佘健 彭聃 王婉玉 瞿宏璟 樂文喜 黃聰 喻大松

摘? 要：該文對(duì)湖北某工業(yè)園區(qū)周邊土壤中的主要重金屬含量進(jìn)行調(diào)查，并依據(jù)GB 15618—2018《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》與GB 36600—2018《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》對(duì)其進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，基于規(guī)劃用地條件下的農(nóng)用地土壤重金屬出現(xiàn)一定程度的超標(biāo)，超標(biāo)因子以鎘、砷、鉛、鉻、銅和鋅為主；對(duì)超標(biāo)因子進(jìn)行單因子污染指數(shù)分析，各因子的污染程度從重到輕為鎘、砷、鋅、鉛、銅、鉻；對(duì)所有因子進(jìn)行內(nèi)梅羅指數(shù)分析可知，周邊農(nóng)用地點(diǎn)位表層土壤中，56.25%屬于清潔和尚清潔水平，25%屬于中輕度污染水平，18.75%處于重度污染水平；基于規(guī)劃條件下建設(shè)用地土壤中的重金屬均低于相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)限值要求，土壤環(huán)境質(zhì)量總體較好。

關(guān)鍵詞：工業(yè)園；土壤；重金屬；調(diào)查評(píng)估；污染指數(shù)

中圖分類號(hào)：X53? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2024）08-0075-06

Abstract： This paper investigated the contents of major heavy metals in the soil around an industrial park in Hubei， and analyzed and evaluated them according to "Soil Environmental Quality - Risk Control Standard for Soil Contamination of Agricultural Land" （GB 15618—2018） and "Soil Environmental Quality - Risk Control Standard for Soil Contamination of Development Land" （GB 36600—2018）. The results showed that the heavy metals in the soil of agricultural land exceeded the standard to a certain extent， and the main factors were cadmium， arsenic， lead， chromium， copper and zinc. The pollution degree of each factor is cadmium > arsenic > zinc > lead > copper > chromium. According to the Nemero index analysis of all factors， 56.25% of the surface soil in the surrounding agricultural sites belongs to the clean monk clean level， 25% belongs to the moderate and mild pollution level， and 18.75% is in the heavy pollution level; based on the planning conditions， the heavy metals in the soil of construction land are lower than the corresponding standard limits， and the soil environmental quality is generally good.

Keywords： industrial park; soil; heavy metals; investigation and evaluation; pollution index

近年來，隨著我國工業(yè)化、城市化的快速發(fā)展，大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)使得土壤環(huán)境質(zhì)量急劇下降[1]，特別是在某些大型工業(yè)園區(qū)或工業(yè)集聚區(qū)，大量工業(yè)原料及化學(xué)品的使用，對(duì)園區(qū)周邊土壤造成了較大負(fù)面影響[2-3]。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)[4-5]，這些土壤污染物以重金屬為主。為加強(qiáng)土壤污染防治，《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》（國發(fā)〔2016〕31號(hào)）正式出臺(tái)，根據(jù)文件第六條“加強(qiáng)污染源監(jiān)管，做好土壤污染預(yù)防工作”的規(guī)定，“有關(guān)環(huán)境保護(hù)部門要定期對(duì)重點(diǎn)監(jiān)管企業(yè)和工業(yè)園區(qū)周邊開展監(jiān)測，數(shù)據(jù)及時(shí)上傳全國土壤環(huán)境信息化管理平臺(tái)，結(jié)果作為環(huán)境執(zhí)法和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的重要依據(jù)”。基于此，本文針對(duì)湖北某工業(yè)園區(qū)周邊的土壤開展了現(xiàn)場踏勘和采樣檢測等工作，大致掌握了園區(qū)周邊土壤重金屬的含量及分布規(guī)律，以期為今后該工業(yè)園區(qū)周邊土壤環(huán)境管理提供依據(jù)。

1? 監(jiān)測項(xiàng)目與方法

1.1? 工業(yè)園區(qū)概況及周邊土地利用情況

本次調(diào)查的目標(biāo)工業(yè)園區(qū)位于湖北省東南部，規(guī)劃總面積約33.66 km2，其中東西12 km，南北跨度約3 km。園區(qū)產(chǎn)業(yè)類型以裝備制造為主，其次為新材料、電子信息產(chǎn)業(yè)、服裝紡織等。

