一种打井截流修复地下水污染的方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 110980830 A(43)申请公布日 2020.04.10

(21)申请号 201911278945.9(22)申请日 2019.12.13

(71)申请人 重庆文理学院

地址 402160 重庆市永川区红河大道319号(72)发明人 司万童　王建英　刘菊梅　姚昱岑　

贺小英　贾晋　任艳霞　王瑜　刘爽爽　曹卿雅　(74)专利代理机构 重庆市信立达专利代理事务

所(普通合伙) 50230

代理人 陈炳萍(51)Int.Cl.

C02F 1/00(2006.01)E03B 3/34(2006.01)

权利要求书2页 说明书5页 附图1页

(54)发明名称

一种打井截流修复地下水污染的方法(57)摘要

本发明公开了一种打井截流修复地下水污染的方法，具体涉及水污染防控领域，以污染区域地下水中的污染源为中心环绕设置多组修复系统，每组所述修复系统均包括主抽水井和辅助抽水井，所述辅助抽水井设置于靠近污染源来源一侧，所述辅助抽水井两侧以及主抽水井远离辅助抽水井的一侧均设有监测井；具体修复步骤如下：S1、单井、多井抽水实验，污染地区周边地区水文地质参数确定；S2、确定最佳截流区域；S3、确定打井位置和数量；S4、污染区域地下水污染的防控及修复。本发明利用金属选矿厂等对水质要求不高的特点，抽取的地下水直接送往选矿厂作为补水回用；一方面减少了洁净水源的使用量，另一方面又省去了处理污染水的昂贵费用。

CN 110980830 ACN 110980830 A

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1.一种打井截流修复地下水污染的系统，其特征在于：以污染区域地下水中的污染源为中心环绕设置多组修复系统，每组所述修复系统均包括主抽水井和辅助抽水井，所述辅助抽水井设置于靠近污染源来源一侧，所述辅助抽水井两侧以及主抽水井远离辅助抽水井的一侧均设有监测井。

2.根据权利要求1所述的一种打井截流修复地下水污染的系统，其特征在于：所述主抽水井和辅助抽水井同时可做水位、水流方向和污染物浓度监测的监测井使用。

3.一种采用权利要求1-2任意一项所述的打井截流修复地下水污染的系统的修复地下水污染方法，其特征在于：具体修复步骤如下：

S1、单井、多井抽水实验，污染地区周边地区水文地质参数确定，包括：S1.1、单井、多井抽水实验：进行单井抽水、多井抽水、群井干扰抽水试验，查明含水层的渗透性能、涌水量的大小、地下水埋藏运动特征及含水层间的水力联系；

S1.2、污染地区周边地区水文地质参数确定：确定含水层的水文地质参数，为取水设计提供所需的水文地质数据，进行抽水井和监测井地下水水质指标的监测；

S2、确定最佳截流区域：利用污染区域周边环绕带的单井和监测井，追踪地下水污染物的扩散范围，同时确定污染区域周边地下水的流向、流速和运动半径，从而确定出最佳截流区域；

S3、确定打井位置和数量：以污染区域地下水中的污染源为中心环绕铺设多组修复系统，每组修复系统由主抽水井和辅助抽水井组成，以污染源距离污染周边间距的中心处铺设主抽水井，然后在污染物来源一侧设置辅助抽水井，并且在辅助抽水井的两侧以及远离辅助抽水井的主抽水井另一侧铺设监测井；

S4、污染区域地下水污染的防控及修复，包括：S4.1、通过污染区域周边环绕带主抽水井和辅助抽水井的配合抽水工作，配合监测井监测水位与水质变化，依据观测水位降深、涌水量及水位变化、观测频率及精度要求和恢复水位观测的要求，形成环绕带周边低水位带，实现地下水回流；

S4.2、利用单井抽水和多井抽水，控制抽水井出水量和水位变化，实现地下水污染的联合防控。

4.根据权利要求3所述的一种打井截流修复地下水污染的方法，其特征在于：所述步骤S1中，单井抽水具体为采用一个主抽水井抽水，多井抽水具体为采用一组修复系统进行抽水，群井干扰抽水具体为多组修复系统进行抽水。

5.根据权利要求3所述的一种打井截流修复地下水污染的方法，其特征在于：所述步骤S1.2中，含水层的水文地质参数为：渗透系数K、影响半径R。

6.根据权利要求3所述的一种打井截流修复地下水污染的方法，其特征在于：所述步骤S1.2中，水文地质数据具体为影响半径、单井出水量、单位出水量、井间干扰出水量、干扰系数。

