大型地下水封洞庫儲(chǔ)油項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)要點(diǎn)淺析

黃楊威

（福建省金皇環(huán)保科技有限公司，福建 福州 350001）

隨著土地資源日益緊張，環(huán)境保護(hù)壓力日益增大，包括中國在內(nèi)的許多國家開始廣泛采用地下水封洞庫儲(chǔ)備石油。地下水封儲(chǔ)油洞庫就是在穩(wěn)定的地下水位以下，一定深度的人工鑿巖洞內(nèi)，利用“水封”作用儲(chǔ)存油品，其儲(chǔ)油原理如圖1所示：由于巖壁中充滿地下水的靜壓力大于儲(chǔ)油靜壓力，油品始終被封存在由巖壁和裂隙水組成的一個(gè)封閉的空間里，以防滲漏出去；由于油品比水輕且與水不相溶，滲入洞庫中的水沿著巖壁匯集到洞庫底部，形成防止?jié)B漏的水墊層，油始終處在水墊之上，從而達(dá)到長期儲(chǔ)存油品的目的；洞庫設(shè)置進(jìn)出油泵進(jìn)行收發(fā)油，積水坑設(shè)置抽水泵及時(shí)將洞庫內(nèi)裂隙水抽出處理；通常為改善地下水力分布、提高洞庫氣密性需設(shè)置水幕系統(tǒng)，水幕系統(tǒng)由一系列鉆孔組成的水平水幕、垂直水幕和水幕巷道組成[1]。

圖1 地下水封洞庫儲(chǔ)油原理簡圖

地下水封洞庫儲(chǔ)油是一種良好的儲(chǔ)油形式，在安全性、環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性等方面都有突出優(yōu)勢(shì)。鑒于當(dāng)前復(fù)雜的國際形勢(shì)和迫切的戰(zhàn)略需求，提升大型地下水封洞庫建設(shè)水平、加快大型地下水封洞庫建設(shè)步伐勢(shì)在必行[2]。目前，針對(duì)水封洞庫選址、圍巖穩(wěn)定、圍巖滲透性、水幕系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用、滲控等關(guān)鍵理論與工程技術(shù)已有一定的研究成果，也有較多論文對(duì)此進(jìn)行了總結(jié)[3-4]，但在此類項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)方面，現(xiàn)有的論文主要集中在地下水?dāng)?shù)模研究[5-7]，對(duì)施工期、運(yùn)營期環(huán)境影響評(píng)價(jià)還未有系統(tǒng)的探究，本文初步探討此類項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)要點(diǎn)，以供環(huán)評(píng)編制工作者和生態(tài)環(huán)境審批部門參考。

大型地下水封洞庫儲(chǔ)油項(xiàng)目具有建設(shè)周期長、影響范圍廣等特點(diǎn)，施工期環(huán)境影響主要為地下開挖出大量的土石方需臨時(shí)堆存與轉(zhuǎn)運(yùn)、施工高峰期有較多施工廢水產(chǎn)生、施工過程爆破振動(dòng)影響以及施工過程地下水水位降低等。待施工結(jié)束，施工期影響逐漸消失，影響范圍內(nèi)環(huán)境能夠得到逐步恢復(fù)。運(yùn)營期主要體現(xiàn)為油氣處理設(shè)施尾氣影響、洞庫內(nèi)裂隙水需抽出處理、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等。

1 施工期環(huán)境影響

1.1 施工期地下工程工藝介紹

施工期需要關(guān)注地下工程施工帶來的環(huán)境影響。作為施工期一部分，工程設(shè)計(jì)主要包括洞罐的容量和數(shù)量、布置形式、結(jié)構(gòu)選擇、洞室間壁距離、覆蓋層厚度、圍巖的技術(shù)處理、豎井、操作巷道、密封塞、水幕系統(tǒng)及施工巷道等。在設(shè)計(jì)中依據(jù)水文地質(zhì)資料和油品儲(chǔ)存的工藝要求并結(jié)合施工方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。施工主要內(nèi)容有地下巷道和洞庫開挖、鉆孔、裝藥爆破作業(yè)、圍巖支護(hù)作業(yè)、灌漿施工、洞庫清理、封塞等。地下工程一般開挖工序如圖2所示。