根據(jù)現(xiàn)場踏勘和影像資料，目標(biāo)工業(yè)園區(qū)周邊的土地以建設(shè)用地和林地為主。其中，園區(qū)東側(cè)為村莊及農(nóng)用地；南側(cè)以村莊、未利用地為主，零星分布有少量農(nóng)田；西側(cè)主要為城區(qū)建設(shè)用地；北側(cè)則為自然山脈（根據(jù)現(xiàn)場踏勘，該山體分布較多的礦山開采企業(yè)，仍在進(jìn)行采礦活動(dòng)）。

根據(jù)相關(guān)規(guī)劃，目標(biāo)工業(yè)園區(qū)東側(cè)土地規(guī)劃為農(nóng)林用地，南側(cè)土地規(guī)劃為第一類和第二類建設(shè)用地，西側(cè)土地主要規(guī)劃為第二類建設(shè)用地，北側(cè)土地規(guī)劃與現(xiàn)狀一致，仍為農(nóng)林用地。

1.2? 采樣點(diǎn)的布設(shè)

1.2.1? 土壤污染對(duì)照點(diǎn)的選取

參照《關(guān)于開展重點(diǎn)區(qū)域土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)位布設(shè)工作的通知》（環(huán)辦監(jiān)測函〔2016〕1號(hào)），在工業(yè)園區(qū)紅線2 000 m以外的主導(dǎo)風(fēng)向上風(fēng)向布設(shè)1個(gè)對(duì)照采樣點(diǎn)。土壤樣品編號(hào)為SDzs。

1.2.2? 土壤污染風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的選取

參照《關(guān)于開展重點(diǎn)區(qū)域土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)位布設(shè)工作的通知》（環(huán)辦監(jiān)測函〔2016〕1號(hào)）和《四川省土壤污染重點(diǎn)監(jiān)管單位和工業(yè)園區(qū)周邊土壤環(huán)境監(jiān)督性監(jiān)測工作方案》（川環(huán)辦函〔2018〕547號(hào)）中土壤風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)位的布設(shè)方法，考慮園區(qū)內(nèi)企業(yè)的不同污染類型，在園區(qū)外圍75、200、400 m處設(shè)置土壤污染風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)外圍地帶。在外圍地帶上每隔3 km至少布設(shè)一個(gè)點(diǎn)位，采樣以深度0.5 m以內(nèi)的土壤為主。

不同距離外圍的土壤樣品編號(hào)形式為SF75-××、SF200-××和SF400-××。

1.2.3? 土壤污染擴(kuò)散點(diǎn)的選取

考慮企業(yè)污染物的排放方式，確定大氣沉降為本園區(qū)污染物的主要擴(kuò)散形式，參照《農(nóng)用地土壤污染狀況詳查點(diǎn)位布設(shè)技術(shù)規(guī)定》（環(huán)辦土壤函〔2017〕1021號(hào)），將本工業(yè)園區(qū)的大氣沉降影響范圍為3 km。在園區(qū)外圍3 km處設(shè)置土壤污染擴(kuò)散點(diǎn)外圍地帶，在外圍地帶上每隔6 km至少布設(shè)一個(gè)點(diǎn)位。

土壤樣品編號(hào)形式為Sks××。

1.3? 檢測項(xiàng)目及監(jiān)測方法

土壤監(jiān)測項(xiàng)目共包括9項(xiàng)，分別為pH、鎘、砷、鋅、鉛、銅和鉻（農(nóng)用地土壤測定項(xiàng)目為總鉻，建設(shè)用地土壤測定項(xiàng)目為六價(jià)鉻）、汞和鎳。

pH采用電極法測定，銅、鉻（或六價(jià)鉻）、鎳、鋅采用火焰原子吸收分光光度法測定，鉛、鎘采用石墨爐原子吸收分光光度法測定，砷采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定，汞采用原子熒光法測定。

1.4? 評(píng)價(jià)方法

1.4.1? 對(duì)標(biāo)分析

根據(jù)土壤采樣點(diǎn)位所在的規(guī)劃用地類型，采用GB 15618—2018《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》和GB 36600—2018《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》對(duì)檢測結(jié)果進(jìn)行對(duì)標(biāo)分析。

1.4.2? 土壤環(huán)境質(zhì)量分析

1）單因子污染指數(shù)評(píng)價(jià)。土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)一般以單項(xiàng)污染指數(shù)為主，指數(shù)小則污染輕，指數(shù)大則污染重。根據(jù)《全國土壤污染狀況評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)定》（環(huán)發(fā)〔2008〕39號(hào)），單因子污染指數(shù)的計(jì)算公式可表示為

