某擬建機場油罐泄漏對地下水的影響

李 國 偉

(繁峙縣環(huán)境監(jiān)測站，山西 忻州 034300)

1 概述

隨著經(jīng)濟的增長，國家各級地市對機場建設(shè)的需求日益增加。而飛機燃油作為機場運營的必備物資，油罐的建設(shè)則必不可少。本文通過對油罐建設(shè)內(nèi)容的分析和其泄漏情況下的地下水環(huán)境影響預(yù)測評價，綜合分析其在泄漏情況下對周邊地下水的影響，并從保護與預(yù)防等方面提出措施，為其他機場油罐的建設(shè)提供一定的借鑒。

2 項目概況

本項目在站坪邊設(shè)置1套50 m3橇裝式加油裝置，每套裝置內(nèi)部又分隔為2個25 m3的油罐。經(jīng)查閱相關(guān)資料，機場所處區(qū)域為沖洪積地貌，主要含水層為松散層孔隙潛水，含水層主要接受大氣降水和地表水的補給。項目區(qū)地下水為第四系松散巖類孔隙潛水，概化為統(tǒng)一儲水系統(tǒng)。根據(jù)當?shù)厮吹氐膭澐旨夹g(shù)報告內(nèi)容，項目區(qū)含水層為中更新統(tǒng)沖洪積沉積物以中粗砂為主，厚度約40 m。

3 地下水環(huán)境影響預(yù)測與評價

3.1 影響預(yù)測參數(shù)確定

1)實際滲透速度的確定。

根據(jù)以下公式計算實際滲透速度。

V=KI。

u=V/n。

其中，V為理論滲透速度，m/d；K為滲透系數(shù)，參考距離本項目1.5 km水源地相關(guān)水文地質(zhì)參數(shù)，取5.67 m/d；I為水力坡度，取2.5‰；u為實際滲透速度，m/d；n為有效孔隙度，參考距離本項目1.5 km水源地相關(guān)水文地質(zhì)參數(shù)，取0.26。計算得出，理論滲透速度V為0.014 2 m/d，實際滲透速度u為0.055 m/d。

2)彌散系數(shù)的確定。

彌散系數(shù)分為縱向彌散系數(shù)DL和橫向彌散系數(shù)DT，其計算方法如下：

DL=aL×u;

DT=aT×u。

其中，DL為縱向彌散系數(shù)，m2/d；aL為縱向彌散度，根據(jù)經(jīng)驗值取10 m；u為實際滲透速度，m/d；DT為橫向彌散系數(shù)，m2/d；aT為橫向彌散度，根據(jù)經(jīng)驗值取縱向彌散度aL的0.1倍，即1 m；計算得出，縱向彌散系數(shù)DL為0.55 m2/d，橫向彌散系數(shù)DT為0.055 m2/d。

3.2 影響預(yù)測源強確定

正常情況下，油罐區(qū)按GB/T 50934—2013石油化工工程防滲技術(shù)規(guī)范規(guī)定的設(shè)計要求，防滲系統(tǒng)完好，如果按照規(guī)章制度進行操作不會產(chǎn)生泄漏等情況，所以不會對周圍地下水造成影響。

非正常情況下，油罐可能產(chǎn)生裂縫，撬裝站地面可能因為設(shè)施防滲層老化、腐蝕、破裂等發(fā)生污染物泄漏，污染物會進入包氣帶進而逐步滲透進入地下水含水層，可能對場地及周邊地下水造成污染。本評價重點分析非正常工況對地下水的影響，下面以油罐泄漏為情景進行分析。在非正常情況下，油罐泄漏量采用環(huán)境風險評價系統(tǒng)(Risk System)V1.2.0.4計算，本項目設(shè)置1套50 m3橇裝式加油裝置，泄漏面積按罐體底面積的1%計算，底面積約12 m2，則泄漏面積為0.12 m2。計算出泄漏源強為337.72 kg/s。參數(shù)選取如表1所示。

表1 油罐泄漏量計算參數(shù)表

3.3 影響預(yù)測模式確定[1]

