【正文】 水污染控制與修復技術(shù)課程設(shè)計報告書 任財、祁慧芳、全鋁興、唐添慧、田科、景芳勇 1 前 言 自改革開放以來，尤其是當中國加入 WTO之后，我國社會經(jīng)濟迅猛發(fā)展， 城市化進程不斷加快， 工業(yè)化程度不斷提高。與此同時，也出現(xiàn)了一系列令人擔憂的問題，諸如 水資源 結(jié)構(gòu)性 短缺 、水資源浪費 、 水資源開發(fā)利用不合理、水污染日益嚴重等，這些 已經(jīng)成為制約我國經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展和影響人民健康的重要因素。 如何科學 合理有效地 開發(fā)利用水資源 ，控制和治理水污染，實現(xiàn)水資源的可持續(xù) 利用 ，已 成為 當下及今后 工作的重點。 本次課程設(shè)計主要是運用所學的 《環(huán)境影響評價》、 《水環(huán)境化學》和《水污染控制與修復技術(shù)》 等課程 的理論知識和方法， 闡明研究區(qū)的水環(huán)境演化過程，對研究區(qū)的水質(zhì) 作 出污染控制和修復 設(shè)計 。 本次設(shè)計的研究區(qū) 主要是三姑泉泉域。 三姑 泉 泉域作為晉城市主要的供水水源，巖溶地下水 水量穩(wěn)定、水質(zhì)良好，對晉城市經(jīng)濟社會的發(fā)展起到了舉足輕重的作用。 但由于 煤礦、化工等工業(yè)廢水的排入及其他 人類活動的影響，巖溶泉水流量持續(xù)下降、水質(zhì)遭受 嚴重 污染，巖溶泉域水環(huán)境發(fā)生了較大變化 。 設(shè)計結(jié)果包括文字報告和附圖兩大部分，其中報告 共分為六章， 分別對研究區(qū)的自然環(huán)境條件、人為環(huán)境條件、水化學類型及其水質(zhì)演化特征進行了闡述，同時進行了 水環(huán)境污染特征分析、水污染控 制與修復設(shè)計 ，得出 結(jié)論 并提出了合理的 建議 。 本次課程設(shè)計以小組為單位共同協(xié)作完成， 通過 該 課程設(shè)計，使 我們 對所學的 專業(yè) 課程內(nèi)容 有了更深入的 理解，并 掌握了老師 在課內(nèi)未講，而生產(chǎn)實際 中需要的知識和技能，最終達到 了 初步應用水化學基本理論與技術(shù)方法分析解決水環(huán)境工作中的實際問題、編寫技術(shù)報告 以及應用 MapGIS 進行繪圖 的能力，為 今后的 工作奠定 了 一定 的 基礎(chǔ)，同時鍛煉與培養(yǎng) 了同學之間 團結(jié)協(xié)作的團隊精神。 水污染控制與修復技術(shù)課程設(shè)計報告書 任財、祁慧芳、全鋁興、唐添慧、田科、景芳勇 2 第一章 自然環(huán)境條件 一、水文氣象 （一）氣象 泉域內(nèi) 常年季風盛行，四季分明，屬暖溫帶大陸性季風氣 候 。 1956～ 20xx年平均氣溫 ℃。一年中一月最冷，月平均氣溫 ℃～ ℃；七月最熱，月平均氣溫 ℃～ ℃。全區(qū) 多年平均無霜期在 4 月中上旬至 10 月中下旬之間 ,多年平均 185d 左右。 泉域內(nèi)年際降雨量變化較大。 195620xx 年多年平均降水量 609mm，最大年降水量為 （ 1963 年），最小年降水量為 312 ㎜（ 1997 年）。 降水主要集中在 69 月，占年降水的 70%左右（圖 1），多以暴雨形式出現(xiàn)。 泉域內(nèi)降水地域分布不均，由低平區(qū)向山區(qū)遞增，山區(qū)多，盆地區(qū)少。 