濱海地區(qū)建設(shè)項(xiàng)目地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)

李曉斌甄婷婷梅桂友陳袁袁

（1.中海石油環(huán)保服務(wù)有限公司咨詢信息中心；2.北京市首都規(guī)劃設(shè)計(jì)工程咨詢開發(fā)公司）

濱海地區(qū)建設(shè)項(xiàng)目地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)

李曉斌1甄婷婷2梅桂友1陳袁袁1

（1.中海石油環(huán)保服務(wù)有限公司咨詢信息中心；2.北京市首都規(guī)劃設(shè)計(jì)工程咨詢開發(fā)公司）

對(duì)濱海地區(qū)特別是人工圍填海地區(qū)新建項(xiàng)目地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)等級(jí)、保護(hù)目標(biāo)、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、影響預(yù)測(cè)及水文地質(zhì)條件調(diào)查等重點(diǎn)關(guān)注的幾個(gè)問題進(jìn)行探討，結(jié)合天津市某濱海工業(yè)區(qū)新建油氣處理廠終端項(xiàng)目進(jìn)行案例分析，采用解析法估算了石油污染物的擴(kuò)散遷移范圍，為類似地區(qū)項(xiàng)目的地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)提供可參考的經(jīng)驗(yàn)。

地下水；濱海地區(qū)；環(huán)境影響評(píng)價(jià)

0 引 言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)沿海城市加大了濱海地區(qū)的開發(fā)力度，石油儲(chǔ)運(yùn)、進(jìn)口加工行業(yè)在濱海地區(qū)迅猛發(fā)展，人工填海區(qū)成為該行業(yè)重要的選址區(qū)。在這些項(xiàng)目的環(huán)境影響評(píng)價(jià)過程中，地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)是比較薄弱的環(huán)節(jié)。由于濱海地區(qū)地下水、地表水以及海水之間的水力聯(lián)系密切且復(fù)雜，在評(píng)價(jià)等級(jí)的判定、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的選取及保護(hù)目標(biāo)的確定、地下水保護(hù)措施等方面需要充分考慮圍填海造地新建項(xiàng)目特殊的水文地質(zhì)條件和人類活動(dòng)的影響。因此，濱海地區(qū)地下水環(huán)境評(píng)價(jià)成為項(xiàng)目環(huán)評(píng)中的難點(diǎn)。這類項(xiàng)目地下水環(huán)境評(píng)價(jià)研究較少，目前可參考的文獻(xiàn)非常有限。本文以某油氣處理廠新建終端為例，探討濱海地區(qū)地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)中存在的關(guān)鍵問題。

1 研究區(qū)概況

擬建油氣處理廠終端位于天津市濱海新區(qū)某工業(yè)區(qū)，距天津市區(qū)約45 km，根據(jù)該工業(yè)區(qū)一期控制性詳細(xì)規(guī)劃，終端劃撥用地面積約22萬m2，均為填海造地。項(xiàng)目位于海河流域下游，周邊包括多條一級(jí)、二級(jí)河流。

項(xiàng)目所在區(qū)域?qū)偃A北平原濱海沉積區(qū)，地層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由海陸交互沉積而形成，除地表1～3 m范圍內(nèi)有一定陸相沉積外，下伏3～15 m范圍內(nèi)均為海相沉積的黏土。區(qū)域淺層多為第四系地層，按成因類型劃分為人工堆積、新近沉積、陸相沉積和海相沉積層。新建終端地基土層均屬第四系沉積物，根據(jù)沉積成因與土的物理力學(xué)性質(zhì)，由上而下分為四層：第四系人工堆積土層、第四系全新統(tǒng)淺海相沉積層（該層又分為淤泥質(zhì)黏土、粉土與黏性土互層、淤泥質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土四個(gè)亞層）、第四系全新統(tǒng)沼澤相沉積層、第四系上更新統(tǒng)河床-河漫灘相沉積層（該層包括粉砂層、粉質(zhì)黏土層兩個(gè)亞層）。

該場(chǎng)地地下水類型為潛水，水位埋深受外界環(huán)境影響較大，在旱季深些，雨季淺些；在項(xiàng)目場(chǎng)地勘察期間，場(chǎng)地地下水位埋深為1.6～1.9 m，年變化幅度約為0.6 m。該場(chǎng)地地下水水力坡度小，徑流條件差，補(bǔ)給主要靠大氣降水，排泄主要靠蒸發(fā)，地下水流向大致為從西南流向東北，其中第二層中的粉土與黏性土互層為相對(duì)含水層。

