成品油管道地下水監(jiān)測井建設探討

摘 要：涉及生態(tài)紅線區(qū)的成品油管道若發(fā)生泄漏，可能污染到地下水，后果嚴重。如果在成品油管道沿線環(huán)境敏感部位建設地下水監(jiān)測井，能夠發(fā)現(xiàn)地下水是否被污染。本文對建設監(jiān)測井的建設中的關(guān)鍵問題進行討論和分析。

關(guān)鍵詞：地下水;監(jiān)測井;檢測

1 前言

因成品油管道有高效率、無損耗、低風險等優(yōu)勢，得到蓬勃發(fā)展;到2020年，我國成品油管道里程將達3.3萬公里，已成為名副其實的“能源動脈”，一旦發(fā)生泄漏事故，不僅給帶來嚴重的安全風險，同時對環(huán)境帶來嚴重影響，也可能污染到地下水，由于難以及時檢測到，從而耽誤污染應急修復。因此，在成品油管道敏感部位設置地下水監(jiān)測井可以準確判斷地下水是否被污染。

2 成品油泄漏后對地下水的影響

近年來，隨著管道保護科技的發(fā)展、國家重視程度的提高、管道企業(yè)的投入不斷加大，管道安全水平大幅提高，引發(fā)成品油管道泄漏的主要原因有：地質(zhì)災害、第三方施工破壞。成品油管道泄漏分為針孔泄漏、小孔泄漏和斷裂泄漏。成品油泄漏以后，首先通過土壤向下滲透，其遷移轉(zhuǎn)化過程見圖1，泄漏的成品油在重力作用下通過包氣帶向下擴散，最終進人含水層的過程中，大部分被包氣帶截留，土層對油類的截留率達85%，垂直方向上土層油類污染物濃度隨深度呈負指數(shù)遞減。流經(jīng)包氣帶的石油烴，部分被土壤和沉積物顆粒吸附殘留在細小的土壤顆粒中，形成殘留的非水溶相液體（殘留相NAPLs），并向包氣帶空隙揮發(fā)擴散或被生物降解，殘留在土壤顆粒以及毛細帶中的NAPLs是地下水和大氣的持續(xù)污染源。到達地下水面的石油烴，由于密度比水小，在地下水面以上形成一個污染體（自由相NAPLs），并持續(xù)溶解進入含水層（溶解相LNAPLs）。

在上述遷移過程中，大部分分子量較小的烷烴和環(huán)烷烴揮發(fā)去除，而分子量較大的（nC18以上）烷烴和環(huán)烷烴被吸附于土壤中。石油烴是造成地下水污染的主要組分。苯系物中苯最難被生物降解，是地下水石油類污染常見的芳香烴組分之一，其中苯和甲苯具有致癌、致畸、致突變作用，嚴重威脅人類健康。

3 建設成品油管道地下水監(jiān)測井的意義

泄漏的油品一進自然保護區(qū)、水源涵養(yǎng)區(qū)或其他敏感水體后，則可能影響當?shù)叵滤畮?，如長期未發(fā)現(xiàn)，勢必造成更為嚴重的地下水污染。通過在環(huán)境敏感區(qū)設置地下水監(jiān)測井并定期檢測，可以發(fā)現(xiàn)因成品油管道泄漏或附近其他設施石油類的泄漏，從而起到對該區(qū)段地下水的保護作用。

因此成品油管道企業(yè)需落實主體責任，加大管道周邊環(huán)境敏感部位、關(guān)鍵位置的地下水監(jiān)測井建設力度，勢必對保護地下水這一人類共同的寶貴資源起到更大的作用。近期，中國石化提出了成品油管道管道沿線敏感部位設置地下水監(jiān)測井的具體要求，將引領和推動全社會投入地下水的保護中來。

4 建設成品油管道地下水監(jiān)測井的關(guān)鍵問題

4.1 管道企業(yè)全過程參與

管道企業(yè)在地下水監(jiān)測井項目實施前，對全線開展敏感水體調(diào)研，確定監(jiān)測井的位置和數(shù)量;積極協(xié)調(diào)工農(nóng)關(guān)系，參與施工監(jiān)護和驗收環(huán)節(jié)，對質(zhì)量把關(guān)。監(jiān)測井投用后，應及時檢查和維護，定期檢測地下水，掌握水質(zhì)信息和異常變化，與環(huán)保部門保持溝通。