式中：Pi為某評(píng)價(jià)因子的單因子污染指數(shù)，無量綱；Ci為某評(píng)價(jià)因子的實(shí)測值，單位由實(shí)測值給出；C0為某評(píng)價(jià)因子的篩選值，單位同實(shí)測值；單因子污染指數(shù)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

2）內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)。單因子指數(shù)只能反映各個(gè)污染物指標(biāo)的污染程度，不能全面地反映土壤的污染狀況，而內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)兼顧了單因子污染指數(shù)平均值和最高值，可以反映各污染物對(duì)土壤的作用，同時(shí)突出高濃度污染物對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量的影響，并劃定污染等級(jí)[6]。內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)計(jì)算公式如下

式中：PN為內(nèi)梅羅污染指數(shù)；Pi均為平均單項(xiàng)污染指數(shù)；Pi最大為最大單項(xiàng)污染指數(shù)。

Pi均和Pi最大分別是平均單項(xiàng)污染指數(shù)和最大單項(xiàng)污染指數(shù)。內(nèi)梅羅指數(shù)土壤污染評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表2。

2? 監(jiān)測結(jié)果與評(píng)價(jià)

2.1? 對(duì)照點(diǎn)土壤重金屬檢測結(jié)果與分析

本次調(diào)查采集的土壤對(duì)照點(diǎn)位于目標(biāo)工業(yè)園區(qū)上風(fēng)向3 000 m以外的山地，受人為干擾小，對(duì)照點(diǎn)的選取具有可行性。同時(shí)采用GB 15618—2018《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》中表1其他類農(nóng)用地篩選值及其他，GB 15618—2018中未約束指標(biāo)則引用GB 36600—2018《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》中的第一類用地篩選值對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。具體結(jié)果見表3。

檢測結(jié)果表明，對(duì)照點(diǎn)（SDzs）土壤樣品除砷以外的各項(xiàng)檢測指標(biāo)均低于GB 15618—2018《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》中其他類農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值和GB 36600—2018《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》中第一類用地篩選值，整體環(huán)境質(zhì)量較好。

對(duì)于重金屬砷，考慮到目標(biāo)工業(yè)園所在地區(qū)的土壤類型以紅壤、黃壤、水稻土為主，且該地區(qū)金屬礦礦產(chǎn)資源豐富，其中伴生砷元素的可能性較大，本次評(píng)價(jià)取40 mg/kg對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)照點(diǎn)砷含量（32.8 mg/kg）可滿足GB 36600—2018《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》中第一類用地篩選值。

2.2? 農(nóng)用地土壤重金屬檢測結(jié)果與分析

2.2.1? 檢測結(jié)果對(duì)標(biāo)分析

本次調(diào)查共布設(shè)32個(gè)農(nóng)用地土壤采樣點(diǎn)位，采集表層樣品共32個(gè)。各點(diǎn)位的pH及重金屬檢測結(jié)果對(duì)標(biāo)評(píng)價(jià)分析見表4。

根據(jù)表4可知，目標(biāo)工業(yè)園區(qū)周邊土壤pH區(qū)間為5.10～8.74，總體呈中性偏堿；送檢的32個(gè)表層樣品中有16個(gè)樣品檢測結(jié)果超出GB 15618—2018《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》中表1篩選值，總超標(biāo)率為50.0%，超標(biāo)因子主要為鎘、砷、鉛、鉻、銅和鋅；其中32個(gè)表層樣品中5個(gè)樣品檢測結(jié)果超出了GB 15618—2018《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》中表3管制值，總超標(biāo)率為18.75%，超標(biāo)因子主要為鎘、砷。

從超標(biāo)點(diǎn)位與工業(yè)園區(qū)的相對(duì)方位來看，超標(biāo)點(diǎn)位總體位于目標(biāo)工業(yè)園區(qū)外北側(cè)、西北側(cè)，其次為西南側(cè)，超管制值點(diǎn)位集中在園區(qū)外西北側(cè)，且處于周邊山體采礦區(qū)周邊。工業(yè)園區(qū)外西側(cè)、南側(cè)、東側(cè)的農(nóng)用地土壤基本未超過篩選值。

