鉛鋅尾礦庫閉礦治理工程措施及對地下水環境影響預測分析

王 浩，王韜翔

(1.臺州市環科監理有限公司，浙江 臺州 318000；2.臺州市環科環保設備運營維護有限公司，浙江 臺州 318000)

1 鉛鋅尾礦庫概況

浙江某鉛鋅礦始建于20世紀50年代，設計服務年限15年，至20世紀末，該礦因遠遠超出服務年限，礦石品位低、開采難度大、成本高，加上經營管理不善，虧損嚴重，不得不實行全面停產。經調查，該尾礦庫遺留下采礦區、選礦區、生活區和尾礦庫等四處房地產和部分設備未處置，且該尾礦庫堆積壩經違法盜采，致使原有的閉庫層破壞，原土石覆蓋層及植被綠化已被破壞，容易造成揚塵，對周邊居民、動植物生長造成危害。另外，庫尾沉積干灘面坡度偏小，不利于干灘面排水，在庫區形成了較大的積水坑。堆積壩經非法開挖后外坡面無人字溝或網狀排水溝，未見排滲工程及設計；排水斜槽下段與排水管相連，排水斜槽上部進口已被山溝坡洪積物堵塞；排水管貫通性不好，有部分淤塞，出口處水流較小，運行不正常；堆積壩兩側山坡壩肩排水溝已損壞，喪失基本泄洪能力，具有潰壩風險。因此，亟需對該鉛鋅尾礦庫實施閉礦治理工程。

2 閉庫治理工程措施

2.1 初期壩清理

尾礦庫初期壩現狀情況基本良好，初期壩體穩定，沒有出現向外滑移和不均勻沉降等不良現象，壩坡面上雜草發育。治理內容包括對初期壩壩面上的雜草進行清理；對初期壩壩面進行修整，對壩面有掉塊的區域進行補修；對壩面多余的塊石進行清理。初期壩及堆積壩坡面采用在周邊種植爬山虎和吊藤類等藤類植物進行綠化。

2.2 堆積壩修坡加固

(1)采用挖掘機械對堆積壩按照1∶2的坡比進行修坡加固，修坡加固后采用挖掘機進行來回、上下反復碾壓，然后在坡面漿砌塊石進行堆積壩護坡。

(2)在初期壩壩頂以及初期壩馬道平臺內側設置橫向截水溝，截水溝坡度為1%，分別由中間向兩側壩肩截洪溝傾斜，并分別與兩側壩肩截洪溝相連。

(3)橫向排水溝斷面為矩形，采用漿砌塊石砌筑，溝內側和底面采用M7.5水泥砂漿抹面，厚20 mm。

(4)漿砌塊石。①漿砌塊石壩石材必須采用新鮮的、無風化的巖石塊石，抗壓強度不小于40 MPa，石材中部厚度不小于15 cm，單塊重量不小于30 kg，規格小于要求的石材只能用于塞縫，但其總用量不得超過該處砌體重量的10%。用于砌筑的砂漿應飽滿密實，并隨拌隨用保持適宜的和易性和流動性。勾縫應嵌入縫內，勾縫前先清理縫槽，并用水清洗后在勾縫，勾縫應平順，無脫落現象，勾縫完成后要按規定進行灑水養護。②漿砌塊石砌體采用鋪漿法砌筑，砂漿稠度應為30～50 mm，當氣溫變化時，應適當調整。砌筑時，應先鋪砂漿后砌筑，塊石應分層臥砌，上、下錯縫，內外搭砌，砌立穩定。相鄰工作段的砌筑高差應不大于1.2 m，每層應大體找平，分段位置應盡量設在沉降縫或伸縮縫處[1]。③在鋪砂漿前，石材應灑水濕潤，使其表面充分吸水，但不得有殘留積水。灰縫厚度一般為20～35 mm，較大的空隙應用碎石填塞，但不得在底座上或石塊的下面用高于砂漿層的小石塊支墊。④砌體基礎的第一層石塊應將大面向下，砌體的第一層及其轉交、交叉與洞穴、孔口等處，均應選用較大的平整毛石。砌石體轉角處和交接處應同時砌筑。⑤所有的石塊均放在新拌的砂漿上，砂漿縫必須飽滿，石縫間不得直接緊靠，不允許采用外面側立石塊、中間填心的方法砌石。⑥砌縫要求做到飽滿，勾縫自然，勻稱美觀，塊石形態突出，表面平整。砌體的每日砌筑高度不得超過規定標準。⑦砌體外露面宜在砌筑后12～18 h之內及時養護，養護時間不得少于14 d，并經常保持外露面的濕潤，氣溫低于要求時應采取保溫措施。