7.根据权利要求5所述的一种打井截流修复地下水污染的方法，其特征在于：根据含水层的不同情况，以主抽水井和辅助抽水井为中心，布置两组监测井，形成两条观测线：一条垂直地下水流向，一条平行地下水流向，用于测定含水层不同方向的非均质性或确定抽水影响半径。

8.根据权利要求3所述的一种打井截流修复地下水污染的方法，其特征在于：所述步骤

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S4.1中，主抽水井开始抽水后，主抽水井地下水位下降，在其周围地下水开始以主抽水井为中心，向主抽水井回流，形成一个地下水回流漏斗，主抽水井为漏斗中心。

9.根据权利要求8所述的一种打井截流修复地下水污染的方法，其特征在于：所述步骤S4.1中，辅助抽水井在污染物来源一侧进行辅助抽水，用于增加地下水负压，加大远离污染源一侧的地下水的回流强度。

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一种打井截流修复地下水污染的方法

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技术领域

[0001]本发明涉及水污染防控技术领域，更具体地说，本发明涉及一种打井截流修复地下水污染的方法。

背景技术

[0002]中国地下水修复目前处于初级阶段，较为粗放，缺乏标志性成果和规范性技术。目前常用的共性技术有：物理处理法(屏蔽法，被动收集法)；水动力控制法；抽出处理法；和原位处理法，这些方法在国内外均有使用，但造价较高，耗能较大。[0003]另外一些金属选矿厂等对水质要求不高，直接使用干净的自来水进行加工使用比较浪费，因此，发明一种能够利用地下水直接送往对水质要求不高的工厂作为补水回用的打井截流修复地下水污染的方法很有必要。

发明内容

[0004]为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种打井截流修复地下水污染的方法，本发明利用金属选矿厂等对水质要求不高的特点，抽取的地下水直接送往选矿厂作为补水回用；一方面减少了洁净水源的使用量，另一方面又省去了处理污染水的昂贵费用。

[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种打井截流修复地下水污染的系统，以污染区域地下水中的污染源为中心环绕设置多组修复系统，每组所述修复系统均包括主抽水井和辅助抽水井，所述辅助抽水井设置于靠近污染源来源一侧，所述辅助抽水井两侧以及主抽水井远离辅助抽水井的一侧均设有监测井。

[0006]本发明还提供了一种打井截流修复地下水污染的方法，具体修复步骤如下：[0007]S1、单井、多井抽水实验，污染地区周边地区水文地质参数确定，包括：[0008]S1.1、单井、多井抽水实验：进行单井抽水、多井抽水、群井干扰抽水试验，抽水试验的目的是查明含水层的渗透性能、涌水量的大小、地下水埋藏运动特征及含水层间的水力联系；

[0009]S1.2、污染地区周边地区水文地质参数确定：确定含水层的水文地质参数，为取水设计提供所需的水文地质数据，为计算尾矿库周边地下水含水层出水量及环绕修复带地下水修复方案的提供依据，进行抽水井和监测井地下水水质指标的监测；[0010]S2、确定最佳截流区域：利用污染区域周边环绕带的单井和监测井，追踪地下水污染物的扩散范围，同时确定污染区域周边地下水的流向、流速和运动半径，从而确定出最佳截流区域；[0011]S3、确定打井位置和数量：以污染区域地下水中的污染源为中心环绕铺设多组修复系统，每组修复系统由主抽水井和辅助抽水井组成，以污染源距离污染周边间距的中心处铺设主抽水井，然后在污染物来源一侧设置辅助抽水井，并且在辅助抽水井的两侧以及远离辅助抽水井的主抽水井另一侧铺设监测井；

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S4、污染区域地下水污染的防控及修复，包括：

[0013]S4.1、通过污染区域周边环绕带主抽水井和辅助抽水井的配合抽水工作，配合监测井监测水位与水质变化，依据观测水位降深、涌水量及水位变化、观测频率及精度要求和恢复水位观测的要求，形成环绕带周边低水位带，实现地下水回流；[0014]S4.2、利用单井抽水和多井抽水，控制抽水井出水量和水位变化，实现地下水污染的联合防控。

[0015]在一个优选地实施方式中，所述主抽水井和辅助抽水井同时可做水位、水流方向和污染物浓度监测的监测井使用。[0016]在一个优选地实施方式中，所述步骤S1中，单井抽水具体为采用一个主抽水井抽水，多井抽水具体为采用一组修复系统进行抽水，群井干扰抽水具体为多组修复系统进行抽水。