圖2 地下工程開挖工序示意圖

1.2 施工期環(huán)境影響分析

施工期環(huán)境影響因素包括地下工程施工產(chǎn)生的爆破煙氣與粉塵、洞室和巷道滲水、地下水水位影響；石料石渣地面運(yùn)輸揚(yáng)塵；臨時(shí)堆渣場風(fēng)蝕揚(yáng)塵、現(xiàn)有植被破壞；地面工程、管道敷設(shè)產(chǎn)生的揚(yáng)塵、建筑垃圾；調(diào)試、清庫過程產(chǎn)生的廢水等。以1 000萬m3容量地下水封洞庫，施工期48個(gè)月為例，施工期環(huán)境影響情況及環(huán)保措施見表1。

2 運(yùn)營期環(huán)境影響

2.1 運(yùn)營期地下水封洞庫儲(chǔ)油工藝介紹

原油入庫：原油由油輪海運(yùn)至碼頭，利用油輪上的卸船泵，經(jīng)碼頭裝卸臂、卸油管道卸到地上原油罐內(nèi)。地上油罐原油經(jīng)泥沙等雜質(zhì)沉降、計(jì)量后，由中轉(zhuǎn)泵加壓經(jīng)管道輸送至對(duì)應(yīng)的地下洞庫。

原油出庫：地下洞庫內(nèi)原油經(jīng)潛油提升（如圖3所示）泵加壓后輸送到地上油庫儲(chǔ)罐，經(jīng)脫水、采樣、計(jì)量后經(jīng)裝船泵輸送至油船外運(yùn)。原油洞庫正常投用后，在原油出庫過程中，洞庫內(nèi)油氣的壓力逐漸減小，當(dāng)達(dá)到設(shè)定壓力值時(shí)，自動(dòng)補(bǔ)充氮?dú)獾蕉垂迌?nèi)，防止外部空氣進(jìn)入洞罐，確保洞罐生產(chǎn)安全。運(yùn)營期工藝流程如圖3所示。

圖3 運(yùn)營期工藝流程簡圖

2.2 運(yùn)營期污染源分析

通過對(duì)工藝流程的分析，項(xiàng)目運(yùn)營期產(chǎn)污環(huán)節(jié)主要有地下洞庫注油時(shí)呼出油氣、地下洞庫含油裂隙水、廢水處理設(shè)施產(chǎn)生的含油污泥及設(shè)備噪聲等，具體分析如下。

2.2.1 工藝廢氣

地下水封洞庫儲(chǔ)存原油深埋在地下巖體中，正常儲(chǔ)存時(shí)，洞庫內(nèi)處于恒溫恒壓狀態(tài)，原油庫的呼吸系統(tǒng)處于關(guān)閉狀態(tài)，油庫沒有小呼吸損失。運(yùn)營期廢氣主要來自地下洞庫注油廢氣，根據(jù)楊森等的研究[8]，黃島國家石油儲(chǔ)備地下水封洞庫工程，其300萬m3地下洞庫原油周轉(zhuǎn)一次，大呼吸損耗的原油約為1 300 m3，可采用類比法估算相應(yīng)規(guī)模工程廢氣產(chǎn)生量。

2.2.2 廢水

廢水主要包括地下含油裂隙水，含油裂隙水主要來自地下洞庫泵坑內(nèi)，主要為涌出的地下水，因直接與原油接觸，裂隙水中含有油類物質(zhì)。裂隙水量的大小取決于洞庫區(qū)域內(nèi)的地下水文、地質(zhì)情況和洞庫開挖后對(duì)圍巖裂隙處理的程度。根據(jù)《地下水封石洞油庫設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50455—2020）對(duì)洞庫防滲的規(guī)定，洞庫應(yīng)采用噴射混凝土或注漿進(jìn)行防滲處理，處理后的滲水量，每100萬m3庫容不宜大于200 m3/d。可采用此設(shè)計(jì)規(guī)范估算相應(yīng)規(guī)模工程地下含油裂隙水產(chǎn)生量。