2.3 灘面整治工程

(1)將坡面漿砌塊石護坡延長至干灘內1.5 m，高度即厚度同樣為0.5 m左右，以提高尾礦庫堆積壩的穩定性和防雨水沖擊能力，同時在洪水季節特殊情況下可以起到一定的緩沖作用，以減緩尾礦庫庫內洪水產生漫壩現象。

(2)由于灘面不平整，有數個沙坑，在灘面治理前首先用機械將灘面整平；然后按照縱向灘面庫前、庫尾(后)高，坡度為2%，橫向南側高、北側低，坡度為2%的標準和要求，對沉積灘面進行平整和壓實，即按2%的反坡(上坡)向上逐步上升進行平整，直至庫尾；平整時應進行反復測量和調整，直至符合設計要求；平整后應該采用機械進行反復碾壓，以提高其密實度。

(3)由于南側通往竹墩村的鄉村道路需要保護，在靠近鄉村道路一側灘面預留寬約5 m的尾砂不進行平整，未經平整的尾砂與平整后的尾砂形成約3 m落差，為保障未經平整的尾砂南側邊坡不坍塌，對南側坡面進行干砌塊石護坡，坡比1∶2。

(4)考慮到尾砂為鉛鋅礦尾砂，在灘面平整、碾壓后立即在其表層鋪設一層1 mm HDPE防滲膜，避免暴雨時，雨水滲入尾礦庫內部造成浸潤線升高。

(5)然后進行表層覆土：覆土分為兩層，底層為0.2 m粘土(充當隔水層)，表層為0.6 m地表土或耕植土。覆土后要求其表層縱向、橫向坡度仍然與平整灘面的坡度保存一致。

(6)灘面覆土和整平后立即修筑排水系統。

(7)平整和覆土完畢進行復綠恢復植被。復綠原則上為種植多根草本植物如草地、蘆葦和荊刺，或者種植花草等[2]。

2.4 截洪、排洪系統整治

該尾礦庫原有排洪設施為排水斜槽+排水管，但排水斜槽上部進口已被山溝坡洪積物堵塞，排水管有部分淤塞。庫區周邊截洪溝，均已被損壞。洪水季節庫內排水大部分按照灘面地形自然排泄和排水斜槽+排水管排泄，部分通過堆積壩壩頂和堆積壩坡面溢出和排泄，嚴重地威脅到尾礦庫的安全。針對存在的上述問題，設計重新設置南、北側兩條截洪溝，滿足200年一遇的防洪標準和要求[1～3]。設計治理內容如下。

(1)在尾礦庫西南側設置西南側截洪溝，截洪溝從原尾礦庫西側中尾部截洪溝開始，按照2%坡度向尾礦庫下游方向延伸，最后與尾礦庫壩前橫向排水溝相連。西南側截洪溝內側溝頂面與灘面覆土標高持平(即水平)，在溝體外側0.5 m以外修筑擋土墻，以防止尾礦庫西南岸山體滑坡或者塌方，擋土墻采用漿砌塊石，高1.5 m，厚0.5 m，墻頂部采用M7.5水泥砂漿壓頂，厚50 mm；西南側截洪溝采用鋼筋混凝土結構，凈斷面為1.0 m×1.0 m。

(2)在尾礦庫西北側修筑北側截洪溝，截洪溝從庫尾西開始，按照1%坡度向尾礦庫下游方向延伸，最后與尾礦庫堆積壩北側壩肩截洪溝相連。北側截洪溝內側溝頂面與灘面覆土標高持平(即水平)，在溝體外側0.5 m以外修筑擋土墻，以防止尾礦庫南岸山體滑坡或者塌方，擋土墻采用漿砌塊石，高1.5 m，厚0.5 m，墻頂部采用M7.5水泥砂漿壓頂，厚50 mm；北側截洪溝采用鋼筋混凝土結構，凈斷面為1.5 m×1.5 m；

