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表A.3 孔隙水防污性能评价标准
地下水防污性能指数DI 地下水防污性能级别 [20,70] 高 (70,100] 较高 (100,120] 中等 (120,150] 较低 (150,200] 低 A.2 岩溶水防污性能评估
岩溶水防污性能评估采用PLEIK模型,不同类型的评估区可根据自然地理特征和水文地质特征对评估指标进行适当调整。
PLEIK模型包括5个指标:保护性盖层厚度(P),土壤利用类型(L),表层岩溶带发育强度(E),补给类型(I),岩溶网络系统发育程度(K)。根据实际情况对每个指标权重赋值并评分,通过加权求和得到岩溶水防污性能指数,见公式(A.2):
................ (A.2) DI?Pi?w1?Lj?w2?Ek?w3?Im?w4?Kl?w5
式中:
Pi——保护性盖层厚度评分值(见表A.5和A.6); w1——保护性盖层厚度的权重值(见本节b)); Lj——土壤利用类型评分值(见表A.7); w2——土壤利用类型的权重值(见本节b));
Ek——表层岩溶带发育强度评分值(见表A.8和表A.9); w3——表层岩溶带发育强度的权重值(见本节b)); Im——补给类型评分值(见表A.10和A.11); w4——补给类型的权重值(见本节b));
Kl——岩溶网络系统发育程度评分值(见表A.12-表A.14); w5——岩溶网络系统发育程度的权重值(见本节b))。
根据DI值将地下水防污性能分为低、较低、中等、较高和高5个级别(见表A.4),DI值越高,地下水防污性能越低。
表A.4 岩溶地下水防污性能评估标准
地下水防污性能指数DI 地下水防污性能级别 [1,2] 高 (2,4] 较高 (4,6] 中等 (6,8] 较低 (8,10] 低 各指标评分标准及权重值的确定如下: a) 各指标的评分标准
1) 保护性盖层厚度(P)
保护性盖层是指地下水位以上的非岩溶地层(如第四系松散沉积物等土层)。土层性质(包括结构、构造、有机质和粘土矿物及饱水度和导水率等)使土层对大部分污染物具有潜在的降解或吸附功能,因此增加阳离子交换容量(CEC)这一指标,与覆盖层厚度属性共同构成评分矩阵(见表A.6)。分值越低,防污性能越高。
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表A.5 土层厚度属性分类
保护性盖层分级 特性描述 土层直接覆盖于灰岩或高渗透率的碎石上 土层厚度 0-20 cm 土层厚度 20-100 cm 土层厚度 100-150 cm 土层厚度>150 cm 土层覆盖于低渗透率的底层上,如湖积物、粘土等 不超过1 m的底层上土层厚度 0-20 cm 不超过1 m的底层上土层厚度 20-100 cm 超过1 m的底层上土层厚度 100 cm左右 低渗透率的底层上覆土层厚度超过100 cm,或者超过8 m的粘土或淤泥,或者非岩溶岩石地层 P1 P2 P3 P4 表A.6 保护性盖层评分矩阵
保护性盖层分级 CEC含量/(meq/100 g) <10 1 2 3 4 10-100 3 4 5 6 100-200 5 6 7 8 >200 7 8 9 10 P1 P2 P3 P4 2) 土壤利用类型(L)
表A.7 土地利用程度属性分类
土地利用程度及评分 林地 低 ↓ 高 草地 园地 耕地 裸地 村镇及工矿用地 特性描述 10 8 6 4 2 1 以乔木为主、植被覆盖率大于60%的有林地(不包括幼林) 以灌木、荒草为主的土地(包括幼林) 用于种植果树的土地 用于耕种的土地(包括菜地) 几乎无植被覆盖 包括居民区、工厂和矿山用地、公路等工程建设用地 L1 L2 L3 L4 L5 L6
3) 表层岩溶带发育强度(E)