050100150200一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 十一 十二 月mm月平均降雨量 圖 1 泉域多年平均月降水量分布圖 泉域年蒸發(fā)量在 1335～ 20xxmm 之間， 1959～ 20xx 年多年平均蒸發(fā)量為。泉域內(nèi) 5～ 6月份蒸發(fā)最強烈， 12 月、 1 月蒸發(fā)量最小。 （二）水文 河流 泉域內(nèi)主要河流為丹河。丹河是是晉城市境內(nèi)第二大河流，為沁河的一級支流，發(fā)源于高平市丹朱嶺下的李泉附近，源頭分水嶺高程在 1200mm 左右，流經(jīng)高平市、陵川縣、澤州縣，在澤州縣兩谷坨附近流入河南省后匯入沁河。丹河最小年徑流量 億 m3（ 1997 年），最大年徑流量 億 m3（ 1956 年），多年平水污染控制與修復技術(shù)課程設(shè)計報告書 任財、祁慧芳、全鋁興、唐添慧、田科、景芳勇 3 均徑流量 億 m3（ 1956～ 20xx 年）。晉城市境內(nèi)河長 ，落差 875m，平均坡度 ‰，流域面積 2945km2。 丹河的主要支流有東倉河、許河、東大河、巴公河、白洋泉河和白水河 (圖2)。 圖 2 泉域水系圖 泉水 三姑泉出露于澤州縣河西鄉(xiāng)三姑泉村附近的丹河河谷中，丹河河谷自小會村南開始出泉，出露泉水約 20 處，其中三姑泉流量最大，亦是丹河排泄帶的主要泉點。三姑泉水分三股流出，流量最大的南股泉涌水量為 ，出露標高 342m，出露地層為寒武系中統(tǒng)鮞狀灰?guī)r。由于河床切割灰?guī)r， 中﹑下游河段巖溶水 陸續(xù)排向丹河使丹河清水流常年不斷，巖溶水 排泄出地表形成了諸多泉水， 在丹河巖溶水排泄帶出露的主要泉水有：郭壁泉、土坡泉、水掌泉、白洋泉及臺北泉等， 天然條件下，泉群多年平均流量 （ 195620xx年），近期流量為 m3/s。 水庫 丹河及其支流上共建有各類水庫 60 余座，其中中型水庫有 3 座，即任莊水庫、上郊水庫、申莊水庫，這 3 座水庫均建于灰?guī)r裸露、半裸露區(qū)，水庫情況詳水污染控制與修復技術(shù)課程設(shè)計報告書 任財、祁慧芳、全鋁興、唐添慧、田科、景芳勇 4 見表 1。 表 1 任莊 、上郊、申莊水庫要素表 水庫名稱 水庫位置 所在河流 流域面積(km3) 總庫容 (萬 m3) 壩高 (m) 平均多年來水量 (萬m3) 庫區(qū) 巖性 任莊水庫 澤州縣高 都鎮(zhèn) 丹河 1313 6300 2163 O2 二、地形地貌 （一）地形 三姑泉域位于山西高原東南部邊緣，太行山脈的南端，總體地勢是四面環(huán)山，中部低且地形較平坦開闊，形成寬闊的高原盆地。東部和南部為太行山脈，標高為 1000～ 1500ｍ；西部為伊候山和武神山，標高為 1000～ 1300ｍ；北部為琉璃山和金泉山，標高為 1000～ 1400ｍ ；中部高平、晉城為山間凹陷丘陵盆地，標高 700～ 850ｍ；丹河出境處的三姑泉一帶河谷最低，標高為 。 （二）地貌 根據(jù)泉域地形特征、成因類型、地表組成物質(zhì)、下伏基巖古地形及現(xiàn)代地貌的演變過程等，將本區(qū)劃分為 5 大地貌類型和 8類次級地貌類型（表 2）。 表 2 泉域地貌分區(qū)表 分區(qū)代號 成因類型 形 態(tài) 亞區(qū) Ⅰ 褶皺斷塊剝蝕剝蝕 中 山 太行山 — 王屋山褶皺斷塊溶蝕剝蝕中山區(qū)（Ⅰ 1） 褶皺斷塊溶蝕侵蝕 東谷褶皺斷塊剝蝕侵蝕中山區(qū)（Ⅰ 2） Ⅱ 褶皺斷塊溶蝕侵蝕 中低山 冶頭 — 大興褶皺斷塊剝蝕 侵蝕中低山區(qū) Ⅲ 褶皺剝蝕 低山丘陵 大陽 — 附城褶皺剝蝕低山區(qū)（Ⅲ 1） 褶皺侵蝕剝蝕 秦家莊褶皺侵蝕剝蝕低山區(qū)（Ⅲ 2） Ⅳ 褶皺剝蝕 山間盆地與山間 河谷 晉城山間盆地區(qū)（Ⅳ 1） 侵蝕 高平山間區(qū)（Ⅳ 2） Ⅴ 剝蝕侵蝕 黃土源 團池黃土源區(qū) 三、地層巖性 泉域出露地層有元古界震旦系、下古生界寒武 — 奧陶系、上古生界石炭系 —二疊系和新生界的第三、第四系。