(3)在擋土墻上按照橫向每隔1.5 m的、垂向自墻底0.2 m處起每隔1 m間距(上下兩排孔錯開，呈梅花形布置)布置長0.8 m、包扎有400 g/m2土工布的φ32 mm PE管(PE管管壁密集鉆φ5 mm的小孔)，PE管向外傾斜，坡度為5%，形成2道排滲孔。

(4)在尾礦庫灘面上縱向每隔30 m修筑一道橫向排水溝，排水溝凈斷面為0.3 m×0.3 m。排水溝由中間向尾礦庫兩側側傾斜，坡度均為1%，分別與東、西兩側截洪溝相連。

(5)修筑南、北兩側壩肩截洪溝，南側壩肩截洪溝凈斷面為0.8 m×1.2 m，北側壩肩截洪溝凈斷面為0.8 m×1.5 m。兩側壩肩截洪溝沿堆積壩和初期壩坡面設置，其坡度與坡面坡度相同，通過初期壩底部漿砌臺階式跌水平臺進行消力后流至珠游溪。

(6)對排水斜槽上部進口采用混凝土封閉。

2.5 閉庫期管理

尾礦庫閉庫工程結束后，尾礦庫管理部門應做好壩體及排洪設施的維護。未經論證和批準，不得儲水蓄洪。嚴禁在尾礦壩和庫內進行亂采、濫挖、違章建筑和違章作業。尾礦庫管理部門應制定尾礦庫安全管理制度，定期、不定期的對尾礦庫進行安全檢查，尤其在雨季應加大巡查密度，發現安全隱患及時處理，并做好檢查記錄。上述治理工程實施后，尾礦庫壩體可保持長期穩定，尾礦庫排洪系統排洪能力能夠滿足排洪要求。閉庫驗收后，達到銷庫標準的應該及時銷庫[4～6]。

3 廢水污染源強分析

3.1 施工期廢水污染源強

施工廢水主要來源于混凝土養護、機械和車輛沖洗廢水及雨后的地表徑流泥漿水。該部分廢水中的主要污染物為pH、SS、COD、石油類。其中主要廢水為雨后的地表徑流泥漿水。

3.1.1 混凝土養護廢水

混凝土養護可以直接用薄膜或塑料溶液噴刷在混凝土表面，待溶液揮發后，與混凝土表面結合成一層塑料薄膜，使混凝土與空氣隔離，封閉混凝土中水分不再蒸發外逸，水泥依靠混凝土中水分完成水化作用。其多余廢水經沉淀處理后，上清液可回用。

3.1.2 機械和車輛沖洗廢水

主要為含油廢水，要求施工機械和車輛在項目施工區內出口處設置清洗設施及沖洗池，清洗和修理的施工機械、車輛所產生的含油廢水或廢棄物，不得隨意棄置和傾流，機械保養沖洗水、含油污水不得隨意排放，要建排水溝和小型隔油沉淀池，經相應隔油處理后循環使用，不得隨意排放。

3.1.3 地表徑流泥漿水

W=A×h×10-3

(1)

式(1)中：W為單位長度路面徑流量(m3/d)；A為路面積水面積(m2)；h為降雨強度(mm/d)。徑流系數按0.7，則估算得項目最大徑流產生量為0.017 m3/s。則徑流污染物產生情況見表1。

表1 徑流污染物產生情況

3.1.4 生活廢水

項目施工管理人員和施工人員近20人，用水量50 L/d人，則生活污水產生量約0.8 m3/d，也會增加受納水體的有機物含量。項目不設施工營地，利用附近村莊已有設施。

3.1.5 滲流水

根據現場調查，一般情況下無滲流水滲出。但雨季時可能存在滲流水滲出，滲流水的產生量及濃度受雨量影響較大。根據現狀監測資料，滲流水的主要影響因子為鋅，最大監測值為3.6 mg/L，根據工程地質勘察報告，最大滲流量為28.4 m3/d。其他因子可達到《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)中的Ⅲ類水質標準要求。