從超標(biāo)點(diǎn)位與園區(qū)的相對(duì)距離來看，主要超標(biāo)點(diǎn)位集中在園區(qū)外圍400 m（含400 m）風(fēng)險(xiǎn)影響范圍內(nèi)，工業(yè)園區(qū)外圍3 000 m土壤污染擴(kuò)散地帶并出現(xiàn)超標(biāo)，說明工業(yè)園區(qū)的生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)周邊土壤已造成一定影響但影響范圍有限。結(jié)合超標(biāo)點(diǎn)位附近分布的工業(yè)企業(yè)產(chǎn)排污情況，推測企業(yè)排放的重金屬污染物的大氣沉降是造成工業(yè)園區(qū)周邊農(nóng)用地土壤超標(biāo)的主要原因[7-8]。

2.2.2? 土壤環(huán)境質(zhì)量分析

1）單因子污染指數(shù)分析。對(duì)已檢出的重金屬項(xiàng)目進(jìn)行土壤單因子污染指數(shù)分析，單因子污染指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果見表5。

通過對(duì)主要關(guān)注因子進(jìn)行單因子污染指數(shù)分析，基于規(guī)劃用地下的農(nóng)用地土壤重金屬單因子污染指數(shù)從高到低分別為鎘、砷、鋅、鉛、銅、鉻、鎳、汞，其中鎘、砷、鋅、鉛、銅和鉻的Pi最大＞1，處于超標(biāo)狀態(tài)，汞和鎳則未超標(biāo)。

鎘污染程度最高，單因子污染指數(shù)平均值為2.57（2＜Pi均≤3），屬輕度污染；極個(gè)別點(diǎn)位鎘的污染指數(shù)較高（Pi最大=15.53），屬重度污染。銅、鋅的單因子污染指數(shù)最大值（3＜Pi最大≤5）屬中度污染；鉻的單因子污染指數(shù)最大值（1＜Pi最大≤2）屬輕微污染，汞、鎳的最大指數(shù)均小于1，為無污染。從單因子污染指數(shù)平均值來看，基于規(guī)劃用地下的農(nóng)用地除鎘以外總體屬無污染（Pi＜1）和輕微污染（1＜Pi≤2），鎘則屬于輕度污染（2＜Pi≤3）。

2）內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)分析。單因子污染指數(shù)只能反映各個(gè)污染物指標(biāo)的污染程度，無法全面地反映土壤的污染狀況，而內(nèi)梅羅污染指數(shù)兼顧了單因子污染指數(shù)平均值和最高值，可以突出污染較重的污染物的作用，基于規(guī)劃用地下的農(nóng)用地土壤單一調(diào)查點(diǎn)的綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)分析見表6。

由表6中可以看出，基于規(guī)劃用地下的農(nóng)用地土壤環(huán)境質(zhì)量可分為 5 級(jí)。對(duì)所有因子進(jìn)行內(nèi)梅羅指數(shù)分析可知，周邊農(nóng)用地點(diǎn)位表層土壤中56.25%屬于清潔和尚清潔水平，25%屬于中輕度污染水平，18.75%處于重度污染水平。

2.3? 建設(shè)用地土壤重金屬檢測結(jié)果與分析

2.3.1? 檢測結(jié)果對(duì)標(biāo)分析

本次調(diào)查基于規(guī)劃用地下的建設(shè)用地土壤點(diǎn)位共布設(shè)24個(gè)，參照GB 50137—2011《城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的城市建設(shè)用地劃分標(biāo)準(zhǔn)，其中第一類用地8個(gè)，第二類用地16個(gè)。采集土壤樣品總數(shù)24個(gè)。

1）pH?；谝?guī)劃用地下的建設(shè)用地24個(gè)土壤樣品，pH區(qū)間為5.01～8.55，平均值6.99。

2）重金屬?；谝?guī)劃用地下的建設(shè)用24個(gè)土壤樣品，全部檢測了砷、鎘、鉻（六價(jià)）、銅、鉛、汞和鎳7項(xiàng)常規(guī)重金屬指標(biāo)。檢測對(duì)標(biāo)結(jié)果如圖1所示。

結(jié)果顯示，送檢的24個(gè)樣品均未超出建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)篩選值，超標(biāo)率為0，即全部達(dá)標(biāo)。