表层岩溶带发育强度主要受岩性、岩石结构、构造、地貌、水动力条件、土层及植被覆盖情况等因素影响。表层岩溶带发育强度可以通过垂直相交溶蚀通道(包括岩溶节理、溶蚀裂缝、小溶沟、溶隙、溶管、小溶坑、竖井等)在特定尺度内的平均深度和频率来度量。
表A.8 表层岩溶带属性分级
表层岩溶带类型及评分 强烈发育的表层岩溶带 高度发育的表层岩溶带 中等发育的表层岩溶带 轻度发育的表层岩溶带 12
特性描述 10 8 6 4 最小溶蚀间距(<0.25 m),典型溶蚀深度>2 m 较近的溶蚀间距(<0.5 m),平均溶蚀深度1-2 m 中等溶蚀间距(<1 m),平均溶蚀深度0.5-1.0 m 较大的溶蚀间距(>2 m),平均溶蚀深度小于0.5 m E1 E2 E3 E4 DB11/T 1281—2015
不明显发育的表层岩溶带 发育不清楚的表层岩溶带 E5 E6 2 1 在基岩上观察不到表层岩溶的溶蚀发育 表层岩溶带不可见或被厚层沉积物所覆盖 当表层岩溶带定量测量难度较大时,可以以区域岩溶层组类型为基础进行分级(表A.9)。
表A.9 表层岩溶带区域属性分级
岩溶组类型 灰岩连续型,表层岩溶带强烈发育 均匀状纯碳酸盐岩类 灰岩-白云岩交互(间隔)型,表层岩溶带中等发育 断续状不纯碳酸盐岩型,表层岩溶带轻度发育 间层状碳酸盐岩类 非碳酸盐岩-不纯碳酸盐岩交互型,表层岩溶带不明显发育 不纯碳酸盐岩类 表层岩溶带不发育 灰岩夹白云岩型,表层岩溶带高度发育 E 10 [8,9] [6,7] [4,5] 备注 中-厚层纯灰岩 无非碳酸盐岩夹层,不纯碳酸盐岩夹层小于10% 非碳酸盐岩夹层小于15%, 不纯碳酸盐岩厚度大于50% 非碳酸盐岩夹层大于30%, 不纯碳酸盐岩厚度大于50% 非碳酸盐岩夹层大于50%, 不纯碳酸盐岩厚度小于30% [2,3] 1 4) 补给类型(I)
补给类型既包括岩溶含水层的补给类型,又包括补给强度。
表A.10 补给类型分级
补给类型 属性描述 落水洞或漏斗周围500 m区域或伏流两侧各500 m距离 落水洞或漏斗周围500-1000 m之间,且向落水洞汇流坡度>10%的耕作区和坡度>25%的草地区和伏流两侧500-1000 m之间 落水洞或漏斗周围500-1000 m之间,且汇流坡度<10%的耕作区和坡度<25%的草地区 上述之外的汇水区域 I1 集中补给 ↓ 分散补给 I2 I3 I4 表A.11 入渗补给强度分级与评分
补给类型 雨强特征(mm/d) <9.9 10-24.9 [5,9] [4,7] [3,5] [2,3] >25 10 8 6 4 I1 I2 I3 I4 4 3 2 1 5) 岩溶网络系统发育程度(K)
含水层岩溶网络或洞穴系统是由直径或宽度超过10 mm的溶蚀空间组成的,也是自然条件下产生紊流的最小有效尺寸。空洞在岩溶网络系统中或多或少发育并相互连通,岩溶网络的发育及其结构对水流速度起重要作用,并因此影响岩溶水系统防污性能。表A.12-A.14均可进行岩溶网络发育评分,其中表A.12分类比较宏观,适于资料不足时判断评分;表A.13采用地下水径流模数作为反映含水层岩溶网络发
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育的参数,可定量地评价含水层岩溶网络发育特征,建议采用;另外还可根据岩溶含水层组类型划分结果简单地确定含水层岩溶网络发育系统(表A.14)。
表A.12 岩溶网络发育程度分类
发育类型及评分 强烈发育的岩溶网络 弱发育的岩溶网络 混合和裂隙含水层 [8,10] [4,7] [1,3] 属性描述 存在良好发育的岩溶网络(由分米到米级的管道组成,连通性极好,很少阻塞) 存在微弱发育的岩溶网络(小型管道,连通性较差或被重填,分米级的或更小尺寸的空间) 孔隙出露泉水,无岩溶发育,仅存裂隙含水层 表A.13 岩溶网络属性的径流模数分类
溶岩网络类型与评分 强烈发育的岩溶网络 中等发育的岩溶网络 弱发育的岩溶网络 混合和裂隙含水层 [8,10] [6,7] [4,5] [1,3] 径流模数/(L·s·km) <1 1-7 7-15 >15 -1-2