2 評(píng)價(jià)等級(jí)、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的確定

2.1 地下水評(píng)價(jià)等級(jí)

根據(jù)HJ 610—2011《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則地下水環(huán)境》（下文簡(jiǎn)稱為《導(dǎo)則》）要求，地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作一般劃分為準(zhǔn)備、現(xiàn)狀調(diào)查與工程分析、預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)及報(bào)告編寫四個(gè)階段，其最關(guān)鍵的一步是項(xiàng)目地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)等級(jí)的確定。在經(jīng)過初步的工程分析及環(huán)境狀況調(diào)查之后，首先要根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目場(chǎng)地的包氣帶防污性能、含水層的易污染特征、地下水環(huán)境敏感程度、污水排放量和污水水質(zhì)復(fù)雜程度等條件確定地下水的評(píng)價(jià)等級(jí)［1］。

確定場(chǎng)地的包氣帶防污性能，一般可依據(jù)項(xiàng)目初期進(jìn)行的巖土工程勘察報(bào)告，了解場(chǎng)地的水文地質(zhì)條件概況，按照廠地工程地質(zhì)特征和地層分布，確定包氣帶層的厚度及滲透系數(shù)經(jīng)驗(yàn)值，以此來判斷包氣帶的防污性能。但在濱海地區(qū)新建項(xiàng)目，特別是圍填海區(qū)的新建項(xiàng)目，則必須考慮人工填土的巖性及其滲透系數(shù)，而不僅僅考慮巖土工程勘察的首層巖土防污性能。例如：在某新建碼頭，工勘地層依次為粉砂、粗砂、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、弱風(fēng)化花崗巖，工勘孔部分位于海平面以下，如直接按照粉砂的巖土層厚度及滲透系數(shù)，則包氣帶防污性能為弱。然而實(shí)際項(xiàng)目情況需在場(chǎng)地進(jìn)行填海造陸，因此，填海類項(xiàng)目作為一種特殊的情況，即人工造成地下水潛水層，在判定包氣帶防污性能時(shí)應(yīng)按照人工填土層的巖性和項(xiàng)目完成后的標(biāo)高來確定。

在本案例項(xiàng)目中，根據(jù)廠址巖土工程勘察報(bào)告，項(xiàng)目場(chǎng)地包氣帶主要指第一大層素填土層，該層主要由可軟塑狀黏性土組成，分布普遍，厚度為1.4～3.5 m，平均厚度2.7 m，參考粉質(zhì)黏土和黏土的滲透系數(shù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，其滲透系數(shù)為1.0×10－6～1.0×10－8cm／s，因此，包氣帶防污性能為中到強(qiáng)。

綜合其他判別條件項(xiàng)目場(chǎng)地的含水層易污染特征為不易，地下水環(huán)境敏感程度為較敏感，污水排放強(qiáng)度為小，污水水質(zhì)復(fù)雜程度為中等，由此得出本項(xiàng)目地下水評(píng)價(jià)等級(jí)為三級(jí)。

2.2 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

地下水環(huán)境現(xiàn)狀評(píng)價(jià)一般是通過實(shí)地取樣和監(jiān)測(cè)，采用標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)法對(duì)區(qū)域地下水環(huán)境進(jìn)行評(píng)價(jià)。環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)及環(huán)境影響預(yù)測(cè)工作中執(zhí)行的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)一般根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境功能區(qū)劃來確定。但在濱海地區(qū)特別是填海區(qū)，常常缺少地下水環(huán)境功能區(qū)劃或區(qū)劃滯后，這時(shí)應(yīng)根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目所在地區(qū)地下水實(shí)際情況和用途來確定，按照GB／T 14848—93《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的分類分別執(zhí)行相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)級(jí)別。

地下水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)中的因子除應(yīng)包括常規(guī)地下水監(jiān)測(cè)因子外，還應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)選取特征污染物因子進(jìn)行監(jiān)測(cè)。對(duì)于地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中未做規(guī)定的特征污染因子（如石油類），一般建設(shè)項(xiàng)目均參照GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行評(píng)價(jià)。由于濱海區(qū)的地下水與地表水和海水聯(lián)系密切，相互混合，成分非常復(fù)雜，選用單獨(dú)的地下水標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)或參照一般項(xiàng)目選取地表水標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)均不能客觀反映當(dāng)?shù)貙?shí)際的地下水水質(zhì)情況，還應(yīng)考慮項(xiàng)目所在區(qū)域相鄰的海洋功能區(qū)劃，參照GB 3097—1997《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》中的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。