4.2 合理確定監(jiān)測井位

一是確定成品油管道地下水監(jiān)測井井位前應充分調(diào)研。掌握目標區(qū)域的水文地質(zhì)體系、場地特性等。二是將監(jiān)測井設置在最關(guān)鍵的位置，如成品油管道途經(jīng)的地質(zhì)災害高發(fā)區(qū)、管道改線連接頭的等薄弱部位，以及地質(zhì)條件復雜、泄漏影響大的區(qū)段。三是監(jiān)測井定位具體注意事項：①以地下水監(jiān)測為主旨，應設置在管道泄漏后可能影響到的下游側(cè);②監(jiān)測井應作為成品油管道的附屬設施，盡量靠近管道，并與管道、通信光纜保持2米左右的安全距離;③現(xiàn)場定位前應充分對現(xiàn)場進行調(diào)研，避開其他管道企業(yè)的并行管道;④監(jiān)測井施工完成后，現(xiàn)場采集GPS信息，現(xiàn)場設置標志樁。

4.3 科學設計井深

考慮能夠?qū)\層地下監(jiān)測井的成井深度水進行是取樣，達到淺層地下水即可，不需達到承壓含水層，尤其是不應打穿目標含水層底板。應收集區(qū)域地下水淺層地下水埋深資料、考慮沉淀管長度及觀測水深要求，合理確定監(jiān)測井深度。平原、丘陵、山區(qū)、沙漠等區(qū)域的地下水埋深均不等，同樣是平原地區(qū)，地下水埋深也未必完全相同，應充分考慮，單井成井井深應以實際地層條件為準。此外，可以在盡量不征地的情況下，將監(jiān)測井井口設在自然地面以下0.7-1.0m處，采取防滲措施，上面用水泥和回填土覆蓋，不影響地表耕作及其他用途。

4.4 正確選用管材

井管是與水井過濾器連接到地表的實壁管。監(jiān)測井所用井管材料包括不銹鋼、聚氯乙烯塑料等等。地下水監(jiān)測井不同于普通的供水井，其長期不流動循環(huán)更容易腐蝕結(jié)垢，從而堵塞過濾管。一旦結(jié)垢嚴重完全堵塞后，井管內(nèi)外地下水不連通，其監(jiān)測數(shù)據(jù)就不能準確反映實際情況和變化。

成井管材的要求主要采用無縫鋼管，對于地下水污染或潛在污染的地區(qū)和高礦化度地下水地區(qū)要求選用PVC-U管材。從長遠角度考慮，PVC-U井管的技術(shù)經(jīng)濟性要優(yōu)于普通鋼管、石油套管。建議根據(jù)水質(zhì)確定管材。

4.5 科學施工組織

成品油管道地下水監(jiān)測井施工具有“鉆井淺、戰(zhàn)線長、地質(zhì)條件復雜”等特點，涉及到施工隊伍、占地賠償、搬遷、道路交通安全等問題。怎樣實現(xiàn)“高效、有序、安全、保質(zhì)、協(xié)調(diào)”完成任務，是對每個施工組織單位的考驗和檢驗。頻繁設備搬遷、占地協(xié)調(diào)和青苗賠償是整個工程的主要工作內(nèi)容之一，需要組織管理和協(xié)調(diào)，確保不會影響項目的正常進展和延誤工期。

5 成品油管道地下水監(jiān)測建設示例

以中國石化蘇北成品油管道為例，該管道全長度630公里，設計壓力為9.5MPa，管道順序輸送汽油柴油。

5.1 全線環(huán)境目標調(diào)查

企業(yè)對照《江蘇省國家級生態(tài)紅線保護規(guī)劃（2018年版、2013年版）》開展排查，共查出經(jīng)過省級生態(tài)紅線18處，其中有6處為國家級生態(tài)紅線。每個管道地下井上、下游均設置地下水地下井，可對地下水質(zhì)情況形成對比。有異常及時排除管道異常情況。

5.2 管道薄弱環(huán)節(jié)和缺陷點排查

該管道于2015年建成投產(chǎn)，清管通球正常、陰極保護正常，裝有壓力波監(jiān)測泄漏報警系統(tǒng)和緊急切斷系統(tǒng)，該企業(yè)每年開展長輸管道春檢工作，通過開展長輸管道內(nèi)檢測，未發(fā)現(xiàn)嚴重的薄弱點，全線無改線連頭及其他安全隱患。

5.3 地質(zhì)條件調(diào)查

管道所經(jīng)地區(qū)主要為長江新三角洲平原區(qū)、里下河淺洼平原區(qū)及黃泛平原區(qū)。地勢坦蕩，自然地勢變化平緩，河湖眾多，局部地段水網(wǎng)較密集，海拔高度大都在20m以下;沿途村鎮(zhèn)較多，地表以下3m范圍內(nèi)土壤為粘土、亞粘土，地下水位一般埋深較淺，低洼處常年有水，水田較多，地耐力較差。

