 这一因素。 2525 对于当某一区域的土壤介质由多层土壤组成时，可以用以下几种方法选择土壤 类型代表土壤介质。 第一种方法是，应充分考虑剖面中各层岩性的分布情况，选择占优势的具 有代表性的土壤层作为土壤介质。 例如，当土壤介质的组成为：07cm为砂质粘土，762cm为粘土，6282cm 为粉质粘土时，因为粘土层厚为55cm，占土壤介质的决大部分，因此可代表 土壤介质进DRASTIC模型评分。 第二种方法是，选择最不利的
8、具有较高污势脆弱性的介质进行评分。 第三种方法是，选择污染脆弱性中等的介质作为评分标准。例如，有砾、 砂和粘土存在时，可选择砂作为土壤介质。 这种情况一般指土壤层厚度小于25cm 这一规定一般针对砂而言，对于非胀缩和非团块状粘土，这一厚度可选小一些 。 2626 5 5、地形（、地形（T T） DRASTIC模型中的地形是指地表的坡度或坡度的变化。 地形控制着污染物是被冲走或是较长时间留在某一地表区 域渗入地下。 地形影响着土壤的形成与发育，因而影响着污染物的削减 程度。 除此之外，地形还影响地下水水位的空间展布，进而决定 地下水的流向和流速。 因此，地形也影响地下水的污染脆弱性。在那些污染物
9、渗入 机会较大的地形处，相应地段的地下水污染脆弱性较高。 2727 坡度百分比: 为两点间的高差除于它们之间的水平距离的 百分比。 当坡度百分比为 0 2 %时，污染物渗入地下的机会 最大，因为在这一区域内不论污染物还是降雨量都不 易流失，这些地段地下水的污染脆弱性高。 相反，当地形坡度百分比大于18%时，一旦存在地表 水（如发生大气降雨等情况）较易形成地表径流，因 此污染物渗入地下的可能性很小，相应的地下水污势 脆弱性较低。 2828 6 6、包气带介质的影响（、包气带介质的影响（I I） 所谓的包气带是指等水位线以上的非饱和区或非连续饱和 区。 包气带介质的类型决定着土壤层和含水层之间岩土
10、介质对污染物 的削减特性。 各种物理化学过程包括降解、吸附、沉淀、络合、溶解、生物 降解作用、中和作用等过程均可以在包气带内发生。 包气带介质还控制着渗流路径的长度和渗流途径，因此影响着污 染物的削减时间以及污染物与岩土体之间的反应程度。包气带内 的任何裂隙对渗流路线起控制作用。 2929 包气带介质选择包气带介质选择应根据所评价的含水层的类型而定应根据所评价的含水层的类型而定 潜水含水层以及半承压含水层：应看作潜水含水层来考虑，必 须选择包气带中对污染势态影响最为显著的岩土介质作为包气 带介质。 1）对有多层介质存在时，应考虑包气带各层介质的相对厚 度，选择岩性厚度最大的一组作为包气带介质。
11、 2）同时，应考虑各层介质对地下水污染脆弱性的大小。 如当灰岩含水层上覆盖一层粘土和一层等厚度或厚度较 大的砂砾层时，从地下水污染脆弱性的角度考虑，粘土 是最显著的介质层，因为粘土层限制污染物向含水层迁 移。此时选粘土作为包气带介质是最为恰当的。 3030 除承压层之外，DRASTIC模型对每一种介质都 给定了一个评分范围。 承压层的赋值永远是1。 对于潜水含水层，典型评分只针对裂隙中等发育的包 气带情况以及由于资料不充分无法具体确定包气带介 质的评分。 除此之外，用户应根据实际的地质情况适当调整每种 介质评分的大小。 3131 对于固结岩石介质，评分时还应考虑裂隙、层理和岩溶 管道的发育程度