2.3.2? 土壤環(huán)境質(zhì)量分析

1）單因子污染指數(shù)分析。由于基于規(guī)劃的建設(shè)用地土壤調(diào)查對(duì)標(biāo)時(shí)未出現(xiàn)超標(biāo)情況，故只對(duì)已檢出的污染項(xiàng)目進(jìn)行土壤單因子污染指數(shù)分析。各項(xiàng)污染物項(xiàng)目單因子污染指數(shù)見表7。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，土壤中最大單項(xiàng)污染指數(shù)Pi最大=0.830＜1，可以判斷該工業(yè)園區(qū)周邊基于規(guī)劃的建設(shè)用地土壤，其所有檢出因子的單項(xiàng)污染指數(shù)對(duì)應(yīng)的污染程度均為無污染。

注：因建設(shè)用地土壤六價(jià)鉻均未檢出，故不對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

2）內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)分析。根據(jù)內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)公式，對(duì)已檢出的污染項(xiàng)目進(jìn)行土壤內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)分析，內(nèi)梅羅污染指數(shù)結(jié)果見表8。

根據(jù)表8可知，本次調(diào)查基于規(guī)劃用地下的建設(shè)用地土壤點(diǎn)位中最大內(nèi)梅羅污染指數(shù)PN最大=0.599＜0.7，按表8內(nèi)梅羅污染指數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)劃的建設(shè)用地周邊土壤質(zhì)量狀況可判定為I級(jí)清潔（安全）。

3? 結(jié)論

1）土壤對(duì)照點(diǎn)樣品除砷以外的各項(xiàng)因子均低于GB 15618—2018《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》中其他類農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值和GB 36600—2018《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》中第一類用地篩選值，對(duì)照點(diǎn)選取具有可行性。

2）基于規(guī)劃用地條件下，本次調(diào)查共布設(shè)農(nóng)用地采樣點(diǎn)位32個(gè)，采集土壤表層樣品32個(gè)，檢測結(jié)果表明目標(biāo)工業(yè)園區(qū)周邊土壤pH區(qū)間為5.10～8.74，總體呈中性偏堿；送檢的32個(gè)表層樣品中有16個(gè)樣品檢測結(jié)果超出GB 15618—2018《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》中表1篩選值，總超標(biāo)率為50.0%，超標(biāo)因子主要為鎘、砷、鉛、鉻、銅和鋅；其中32個(gè)表層樣品中5個(gè)樣品檢測結(jié)果超出了GB 15618—2018《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》中表3管制值，總超標(biāo)率為18.75%，超標(biāo)因子主要為鎘、砷。從超標(biāo)點(diǎn)位與工業(yè)園區(qū)的相對(duì)方位和距離，推測大氣沉降是造成工業(yè)園區(qū)周邊農(nóng)用地土壤超標(biāo)的主要原因。

通過對(duì)主要關(guān)注因子進(jìn)行單因子污染指數(shù)分析，淺層土壤中各因子的污染程度從重到輕為鎘、砷、鋅、鉛、銅、鉻、鎳、汞；對(duì)所有因子進(jìn)行內(nèi)梅羅指數(shù)分析可知，周邊農(nóng)用地點(diǎn)位表層土壤中56.25%屬于清潔和尚清潔水平，25%屬于中輕度污染水平，18.75%處于重度污染水平。

3）基于規(guī)劃用地條件下，本次調(diào)查共布設(shè)建設(shè)用地采樣點(diǎn)位24個(gè)，采集表層土壤樣品24個(gè)，檢測結(jié)果表明土壤pH位于5.01～8.55之間，總體呈現(xiàn)中性；所有土壤樣品均能滿足GB 36600—2018《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》中表1篩選值。單因子污染指數(shù)分析結(jié)果表明其所有檢出因子的單項(xiàng)污染指數(shù)對(duì)應(yīng)的污染程度均為無污染；內(nèi)梅羅指數(shù)分析結(jié)果表明，周邊建設(shè)用地點(diǎn)位土壤均處于清潔水平。

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在山體坡面或陡坡上的滑坡過程中，由于土石的滑落及撕裂作用，產(chǎn)生大量涌浪會(huì)給周圍環(huán)境和人類活動(dòng)帶來嚴(yán)重的危害，直接威脅人類生命安全并毀壞建筑物和基礎(chǔ)設(shè)施，因此對(duì)滑坡涌浪的研究十分必要[1]。