現(xiàn)由老到新分述如下： 水污染控制與修復技術(shù)課程設(shè)計報告書 任財、祁慧芳、全鋁興、唐添慧、田科、景芳勇 5 寒武系（?） 分布于陵川縣東部的馬圪當河和郭壁泉至三姑泉一帶的丹河河谷。包括下統(tǒng)、中統(tǒng)和上統(tǒng)地層，與下伏震旦系呈平行 不整合接觸關(guān)系，局部為角度不整合接觸關(guān)系。 （ 1）下統(tǒng)（? 1） 饅頭組（? 1m）：底部為礫巖或砂礫巖，一般厚 左右，最厚達 2m；下部以灰黃、灰白色泥灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、頁巖夾細砂巖及灰?guī)r為主，頁巖或泥灰?guī)r中有時含食鹽夾晶；上部以泥質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r為主，夾淺紫紅色頁巖。厚 70～ 85m。 毛莊組（? 1mz） :下部以紫紅、磚紅色含白云母小片泥巖、頁巖、粉砂巖為主，夾青灰色薄～中厚層狀灰?guī)r；上部以青灰、灰白色中厚～厚層狀灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r為主，夾紫紅色含白云母小片頁巖。一般厚 55～ 60m。 （ 2）中統(tǒng)（? 2） 徐莊組（? 2x） :中下部以紫紅色頁巖為主夾中厚層狀灰?guī)r、薄層狀細砂巖及少許鮞狀灰?guī)r、竹葉狀灰?guī)r；上部主要為中厚層狀灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r間夾紫紅、黃綠色頁巖，近頂部發(fā)育 2～ 4層中厚層豆狀鮞狀灰?guī)r。厚 93～ 105m。紫紅色頁巖為寒武系裂隙巖溶水的區(qū)域隔水底板。 張夏組（? 2z） :底部為薄層狀泥質(zhì)條帶灰?guī)r夾紫紅、灰綠色頁巖；下部一般發(fā)育有較穩(wěn)定的灰?guī)r；中上部主要為深灰、灰黑色薄～巨厚層狀鮞狀灰?guī)r、鮞狀白云質(zhì)灰?guī)r，且由下至上鮞狀灰?guī)r中白云質(zhì)成分逐漸增高。厚 198～ 244m。張夏組鮞狀灰?guī)r為寒武系裂隙巖溶水的主要含水層。 （ 3）上 統(tǒng)（? 3） 崮山組（? 3g） :下部為泥質(zhì)條帶灰?guī)r、厚層狀灰?guī)r夾白云質(zhì)鮞狀灰?guī)r；中上部為厚層狀鮞狀白云巖。厚 35～ 40m。 長山組（? 3c） :主要為淺灰色薄層白云巖。厚 7～ 9m 。 鳳山組（? 3f） : 主要為中厚～厚層粗晶白云巖，中上部含燧石條帶及結(jié)核，中下部夾數(shù)厘米綠色頁巖。厚 50～ 150m。 奧陶系（ O） 包括下統(tǒng)和中統(tǒng)地層，與下伏鳳山組呈平行不整合接觸關(guān)系。 （ 1）下統(tǒng)（ O1） 水污染控制與修復技術(shù)課程設(shè)計報告書 任財、祁慧芳、全鋁興、唐添慧、田科、景芳勇 6 包括冶里組和亮甲山組，分布于陵川縣東部和南部以及澤州縣郭壁泉～三姑泉的丹河河谷。 亮甲山組（ O1l） :主要為灰白、灰黃色厚 層狀含燧石結(jié)核或條帶白云巖。僅在北部存在，厚數(shù)米，向南缺失。 冶里組（ O1y） :底部為淺灰、灰黃色中～薄層細晶白云巖，普遍含燧石條帶及燧石結(jié)核；上部為灰黃色中～薄層白云巖夾泥質(zhì)白云巖和竹葉狀白云巖。厚44～ 90m。 