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摘要:

根據某熱電廠貯灰場模擬降水30mm、50mm、100mm和150mm的試驗數據，采用統計方法分析不同降水強度下粉煤灰隨著降水滲透至地下的深度，以確定各種降水條件下貯灰場滲濾液是否能夠達到含水層，造成地下水污染。運用箱線圖直觀了解不同降水量下含水量發生顯著性變化的土層深度，進一步使用秩和檢驗方法，利用本底值與降水影響情況下樣本土壤含水量數值進行比較分析。結果表明，在0.1顯著性水平下，污染液不能達到含水層。

關鍵詞:

干式貯灰場;秩和檢驗;箱線圖;降水量;本底值

隨著中國經濟的發展和電力需求的增加，燃煤電廠的粉煤灰貯放問題已經成為電廠建設中的重要問題。燃煤發電廠生產中產生的粉煤灰在干燥狀態下排出電廠，一般有兩種貯放方式，一是可以經過大量摻水后以濕法輸送貯放;二是可以少量摻水運至灰場經過碾壓之后堆積，即以干法貯放。對于濕法貯灰方式來說，由于粉煤灰的滲透特性［1］，在貯灰場沒有防滲設計的情況下，可能引起周邊地區地下水水質不同程度的降低。鄭定镕總結了灰場環保問題的經驗［2］，曹唯通過試驗研究了粉煤灰淋溶液對地下水的污染問題，認為需要較好地防滲［3］。黃爽等研究了灰場對地下水水位水質的影響，數值模擬了各種治理措施，得出在經濟上和技術上均可行的治理方案［4］。對于干式貯灰方式來說，一般無水外排，但是在降雨時，一方面，有大量客水匯入灰場，會有一定量水外排，造成短時間的地表水影響，但由于時間短、水量小，影響甚微。另一方面，可能使灰渣中部分重金屬和有毒元素浸出，從而可能影響地下水水質。因此，干式貯灰場的環保問題主要在于地下水污染［5］，即在各種降水量條件下粉煤灰滲濾液是否能夠透過包氣帶達到含水層，影響地下水水質。王濱結合長治欣隆煤矸石電廠貯灰場周邊松散層地下水和巖溶地下水評價，分析了污染情況，發現松散層孔隙水水質較差，表明淺層地下水受到一定污染［6］。某熱電廠新上工程粉煤灰擬采用干式貯存，貯灰場只作為事故或冬季時灰渣堆場，貯存時間為0.5年。大氣降水在貯灰場中能否產生粉煤灰滲濾液而污染地下水將成為社會各方關注的主要環境問題。為此，本文利用該廠現有貯灰場進行模擬降水30mm、50mm、100mm和150mm四種水量下的粉煤灰滲透試驗。通過統計方法分析不同降水量、不同時間下不同深度的包氣帶含水量與本底值之間是否存在顯著差異，從而討論粉煤灰滲透影響的深度，回答灰場對地下水是否產生污染問題。

1模型方法

1.1箱線圖法在得到樣本數據之后，將之按照從小到大的次序排列得到次序統計量，用Q1和Q3分別表示第一和第三4分位數，m0.5表示樣本中位數。由此可以畫出箱線圖［7］(圖1)。畫一個箱子，其兩側恰好為第一和第三4分位數，在中位數位置畫一條豎線，箱內的星形符號表示樣本均值，則箱子內包含了樣本中50%的數據。IQR=Q3－Q1稱為4分位間距，Q1－1.5IQR至Q3+1.5IQR稱為內柵區，在箱子兩側各引出一條平行線，分別至第一和第三4分位數外和內柵區內的最小和最大數據點;內柵區之外的數據稱為樣本外數據，Q1－3IQR至Q3+3IQR稱為外柵區，內、外柵區之間的數據稱為近樣本外數據，外柵區之外的數據稱為遠樣本外數據。

1.2秩和檢驗秩和檢驗方法可以檢驗兩個連續型總體是否同分布［8］。設兩個總體的分布函數均為未知的連續函數，分別為F1(x)和F2(x)。

2粉煤灰滲濾液向地下滲透深度的統計分析

根據試驗數據，利用箱線圖法直觀分析灰水可能的滲透深度，利用秩和檢驗方法對滲透深度進一步加以確定。

2.1數據說明本文所使用的數據來自于某熱電廠貯灰場模擬降水30mm、50mm、100mm和150mm情況下的試驗結果，試驗中采用4種水量，在滲水后的0.5h、1.5h、4.5h、8h、24h和48h(分別記為第1、2、3、4、5和6個時間)后取樣，檢測包氣帶含水量隨時間的變化。4種情況下包氣帶含水量分別以s1m、s2m、s3m和s4m表示，sim－jk(i=1，2，…，4;j=1，2，…，6;k=1，2，…，11)表示在第i種降水模式下第j個時間第k個深度包氣帶含水量。在此項問題的研究中本底值的確定相對復雜，在試驗區任取一個背景孔的做法不可靠，得到的背景值只能作為參考。結合專家意見，一般在降水后最短期內的數據作為本底值，此時數據尚未受到影響。

