一种基于保护地下水的土壤修复目标的层次化制订方法技术

本发明专利技术提供一种基于保护地下水的土壤修复目标的层次化制订方法,方法包括：获取污染场地资料对污染场地进行调查，并对污染场地进行样品采集与分析；利用三相平衡耦合地下水稀释模型计算风险筛选值；当样本最大浓度超过该污染筛选值时，利用耦合包气带溶质运移模型计算修复目标；当修复目标超过修复目标阈值时，利用耦合饱和带溶质运移模型计算修复目标；根据最终得出的修复目标计算修复范围、制定修复方案和修复措施。能够快速准确的获得适用于污染场地土壤修复目标值，从而有效保护污染场地区域附近的地下水，建立一套适用于我国的层次化评估方法，从而制订以地下水环境为保护对象的污染场地土壤修复目标。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水土保护
，特别是指一种基于保护地下水的土壤修复目标的层次化制订方法。
技术介绍
近年来，随着我国城市化发展以及产业结构升级调整的不断推进，大量污染企业相继关停或搬迁，由此产生了大量遗弃污染场地。修复目标的确定是污染场地评价与修复的关键环节。由于通用的环境标准并未考虑到各场地的具体特征，可能会导致修复目标设定过高，继而在实际工程实践中因费用、技术和修复周期等问题难以满足相应的修复要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于保护地下水的土壤修复目标的层次化制订方法，能够快速准确的获得适用于污染场地土壤修复目标值。为解决上述技术问题，本专利技术的实施例提供一种基于保护地下水的土壤修复目标的层次化制订方法,所述基于保护地下水的土壤修复目标的层次化制订方法包括：获取污染场地资料对污染场地进行调查，并对污染场地进行样品采集与分析；利用三相平衡耦合地下水稀释模型计算风险筛选值；当样本最大浓度超过该污染筛选值时，利用耦合包气带溶质运移模型计算修复目标；当修复目标超过修复目标阈值时，利用耦合饱和带溶质运移模型计算修复目标；根据最终得出的修复目标计算修复范围、制定修复方案和修复措施。优选的，所述污染场地资料包括：污染区域面积、土壤污染深度、污染源、污染物及其类型；所述对污染场地进行调查包括：进行水环境调查、土壤调查、大气环境调查、生态调查、环境与健康调查所述对污染场地进行样品采集与分析包括：在污染场地根据土层受污染深度分层布设采样点进行采集土样，分析土样中的污染物种类及其质量分数，初步确定土壤污染程度。优选的，所述利用三相平衡耦合地下水稀释模型计算风险筛选值，包括：利用土-水分配方程求得染物在土壤固、液、气三相中的分配达到平衡时的淋滤液浓度；采用箱式模型对土壤淋滤液到达地下水表面时与地下水混合而被稀释的过程进行表征。优选的，所述利用土-水分配方程求得染物在土壤固、液、气三相中的分配达到平衡时的淋滤液浓度；采用箱式模型对土壤淋滤液到达地下水表面时与地下水混合而被稀释的过程进行表征，包括：利用下式计算土壤修复目标值CstCst＝Cwt×Ksw×DF其中，Cwt为地下水中污染物的目标质量浓度限值，Ksw为土壤-水分配系数，DF为稀释系数。利用下式计算土壤-水分配系数Ksw：Ksw＝Kd+(θw+θaH')/ρbKd＝Koc×focfoc＝fom/(1.7×10)其中，Kd为土壤固相-水分配系数，θw为土壤充水空隙度，θa为土壤充气空隙度，H’为亨利常数，ρb为土壤干容重，Koc为土壤有机碳-水分配系数，foc为土壤有机碳质量分数，fom为土壤有机质质量分数。稀释系数DF表示为DF＝1+(Kidm)/(IL)dm=(0.0112L2)0.5+da[1-exp(-LIKida)]]]>其中，K为饱和渗透系数，i为水力坡度，I为入渗速度，L为沿地下水流向方向的污染源长度，dm为混合区深度，da为含水层厚度，当dm>da时，取dm＝da。优选的，所述利用耦合包气带溶质运移模型计算修复目标，包括：采用一维非饱和稳定流溶质运移模型表征污染物在包气带中的运移过程。优选的，所述采用一维非饱和稳定流溶质运移模型表征污染物在包气带中的运移过程，包括：土壤修复目标值Cst表示为Cst＝Cwt×Ksw×DF×AFU其中，AFU为非饱和带中污染物的衰减系数；AFU表示为AFU=CLCz=1/exp[b2∂x-b2∂x1+4∂xLUSvu]]]>vu＝I/(θwRu)Ru＝1+(ρb/θw)KdLUS=0.693t1/2(e-0.07d)(1-D1/2US365)]]>其中，CL为污染源处淋滤液中污染物的质量浓度，CZ为污染源下方地下水表面处淋滤液中污染物的质量浓度，b为污染源下方包气带的厚度，为纵向弥散度，LUS为污染物在包气带中的衰减常数，a-1；vu为污染物平均下渗速度，Ru为包气带的阻滞系数，t1/2为污染物的半衰期，d为地下水位埋深，D1/2US为温度小于0℃的时间。优选的，所述用耦合饱和带溶质运移模型计算修复目标，包括：采用Ogata-Banks方程表征污染物在饱和带中的运移过程。