根據(jù)廣東某地下水封洞庫含油裂隙水的檢測數(shù)據(jù)，廢水中的主要污染物為COD、石油類、硫化物，COD濃度為139～153 mg/L，石油類濃度為8.2～11.6 mg/L，硫化物濃度為0.4～0.5mg/L?？刹捎妙惐确ńY(jié)合工程情況估計(jì)含油裂隙水污染物濃度。

2.2.3 固體廢物

固體廢物主要為廢水處理設(shè)施產(chǎn)生的含油污泥，屬于危險(xiǎn)廢物，需委托有資質(zhì)單位處置。

2.2.4 噪聲

運(yùn)營期噪聲主要來自庫區(qū)內(nèi)各種輸油泵、水泵，空壓機(jī)等運(yùn)行產(chǎn)生的噪聲。其中潛油泵、潛水泵位于地下洞庫內(nèi)，埋深較深，通過巖體及構(gòu)筑物隔聲后對(duì)地面聲環(huán)境幾乎無影響，其他噪聲設(shè)備聲級(jí)強(qiáng)度在80～90dB之間。

2.3 污染防治措施及可行性分析

2.3.1 工藝廢氣

參照《排污許可證申請(qǐng)與核發(fā)技術(shù)規(guī)范 儲(chǔ)油庫、加油站》（HJ1118—2020），對(duì)地下洞庫注油時(shí)呼出的油氣，其治理可行技術(shù)包括吸附、吸收、冷凝、膜分離、熱力焚燒、催化燃燒或組合技術(shù)，油氣治理設(shè)施工藝應(yīng)為上述可行技術(shù)或組合技術(shù)，同時(shí)根據(jù)《儲(chǔ)油庫大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB20950—2020）的排放控制要求，油氣治理設(shè)施處理效率應(yīng)大于等于95%。

2.3.2 廢水

參照HJ1118-2020，對(duì)生產(chǎn)廢水，預(yù)處理可行技術(shù)包括隔油、氣浮、混凝、吸附、調(diào)節(jié)，生化處理可行技術(shù)包括活性污泥法、生物膜法。含油裂隙水含有油類物質(zhì)，可采用上述預(yù)處理工藝，再經(jīng)生化工藝處理達(dá)標(biāo)后排入園區(qū)污水處理廠。

2.3.3 地下水污染防治措施

①地面設(shè)施應(yīng)參照《石油化工工程防滲技術(shù)規(guī)范》（GB/T50934—2013）的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行防滲。②在洞庫邊界之外一定范圍內(nèi)（不宜小于地下儲(chǔ)油洞罐地面投影外擴(kuò)200 m），設(shè)置水力保護(hù)區(qū)，在該區(qū)域內(nèi)不進(jìn)行打井開采地下水等活動(dòng)，以保證不對(duì)庫區(qū)的水文地質(zhì)條件產(chǎn)生過多擾動(dòng)。③從國內(nèi)外地下水封洞庫的建設(shè)運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)以及我國現(xiàn)行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可知，地下水封洞庫特別是大型地下水封洞庫設(shè)置水幕系統(tǒng)是十分必要的，是保證水封效果的一個(gè)最有效的措施，在我國現(xiàn)行的《地下水封石洞油庫設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50455—2020）中，對(duì)于水幕系統(tǒng)的設(shè)置也做了規(guī)定，此外，地下水封洞庫應(yīng)按照《地下水封石洞油庫水幕系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（SH/T3211—2020） 要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。④結(jié)合庫區(qū)含水層系統(tǒng)和地下水徑流系統(tǒng)特征，按照《地下水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ 164—2020）建立覆蓋全庫區(qū)的地下水監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)地下水位及水質(zhì)開展定期監(jiān)測。在運(yùn)營初期，建議對(duì)原油中可能包含的有機(jī)特征污染物進(jìn)行監(jiān)測，包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯、氯苯、萘等，根據(jù)跟蹤監(jiān)測情況對(duì)有機(jī)特征污染物指標(biāo)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。

2.4 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)