3.2 閉庫期廢水污染源強

工程治理過程中，灘面整治時需用機械將灘面整平，考慮到尾砂為鉛鋅礦尾砂，在灘面平整、碾壓后立即在其表層鋪設一層1 mm HDPE防滲膜(水氣滲透試驗測得的數據在0.5×10-13～0.5×10-10cm/s之間)，避免暴雨時，雨水滲入尾礦庫內部造成浸潤線升高。然后在進行表層覆土。

表層覆土覆土分為兩層，底層為0.2 m粘土，表層為0.6 m地表土或耕植土。底層粘土為隔離層，主要起到隔離重金屬和阻止表層土壤保水的作用，以防止和減少雨水滲透到庫內。庫區內覆土底層為0.2 m粘土，表層為0.6 m地表土或耕植土。根據經驗，粘土滲透系數小于1.2×10-6cm/s，而尾砂細砂的滲透系數為6.77×10-4cm/s。

HDPE防滲膜和底層粘土為隔離層，同時庫區內設置橫向導排系統，將雨水引出庫區，庫區外雨水通過南北截排水溝流出，故沒有滲流水產生。

4 環境水文地質特征

4.1 區域水文地質概況

4.1.1 水文

場區溝谷水系較發育。河(溪)流均為山溪性河流，河流季節性影響較大，臺風、訊期水位猛漲，水流湍急，枯水期水流小。勘察區域屬珠游溪流域，尾礦庫位于珠游溪上游一側的溝谷中，溝谷上游為小型水庫，溝谷小溪向北匯入珠游溪。

4.1.2 場地地形、地貌

勘察場地所屬區域為低山丘陵地貌，周圍山體植被較為發育，山頂多為原頂型，海拔標高在70～250 m之間。鉛鋅礦尾礦庫所在山谷為山間盆地，三面環山，僅在東面有一較窄出口，現有尾礦壩建在東面溝口上。庫區南面有一埡口，截洪壩建在南面埡口上，將尾礦庫與上游水庫及溝谷隔開。尾礦庫庫區為侏羅系火山碎屑巖組成的構造侵蝕低山地形， 庫區兩岸山體坡度角一般為40°～55°，山坡植被發育較好。尾礦庫占地面積約1.8萬m2，匯水面積約0.15 km2，庫區溝谷長度388 m，溝谷平均坡度6%。尾礦庫庫區所在溝谷往北匯入東西流向的珠游溪，溝谷上游為竹墩山塘(小型水庫)，溝谷下游常住4戶村民。

4.1.3 地質構造

浙江省大地構造單元以江山—紹興斷裂為界，基本分為兩個部分：斷裂帶東南為華南褶皺系(Ⅰ2)浙東南隆起區(Ⅱ4)，斷裂帶西北為揚子準地臺，在這2個Ⅰ級構造單元基礎上，劃分Ⅱ級構造單元4個，Ⅲ級構造單元9個，Ⅳ級構造單元10個。工程場地位于華南褶皺系的浙東南隆起區之黃巖—象山拗斷束(Ⅳ9)，見圖1。

以斷裂構造為主，多呈北北東向、北東向展布。基底為輕變質巖的晚古生代地層，上部為巨厚的中生代火山巖。無區域性大斷裂通過，褶皺構造不發育，北東向的泰順—黃巖大斷裂和溫州—鎮海大斷裂從場區西外側通過。

(1)泰順—黃巖大斷裂(① 斷裂)。 該斷裂位于浙江東南沿海，呈北東向展布，由泰順往北東經永嘉、黃巖直抵三門灣，浙江省內長約260 km。地表為斷續出露的北東向斷裂，一般長達20～30 km。斷裂多發育在上侏羅統和白堊系中，燕山晚期的巖體常被其切割。場區距離該斷裂20 km以上。

(2)溫州—鎮海大斷裂(② 斷裂)。 它是浙東南最醒目的斷裂構造，總體走向為北東25°，該斷裂自黃巖長潭水庫往北經臨海、寧海、鎮海而潛沒于灰鱉洋水域之下，這一地段地表斷裂十分醒目，南段地表顯示較差，長潭水庫以南經溫州、礬山并伸入福建境內，全長約320 km，它由一系列北東、北北東向斷裂組成寬5～10 km的斷裂帶，斷面多向北西傾，傾角陡立。該斷裂可能形成于燕山中晚期。歷史上溫州、臨海、鎮海曾多次發生地震及南溪附近的溫泉及深圳一帶的陡崖深谷，表明該斷裂近時期尚在活動。場區距離該斷裂5 km以上。區域斷裂對本工程無影響或基本無影響。