优选的，所述采用Ogata-Banks方程表征污染物在饱和带中的运移过程，包括：土壤修复目标值Cst表示为Cst＝Cwt×Ksw×DF×AFU×AFS其中，AFS为饱和带中污染物的衰减系数；AFU可以表示为：AFS==CGWCw=1/exp[x2∂x(1-1+4LS∂xv)]erf(Sy2∂yx)erf(dm4∂zx)]]>v＝(Ki)/(nR)R＝1+(ρb/n)KdLS＝0.693/t1/2其中，CGW为污染源下方地下水中污染物质量浓度，Cw为饮水井处地下水中污染物质量浓度，x为污染源与饮水井之间的距离，分别为横向、垂向弥散度，LS为污染物在饱和带中的衰减常数，v为污染物运移速度，n为有效孔隙度，R为饱和带的阻滞系数，Sy为污染源宽度。优选的，所述根据最终得出的修复目标计算修复范围、制定修复方案和修复措施，包括：根据最终得出的修复目标采用径向基函数法对采样点的检测结果进行插值，分别得到研究区域关注污染物基于相应层次修复目标的待修复范围；利用栅格叠加得到整个研究区各层土壤的带修复土方量。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：上述方案中，通过获取污染场地资料对污染场地进行调查，并对污染场地进行样品采集与分析，建立三相平衡耦合地下水稀释模型、耦合包气带溶质运移模型和耦合饱和带溶质运移模型进行评价，快速准确的获得适用于污染场地土壤修复目标值，从而有效保护污染场地区域附近的地下水，建立一套适用于我国的层次化评估方法，从而制订以地下水环境为保护对象的污染场地土壤修复目标。附图说明图1为本专利技术实施例的基于保护地下水的土壤修复目标的层次化制订方法流程图。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。如图1所示，本专利技术实施例的一种基于保护地下水的土壤修复目标的层次化制订方法,所述基于保护地下水的土壤修复目标的层次化制订方法包括：步骤101：获取污本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于保护地下水的土壤修复目标的层次化制订方法,其特征在于，所述基于保护地下水的土壤修复目标的层次化制订方法包括：获取污染场地资料对污染场地进行调查，并对污染场地进行样品采集与分析；利用三相平衡耦合地下水稀释模型计算风险筛选值；当样本最大浓度超过该污染筛选值时，利用耦合包气带溶质运移模型计算修复目标；当修复目标超过修复目标阈值时，利用耦合饱和带溶质运移模型计算修复目标；根据最终得出的修复目标计算修复范围、制定修复方案和修复措施。

【技术特征摘要】
1.一种基于保护地下水的土壤修复目标的层次化制订方法,其特征在于，
所述基于保护地下水的土壤修复目标的层次化制订方法包括：
获取污染场地资料对污染场地进行调查，并对污染场地进行样品采集与分
析；
利用三相平衡耦合地下水稀释模型计算风险筛选值；
当样本最大浓度超过该污染筛选值时，利用耦合包气带溶质运移模型计算
修复目标；
当修复目标超过修复目标阈值时，利用耦合饱和带溶质运移模型计算修复
目标；
根据最终得出的修复目标计算修复范围、制定修复方案和修复措施。
2.根据权利要求1所述的基于保护地下水的土壤修复目标的层次化制订
方法,其特征在于，所述污染场地资料包括：污染区域面积、土壤污染深度、
污染源、污染物及其类型；
所述对污染场地进行调查包括：进行水环境调查、土壤调查、大气环境调
查、生态调查、环境与健康调查
所述对污染场地进行样品采集与分析包括：在污染场地根据土层受污染深
度分层布设采样点进行采集土样，分析土样中的污染物种类及其质量分数，初
步确定土壤污染程度。
3.根据权利要求1所述的基于保护地下水的土壤修复目标的层次化制订
方法,其特征在于，所述利用三相平衡耦合地下水稀释模型计算风险筛选值，
包括：
利用土-水分配方程求得染物在土壤固、液、气三相中的分配达到平衡时
的淋滤液浓度；
采用箱式模型对土壤淋滤液到达地下水表面时与地下水混合而被稀释的
过程进行表征。
4.根据权利要求3所述的基于保护地下水的土壤修复目标的层次化制订
方法,其特征在于，所述利用土-水分配方程求得染物在土壤固、液、气三相中
的分配达到平衡时的淋滤液浓度；采用箱式模型对土壤淋滤液到达地下水表面
时与地下水混合而被稀释的过程进行表征，包括：
利用下式计算土壤修复目标值CstCst＝Cwt×Ksw×DF
其中，Cwt为地下水中污染物的目标质量浓度限值，Ksw为土壤-水分配系
数，DF为稀释系数。
利用下式计算土壤-水分配系数Ksw：
Ksw＝Kd+(θw+θaH')/ρbKd＝Koc×focfoc＝fom/(1.7×10)
其中，Kd为土壤固相-水分配系数，θw为土壤充水空隙度，θa为土壤充
气空隙度，H’为亨利常数，ρb为土壤干容重，Koc为土壤有机碳-水分配系
数，foc为土壤有机碳质量分数，fom为土壤有机质质量分数。
稀释系数DF表示为
DF＝1+(Kidm)/(IL)
dm=(0.0112L2)0.5+da[1-exp(-LIKida)]]]>其中，K为饱和渗透系数，i为水力坡度，I为入渗速度，L为沿地下水
流向方向的污染源长度，dm为混合区深度，da为含水层厚度，当dm>da时，
取dm＝da。
5.根据权利要求4所述的基于保护地下水的土壤修复目标的层次化制订
方...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟远征，赵小兵，蒋世杰，王金生，滕彦国，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：北京;11