地下水防护性能

1.包气带防护性能

(1)包气带的渗透特性。包气带指地面以下、潜水面以上与大气相通的地带。有时人们也把包气带称为非饱和带，但是这两个概念的含义不完全相同。非饱和带一般不包括潜水面之上的毛细上升带和季节性饱和带。

地下水面以上是包气带，以下是饱水带。按水分分布特点，包气带可分成3个 带：①近地面段为毛细管悬着水带。这个带同大气有强烈的水分交换，水分的增

加、减少或消失，同降雨的下渗、土壤的蒸发和植物的散发有关。水分的垂直分布 随时间而变化。②毛细管支持水带。在地下水面以上由毛细水上升而形成，在这一带中土壤的含水量自下而上逐渐减少，这个带的深度随地下水位的升降而变化。

③介于上述两个带之间的中间包气带。当地下水位深时，中间包气带一般水量较 小、变化慢，垂直方向水分分布均匀。当地下水位浅时，毛细管悬着水带同毛细管支持水带连接起来，中间包气带随之消失。

包气带是大气水和地表水同地下水发生联系并进行水分交换的地带，它是岩土 颗粒、水、空气三者同时存在的一个复杂系统。包气带具有吸收水分、保持水分和传递水分的能力。包气带还是地表污染物渗入地下水的主要途径。污染物在包气带 中发生复杂的物理、化学和生物过程，包括机械过滤、溶解和沉淀、吸附和解吸、 氧化和还原等物理化学过程;有机污染物在一定的温度、pH值和包气带中的微生 物作用下，还可能发生生物降解作用。

包气带对污染物具有阻隔和消减作用，是地下水环境保护的一个重要屏障。因 此，包气带是地下水环境影响评价中需要考虑的一个重要因素。

(2) 包气带防护性能的概念。包气带防护性能指包气带的土壤、岩石、水、气系统抵御污染物污染地下水的能力，分为固有和特殊防污染性能两种。固有防污染 性能是指在一定的地质条件和水文地质条件下，防止人类活动产生的各种污染物污 染地下水的能力，它与包气带地质条件和包气带水文地质条件有关，与污染物性质 无关。特殊防污染性能是指防止某种或某类污染物污染地下水的能力，它与污染物性质及其在地下水环境中的迁移能力有关。

(3) 包气带防护性能评价

在地下水环境影响评价过程中，按照包气带的岩性、厚度和渗透系数，结合建设项目的污染物排放的连续丨性，确定包气带的防护性能级别。包气带的防护性能分 为弱、中、强三类，分类标^见表3-25。

2.地下水脆弱性影响因素

地下水脆弱性是指污染物自顶部含水层以上某一位置到达地下水系统中某一特

定位置的趋势和可能性。

地下水的脆弱性主要取决于地下水埋深、净补给量、含水层介质、土壤介质、地形坡度、包气带影响、水力传导系数七个因子。

(1) 地下水埋深。地下水埋深是指地表至潜水位的深度或地表至承压含水层顶部(即隔水层顶板底部)的深度，它是一个很重要的因子，因为它决定污染物到达含水层前要迁移的深度，它有助于确定污染物与周围介质接触的时间。一般来说， 地下水埋深越大，污染物迁移的时间越长，污染物衰减的机会越多。此外，地下水 埋深越大，污染物受空气中氧的氧化机会也越多。

(2) 净补给量。补给水使污染物垂直迁移至潜水并在含水层中水平迁移，并控制着污染物在包气带和含水层中的弥散和稀释。在潜水含水层地区，垂直补给快， 比承压含水层易受污染;在承压含水层地区，由于隔水层渗透性差，污染物迁移滞 后，对承压含水层的污染起到一定的保护作用。在承压含水层向上补给上部潜水含水层地区，承压含水层受污染的机会极少。补给水是淋滤、传输固体和液体污染物 的主要载体，入渗水越多，由补给水带给潜水含水层的污染物越多。补给水量足够 大而引起污染物稀释时，污染可能性不再增加而是降低。此外，净补给量中包括灌溉补给的来源。

(3) 含水层介质。含水层介质既控制污染物渗流途径和渗流长度，也控制污染物衰减作用(像吸附、各种反应和弥散等)可利用的时间及污染物与含水层介质接 触的有效面积。污染物渗透途径和渗流长度强烈受含水层介质性质的影响。一般来 说，含水层中介质颗粒越大、裂隙或溶隙越多，渗透性越好，污染物的衰减能力越低，防污性能越差。

(4) 土壤介质。土壤介质是指包气带顶部具有生物活动特征的部分，它明显影响渗入地下的补给量，所以也明显影响污染物垂直进入包气带的能力。在土壤带很厚的地方，入渗、生物降解、吸附和挥发等污染物衰减作用十分明显。一般来说， 土壤防污性能明显受土壤中的黏土类型、黏土胀缩性和颗粒大小的影响，黏土胀缩 性小、颗粒小的，防污性能好。此外，有机质也可能是一个重要因素。

(5) 地形坡度。地形坡度控制污染物是产生地表径流还是渗入地下。施用的杀虫剂和除草剂是否易于积累某一地区，地形坡度因素特别重要。地形坡度<2%地区， 因为不会产生地表径流，污染物入渗的机会多;相反，地形坡度>18%地区，地表 径流大，入渗小，地下水受污染的可能性也小。

(6) 包气带影响。包气带指的是潜水位以上非饱水带，这个严格的定义可用于 所有的潜水含水层。但在评价承压含水层时，包气带影响既包括以上所述的包气带也包括承压含水层以上的饱水带。承压水的隔水层是包气带中最重要的影响最大的 介质。包气带介质的类型决定着土壤层以下、水位以上地段内污染物衰减的性质。 生物降解、中和、机械过滤、化学反应、挥发和弥散是包气带内可能发生的所有作用，生物降解和挥发通常随深度而降低。介质类型控制着渗透途径和渗流长度，并 影响污染物衰减和与介质接触时间。

(7)水力传导系数。在一定的水力梯度下水力传导系数控制着地下水的流速， 同时也控制着污染物离开污染源场地的速度。水力传导系数受含水层中的粒间孔 隙、裂隙、层间裂隙等所产生的空隙的数量和连通性控制。水力传导系数越高，防污性能越差，因为污染物能快速离开污染物进入含水层的位置。

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