2
地下水径流模数,也称“地下径流率”,是1 km含水层分布面积上地下水的径流量;表示一个地区以地下径流形式存在的地下水量的大小。年平均地下径流模数可用式(A.3)计算:
M?Q/(86.4F) .................................. (A.3)
式中:
-1-2
M——地下水径流模数,L·s·km; F——含水层分布面积,km2; Q——地下水天然径流量,m3/d。
表A.14 岩溶网络属性的岩溶含水层组类型划分
类型及评分 灰岩连续型 10 9 8 7 [4,6] [1,3] 非碳酸盐岩夹层小于15%,不纯碳酸盐岩厚度大于50% 非碳酸盐岩厚度大于30%,不纯碳酸盐岩厚度大于50% 无非碳酸盐岩夹层,不纯碳酸盐岩夹层小于10% 备注 均匀状纯碳酸盐岩类 灰岩夹白云岩型 灰岩-白云岩交互型 灰岩-白云岩间隔型 间层状不纯碳酸盐岩类 断续状不纯碳酸盐岩型 非碳酸盐岩-不纯碳酸盐岩交互型 b) 各指标权重确定
各指标权重赋值采用模糊综合矩阵法确定,方法如下:
1) 构造指标集:将5项地下水防污性能评价指标组成指标集:D=(d1,d2,d3,d4,d5)=(保护
性盖层,土地类型及利用程度,表层岩溶带,补给类型,岩溶网络发育程度)。 2) 根据覆盖性岩溶区的水文地质条件,确定5个指标的相对重要性为:保护性盖层>土地类
型及利用程度>表层岩溶带>补给类型>岩溶网络发育程度。
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3) 通过两两比较确定优先矩阵,对优先矩阵进行一致矩阵转化并利用方根法进行归一化,得
到最终的权重矩阵(w?(w1,w2,w3,w4,w5))。
A.3 裂隙水防污性能评估
裂隙水是指保存在坚硬岩石裂隙中的地下水,主要分布于基岩山区,平原区埋藏于松散沉积物之下
的基岩中,地表很少出露。裂隙水具有强烈的非均匀性、各项异性和随机性,采用DRASTIC模型评估其防污性能,见A.1节。 A.4 承压水防污性能评估
对于有承压性的地下水,根据承压层地下水污染主要影响因子,推荐采用DLCT模型(该模型在DRASTIC模型原理的基础上进行改进)。DLCT模型包括4个评估指标:承压含水层埋深(D)、隔水层岩性(L)、隔水层连续性(C)和隔水层厚度(T)。对各指标评分,根据每个指标对防污性能的权重(表A.16),通过加权求和得到承压地下水防污性能指数(DI),见公式(A.4):
(A.4) DI?DRDW?LRLW?CRCW?TRTW .........................
式中:
DR——承压含水层埋深评分值(见表A.15); DW——承压含水层埋深的权重值(见表A.16); LR——隔水层岩性评分值(见表A.15); LW——隔水层岩性的权重值(见表A.16); CR——隔水层连续性评分值(见表A.15); CW——隔水层连续性的权重值(见表A.16); TR——隔水层厚度评分值(见表A.15); TW——隔水层厚度的权重值(见表A.16)。
表A.15 DLCT模型指标等级划分和赋值
承压含水层埋深D 埋深/m <40 [40,60) [60,80) [80,100) [100,120) >120 评分 10 9 8 7 6 5 隔水层岩性L 岩性 粉砂、页岩 粉土、泥质页岩 亚砂土、泥岩 亚粘土 粘土 - 评分 10 9 8 7 6 - 隔水层连续型C 连续性 不连续 连续 - - - - 评分 10 5 - - - - 隔水层厚度T 厚度/m <2 [2,4) [4,6) [6,8) [8,10) >10 评分 10 9 8 7 6 5 ?表A.16 DLCT模型指标权重
指标 权重 承压含水层埋深D 5 隔水层岩性L 4 隔水层连续型C 5 隔水层厚度T 4 15