預(yù)測模型采用瞬時示蹤劑—平面瞬時點源。其計算公式如下：

其中，x，y為計算點處的位置坐標；t為時間，d；C(x，y，t)為t時刻點x，y處的示蹤劑濃度，mg/L；M為含水層的厚度，m；mM為長度為M的線源瞬時注入的示蹤劑質(zhì)量，kg；u為水流速度，m/d；n為有效孔隙度，無量綱；DL為縱向彌散系數(shù)，m2/d；DT為橫向y方向的彌散系數(shù)，m2/d；π為圓周率。

3.4 影響預(yù)測結(jié)果

本次預(yù)測石油類標準值參考GB 3838—2002地表水環(huán)境質(zhì)量標準中石油類的Ⅲ類標準限值(0.05 mg/L)，從而確定污染暈前鋒推進位置，預(yù)測結(jié)果見表2，圖1，圖2。

結(jié)果顯示：泄漏事故1 000 d時，最大濃度點運移至約55 m處，地下水中石油類最大濃度約為14.30 mg/L，下游超標距離最遠為166.4 m，超標面積為13 252 m2。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，機場下游的分散式飲用水井距離撬裝站最近的距離約為570 m，根據(jù)預(yù)測結(jié)果，油罐風險事故下1 000 d內(nèi)不會對該處飲用水井造成影響。因此，油庫的事故不會對機場周邊的分散式飲用水井造成影響。

表2 非正常狀態(tài)下石油類運移預(yù)測結(jié)果

4 保護與預(yù)防措施[2]

1)根據(jù)機場污染源對環(huán)境可能產(chǎn)生的影響程度將污染防治區(qū)分為一般污染防治區(qū)和重點污染防治區(qū)，對不同級別防治區(qū)分別采取不同的防滲方案：

a.一般污染防治區(qū)：主要為撬裝站以外的區(qū)域。

一般污染防治區(qū)防滲方案如下：參考GB 50164混凝土質(zhì)量控制標準，采用防滲混凝土(混凝土防滲等級不小于S8)澆筑，并在表面涂刷水泥基結(jié)晶性防滲涂料(滲透系數(shù)不大于1.0×10-12cm/s)。

b.重點污染防治區(qū)：包括撬裝站圍堰、事故池等。

重點防治區(qū)防滲方案如下：參考GB/T 50934—2013石油化工工程防滲技術(shù)規(guī)范，土墊層采用原土夯實，鋪設(shè)雙層高密度聚乙烯HDPE 防滲膜(滲透系數(shù)不大于1.0×10-12cm/s)，防滲膜上下各鋪設(shè)不小于300 mm的黏土層，最上層采用防滲鋼筋混凝土預(yù)制板襯砌；土層采用挖方區(qū)粘土，壓實后滲透系數(shù)達到1.0×10-7cm/s，能夠滿足防滲要求。

2)在機場撬裝站西北側(cè)(地下水流向下游)設(shè)置2眼地下水監(jiān)測井、東南側(cè)(地下水流向上游)設(shè)1眼地下水監(jiān)測井，定期采集水井的水樣，對所采水樣中的石油類進行監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)異常，立即停止供油，排查泄露點。

3)制定風險應(yīng)急預(yù)案，定期排查撬裝站相關(guān)設(shè)施，杜絕跑冒滴漏現(xiàn)象，出現(xiàn)庫底破損后要及時修復(fù)。

5 結(jié)語

油罐作為機場建設(shè)的必備裝置，涉及影響地下水環(huán)境質(zhì)量的主要污染因子是石油類，本文以某機場油罐作為研究對象，綜合分析了油罐在非正常情況下泄漏對周邊地下水的影響，結(jié)果顯示對下游570 m處分散飲用水井無影響，但石油類最大濃度點運移至約55 m處，地下水中石油類最大濃度約為14.30 mg/L，下游超標距離最遠為166.4 m，超標面積為13 252 m2，因此一旦發(fā)生泄漏，油罐周邊地下水質(zhì)量是有影響的，因此本文還從分區(qū)防治、設(shè)置監(jiān)測井、制定應(yīng)急預(yù)案等方面提出了保護的預(yù)防措施，為相關(guān)類似建設(shè)提供借鑒。