近年來，許多專家學(xué)者對(duì)滑坡涌浪的影響進(jìn)行了深入研究。薛宏程等[2]在等效流體假設(shè)的基礎(chǔ)上，用定制的函數(shù)來編寫滑坡體沿滑動(dòng)面運(yùn)動(dòng)的摩擦阻力程序，使用 Realizablek-ε紊流模型與 VOF法，構(gòu)建出了碎石土滑坡涌浪數(shù)值模擬模型，其計(jì)算得到的涌浪波幅具有較高的準(zhǔn)確性。王佳佳等[3]通過構(gòu)建縮放后的矩形水槽滑坡涌浪三維物理實(shí)驗(yàn)，研究滑坡體積、流速、水深等因素對(duì)堆積體形貌、涌浪特性的影響，揭示滑坡與水之間的能量轉(zhuǎn)換機(jī)制。馬斌等[4]基于量綱分析的非線性回歸方法，建立了壩肩處浪高的預(yù)報(bào)公式。薛宏程等[5]在對(duì)水庫滑坡涌浪進(jìn)行三維數(shù)值仿真的基礎(chǔ)上，對(duì)水庫在不同時(shí)間點(diǎn)上的涌浪進(jìn)行了定量分析。李東陽等[6]提出了一種基于擴(kuò)展離散元（DEM）和計(jì)算流體力學(xué)（CFD）的數(shù)值模擬方法，并將流體容積法（VOF）引入到局域平均 DEM-CFD耦合方法中，構(gòu)建一種適用于河床自由表面演變的擴(kuò)展 DEM-CFD耦合數(shù)值模擬體系，以跟蹤滑坡涌浪的生成和傳播過程。鄭飛東等[7]通過水槽物理模型實(shí)驗(yàn)，對(duì)滑坡消散過程對(duì)涌浪波形特征的影響進(jìn)行了初步探討，發(fā)現(xiàn)隨著滑坡體分散指數(shù)的增加，初始涌浪的最大幅度、最大波高降低。王梅力等[8]以物理模型試驗(yàn)觀測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)初始涌浪的最大波高、最大周期、有效波高、有效周期及波陡特征值進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和計(jì)算，運(yùn)用無量綱及多元回歸分析方法，最終得出了首浪高度的計(jì)算公式。徐衛(wèi)亞等[9]將斜條分法、水阻力等傳統(tǒng)滑動(dòng)速度分析方法相結(jié)合，建立了一套適合于復(fù)雜分汊河段涌浪遠(yuǎn)場傳播的計(jì)算方法。

本文以某滑坡為研究對(duì)象，通過分析滑坡的整體穩(wěn)定性，采用了潘家錚法和水科院經(jīng)驗(yàn)公式法對(duì)滑坡在鄰近居民點(diǎn)的涌浪高度進(jìn)行估算，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，本文對(duì)類似滑坡災(zāi)害研究具有一定參考意義。

1? 工程概況

金沙江白鶴灘水電站位于金沙江中下游（攀枝花-宜賓），為大型水電站，其壩型是一座混凝土雙曲拱壩，正常蓄水位825 m，死水位為765 m。象鼻嶺居民點(diǎn)場地原始地面高程800～827 m，墊高造地后進(jìn)行移民安置居民點(diǎn)建設(shè)，墊高后場地高程827.3～828.7 m，規(guī)劃圍地總面積約140畝（1畝約等于667 m2），規(guī)劃安置人口約1 618人。

王家山滑坡位于小江右岸王家山北側(cè)，距離象鼻嶺居民點(diǎn)直線距離約1.3 km，如圖1所示。白鶴灘水電站水庫蓄水后，該滑坡在特定工況下發(fā)生失穩(wěn)將會(huì)產(chǎn)生涌浪，影響周邊居民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。因此，對(duì)該滑坡涌浪進(jìn)行研究極其重要。

2? 滑坡區(qū)地質(zhì)條件

白鶴灘水電站水庫區(qū)小江支庫王家山段，左岸為格勒坪子（象鼻嶺），右岸為王家山岸坡，坡面地形較凌亂，沖溝較發(fā)育，從南往北主要發(fā)育2條小沖溝，溝內(nèi)多季節(jié)性流水，雨季流量較大。該段岸坡地層巖性復(fù)雜，將地層由老到新分述見表1。

岸邊地下水以孔隙水和基巖裂隙水為主，孔隙水埋藏深度一般不大，主要賦存于小江沖洪積層內(nèi)，且受地表降雨和溝谷水的補(bǔ)給。基巖裂縫水主要存在于斜坡上的裂縫中，并以大氣降雨為主要補(bǔ)給來源。白鶴灘水電站水庫蓄水后，受庫水位影響，該處地下水位會(huì)有所抬升。