[0017]在一个优选地实施方式中，所述步骤S1.2中，含水层的水文地质参数为：渗透系数K、影响半径R。

[0018]在一个优选地实施方式中，所述步骤S1.2中，水文地质数据具体为影响半径、单井出水量、单位出水量、井间干扰出水量、干扰系数。[0019]在一个优选地实施方式中，为了测定含水层不同方向的非均质性或确定抽水影响半径，根据含水层的不同情况，以主抽水井和辅助抽水井为中心，布置两组监测井，形成两条观测线：一条垂直地下水流向，一条平行地下水流向，用于测定含水层不同方向的非均质性或确定抽水影响半径。

[0020]在一个优选地实施方式中，所述步骤S4.1中，主抽水井开始抽水后，主抽水井地下水位下降，在其周围地下水开始以主抽水井为中心，向主抽水井回流，形成一个地下水回流漏斗，主抽水井为漏斗中心。

[0021]在一个优选地实施方式中，所述步骤S4.1中，辅助抽水井在污染物来源一侧进行辅助抽水，用于增加地下水负压，加大远离污染源一侧的地下水的回流强度。[0022]本发明的技术效果和优点：[0023]1、本发明由主抽水井和辅助抽水井组成，主抽水井开始抽水后，主抽水井地下水位下降，在其周围地下水开始以主抽水井为中心，向主抽水井回流，形成一个地下水回流漏斗，主抽水井为漏斗中心；在污染物来源一侧进行辅助抽水，增加地下水负压，加大远离污染源一侧的地下水的回流强度，增强了地下水污染的修复效果；[0024]2、本发明与传统的修建防渗墙技术相比较，具有成本低、兼顾堵源与修复的优势，设计思路简明易行，不涉及昂贵材料，水体用于对水质要求低的选矿厂使用，不会造成水源浪费；

[0025]3、本发明利用金属选矿厂等对水质要求不高的特点，抽取的地下水直接送往选矿厂作为补水回用，一方面减少了洁净水源的使用量，另一方面又省去了处理污染水的昂贵费用。

附图说明

[0026]图1为本发明的整体结构示意图。[0027]图2为本发明的整体流程图。

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附图标记为：1.主抽水井；2.监测井；3.辅助抽水井；4.原始地下水位；5.主抽水井

抽水后的水位；6.主抽水井抽水后形成的漏斗状水位线；7.抽水后地下水流动方向；8.辅抽水井抽水后的地下水位；9.辅抽水井抽水后形成的漏斗状水位线；10.地下水位下层岩石层；11.主抽水井抽水方向；12.辅助抽水井抽水方向。

具体实施方式

[0029]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0030]根据图1所示的一种打井截流修复地下水污染的系统，以污染区域地下水中的污染源为中心环绕设置多组修复系统，每组所述修复系统均包括主抽水井1和辅助抽水井3，所述辅助抽水井3设置于靠近污染源来源一侧，所述辅助抽水井3两侧以及主抽水井1远离辅助抽水井3的一侧均设有监测井2。

[0031]所述主抽水井1和辅助抽水井3同时可做水位、水流方向和污染物浓度监测的监测井2使用。

[0032]本发明还提供了如图2所示的一种打井截流修复地下水污染的方法，具体修复步骤如下：[0033]S1、单井、多井抽水实验，污染地区周边地区水文地质参数确定，包括：[0034]S1.1、单井、多井抽水实验：进行单井抽水、多井抽水、群井干扰抽水试验，抽水试验的目的是查明含水层的渗透性能、涌水量的大小、地下水埋藏运动特征及含水层间的水力联系；其中，单井抽水具体为采用一个主抽水井1抽水，多井抽水具体为采用一组修复系统进行抽水，群井干扰抽水具体为多组修复系统进行抽水；[0035]S1.2、污染地区周边地区水文地质参数确定：确定含水层的水文地质参数：渗透系数K、影响半径R；为取水设计提供所需的水文地质数据：影响半径、单井出水量、单位出水量、井间干扰出水量、干扰系数；为计算尾矿库周边地下水含水层出水量及环绕修复带地下水修复方案的提供依据，进行抽水井和监测井2地下水水质指标的监测；[0036]为了测定含水层不同方向的非均质性或确定抽水影响半径，根据含水层的不同情况，以主抽水井1和辅助抽水井3为中心，布置两组监测井2，形成两条观测线：一条垂直地下水流向，一条平行地下水流向，用于测定含水层不同方向的非均质性或确定抽水影响半径；[0037]S2、确定最佳截流区域：利用污染区域周边环绕带的单井和监测井2，追踪地下水污染物的扩散范围，同时确定污染区域周边地下水的流向、流速和运动半径，从而确定出最佳截流区域；[0038]S3、确定打井位置和数量：以污染区域地下水中的污染源为中心环绕铺设多组修复系统，每组修复系统由主抽水井1和辅助抽水井3组成，以污染源距离污染周边间距的中心处铺设主抽水井1，然后在污染物来源一侧设置辅助抽水井3，并且在辅助抽水井3的两侧以及远离辅助抽水井3的主抽水井1另一侧铺设监测井2；[0039]S4、污染区域地下水污染的防控及修复，包括：[0040]S4.1、通过污染区域周边环绕带主抽水井1和辅助抽水井3的配合抽水工作，配合