在環(huán)評(píng)工作中，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)須經(jīng)地方環(huán)保主管部門進(jìn)行確認(rèn)。根據(jù)《海河流域天津市水功能區(qū)劃》，本項(xiàng)目涉及的地表河流為一般景觀要求水域，執(zhí)行GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的V類標(biāo)準(zhǔn)，石油類執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)為1.0 mg／L。由于本項(xiàng)目地下水的保護(hù)目標(biāo)包括沿海灘涂的養(yǎng)殖區(qū)，因此按照GB 3097—1997《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》中的二類標(biāo)準(zhǔn)，石油類應(yīng)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)為0.05 mg／L。

綜合以上，本次地下水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中石油類參照GB 3097—1997《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》中二類標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

3 地下水環(huán)境影響預(yù)測(cè)分析

地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)的主要方法有數(shù)值法、解析法、回歸分析法、趨勢(shì)外推法、類比預(yù)測(cè)法等。由于數(shù)值法、回歸分析法［2］、趨勢(shì)外推法等對(duì)地下水水質(zhì)及水位等資料的要求較高，一般地區(qū)滿足地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)的資料非常有限，必須做專門的水文地質(zhì)勘查才能獲取相應(yīng)資料。類比預(yù)測(cè)法則要求類比調(diào)查的對(duì)象與擬建預(yù)測(cè)對(duì)象之間，必須滿足二者環(huán)境水文地質(zhì)條件、水動(dòng)力場(chǎng)條件和水質(zhì)狀況類似，工程特征及對(duì)地下水環(huán)境的影響具有相同或相似性，因此實(shí)用范圍局限性比較大。解析法通過對(duì)研究區(qū)含水層條件及污染物等特性進(jìn)行概化，采用相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型對(duì)污染物的遷移擴(kuò)散范圍進(jìn)行預(yù)測(cè)［3］，在地下水的二級(jí)評(píng)價(jià)和三級(jí)評(píng)價(jià)中應(yīng)用較為廣泛。對(duì)于地下水一級(jí)評(píng)價(jià)，《導(dǎo)則》要求采用數(shù)值法對(duì)地下水水質(zhì)進(jìn)行影響預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)，對(duì)于所需的參數(shù)等環(huán)境水文地質(zhì)條件應(yīng)進(jìn)行有針對(duì)性的勘察試驗(yàn)。

3.1 地下水保護(hù)目標(biāo)的確定

由于濱海地區(qū)降水量大，地下水埋深淺，一般都在幾米以內(nèi)，而且地表水系分布廣泛，溝渠交錯(cuò)，地表水、地下水和海水三者形成了復(fù)雜的水力聯(lián)系。對(duì)于這類地區(qū)，除應(yīng)關(guān)注常規(guī)地下水保護(hù)目標(biāo)（如飲用水源地、生態(tài)濕地、地下水水庫(kù)、泉）外，還需要關(guān)注與地下水、地表水、海水都有密切水力聯(lián)系的單元（如灘涂養(yǎng)殖區(qū)、魚池蝦池等）。

按照以上原則，本項(xiàng)目地下水的保護(hù)目標(biāo)確定為“項(xiàng)目影響區(qū)的地下水含水層，以及地下水排泄影響的周邊水域、養(yǎng)殖區(qū)、北大港濕地自然保護(hù)區(qū)和天津古海岸與濕地國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)”。

3.2 污染源強(qiáng)分析

根據(jù)油庫(kù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和石油進(jìn)入地下水的特點(diǎn)，事故狀態(tài)可概化成短期點(diǎn)源泄漏和長(zhǎng)期連續(xù)污染?？紤]該地區(qū)地下水氯離子等濃度較高，幾乎與海水相同，因此在最不利的條件下，污染源強(qiáng)參照原油污染物在海水中的溶解度確定［4］。

3.3 模型概化

根據(jù)研究區(qū)含水層條件和石油污染的特性，對(duì)含水層作以下概化：①污染遷移區(qū)域?yàn)閱蝹€(gè)潛水含水層；②潛水層對(duì)溶解油遷移有阻滯效應(yīng)而無降解作用；③污染預(yù)測(cè)采用單向隨流輸移和一維擴(kuò)散模型，并考慮含水層介質(zhì)對(duì)溶解油的阻滯作用。數(shù)學(xué)模型為：