3? 滑坡特征與穩(wěn)定性分析

3.1? 基本特征

王家山滑坡位于小江右岸北側(cè)，左右側(cè)分別發(fā)育1#及2#沖溝，2條沖溝在滑坡體后部相交，具有“雙溝同源”“圈椅狀”的特點(diǎn)，滑坡體上植被稀疏，主要以灌木、雜草為主，如圖2所示。

從地貌上看，滑坡后緣特征明顯，有“雙溝同源”“圈椅狀”的特點(diǎn)；滑坡左側(cè)以1#沖溝為界，該沖溝約呈S62°W流向，基巖裸露，巖體破碎；滑坡右側(cè)以2#沖溝為界，該沖溝約呈N75°W流向，沖溝左岸地形坡度15～35°；滑坡前緣至小江邊，該處地形較陡，小規(guī)?；F(xiàn)象明顯，受其影響，剪出口不明顯。

3.2? 穩(wěn)定性分析

王家山滑坡所在岸坡地形較陡，為第四系崩坡積物所覆蓋，厚度較大，且距離小江斷裂較近，坡體在自重作用下，在暴雨或地震條件下，沿基巖和覆蓋層邊界發(fā)生破壞，滑坡體積約611萬m3。

現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，滑坡前緣存在塌滑破壞現(xiàn)象，位于滑坡體中央的S303省道（2016年擴(kuò)建）的路面、擋墻、護(hù)坡出現(xiàn)隆起、開裂現(xiàn)象，路面出現(xiàn)塌陷、開裂等變形征兆，開裂寬度在20～30 cm，沉降深度在40～50 cm。

以上種種跡象均表明滑坡現(xiàn)狀雖整體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，但在暴雨工況下，滑坡整體處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)蓄水高程超過825 m后，滑坡前緣會(huì)被庫水所淹沒，坡體內(nèi)骨架間細(xì)顆粒物質(zhì)會(huì)受到浸泡，土體物理力學(xué)參數(shù)將有所降低，滑坡穩(wěn)定性下降，有發(fā)生整體滑動(dòng)破壞的可能。

4? 涌浪估算

4.1? 最大入水速度估算

4.1.1? 潘家錚法

潘家錚法根據(jù)動(dòng)力平衡條件，求每滑動(dòng)微小水平距離△L后的速度。其中水平速度計(jì)算公式為

式中：v0為滑體的初始速度；ax為滑體的水平加速度，可通過滑體的動(dòng)力平衡條件得到；△L為各條塊的寬度。

根據(jù)潘家錚法計(jì)算出滑坡整體失穩(wěn)破壞的最大速度為7.44 m/s。

4.1.2? 美國土木工程師協(xié)會(huì)推薦公式法

美國土木工程師協(xié)會(huì)推薦的計(jì)算方法是，將滑板置于半無限大的水中，視為一個(gè)整體，并將其重心作為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行移動(dòng)，計(jì)算出滑板的滑動(dòng)速度，滑板滑動(dòng)的動(dòng)力為下滑力與抗滑力之間的差值，由此計(jì)算出滑板滑動(dòng)S距離后的滑速vs為

式中：？琢為滑動(dòng)表面的傾斜角度；W為滑體單寬重量；φ和c為滑動(dòng)面剪切強(qiáng)度的參量；H為重心到水面的高度；l為滑坡體與滑面接觸面長；g為重力加速度，9.8 N/kg。

根據(jù)美國土木工程師協(xié)會(huì)推薦公式法計(jì)算得出滑坡最大速度為13.22 m/s。

4.1.3? 謝德格爾法

謝德格爾法考慮了滑坡體的體變效應(yīng)，研究表明，滑坡體的體變與滑坡體的當(dāng)量摩擦系數(shù)（fe）在對(duì)數(shù)坐標(biāo)系下是線性的。二者之間的關(guān)系公式為

式中：V為滑坡體體積；a＝-0.156 66；b＝0.622 19。據(jù)V求出fe后，按下式計(jì)算滑速

計(jì)算得出滑坡整體失穩(wěn)的最大速度為16.81 m/s。

4.2? 涌浪高度估算

4.2.1? 潘家錚法

潘家錚給出了一種計(jì)算模型，該模型中考慮了坡度對(duì)波面反射的影響，在坡度發(fā)生水平形變時(shí)，所引起的初浪高度可由下述公式表達(dá)