4.2 區域水文地質特征

勘察區地下水類型主要為賦存于淺部的孔隙潛水及深部的基巖裂隙水兩種。

(1)淺層孔隙潛水。主要分布于尾礦細砂層、坡洪積碎石層中，以潛水為主，由于其巖性以細砂、碎石為主，富水性好，水量較大。水位埋深一般5～13 m。主要接受大氣降水的垂直補給，以滲流的形式排泄于下游溪溝。

(2)基巖裂隙水。廣泛分布于勘察區內，含水巖組主要為侏羅系西山頭組熔結凝灰巖，地下水主要賦存于淺部風化裂隙中，由于基巖裂隙張開和密集發育程度、連通及充填情況很不均勻，所以基巖裂隙水的埋藏、分布及水動力特征都非常不均勻，水量較貧乏。主要接受上部孔隙潛水的入滲補給。

圖1 區域構造位置

上述各巖土層含水層(帶)之間，存在著直接或間接的水力聯系。尾礦細砂層直接接受大氣降水補給，在上游或高處滲透轉為補給基巖裂隙水；庫區周邊山坡近地表的強風化帶，巖石較破碎，裂隙較發育，利于地下水的流通，風化裂隙含水層(帶)地下水也可滲透轉補給庫區尾礦細砂層，形成互補關系。整個勘察區在區域上為一個完整的水文地質單元，周邊分水嶺范圍內為補給區，通過尾礦壩排向東面的溝谷下游[7,8]。

5 地下水環境影響分析

5.1 水環境影響預測與評價

工程治理過程中，灘面整治時需用機械將灘面整平，考慮到尾砂為鉛鋅礦尾砂，在灘面平整、碾壓后立即在其表層鋪設一層1 mm HDPE防滲膜(水氣滲透試驗測得的數據在0.5×10-13～0.5×10-10cm/s之間)，避免暴雨時，雨水滲入尾礦庫內部造成浸潤線升高。然后在進行表層覆土。表層覆土覆土分為兩層，底層為0.2 m粘土，表層為0.6 m地表土或耕植土。底層黏土為隔離層，主要起到隔離重金屬和阻止表層土壤保水的作用，以防止和減少雨水滲透到庫內。根據經驗，粘土滲透系數小于1.2×10-6cm/s，而尾砂細砂的滲透系數為6.77×10-4cm/s。

HDPE防滲膜和底層黏土為隔離層，同時庫區內設置橫向導排系統，將雨水引出庫區，庫區外雨水通過南北截排水溝流出，故幾乎沒有滲流水產生[7,8]。

5.2 地下水影響預測與評價

該工程在尾礦庫周圍設截洪溝渠排水，庫區內設置橫向排水溝，防滲層為1 mm HDPE防滲膜+底層覆土層為20 cm黏土層，雨水幾乎無法進入尾砂層當庫區發生強降雨時可有效排出庫區雨水，同時可大大減少庫積水和下滲量，符合地下水保護要求。

地下水環境影響評價應對建設項目在建設期、運營期和服務期滿后對地下水水質可能造成的直接影響進行分析、預測和評估，提出預防、保護或者減輕不良影響的對策和措施，制定地下水環境影響跟蹤監測計劃，為建設項目地下水環境保護提供科學依據[10]。

5.2.1 地下水環境水質影響預測分析

5.2.1.1 預測范圍

地下水環境調查評價范圍應包括與建設項目相關的地下水環境保護目標，以能說明地下水環境的現狀，反映調查評價區地下水基本流場特征，滿足地下水環境影響預測和評價為基本原則(表2)。

表2 地下水環境現狀調查評價范圍參照

根據查表法，結合項目地下水水文單元分布，本項目地下水影響調查評價范圍為礦區所處水文地質單元。地下水影響預測范圍一般與調查評價范圍一致，因此，根據查表法，二級評價調查評價范圍為6～20 km2，根據地質勘查資料，項目所在區域為獨立的地質水文單元，根據《環境影響評價技術導則 地下水環境》(HJ610-2016)“8.2.2.1……當計算或查表范圍超出所處水文地質單位邊界時，應以所處水文地質單元邊界為宜”，故本項目地下水影響預測范圍為礦區所處水文地質單元；預測層位以污染物直接進入的含水層為主，本次預測不考慮包氣帶的阻滯作用(表3、圖2)。