2.2不同降水量下滲透深度的箱線圖分析為了直觀了解在降水后不同時間內某個深度土層的含水量與本底值相比是否發生了顯著變化，在不同降水量條件下，同一深度土層背景孔含水量樣本數據和降水后各時間內取得的樣本數據箱線圖平行畫出，進行比較分析。原則上，如果該深度土層受到降水滲透影響，含水量將隨降水時間增長呈現上升的趨勢，由于粉煤灰及土層非均質，滲透系數存在差異，所以在整個趨勢中可能有上下振蕩現象，并且根據中位數相對于均值的穩健性，將以中位數作為主要考慮因素，均值作為輔助考慮。圖中的中位數附近添加了置信區間，從m0.5－1.5IQR/槡N至m0.5+1.5槡IQR/N，以陰影表示，其中N為樣本容量。圖2～圖17是所選擇的土層含水量直觀上發生變化的箱線圖，圖中beijingi表示背景孔中i－1至im土層含水量的觀察值，i=1，2，…11，分析中只將其作為參考。圖2～圖5為30mm降水條件下各土層在不同觀測時間含水量的變化。圖2中2～3m深含水量箱線圖顯示，降水0.5h至1.5h對該土層均無顯著影響，從4.5h起，含水量波動上升，所以0.5h和1.5h樣本均可作為本底值。圖3中3～4m深含水量箱線圖顯示，1.5h和4.5h快速上升，之后緩慢下降，所以只能將0.5h樣本作為本底值。

圖4中8～9m深含水量箱線圖雖然呈現波動上升趨勢，但數據量小且上升態勢主要由8h的一個大值所拉動，0.5h、1.5h和4.5h樣本均可作為本底值。圖5中9～10m深含水量箱線圖與圖4有類似特征，數據量小且上升主要由三個大值拉動，0.5h樣本作為本底值。綜合考慮認為最大影響深度集中于2～3m或3～4m。圖6～圖9為50mm降水條件下各土層在不同觀測時間含水量的變化。圖6中5～6m深含水量箱線圖顯示，降水0.5h至1.5h對該土層均無顯著影響，從4.5h起，含水量波動上升，所以0.5h和1.5h樣本均可作為本底值。圖7中6～7m深含水量箱線圖顯示，1.5h快速上升，之后緩慢下降，24h和48h已經降至0.5h水平，結合背景孔觀測值，背景孔和0.5h樣本均可以作為本底值。圖8中7～8m深含水量箱線圖數據量小，且上升態勢主要由1.5h、4.5h和8h的三個大值所拉動，24h和48h均與0.5h水平相近，只能將0.5h樣本作為本底值。圖9中8～9m深含水量箱線圖與圖8類似，數據量小且上升主要由4.5h一個大值拉動，0.5h和1.5h樣本均可以作為本底值。綜合考慮認為最大影響深度集中于5～6m和6～7m。圖10～圖13為100mm降水條件下各土層在不同觀測時間含水量的變化。圖10中3～4m深含水量箱線圖顯示，降水1.5h對該土層產生影響，之后含水量波動上升，所以只能將0.5h樣本作為本底值。圖11中5～6m深含水量箱線圖顯示，1.5h后波動上升，至24h和48h與0.5h水平相近，結合背景孔觀測值，背景孔和0.5h樣本均可以作為本底值。圖12中7～8m深含水量箱線圖顯示，在4.5h升至最高點，之后幾個時間下降至與1.5h持平，結合背景孔觀測數據，可以將背景孔和0.5h樣本作為本底值。圖13中9～10m深含水量箱線圖與圖12基本類似，4.5h和8h達高點，24h和48h與0.5h水平相近，0.5h和1.5h樣本均可以作為本底值。綜合考慮認為最大影響深度集中于3～4m和5～6m。圖14～圖17為150mm降水條件下各土層在不同觀測時間含水量的變化。圖14中3～4m深含水量箱線圖顯示，降水1.5h對該土層產生影響，含水量除在24h達到最大外，其余時間與1.5h持平，只能將0.5h樣本作為本底值。圖15中4～5m深含水量箱線圖顯示，4.5h后波動上升，因此0.5h和1.5h樣本均可以作為本底值。圖16中8～9m深含水量箱線圖和圖17中9～10m深箱線圖類似，數據量小，分別在24h和8h升至最高點，其余時間與0.5h持平或略低，最高值分別是由24h和8h中的一個大值拉動。綜合考慮認為最大影響深度集中于3～4m和4～5m。為了確定以上各土層中含水量是否發生變化，進一步通過秩和方法檢驗這些土層樣本數據和本底數據是否來自于相同的總體，如果結果是否定的，則含水量發生了變化。