當(dāng)岸坡上厚度為？姿的滑坡體以速度ν′進(jìn)入水庫后，初始浪的高度ζ0為

式中：f（ν′/）的變化視ν′/的大小而定，特別地，當(dāng)0＜ν′/＜0.5時(shí)，f（ν′/）≈ν′/；當(dāng)0.5＜ν′/＜2時(shí)，f（ν′/）呈曲線變化；當(dāng)ν′/＞2時(shí)，f（ν′/）≈1。

對(duì)岸距滑坡中心區(qū)距離為x的A點(diǎn)最高涌浪由下式給出

式中：n取1、3、5…；？茲n為傳到A點(diǎn)的第n次入射線岸坡法線的交角；B為河道寬度；L為滑體寬度；k為波的反射系數(shù)，取0.9～1.0；x0為滑坡區(qū)中心到A點(diǎn)的水平距離。

根據(jù)潘家錚法，計(jì)算得到了該滑坡的最大入水流速為7.13 m/s，并推算出該滑坡發(fā)生在象鼻嶺居住區(qū)附近時(shí)涌浪高為3.52 m。

4.2.2? 中國水科院經(jīng)驗(yàn)公式法

中國水利水電科學(xué)研究院考慮水庫滑坡的滑速和滑體的體積因素，并建立了三者間如下的關(guān)系，入水點(diǎn)最大涌浪高度計(jì)算公式如下

式中：k取0.12；V為滑坡體積，萬m3；u為滑速，m/s；hmax為最大涌浪高度，m；g為重力加速度，m/s。

距滑坡x點(diǎn)處的涌浪高度估算

式中：k1為與距滑坡點(diǎn)距離有關(guān)的系數(shù)，可由k1-x0.5關(guān)系曲線查得（圖3）；n為系數(shù)，n=1.3～1.5；h為涌浪高度，m。

根據(jù)上述公式，計(jì)算出王家山滑坡在象鼻嶺地區(qū)的涌浪高度分別為2.09、5.67、6.54 m。

4.3? 影響評(píng)價(jià)

從滑速計(jì)算成果來看，如圖4所示，王家山滑坡在“暴雨+蓄水”工況下發(fā)生整體滑動(dòng)破壞的最大入水速度，根據(jù)潘家錚法、美國土木工程師協(xié)會(huì)推薦的計(jì)算公式、謝德格爾法分別為7.44、13.22、16.81 m/s。3種方法有各自適用的情況，但潘家錚法綜合了多種因素，既可以求解直線型滑坡體，又可以求解曲線型滑坡體，更符合實(shí)際情況。所以從整體上看，潘家錚法的應(yīng)用面要廣得多，得到的結(jié)論也要可靠得多。

從涌浪計(jì)算結(jié)果來看，如圖5所示，象鼻嶺居民點(diǎn)處的涌浪，潘家錚法為3.52 m，中國水科院經(jīng)驗(yàn)公式法分別為2.09、5.67、6.54 m，2種方法計(jì)算出的涌浪高度有很大差異，這是因?yàn)橹袊圃旱慕?jīng)驗(yàn)公式中包含了容積效應(yīng)，但中國水科院的不穩(wěn)定體體積很小，所以得到的涌浪高度要比中國水科院的低。潘家錚法則是綜合了多種因素，得到了較為合理的結(jié)論。

象鼻嶺居民點(diǎn)場平高程為827 m，僅高出正常蓄水位2 m。根據(jù)研究結(jié)果，在825 m“蓄水+強(qiáng)降雨”條件下，王家山滑坡發(fā)生整體滑移破壞，象鼻嶺居民區(qū)的涌浪高（潘家錚法）為3.52 m，而在地震條件下，涌浪高將更大，對(duì)居民區(qū)造成的沖擊災(zāi)害將有一定的影響。

5? 結(jié)論

本文以金沙江白鶴灘水電站王家山滑坡為研究對(duì)象，基于勘察資料及滑坡基本特征對(duì)滑坡整體穩(wěn)定性進(jìn)行分析，研究發(fā)現(xiàn)在“暴雨工況+蓄水”825 m下，滑坡整體失穩(wěn)，同時(shí)，通過4種不同的計(jì)算方法，對(duì)象鼻嶺居民區(qū)的涌浪高度進(jìn)行了估算，得出王家山滑坡總體失穩(wěn)破壞時(shí)，對(duì)居民區(qū)的涌浪高度為3.52 m。建議在象鼻嶺居民區(qū)采取適當(dāng)?shù)乃朔雷o(hù)措施，或在王家山滑坡上實(shí)施工程處理，確保居民區(qū)的安全。

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