危险废物(简称危废)是指在操作、储存、运输、处理和处置不当时会对人体健康或环境带来重大威胁的废物。危废一般具有腐蚀性、毒性、易燃性、反应性或者感染性等一种或者几种危险特性;不排除其具有危险特性,可能对环境或者人体健康造成有害影响的,也属危废范畴。　　 危险废物的有毒有害特性决定了必须对其采取严格的处理方式和环境保护措施。危险废物安全填埋是将不能回收利用其组分和能量的危险废物填埋入地下,是危险废物集中无害化处置的一种重要手段,其关键技术是防渗。尽管危废填埋场有高标准的技术规格,但其仍然是潜在的地下水污染源。当防渗结构失效或者有人为事故发生,渗滤液进入地下水,污染物随着地下水流动迁移扩散,就会造成严重的区域地下水污染。一旦发生这样的污染,就要及时采取措施进行污染防控与地下水修复。　　 水力截获技术是通过设置一系列合理的抽(注)水井,改变地下水天然流动方式,制造人工流场,最大限度地汇集和抽取受污染地下水,修复受污染含水层并抑制污染羽扩散的一种水动力学技术。如果危废填埋场发生了地下水污染事故,利用水力截获技术可以直接将受污染水体抽除,控制污染扩散,达到保护地下水环境的目的。　　 本文以某危废处置中心为案例,对研究场地建立地下水数值模型,假设其事故工况条件,模拟事故污染情况,根据污染羽分布情况并结合场地水文地质条件及工程建设情况,设置水力截获系统,修复目标为使污染羽收缩到最小,限定治理期限为一年,最后运用反复试错法调整优化水力截获系统方案,在修复效果最好的前提下优化抽注水井的数量和抽水量,降低修复成本,经济高效地防控地下水污染。　　 本文取得如下研究进展:　　 1.建立了危废填埋场区Ni在地下水中迁移的数值模型。　　 根据该危废填埋场及周边地区地质、水文地质情况,将地层概化为地表砂质黏土层、砾质黏土层以及强风化和中风化的花岗岩裂隙层,底板为微风化花岗岩隔水层。本次研究假设该污染场地的事故工况为填埋场防渗结构完全失效,危险废物渗滤液随大气降雨连续入渗直接进入地下水中。填埋场位于第二层砾质黏土层,该层又是主要含水层,事故污染将主要发生在此层内,因此此次模拟主要关注该层。根据该危废处置中心地下水环境影响评价专题报告中的预测评价,Ni为重要污染物,有主要的污染风险,因此本文选择Ni为特征指标,初始浓度为渗滤液中Ni的浓度2.612mg/L,溶质通量边界为填埋场边界。　　 2.模拟预测结果显示,Ni存在通过地下水进一步污染场区周边地表水,特别是北山水库的风险。　　 根据数值模型的模拟预测,在假设的事故工况下,如果不进行及时的污染控制和修复,事故渗漏下的Ni污染将会随着地下水流动不断扩散,导致场区及周边地区地下水水质明显恶化,并将在1000天后污染扩散至北山水库,对水库水质造成恶劣影响,因此有必要采取相应的污染防治措施。　　 3.水力截获系统的设计与优化　　 (1)优化目标　　 在抽水量最小,综合利用现有井的条件下实现Ni污染羽的固定和最小化。　　 (2)约束条件　　 单井抽水量控制在含水层最大单井涌水量70m3/d以内,修复期限为一年(365天)。在现有钻孔和民井中选择在污染羽范围内的四口现有井zk12、zk16、zk20和mj1,在污染羽扩散的中轴线上设置三个备选的补充抽水井bc1、bc2和bc3,在污染羽的下游污染扩散中轴线以及两侧设置备选注水井zs1、zs2和zs3。水力截获井群系统在此备选的7口抽水井与3口注水井中进行优化设计。　　 (3)优化过程及方法　　 水力截获系统的设计分为只考虑使用抽水井组合以及抽-注水井联用的两种情况。每种状况下,由优先使用四口现有井开始,模拟试算在不同单井抽水量的条件下,污染羽的变化情况。再依次补充增加不同组合的备选抽水井,交叉比对各方案的污染修复效果,在达到更好的污染修复效果的同时,选取总抽水量有显著降低的方案。最后两类不同情况下的最佳方案综合比较,选出最优化设计方案。　　 (4)优化结果　　 经过反复试算,交叉比选,逐步优化,得到了在只采用抽水井组合的情况下,zk12、zk16、zk20、mi1和bc2组成的五井抽水系统,在单井抽水量为36m3/d条件下,为最佳方案;在抽-注水并联用的情况下,抽水井zk12、zk16、zk20、mj1、bc1、bc2和注水井zs1联用的六抽一注系统,抽水井单井抽水量为26m3/d的条件下为最佳抽-注水系统方案。最后两种不同情况下的最佳方案综合比较,虽然抽-注水井联用的六抽一注方案增加了两口井,会造成一次性建井成本的增加,但是该修复方案可以节约抽水量并且能达到更好的修复效果,另外注水井的设置,可将抽水井抽出的受污染地下水经过处理之后回灌到含水层中,不仅解决了污水处理之后的出路问题,还能均衡区域地下水资源,防止水资源浪费,同时又可以避免含水层水位降深过重甚至局部疏干带来的一些负面效应。因此,此六抽一注并群系统单井抽水量26m3/d为最优化水力截获系统方案。　　 需要注意的是,本次水力截获系统的设计不是以完全清除地下水污染物为目标,因此在修复期满后,污染物在含水层中仍有存留并会进一步扩散。此部分污染物的处理需在污染源被控制的前提下,进行下一步的清理方案。本次设计的水力截获系统仅可作为事故污染的应急方案,是为填埋场事故故障抢修期的污染控制所设计。如不能有效切断污染源,将此次设计的水力截获系统长期运行,则运行费用高昂难以承受。　　 本文将水力截获技术运用到危废填埋场地下水环境保护中,运用数值模拟技术设计了水力截获系统,对假设事故工况下的地下水污染进行控制修复,并对系统方案进行了优化,为危废填埋场事故工况下地下水污染防治工作提供参考。