地下水污染调查主要工作内容及程序

第二阶段调查的主要目的是：划分并刻画主要的含水层，确定地下水流向，形成一个仿真度较高的地下水系统概念模型，能够刻画主要含水层并绘制出场地附近地下水流场图，定性评价地下水脆弱性，并识别污染物可能的运移途径。

第二阶段调查包括对现场特征的勘察及地下水监测孔的安装。在搜集有关现场特征的资料时可采用许多不同的勘察技术。实际的现场调查包括直接方法和间接方法。直接方法包括钻探、土壤采样、土工试验等，间接方法则包括航片、卫片、探地雷达、电法等。调查者应该有机地结合直接方法和间接方法，以有效地获得全面的现场特征方面的资料。

在污染现场进行土壤采样的目的是确定有害物质的浓度是否达到了足以影响环境和人类健康的水平。具体来说，土壤采样可用于以下目的：确定土壤是否受到污染；与背景水平相对照，确定污染物是否存在及其浓度大小；确定污染物的浓度及其空间分布特征。

土壤大多复杂、易变，这就需要在调查时综合采用多种采样方法和监测手段。在研究污染土壤的性质时，野外与室内实验都是必要的。

野外实验可提供有关土壤性质、地下水流动条件、污染物迁移等方面的资料。对于那些较缺乏有关地下详细信息的研究场地，可考虑使用地表物探技术来获取场地的一些地层信息。

这些调查结果和已有的地质资料一起使用，有助于确定地层岩性。这些岩性特征在钻井过程中可进一步被检验，也有助于确定钻井测试深度。通过这些钻井测试可确定基岩或低渗透性沉积物这类含水层边界的位置。

同样，使用地表物探可探测被掩埋的废弃容器（如金属罐和桶）。这些调查对于确定潜在污染源的位置及指导监测孔的定位，以避免在钻井过程中穿破被掩埋的废弃容器，是十分重要的。

地球物理技术可用来较好地了解地下条件及描述污染的程度。地球物理技术包括探地雷达（GPR）、电磁法（EM）、电法与地震法等。对于任何地球物理技术来说，在某一污染现场的研究中取得成功未必表明它在其他现场就一定会取得成功。

理解这一点是非常重要的。一个专业人员在接手地球物理勘察项目以前，应了解每一种地球物理技术所存在的缺陷。

一旦了解了场地的地质特征，钻探测试就可以开始了，这些钻探测试可以用来对地层进行更为精准地描述。钻探工作是为了了解场地主要的含水层。描述这些含水层是评价污染物从污染源迁移的风险和确定潜在的迁移途径的基础。要详细记录在钻探过程中揭露的岩层。所选用的钻探及取样方法不仅取决于场地条件和设想的地质情况，也取决于所需样品的类型和钻孔的最终使用情况。

第二阶段初步钻探和沉积物取样需要提供以下信息：每组主要地层单元的相对位置和厚度，每个单元的物理描述，沉积物或岩石类型（地质描述），矿物组成，粒径分布，塑性，主要孔隙（裂隙）和渗透性，次要孔隙（裂隙）的迹象，饱水度。

为了搜集这些资料，岩土体的取样必须在钻孔中间隔进行。如果对水文地质分层性了解甚少，就必须至少从一个钻孔中取一个相对连续的、未扰动的完整岩芯。检查岩芯样品之后，就可以确定以后所有的钻孔中在什么深度段获取主要含水层的样品。

在第二阶段所获取的部分样品将被用于第三阶段的实验分析。岩芯应及时密封，保存在相对凉爽的地方，最好在4℃条件下冷藏，以避免暴露大气后土样发生物理化学性质上的变化。除了取岩芯样外，应对岩芯进行编录和地球物理记录。

在布置钻孔时应考虑几个因素。特定的地表过程，如溪流，可对地下水流场造成局部影响，使对地下水流动模式的解释产生困难。应使初始钻孔远离这些地貌单元。另外，污染源有时与人工的回填堆（如许多垃圾填埋场）有关，不能把初始钻孔布置在这些地方。