奧陶系下統(tǒng)、寒武系上統(tǒng)巨厚的白云巖構(gòu)成相對隔水層，將巖溶水分為奧陶系和寒武系兩大含水巖組。 （ 2）中統(tǒng)（ O2） 大面積出露于三姑泉域北部、南部以及西部伊候山、東部東丹河一帶，局部隱伏或埋藏于山間盆地和丘陵區(qū)。分下馬家溝組（ O2x）、上馬家溝組（ O2s）和峰峰組（ O2f）。 下馬家溝組（ O2x）： 分一段、二段、三段。一段底部為厚數(shù)厘米的灰白、褐黃色砂巖或頁巖，其上為灰黃、黃褐色泥質(zhì)灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、白云質(zhì)泥灰?guī)r、角礫狀泥灰?guī)r，泥灰?guī)r常見有石膏夾晶或夾有石膏層；二段為灰色中厚層夾薄層灰?guī)r；三段為灰黑、灰色中厚層灰?guī)r夾灰黃、淺灰色中～薄層泥灰?guī)r、白云質(zhì)泥灰?guī)r或泥質(zhì)灰?guī)r。一段厚 10～ 20m，二段、三段厚 80～ 110m，全組總厚 85～ 140m。 上馬家溝組（ O2x）：分一段、二段、三段。一段以灰黃、灰褐色泥灰?guī)r、角礫狀泥灰?guī)r、白云質(zhì)泥灰?guī)r為主，夾有石膏層；二段為灰黑、灰色中厚層狀灰?guī)r、豹皮狀灰?guī)r夾少量灰、灰 黃色薄層白云質(zhì)灰?guī)r；三段為灰、灰黃色中薄層灰?guī)r夾黃、灰白色中薄層泥灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r和白云巖。一段厚 28～ 54m，二段、三段厚 118～ 228m，全組總厚 223～ 267m。 峰峰組（ O2f）：分一段、二段。一段為灰黃、桔黃色泥灰?guī)r、角礫狀泥灰?guī)r含石膏層，二段為灰黑色、青灰色中厚層狀灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r。受剝蝕影響，厚度變化較大，局部缺失二段地層，厚度一般 40～ 94m。 石炭系（ C） 主要出露于中部各盆地的邊緣和零星蓋在中奧陶系灰?guī)r之上。包括中統(tǒng)和上統(tǒng)地層，與下伏峰峰組呈平行不整合接觸關(guān)系。 水污染控制與修復技術(shù)課程設(shè)計報告書 任財、祁慧芳、全鋁興、唐添慧、田科、景芳勇 7 本溪組（ C2b） :巖性以鋁土質(zhì)泥巖、頁巖為主夾薄層砂巖、灰?guī)r及煤線，底部為山西式鐵礦。厚 10～ 16m。 太原組（ C3t） :巖性由砂巖、頁巖、泥巖夾 4～ 5 層煤和灰?guī)r組成；底部為灰白色中厚層含礫石英粗砂巖。煤層中 9煤和 15煤穩(wěn)定或局部穩(wěn)定可采。厚 53～94m。 山西組（ C3s）：巖性以灰白色中細粒砂巖、黑色頁巖、砂質(zhì)頁巖為主。厚 40～89m。夾 2～ 5 層煤或煤線，其中 3煤平均厚 ，穩(wěn)定可采。 二疊系（ P） 主要分布于高平西、西北部及晉城北部和西南部。出露有下統(tǒng)下石盒子組和上統(tǒng)上石盒子組地層，與下伏山西組呈 整合接觸關(guān)系。 下石盒子組（ P1x） :下部為褐黃、黃綠色砂巖與灰黑、灰黃色炭質(zhì)頁巖、砂質(zhì)頁巖互層夾煤線；中上部以黃綠色砂巖為主夾砂質(zhì)頁巖。厚 74～ 100m。 上石盒子組（ P2s）：巖性以杏黃、黃綠色砂質(zhì)頁巖為主夾砂巖。厚 200～ 277m。 上第三系（ N2） 零星分布于盆地區(qū)邊緣。巖性以棕紅色粘土、亞粘土夾鈣質(zhì)結(jié)核為主，底部為砂礫石或鈣質(zhì)膠結(jié)礫巖。厚 10～ 40m。厚度隨下伏古剝蝕地形起伏變化較大，與下伏各類基巖呈不整合接觸。 第四系（ Q）