表3 本項目地下水評價范圍邊界經緯度坐標

5.2.1.2 預測時段

因項目為閉庫治理項目，已無廢水及尾砂排放。故本項目預測時段為污染發生后100d及365d。

5.2.1.3 情景設置

本項目預測情景設置：運營期非正常情況下(HDPE防滲膜破裂)， 污染物在含水層中的遷移變化規律。

圖2 本項目地下水評價范圍示意

5.2.1.4 預測因子及源強

(1)預測因子。按尾礦庫庫區內地下水水質監測結果，主要污染因子為鋅。

(2)源強。項目實施后，雨水幾乎無法到達尾砂層形成滲流水，但可能存在尾礦庫導排系統及HDPE防滲膜破裂破損后壩基滲漏，尾礦庫的滲流量按最大滲流量28.4 m3/d計算 ，根據尾砂滲流水監測結果，預測源強按鋅最大監測值3.60 mg/L計。

5.2.2 預測模型選取及條件概化

5.2.2.1 預測模型選取

本項目地下水影響預測評價等級為二級評價，擬采取地下水溶質運移解析法進行預測。本項目預測情景為非正常情況下壩基泄露對地下水造成的影響，為點源持續排放；本項目地下水遷移過程中，垂向分量極小以至于可以忽略，本項目預測采取“連續注入示蹤劑—平面連續點源”模型：

(2)

5.2.2.2 水文地質參數選取

(1)滲透系數K。評價區域含水層為：主要為賦存于淺部的孔隙潛水及深部的基巖裂隙水兩種， 根據該項目工程地質勘察報告，堆積壩采用尾礦上游法堆積而成，壩基主要為第四系坡洪積碎石層及強風化熔結凝灰巖層，滲透等級為弱透水性。初期壩為透水堆石壩，壩基主要為熔結凝灰巖層，滲透性等級為弱透水性。尾礦初期壩為透水堆石壩，壩頂寬2.5 m，壩高16 m。壩基主要為強風化熔結凝灰巖層，滲透性等級為弱透水性。壩基滲漏途徑主要為壩體人工填筑碎塊石、強風化熔結凝灰巖層。

尾礦壩滲漏主要通過初期壩，現按單層透水壩基進行近似估算：

q=K×T×(H/(2b+T))

(3)

Q=q×B

(4)

式(3)、(4)中q為單寬壩基的滲漏量(m3/dm)；Q為壩基滲漏量(m3/d)；K為壩基滲透系數(m/d)；H為壩上下游水位差(m)；2b為壩底寬度(m)；B為壩長(m)；T為透水層厚度(m)，一般≤2b。

初期壩長約為60 m，壩底寬度取值35 m，透水層厚度計算到③2中風化熔結凝灰巖巖層面考慮，按滿水位上下游水位差取值為15 m，滲透系數取①2層尾礦細砂、壩體和到③1強風化熔結凝灰巖平均值3.5×10-4cm/s(換算為0.3 m/d)，代入(1)及(2)式可得(見表4)。

由表4可知，在上下游水位差不同時壩基每日滲漏量最大為28.4 m3。

(2)有效孔隙度ne。巖石和土壤孔隙度的大小與顆粒的排列方式、顆粒大小、分選性、顆粒形狀以及膠結程度有關，不同巖性孔隙度大小見下表。根據該項目工程地質勘察報告，本次孔隙度取值為ne=0.38。

表4 壩基滲漏估算

(3)水力梯度I。水力梯度，又稱水力坡降或者水力坡度。指沿滲透途徑水頭損失與滲透途徑長度的比值；可以理解為水流通過單位長度滲透途徑為克服摩擦阻力所耗失的機械能；或為克服摩擦力而使水以一定流速流動的驅動力；或為在含水層中沿水流方向每單位距離的水頭下降值(任意兩點的水位差與該兩點間的距離之比)(表5)。

綜上所述，本項目所在地水力梯度取值0.048811。

(4)水流速度u。根據達西定律，本項目區域地下水滲流速V=KI=0.3 m/d×0.048811=1.46×10-2m/d，則地下水水流速度u=V/ne=1.146×10-2/0.38=3.84×10-2m/d。