2.3不同降水量下滲透深度的秩和檢驗分析由于各種條件下的土層含水量均可視為灰數，即其取值位于某一區間內，所以可以將其視為連續型隨機變量。這樣，就滿足了秩和檢驗的基本條件。在各種降水量條件下，可以對不同土層不同時間的含水量樣本與本底樣本進行秩和檢驗，以確定是否來自于相同分布，如果拒絕則認為該土層已經受到降水影響。同樣的方法發現24h和48h樣本顯著高于本底值，而4.5h與本底值無顯著差異，可視為此時并未產生顯著影響。因此4～5m及以上深度受到降水影響。對于8～9m深度，將s4m－19和s4m－29聯合作為本底值，將其與s4m－39、s4m－49、s4m－59和s4m－69分別進行秩和檢驗，結果4.5h、8h、24h和48h樣本均與本底值無顯著差異，因此8～9m及以下深度未受到降水影響。綜合上述結果，150mm降水條件下最大影響深度為4～5m。通過以上各個降水條件下的統計分析和比較，發現50mm降水條件下的結果稍有異常，其形成原因與不同位置粉煤灰的滲透系數［9］和灰場所在地的地質環境相關［10］。

3結論

(1)在降水量分別為30mm、50mm、100mm和150mm的情況下，最大影響深度分別為3～4m、5～6m、3～4m和4～5m，該結果符合降水量對土層影響的基本規律，即隨著降水量增加對土層的影響逐漸加深。(2)在0.1的顯著性水平下，干貯煤場的粉煤灰隨著降水滲透的最大深度不會超過6m。因此，不能夠達到該地區的含水層而造成地下水污染。(3)50mm降水條件下的異常結果可以作為深入研究的方向，以此為粉煤灰的利用提供實證依據。

參考文獻:

［1］李大可．粉煤灰滲透變形特性［J］．防滲技術，2001，7(2):8-15．LIDa-ke．Seepagedeformationcharacteristicsofflyash［J］．TechniqueofSeepageControl，2001，7(2):8-15．

［2］鄭定镕．粉煤灰貯放中的若干土工及環保問題［J］．巖土工程學報，1988，10(5):124-127．ZHENGDing-rong．Someengineeringandenvironmentalproblemondryflyash［J］．ChineseJournalofGeotech-nicalEngineering，1988，10(5):124-127．

［3］曹唯．粉煤灰淋溶液對地下水污染的試驗研究［J］．中州煤炭，2002，118(4):7-8．CAOWei．Studyongroundwaterpollutionofeluviationliquidofflyash［J］．ZhongzhouCoal，2002，118(4):7-8．

［4］黃爽，蔡樹英，楊金忠．電廠粉煤灰場對地下水環境影響的初步研究［J］．武漢大學學報:工學版，2001，34(5):7-11，31．HUANGShuang，CAIShu-ying，YANGJin-zhong．Ini-tialstudyoninfluenceofashfieldsoncircumambientgroundwater［J］．EngineeringJournalofWuhanUniver-sity:EngineeringandTechnologyEdition，2001，34(5):7-11，31．

［5］丁海容，饒俊勇．燃煤電廠干式貯灰場防滲設計探討［J］．國土資源科技管理，2011，28(6):99-103．DINGHai-rong，RAOJun-yong．Astudyofanti-seepagedesignforashareaoffossilfuelpowerplant［J］．Scien-tificandTechnologicalManagementofLandandRe-sources，2011，28(6):99-103．

［6］王濱．電廠貯灰場區域對地下水環境質量影響評價分析［J］．科技情報開發與經濟，2009，19(8):158-160．WANGBin．Evaluationandanalysisontheinfluenceoftheareaoftheashfieldonthequalityofwaterenviron-ment［J］．Sci-TechInformationDevelopmentandEcon-omy，2009，19(8):158-160．

［7］茆詩松，程依明，濮曉龍．概率論與數理統計［M］．北京:高等教育出版社，2004:265-266．MAOShi-song，CHENGYi-ming，PUXiao-long．Proba-bilityandstatistics［M］．Beijing:AdvancedEducationPress，2004:265-266．

［8］吳翊，李永樂，胡慶軍．應用數理統計［M］．北京:國防科技大學出版社，1995:127-128．WUYi，LIYong-le，HUQing-jun．Appliedmathematicalstatistics［M］．Beijing:NationalUniversityofDefenceTechnologyPress，1995:127-128．

［9］張海燕，王新民，尹慧，等．地質災害風險評價閾回歸聯合聚類分析［J］．吉林大學學報:地球科學版，2011，41(2):529-535．ZHANGHai-yan，WANGXin-min，YINHui，etal．Thresholdregressivemodelandclusteranalysisofsedi-ment-relateddisaster［J］．JournalofJilinUniversity:EarthScienceEdition，2011，41(2):529-535．

［10］馬明燕，張東麗，王玉潔，等．堿活化條件對粉煤灰合成不同類型沸石的影響［J］．吉林大學學報:地球科學版，2006，36(4):663-667．MAMing-yan，ZHANGDong-li，WANGYu-jie，etal．Influenceofalkali'sactivationonthetypesofzeolitesyn-thesizedfromflyash［J］．JournalofJilinUniversity:EarthScienceEdition，2006，36(4):663-667．

作者：張海燕 王新民 陳初雨 孫春 王延亮 單位：長春工業大學 基礎科學學院 吉林省地質環境監測總站