12、。 例如对于岩溶管道非常发育的灰岩包气带介质，可选择岩溶 灰岩作为包气带介质，并且评分可赋值 10。 当灰岩中岩溶发育不好或岩溶管道的连通性不良时，此时包 气带介质应选为岩溶灰岩，但应根据岩溶管道的数量和连通 情况，评分应选低一些，如9或8。 还以灰岩为例，假设灰岩为非岩溶灰岩而仅是具有较小裂隙 的白云岩，可选灰岩作为包气带介质，并根据裂隙的发育程 度其评分值应比典型评分值6低一些。 3232 对于非固结岩石介质，可根据介质中颗粒大小、分 选性、均匀性和细颗粒组分含量进行评分。 如对于含有少量细颗粒介质的砂砾石层评分应为69，对 于粘土含量较高（通常以透镜体的形式出现时）的砂砾 石层评分应为4
13、8； 而对于以细颗粒介质（如粘土或淤泥）为主只含有少量 砂砾石的包气带评分应为25； 对于分选性良好的砂砾层可赋值为9，而当砂砾层中细颗 粒材料的含量较大时，评分值可赋为7。 3333 7 7 含水层的水力传导系数（ 含水层的水力传导系数（C C） 水力传导系数反映含水介质的水力传输性能。 在一定水力梯度下它控制着地下水的流动速率，而水的流 动速率控制着污染物进入含水层之后在含水层内迁移的速 率。 水力传导系数是由含水层内空隙（包括孔隙、裂隙以及岩溶管道） 的大小和连通程度所决定的。 水力传导系数越大，污染脆弱性越高。 水力传导系数是根据含水层的抽水试验计算得出的，也可用单井 涌水量估计水力传
14、导系数。 3434 问问 题题 ？ 七个指标的分值与权重是否适？ 除上述七个指标外，是否还有其它 因素？ 具体地区如何实现？ 3535 如何实现？如何实现？ 分区叠加法： 将DRASTIC模型中七个指标各自分区计算， 然后叠加求和(Di值)。 网格法： 规则网格计算各网格中的Di值 GIS耦合法 3636 第三节第三节 基于基于GISGIS的污染脆弱性区划的污染脆弱性区划 GIS简介 地理信息系统（GIS）为一门新兴的集计算机科学、地理学、测 绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学和管理科 学为一体的边缘学科。 地理信息系统研究计算机技术和空间地理分布数据的结合，可以 对地理空间数据
15、和信息进行输入、存储、管理、检索、处理和综 合分析等功能，为地球科学、环境科学和工程设计，乃至企业管 理提供对规划、管理和决策有用的信息。 随着GIS技术的日臻完善，其强大的综合分析能力、空间建模能 力、实时数据库修改更新能力，已越来越广泛地应用到地下水污 染脆弱性研究领域。目前越来越多的研究人员利用GIS手段进行 污染脆弱性区划。 3737 基于GIS的DRASTIC染脆弱性研究过程如下： 1、资料收集: 包括涉及7个指标的数据，包括监测资料、钻孔资料、地 形资料、试验资料以及详细的地质资料等等。 2、研究区原始资料的数字化：包括各指标参数的数字化，对每个指标建 立一个数据文件，然后对数据文
16、件进行空间分析，从而得到各参数 数值分布图（栅格图或矢量图）。对于数字型参数，可用等值线或 分区图表示，对于文字描述性介质参数，只能用分区图表示，并用 不同的颜色来表示参数的不同值。 3、指标评分图：修改描述参数数值分布的数据文件，统一每个数据文件 格式，也就是说对连续变量（如D、R、T 以及 C）和文字描述性 变量（如A、S 以及 I）的描述应该统一，从而得到各指标的评分值 数据文件。最后利用GIS的空间分析功能，绘出各指标的评分值分 布图。所有图件都应在同一底图上产生，且比例尺相同。 4、输入各指标的权重值，对各指标的评分分布图进行空间分析，分别乘 以与其对应的权重值，得到各指标贡献大小分
17、布图 5、建立评价模型，把各指标贡献大小分布图叠加，得到脆弱性指数大小 分布图 . 3838 根据脆弱性指数大小范围，把研究区划分为5个不 同等级： （1）脆弱性高； （2）脆弱性较高； （3）脆弱性中等； （4）脆弱性较低； （5）脆弱性低。 最后，在脆弱性指数分布图上用不同的颜色分别表示 这5个污染脆弱性等级，得到污染脆弱性区划图。 3939 第四节第四节 预防地下水污染的方法预防地下水污染的方法 技术性措施的一般原则是： 在未受污染的地区建立卫生防护带； 对已经受到污染的地区，应找出污染原因，查 明污染源，在此基础上隔离污染源，并对污染 区进行逐步净化； 对污染源即将污染含水层的地区应采