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监测井2监测水位与水质变化，依据观测水位降深、涌水量及水位变化、观测频率及精度要求和恢复水位观测的要求，形成环绕带周边低水位带，实现地下水回流；[0041]具体为：主抽水井1开始抽水后，主抽水井1地下水位下降，在其周围地下水开始以主抽水井1为中心，向主抽水井1回流，形成一个地下水回流漏斗，主抽水井1为漏斗中心，辅助抽水井3在污染物来源一侧进行辅助抽水，用于增加地下水负压，加大远离污染源一侧的地下水的回流强度；

[0042]具体见图2所示，在抽水之前，地下水水位处于原始地下水位4，抽水时，修复系统铺设于地下水位下层岩石层10之上，主抽水井1沿主抽水井抽水方向11向上抽水，抽水后，主抽水井1作用的地下水水位为主抽水井抽水后的水位5，并且形成地下水回流漏斗后，水位为主抽水井抽水后形成的漏斗状水位线6所示，整体水流方向均沿抽水后地下水流动方向7向主抽水井1侧回流；另外，辅抽水井抽水时，沿辅助抽水井抽水方向12向上抽水，辅抽水井抽水后作用的地下水水位为辅抽水井抽水后的地下水位8，且其抽水后形成辅抽水井抽水后形成的漏斗状水位线9；[0043]S4.2、利用单井抽水和多井抽水，控制抽水井出水量和水位变化，实现地下水污染的联合防控，最终抽取的水可以直接输送至金属选矿厂等进行实用。[0044]实施例2

[0045]以某尾矿库为例，环境监测数据显示当地尾矿库地下水污染主要集中在潜水层，因此地下水的污染修复主要考虑潜水层。包钢尾矿库周边地下水水文地质特征符合“打井截流”技术实施，可以对尾矿库周边地下水污染进行示范性修复研究，将污染的地下水提取供选矿企业使用；

[0046]具体修复步骤如下：[0047](1)抽水试验确定水文地质参数[0048]进行单井抽水、多井抽水、群井干扰抽水试验，抽水试验的目的是查明含水层的渗透性能、涌水量的大小、地下水埋藏运动特征及含水层间的水力联系；[0049]确定含水层的水文地质参数：渗透系数K、影响半径R等，为取水设计提供所需的水文地质数据，如影响半径、单井出水量、单位出水量、井间干扰出水量、干扰系数等，为计算尾矿库周边地下水含水层出水量及环绕修复带地下水修复方案的提供依据，进行抽水井和观测井地下水水质指标的监测；[0050]为了计算水文地质参数，在尾矿库周边抽水井一侧，选取3个抽水井，垂直地下水的流向分别布置3个观察井。群井干扰抽水试验在环绕带上，建立3组；[0051]为了测定含水层不同方向的非均质性或确定抽水影响半径，根据含水层的不同情况，以抽水井为中心布置2条观测线：一条垂直地下水流向，一条平行地下水流向；[0052]通过观测水量和水位的变化，建立污染地下水回用量的水平衡系统，抽取尾矿库周边不同时期污染地下水，进行地下水水质常规指标的监测。[0053](2)尾矿库周边地下水污染物追踪试验[0054]利用尾矿库周边环绕带的单井和观测井，追踪地下水污染物的扩散范围，同时确定尾矿库周边地下水的流向、流速和运动半径。[0055](3)打井截流修复尾矿库周边地下水污染

[0056]通过尾矿库周边环绕带抽水井与观测井水位与水质变化，依据观测水位降深、涌

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水量及水位变化、观测频率及精度要求和恢复水位观测的要求，形成环绕带周边低水位带，实现地下水回流，利用单井抽水和多井抽水，控制抽水井出水量和水位变化，实现地下水污染的联合防控技术。[0057]最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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说　明　书　附　图

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图1

图2

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