钻孔深浅应根据场地而定，但是一般应该到达低渗透性岩层的底部边界，如果没有有关地层渗透性信息时，钻孔应到达基岩。水文地质人员应当判断钻孔是否应进入基岩。这取决于基岩的水力传导性、埋深以及作为含水层的重要性。如果上伏地层为很厚的低渗透性物质（如黏土或冰积物），就应限制钻孔深度，以确保深部的渗透性较大的含水层不因钻探过程中地表污染物进入钻孔而受到影响。

如果低渗透性沉积物存在裂隙，一般钻井应加深，这与沉积物为块状或无裂隙的情况不同。

总体来说，在每个含水层中至少应安装一个测压管，如果含水层比较厚（大于15m），就应考虑使用两个测压管。监测并记录监测孔在安装后测压水位恢复情况。在渗透性较好的沉积物（如砂和砾石）中，水头恢复很快；而在低渗透性沉积物中，水头需要数星期甚至数月才能完全恢复达到平衡状态。

下一步，从水头完全得到恢复的监测孔中读取水头数据，并绘出水位平面图。然后进行插值，绘制等水头线图，从图中可以得出地下水的流动方向。对于每个渗透性较好的含水层应分别绘制等水位线图。同时应注意，为了把监测孔的水头与监测网中其他监测孔的水头联系起来，必须使用水准仪准确测定每个监测孔的参照点（如套管顶部）的高程。

监测孔可用来采集地下水水样和获取水位资料。监测孔的各个设计要素必须以不改变水样的水质为前提。对场地污染物化学性质与地质构造的了解，在钻进技术和成井材料的选择方面起着主要的作用。

①井径

监测孔的直径大小一般取决于获取地下水水样的设备（提桶、水泵等）的尺寸。在高渗透性的岩层中，含水层有能力提高大量的地下水。

然而，在严重缺水区修建监测孔时，如果井的直径非常大，在低渗透性岩层中大量抽取地下水将会产生严重的问题。

此外，当地下水被有害液体废物污染时，抽取地下水进行处理需要大口径孔。

因此，从安全和处理费用的角度来看，都应尽量使监测阶段抽取的地下水水量最小化。

由于以上原因，监测孔成井技术规程规定井径的标准通常为50mm。如果监测工作完成后，还需要继续进行地下水及污染土壤处理时，可以将大口径的监测孔用作抽水井，以抽取被污染地下水进行处理。

②套管与过滤器材料

监测孔成井材料的类型对于所采集的水样水质有明显的影响。因而成井材料应不吸收或过滤水样中的化学组分，且不应影响水样的代表性。

③过滤器长度及埋置深度

监测孔过滤器的长度及其在地下的埋置深度取决于：污染物在饱水带与包气带的性质和监测目的。当对某一用作供水源地的含水层进行监测时，在整个含水岩层的厚度范围内都应安置过滤器。然而，当需要在某一具体的深度区间内取样时，通常采用多个垂向监测点即定深取样的方式。当地下水的饱水带厚度太大以致利用长过滤器都不足以进行监测时，这项技术也是非常必要的。

特别需要注意的是，轻质非水相液体，即密度小于水的液体污染物，将会漂浮在地下水面之上。当对这类漂浮污染物进行监测时，过滤器的长度必须扩展到整个地下水饱水带，以便这些轻质液体也能够进入监测孔中。过滤器的长度与位置必须与地下水位及其变化幅度相对应。

在一个监测过程中，监测孔的位置和该监测过程的目的密切相关。大多数的溶解性化合物在包气带以垂直运动为迁移方式，一旦到达饱水带以后，就将随着地下水的流动做水平运动。

场地的地质条件、水文地质条件、污染物性质及勘察区域的范围都是确定监测孔的数目及布置方式的因素。当然，场地的地质条件与水文地质条件越复杂，污染物的运动情况也越复杂。勘察区域的范围越大，监测孔的数目应越多。