地下水封洞庫儲(chǔ)油比地面儲(chǔ)罐儲(chǔ)油具有更高的安全性，體現(xiàn)在以下幾方面。

（1）地下水封洞庫位于地下深處的基巖內(nèi)，受地震、臺(tái)風(fēng)、雷電、暴雨、滑坡等自然災(zāi)害的影響比地面儲(chǔ)罐小，更不易損壞。

（2）當(dāng)發(fā)生戰(zhàn)爭時(shí)，地下水封洞庫的優(yōu)勢(shì)是顯而易見的。據(jù)試驗(yàn)，深6 m且有覆蓋物的洞庫就能承受一般炸彈的轟炸，深30 m的地下洞庫可以承受各種炸彈的直接命中。地下水封洞庫深埋于近百米的巖層以下，在戰(zhàn)時(shí)其安全性仍舊很高。地下水封洞庫適合作為國家戰(zhàn)略儲(chǔ)備庫。

（3）20世紀(jì)50年代以來，世界各國已建成幾百座地下水封洞庫，尚未出現(xiàn)過爆炸、泄漏等安全事故。

在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)方面，洞庫位于地下水位線以下，受地下水壓力包圍，在水文地質(zhì)條件滿足的情況下，地下水封洞庫在正常運(yùn)行過程中，地下水是從四周向洞庫內(nèi)滲入，同時(shí)由于油品不溶于水，所儲(chǔ)存的油品不會(huì)向周圍地下水?dāng)U散而造成對(duì)地下水水質(zhì)的污染。

此外，大型地下水封洞庫設(shè)置水幕系統(tǒng)，主要目的是改善儲(chǔ)庫周圍巖石縫隙的水文流動(dòng)形式、維持較高水壓而在巖體里建設(shè)的一個(gè)人工補(bǔ)水系統(tǒng)，水幕系統(tǒng)作為一種人工地下水位保障系統(tǒng)，設(shè)有最低水位保證線，水幕系統(tǒng)運(yùn)營過程中其水位高程高于設(shè)定的最低水位保證線，主洞室和水幕巷道的埋置深度也是基于最低水位保證線經(jīng)過計(jì)算確定的。設(shè)置水幕系統(tǒng)，可以避免項(xiàng)目運(yùn)行期間水封洞庫周邊水位下降至含油液位以下，從而有效降低相應(yīng)污染風(fēng)險(xiǎn)[9-10]。

綜上，從本質(zhì)安全方面，設(shè)置了水幕系統(tǒng)的大型地下水封洞庫具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

3 結(jié)論與建議

地下水封洞庫是一種良好的儲(chǔ)油形式，對(duì)保障國家能源安全具有重大意義，沿海各地將迎來此類項(xiàng)目建設(shè)的高峰期，本文從施工期、運(yùn)營期等方面，初步分析此類項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)要點(diǎn)，以供相關(guān)人員參考。但大型地下水封洞庫儲(chǔ)油項(xiàng)目在我國還處于起步階段，理論與工程方法有待完善，需要在實(shí)踐中深化研究，不斷充實(shí)。最后，對(duì)此類項(xiàng)目環(huán)保工作提出幾點(diǎn)建議。

（1）地下水封洞庫項(xiàng)目施工周期長，一般在3年以上，施工期對(duì)周邊環(huán)境擾動(dòng)大，高峰期有較多的廢水、石渣產(chǎn)生，應(yīng)該加強(qiáng)施工期的管理，建議建設(shè)單位委托有能力的單位進(jìn)行環(huán)境監(jiān)理，落實(shí)施工期環(huán)保措施。

（2）建設(shè)單位應(yīng)依法公開環(huán)境信息，配合當(dāng)?shù)卣龊弥苓吶罕姷男麄鞴ぷ?，加?qiáng)與周圍公眾的溝通，及時(shí)解決公眾擔(dān)憂的環(huán)境問題，防范與化解環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，維護(hù)群眾環(huán)境權(quán)益和社會(huì)穩(wěn)定。

（3）在建設(shè)項(xiàng)目正式投入運(yùn)營3～5年內(nèi)應(yīng)當(dāng)開展建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響后評(píng)價(jià)。