18、取覆盖技 术，人工修建盖层系统。 4040 一、建立卫生防护带一、建立卫生防护带 对一个地区进行了污染脆弱性区划后，可建立以下几个卫 生防护带： 1、 一级防护带 该带为严禁活动带，对应于污染脆弱性高区。此带应禁 止一切可能引起地下水污染的活动。 2、 二级防护带 此带为限制活动带，对应于污染脆弱性较高区。该带应 尽量避免修建各种建筑物以及人类活动，如有必要可适 当修建一些居民区和适当发展一些第三产业。 4141 3、 三级防护带 该带对应污染脆弱性中等区。此带可建立居民生活区 、娱乐场所、以及轻工业区。 4、 四级防护带 该带对应污染脆弱性较低区。此带可建立农业活动区 、重工业区、制造业及食
19、品加工业区。 5、 五级防护带 该带对应污染脆弱性低区。此带可建立污水处理厂、 垃圾填埋场等废物处理处置基地。 4242 对后面四个卫生防护带必须执行如下措施： （1）任何活动必须得到卫生防疫部门和水文地质管理部门 的许可。各种建筑的施工以及新钻孔的布置必须保证对地 下水环境不产生负面影响。除此之外，还应确保在这些建 筑物完成之后建筑物中及其周边的生产活动不会对环境造 成污染。 （2）及时清除地表污染源，包括地表污水、不合理堆放的 固体废弃物等。 （2）禁止带内任何可能引起地下水污染的工作。 （3）清除（或封填）无用的、损坏了的及不合理的开采钻 孔或坑道，消除它们引起污染的可能性。 4343
20、二、采取隔离措施二、采取隔离措施 一旦发现地下水受到污染，应视污染轻重采取相应 的隔离措施。 对于污染严重的情况 首先应查明污染源，并对污染源进行治理，如污染 源一时难以清除，应对采取隔离措施； 此外还应隔离污染水体，防止继续污染以及限制污 染带的扩散。 对于污染较轻的情况，只要隔离污染源即可。 4444 三、修建盖层系统三、修建盖层系统 修建盖层系统从污染脆弱性的角度来说就是人为增强土壤 介质（或包气带介质）对污染脆弱性的贡献，减小 DRASTIC模型中污染脆弱性指数，使污染物进入含水层 的可能性达到最低限度。 地表或包气带固体污染源（如有害废弃物、尾矿库以及受 污染的土壤等）所产生的污染物
21、可能随着地表入渗补给的 水体向含水层运移。盖层系统就能有效阻止地表水入渗补 给。 修建盖层系统的主要目标是减少或消除水流在废物中的运 移。但需注意的是废物的特征不同，盖层系统的内在功能 也不相同。 4545 在设计盖层系统时，除考虑场地特征以及废物的种类、 来源、性质等以外，还应重视场地气候情况。 在干旱区，由于降雨入渗几乎可以忽略，难以形成流经废 物的渗滤液，这样，废物中的污染物就不会对地下水形成 很大的威胁。 在可能产生渗滤液而危及地下水的潮湿气候区，就需要更 加复杂的密封措施。通常需要盖顶和/或再植被来抵御侵蚀 及控制入渗。 在一些特别的情形下，废物堆需要多层包裹以限制入渗。 在冬季有霜冻发生的地区，结冻-解冻的循环交替可破坏性 高粘土含量材料的性能。因此，在修建盖层系统时应该选 择合适的防冻材料。 4646 岎套晥夰夰晥黿鹛婗P魎譎譔汜譔譔葎譙龋譜鐀靓葟堰著魒葒瑎敞铿婢虐譜忿靓號夰晥奒誉斍詧蚃葒葝姿晥昰葵晶恎葠筶汢夰啸鱸奔奾螋奔噓姿潏聠孙岍噻蟿穥喂豾噻嚑鱒葎奦奎葸拿蹥汎Q倰蹎汎Q暋恛葎腹詠斍詧答孺詒斍詧腹拿虢潎綂葙晶恛豸襺鮏N虜罨癓虏獞衾葎N葞魶鉮墏葙舰葎屝住鮀蕧姿妀晥獬筽蕧敎礰妏罢奓屝枚鮈墏佗罨誕奣妀晥
