大型化工類項(xiàng)目地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)相關(guān)問(wèn)題探討

朱歡 彭淵哲

【摘 要】目前，陜北煤化工行業(yè)正處于快速發(fā)展時(shí)期，該行業(yè)地下水污染隱患大。因此，進(jìn)行有效的地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)，提出切實(shí)可行的地下水污染防治措施，為開(kāi)發(fā)建設(shè)活動(dòng)的決策提供可行依據(jù)。論文以大型煤化工項(xiàng)目為實(shí)例，運(yùn)用GMS軟件對(duì)項(xiàng)目廢水的非正常滲漏進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，并提出相應(yīng)的防護(hù)措施，為類似工程的地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)提供參考。

【Abstract】At present， the coal chemical industry in northern Shaanxi is in a rapid development period， the hidden trouble of groundwater pollution in this industry is great. Therefore， we need to take effective groundwater environmental impact assessment， put forward feasible measures to prevent and cure groundwater pollution， and provide feasible basis for the decision making of development and construction activities. The paper takes a large-scale coal chemical project as an example， uses GMS software to predict and analyze the abnormal seepage of project wastewater， and puts forward corresponding protective measures， which can provide reference for the groundwater environmental impact assessment of similar projects.

【關(guān)鍵詞】環(huán)境影響評(píng)價(jià)； 地下水?dāng)?shù)值模擬 ； GMS

【Keywords】environmental impact assessment； groundwater numerical simulation； GMS

【中圖分類號(hào)】X820.3 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2018）10-0185-02

1 研究背景

陜西榆林地區(qū)煤炭資源十分豐富，一些大型煤化工企業(yè)大力發(fā)展煤炭深加工領(lǐng)域，逐步豐富企業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游一體化。在煤化工快速發(fā)展的同時(shí)，也使環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)大大提高，特別是地下水環(huán)境。煤化工行業(yè)生產(chǎn)廢水產(chǎn)生量大，廢水中污染物濃度高，原輔料材料儲(chǔ)罐數(shù)量多等特性原因，加上地下水自身的復(fù)雜性、隱蔽性，難修復(fù)性，給原本比較脆弱的陜北地下水環(huán)境，帶來(lái)了更大的挑戰(zhàn)。因此，在項(xiàng)目的源頭進(jìn)行有效地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)，將不可預(yù)見(jiàn)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)控制在可控范圍內(nèi)，對(duì)地下水污染防治具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文以陜北一家大型煤化工項(xiàng)目為實(shí)例，依據(jù)《導(dǎo)則》采用GMS軟件對(duì)煤化工行業(yè)廢水的非正常滲漏進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，并提出防護(hù)措施，為地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)提供參考。

2 項(xiàng)目概況

2.1 自然條件

項(xiàng)目區(qū)氣候?qū)倥瘻貛Ш蜏貛О敫珊荡箨懶约撅L(fēng)氣候，主要的氣候特點(diǎn)是日夜溫差大，四季分明。多年平均氣溫9.4℃，多年平均降雨量408.1mm，全年降雨集中在7、8月，多年平均蒸發(fā)量為1420mm。

2.2 地層巖性

項(xiàng)目區(qū)位于毛烏素沙漠。地層由老至新依次為：三疊系上統(tǒng)永坪組（T3y），侏羅系下統(tǒng)富縣組（J1f），侏羅系中統(tǒng)延安組（J2y），新近系上新統(tǒng)保德組（N2b），第四系中更新統(tǒng)離石組（Qp2eol），上更新統(tǒng)薩拉烏蘇組（Qp3al+l）和馬蘭組（Qp3eol）、全新統(tǒng)沖積層（Qh2al）及風(fēng)積沙（Qh2eol）。

2.3 地下水類型及含水層結(jié)構(gòu)

評(píng)價(jià)區(qū)含水層主要為第四系薩拉烏蘇組沖湖積孔隙水，其含水介質(zhì)為上更新統(tǒng)薩拉烏蘇組細(xì)砂、粉細(xì)砂，平均厚度約10m，水位埋深3.0～15.0m，滲透系數(shù)約3.72m/d。燒變巖孔隙裂隙水：厚度0～41.40m，平均厚度26.38米，水位埋深5.0～30.0m不等，滲透系數(shù)約50m/d。河谷沖積層孔隙水，厚度一般3.0～15.0m，巖性主要為砂土層及卵礫石層，水位埋深1.0～9.5m，滲透系數(shù)約10.0m/d。評(píng)價(jià)區(qū)隔水層為新近系保德組紅土。

評(píng)價(jià)區(qū)地下水主要接受大氣降水的補(bǔ)給與含水層的側(cè)向補(bǔ)給，地下水主要由西往東南、由高到低，向東南禿尾方向徑流。地下水排泄主要為泉排泄，含水層側(cè)向排泄，蒸發(fā)及人工開(kāi)采。

通過(guò)水文地質(zhì)勘查試驗(yàn)，項(xiàng)目場(chǎng)地內(nèi)包氣帶地層平均厚度為12.26m，巖性以風(fēng)成細(xì)砂、中細(xì)砂為主，垂向滲透系數(shù)平均為19.8m/d，防污性能為“弱”。

3 地下水環(huán)境影響預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)