(5)彌散系數DL、DT。彌散度是研究污染物在土壤及地下水中遷移轉化規律的最重要參數之一，彌散系數D是反映滲流系統彌散特征的一個綜合參數，忽略分子擴散時，它是介質彌散度僅和孔隙流速V的函數。在地下水溶質運移方程中，表征含水層介質彌散特征的參數是水動力彌散系數，它可表示為：

(5)

式(5)中：αL，αT分別為縱向和橫向孔隙尺度彌散度，僅與介質特性有關。

表5 水力梯度計算

水動力彌散尺度效應的存在為模擬和預測地下水中溶質在介質中的運移規律帶來了困難。本次溶質運移模型中彌散度的確定主要依據是Geihar等對世界范圍內所收集的59個大區域彌散資料進行的整理分析。按照偏保守原則，根據本次污染場地的研究尺度，模型計算中縱向彌散度αL選用5 m、橫向彌散度αT選用0.5 m(圖3)。

由此計算評估區含水層中的彌散系數：

DL=αL×u=5 m×3.84×10-2m/d=0.192 m2/d

DT=αT×u=0.5 m×3.84×10-2m/d=0.0192 m2/d。

水文地質參數如表6。

圖3 松散沉積物的彌散度確定

表6 本項目水文地質參數

5.2.3 預測結果分析

選取預測方案，預測特定時間不同位置的濃度情況。

(1)尾礦防滲層破損后壩基滲漏的滲流水中鋅對敏感點承壓水層的影響。由圖4可知，尾礦庫壩基泄露后，尾礦庫壩基泄露后，100 d及365 d，在50 m范圍內均可達到相關標準限值，對地下水承壓層水質影響較小。

(2)尾礦庫泄露的滲流水中鋅對潛水層的影響。由圖5可知，尾礦庫壩基泄露后，100 d及365 d，鋅在50 m范圍內可達到相關標準限值，對地下水潛水層水質影響較小。綜上所述，在閉庫期排滲系統不正常的情況下，尾礦庫壩基泄露的滲流水廢水中鋅在不同時段對地下水水質有一定影響，但均在50 m范圍內即可達標。但因涉及重金屬，因此，該項目應做好防滲工作，加強對地下水水質的跟蹤監測，加強風險管理，完善應急方案，避免對地下水產生污染。

6 閉庫后續工作

該鉛鋅礦尾礦庫閉庫治理完成后，基本無三廢產生，鑒于該項目為鉛鋅礦尾礦閉庫治理項目，防滲層滲漏時可能導致鉛、鋅等重金屬污染地下水，故應制定地下水監測計劃與信息公開計劃。

6.1 監測計劃

為了及時準確的掌握尾礦庫區及下游地下水環境質量狀況和地下水水體中污染物的動態變化，本項目應建立地下水長期監控系統，包括科學、合理的設置地下水污染監控井，并監理完善的監測制度，以便及時發現并及時控制。

6.2 監測井布置

根據HJ610-2016中地下水監測點布置要求“一、二級評價的建設項目，一般不少于3個，應至少在建設項目場地上、下游各布設1個……明確跟蹤監測點的基本功能，如背景值監測點、地下水環境影響監測點、污染物擴散監測點等”，結合項目區水文地質條件，為監測尾礦庫防滲系統的完整及對地下水的污染情況，本項目共布置監控井3眼，分別布設在尾礦庫上游100 m處(背景監控點)、尾礦庫庫區及后畈村，定期監測地下水水質。

6.3 監測數據管理

上述監測結果應按相關規定及時建立檔案，對與常規監測數據應該進行公開，如發生異常或發生事故，應加密監測頻次，改為每周監測一次，并分析污染原因，確定泄露污染源，及時采取應急措施[9]。

圖4 100 d、365 d尾礦庫壩基泄漏廢水中鋅

圖5 100 d、365 d尾礦庫壩基泄漏廢水中鋅

6.4 信息公開計劃

主要包括污染源名稱、所在地、監測點名稱、監測日期、監測指標名稱、監測指標濃度、排放標準限值、按監測指標評價結論及時向相關環保部門和社會公開。