5.4 監(jiān)測井設計方案

5.4.1 井深

監(jiān)測井的深度根據(jù)監(jiān)測目的、所處含水層類型及其埋深和厚度來確定，盡可能超過第一含水層的隔水底板以下1m，監(jiān)測井頂角偏斜不得超過1°，綜合蘇北地區(qū)實際情況，各單井井深預計在13m左右，具體結(jié)合鉆進實際情況確定最終井深。

5.4.2 井管

監(jiān)測井管由堅固、耐腐蝕、對地下水水質(zhì)無污染的材料制成，本次選用PVC-U型管材作為監(jiān)測井管材;監(jiān)測井井管內(nèi)徑100mm，一徑到底，中途不變徑。濾水管長度等于監(jiān)測目的層中含水層總厚度，濾水段透水性能良好，向井內(nèi)注入灌水段1m井管容積的水量，水位復原時間不超過10min，濾水材料為環(huán)保材質(zhì)應對地下水水質(zhì)不形成二次污染，監(jiān)測井目的層與其他含水層之間止水良好，監(jiān)測井不得穿透潛水含水層下的隔水層的底板，設計動水位以下的含水層段應安裝濾水管，反濾層厚度不小于100mm（井身結(jié)構(gòu)詳見圖2）。

5.4.3 施工過程

本次鉆井鉆頭選用陶瓷材料鉆，不會對環(huán)境造成污染，成井后應進行抽水洗井。

6 成品油管道地下水監(jiān)測井幾點討論

6.1 地下水監(jiān)測井設置形式

因成品油管道運行期間并未征地，因此地下水監(jiān)測井形式設置可分為以下幾種情況：①埋地，監(jiān)測井井口距地面留有一段高度，四周以混凝土澆筑，設蓋板;完成施工后，取樣檢測即回填。優(yōu)點：不影響土地的正常使用;缺點：日常檢測較為麻煩，開挖和回填過程中仍需要支付清苗補償費用;②井口建設為固定設施，設圍欄和警示標識。優(yōu)點：便于日常管理維護，取樣檢測非常方便;缺點：需要征地和工農(nóng)關(guān)系協(xié)調(diào);③井口埋在地下，井口安裝管道并延伸至近利用現(xiàn)有固定設施，如閥室、電位測試樁。優(yōu)點：便于日常管理維護，取樣檢測非常方便;缺點：有埋地管道，存在被破壞的風險。

6.2 地下水取樣檢測

地下水監(jiān)測井建設完成以后，應委托具備資質(zhì)的專業(yè)檢測機構(gòu)開展地下水檢測;檢測單位根據(jù)《地下水質(zhì)量標準》GB14848-2017、《地表水質(zhì)量標準》GB3838-2002及其他相關(guān)規(guī)范要求，開展檢測工作;pH、溶解性總固體、COD、氨氮、硫化物、色、嗅和味、總硬度、耗氧量、石油類、硫酸鹽、鉛、苯系物），如更詳細的可加做揮發(fā)性有機物和半揮發(fā)性有機物而非其中參數(shù)及地下水標準中表一參數(shù)。

6.3 監(jiān)測井后期升級完善

監(jiān)測井預留后期升級完善接口，如在線檢測和信號遠傳。

6.4 檢測數(shù)據(jù)匯總

管道企業(yè)應及時匯總檢測數(shù)據(jù)，定期更新，有條件的可納入到企業(yè)環(huán)保管理系統(tǒng)中，實現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)集成。

6.5 地下水水質(zhì)評估

企業(yè)根據(jù)地下水水質(zhì)檢測結(jié)果，分析水質(zhì)變化趨勢，評估管道附近是否出現(xiàn)地下水石油烴類污染，研究污染來源，制定地下水污染治理方案，真正起到保護地下水的作用。

6.6 密切與環(huán)保部門的聯(lián)系和溝通

管道企業(yè)應密切與環(huán)保部門的聯(lián)系，共享檢測數(shù)據(jù)，最大限度的發(fā)揮監(jiān)測井的作用，有異常情況及時報告，為整體環(huán)保工作提供數(shù)據(jù)支撐和參考。

參考文獻：

[1]高志，左強.地下水專用監(jiān)測井成井工藝淺析[J].地下水，2018（5）：42-43.

作者簡介：

劉昌平（1982- ），男，工程師，2004年6月畢業(yè)于重慶石油高等?？茖W校，城市燃氣輸配專業(yè)，目前從事成品油管道HSSE管理工作。