3.1 項(xiàng)目概況及源強(qiáng)確定

項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)為榆神工業(yè)區(qū)，主要產(chǎn)品為乙二醇，地下水影響風(fēng)險(xiǎn)最大的區(qū)域?yàn)槲鬯幚碚?。本次評(píng)價(jià)主要考慮污水池的非正常泄漏，并選擇污染物濃度最大的污水調(diào)節(jié)池作為預(yù)測(cè)對(duì)象。污水調(diào)節(jié)池長(zhǎng)寬高為35m×40m×5m，水位運(yùn)行高度為4.5m。非正常工況水池滲漏量根據(jù)《給水排水構(gòu)筑物工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50141）中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)水池允許滲水量2L/（m2/d）的10倍計(jì)算，即滲水量為41.5m3/d。根據(jù)工程分析與地下水導(dǎo)則，選取標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)最大的氨氮作為預(yù)測(cè)因子，其濃度為166.5mg/l。

3.2 含水層概化

本次模擬的目的含水層為第四系松散巖石孔隙潛水，侏羅系延安組燒變巖孔隙裂隙潛水及河谷沖積層孔隙水。將模擬區(qū)東邊界A1與南邊界A2概化為河流邊界；北邊界（A3）概化為零流量邊界；西邊界（A4）為流量邊界，頂部邊界（A5），概化為潛水面邊界；底部邊界（A6），概化為隔水底板。將模擬區(qū)地下水流概化成非均質(zhì)軸對(duì)稱各向異性非穩(wěn)定三維地下水流系統(tǒng)。模擬區(qū)水文地質(zhì)概念模型示意圖見(jiàn)圖1。模型范圍內(nèi)潛水的主要補(bǔ)給源為降水與西側(cè)含水層側(cè)向徑流補(bǔ)給。排泄項(xiàng)主要有向河流、溝谷的排泄，降水采用多年平均值。

3.3 模擬軟件及模擬區(qū)網(wǎng)格剖分

本次模擬采用美國(guó)環(huán)境保護(hù)局（USA EPA）開(kāi)發(fā)的GMS10.1。GMS是地下水模擬系統(tǒng)（Groundwater Modeling System）的簡(jiǎn)稱，是目前國(guó)際上最先進(jìn)的綜合性的地下水模擬軟件包，由MODFLOW、MODPATH、MT3D、FEMWATER、Borehole Data、Solid、GEO-STATISTICS等多個(gè)模塊組成的可視化三維地下水模擬軟件包。

為了盡可能真實(shí)地反映評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)地下水的滲流狀況，整個(gè)區(qū)域采用間距為50m等間距正交網(wǎng)格剖分，并于場(chǎng)地區(qū)與下游敏感目標(biāo)處加密為25m等間距正交網(wǎng)格，最終將模擬區(qū)剖分為301行、493列，見(jiàn)圖2。

3.4 頂?shù)装宀钪?/p>

模擬中的地面標(biāo)高采用數(shù)字高程模型來(lái)表示，對(duì)模擬范圍內(nèi)數(shù)字化電子地形圖進(jìn)行處理，經(jīng)過(guò)高程點(diǎn)提取、異常點(diǎn)剔除后獲得模擬區(qū)原始高程數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步采用克里格（Kriging）空間插值方法生成數(shù)字高程模型（見(jiàn)圖3）。

3.5 地下水環(huán)境保護(hù)措施

本項(xiàng)目地下水污染防治措施應(yīng)按照“源頭控制、分區(qū)防控、污染監(jiān)控、應(yīng)急響應(yīng)”相結(jié)合的原則，從污染物的產(chǎn)生、入滲、擴(kuò)散、應(yīng)急響應(yīng)進(jìn)行控制。

為了防止本期工程對(duì)地下水造成污染，結(jié)合建設(shè)項(xiàng)目建筑物的特點(diǎn)，建設(shè)時(shí)選擇了先進(jìn)、成熟、可靠的工藝技術(shù)，并對(duì)產(chǎn)生的廢、污水進(jìn)行了合理的治理和回用，從源頭上減少污染物排放；嚴(yán)格按照國(guó)家相關(guān)規(guī)范要求，對(duì)工藝、管道、設(shè)備、污水儲(chǔ)存及處理構(gòu)筑物采取相應(yīng)的措施，防止和降低污染物的跑、冒、滴、漏，將污染物泄漏的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)事故降低到最低程度；優(yōu)化排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，工藝廢水、地面沖洗廢水、初期污染雨水、生活污水、事故廢水等均進(jìn)行了妥善處理。

針對(duì)本建設(shè)項(xiàng)目地下水污染防治的重點(diǎn)是對(duì)儲(chǔ)罐區(qū)、固體貯存區(qū)、污水存貯建筑物采取相應(yīng)的防滲措施，并建立完善的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案、設(shè)置合理有效的監(jiān)測(cè)井，加強(qiáng)地下水環(huán)境監(jiān)測(cè)，把地下水污染控制在源頭或起始階段，防止有害物質(zhì)滲入地下水中。

4 結(jié)論

大型化工企業(yè)進(jìn)行地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)著重分析污染源強(qiáng)，水文地質(zhì)條件及環(huán)境保護(hù)目標(biāo)的情況。通過(guò)對(duì)含水層的概況和水文地質(zhì)參數(shù)的反復(fù)調(diào)整 [1] ，建立合理可信的數(shù)值模型，從而使計(jì)算結(jié)果更加精準(zhǔn)、合理，符合實(shí)際情況，對(duì)保護(hù)目標(biāo)的影響也更加清晰直觀，可為后期地下水環(huán)境保護(hù)措施的制定提供可信的依據(jù)。

【參考文獻(xiàn)】

【1】簡(jiǎn)武，沈玲玲.淺議地下水模型在環(huán)評(píng)中的應(yīng)用[J].海峽科學(xué)，2009，26（2）：13-16.