模型邊界條件為：

模型的解析解為：

式中，t為污染持續(xù)時(shí)間，s；x為污染擴(kuò)散距離，m；D′L為考慮含水層介質(zhì)吸附作用后污染物的縱向彌散系數(shù)，m／s2；u′為污染物在地下水中的運(yùn)移速度，m／s；erfc為余誤差函數(shù)，通過查水文地質(zhì)手冊(cè)獲得［5］。

3.4 預(yù)測(cè)結(jié)果

采用GB 3097—1997《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》石油類二類標(biāo)準(zhǔn)作為污染范圍的濃度邊界，在預(yù)測(cè)時(shí)取保守值，計(jì)算得出事故狀態(tài)下石油污染物的污染擴(kuò)散范圍見表1。

表1 石油類污染物擴(kuò)散范圍預(yù)測(cè)結(jié)果

4 結(jié)束語

圍填海地區(qū)新建項(xiàng)目判斷地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)等級(jí)時(shí)，應(yīng)考慮人工填土層的巖性及其滲透性能，及項(xiàng)目完成后的標(biāo)高來確定填土層厚度，從而確定包氣帶的防污性能。濱海地區(qū)的地下水評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)要綜合考慮地下水、地表水和海水的相互聯(lián)系，對(duì)于地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中沒有的特征污染因子石油類，在評(píng)價(jià)時(shí)除應(yīng)考慮地表水相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)取值，還應(yīng)參照相關(guān)海域功能區(qū)劃對(duì)海水水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)要求。在評(píng)價(jià)等級(jí)要求不高時(shí)，地下水環(huán)境影響預(yù)測(cè)可采用解析法，將研究區(qū)含水層進(jìn)行概化，所需參數(shù)根據(jù)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料或有針對(duì)性的野外試驗(yàn)獲取，從而估算污染物運(yùn)移擴(kuò)散范圍。

本文針對(duì)濱海地區(qū)地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)等級(jí)、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及保護(hù)目標(biāo)的確定結(jié)合研究案例進(jìn)行了分類討論，但由于評(píng)價(jià)等級(jí)要求不高，在影響預(yù)測(cè)分析前并未開展專門的水文地質(zhì)勘察與試驗(yàn)。在評(píng)價(jià)等級(jí)要求較高時(shí)，除根據(jù)《導(dǎo)則》要進(jìn)行水文地質(zhì)條件調(diào)查的十項(xiàng)內(nèi)容外，由于濱海地區(qū)新建項(xiàng)目的特殊性，還應(yīng)針對(duì)性的開展如下調(diào)查［5］，并在此基礎(chǔ)上采用數(shù)值法進(jìn)行影響預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)。

◆地下水與河水、海水的水力聯(lián)系和補(bǔ)排關(guān)系。

◆潮汐變化對(duì)地下水在水平和垂直方向上的影響，確定咸淡水邊界和海水入侵的范圍。

◆海岸灘涂、沼澤濕地的形成條件、分布規(guī)律及其與地下水的關(guān)系。

◆海灘的沉積物特征和淤泥層的分布特征。

◆海下是否有淡水泉及其成因、補(bǔ)給來源、出露條件等情況。

◆項(xiàng)目所在的沿海城鎮(zhèn)或港口由于開采地下水而引起的區(qū)域水位下降，海水倒灌、水質(zhì)惡化、地面沉降等環(huán)境水文地質(zhì)問題的情況。

［1］ HJ 610—2011環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則地下水環(huán)境［S］.

［2］ 向速林.基于回歸分析的地下水水質(zhì)預(yù)測(cè)研究［J］.東華理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，30（2）：161-163.

［3］ 楚敬龍.解析法在山區(qū)地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)中的應(yīng)用［J］.有色金屬（礦山部分），2011，63（5）：71-74.

［4］ 胡紅亮，劉國(guó)東，余世嬌，等.石油污染物在濱海潛水層中的遷移預(yù)測(cè)［J］.人民黃河，2011，33（8）：86-87.

［5］ 地質(zhì)礦產(chǎn)部水文地質(zhì)工程地質(zhì)技術(shù)方法研究隊(duì)主編.水文地質(zhì)手冊(cè)［M］.北京：地質(zhì)出版社，1978.

1005-3158（2014）03-0049-03

2014-02-25）

（編輯 石津銘）

10.3969／j.issn.1005-3158.2014.03.015

李曉斌，2010年畢業(yè)于北京師范大學(xué)地下水科學(xué)與工程專業(yè)，碩士，現(xiàn)在中海石油環(huán)保服務(wù)有限公司咨詢信息中心從事地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作。

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