朱歡，彭淵哲

（中圣環(huán)境科技發(fā)展有限公司，西安 710000）

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)，進而實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游一體化。在煤化工快速發(fā)展的同時，也使環(huán)境污染的風險大大提高，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，帶來了更大的挑戰(zhàn)。因此，在項目的源頭進行有效地下水環(huán)境影響評價，將不可預(yù)見的環(huán)境風險控制在可控范圍內(nèi)，對地下水污染防治具有重要的現(xiàn)實意義。本文以陜北一家大型煤化工項目為實例，依據(jù)《導(dǎo)則》采用GMS軟件對煤化工行業(yè)廢水的非正常滲漏進行預(yù)測分析，并提出防護措施，為地下水環(huán)境影響評價提供參考。

2 項目概況

2.1 自然條件

項目區(qū)氣候?qū)倥瘻貛Ш蜏貛О敫珊荡箨懶约撅L氣候，主要的氣候特點是日夜溫差大，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）及風積沙（Qh2eol）。

2.3 地下水類型及含水層結(jié)構(gòu)

評價區(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)薩拉烏蘇組細砂、粉細砂，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。評價區(qū)隔水層為新近系保德組紅土。

評價區(qū)地下水主要接受大氣降水的補給與含水層的側(cè)向補給，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)及人工開采。

通過水文地質(zhì)勘查試驗，項目場地內(nèi)包氣帶地層平均厚度為12.26m，巖性以風成細砂、中細砂為主，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)測與評價

3.1 項目概況及源強確定

項目建設(shè)地點為榆神工業(yè)區(qū)，主要產(chǎn)品為乙二醇，地下水影響風險最大的區(qū)域為污水處理站。本次評價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)測對象。污水調(diào)節(jié)池長寬高為35m×40m×5m，水位運行高度為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，選取標準指數(shù)最大的氨氮作為預(yù)測因子，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)概念模型示意圖見圖1。模型范圍內(nèi)潛水的主要補給源為降水與西側(cè)含水層側(cè)向徑流補給。排泄項主要有向河流、溝谷的排泄，降水采用多年平均值。

圖1 概念模型示意圖

3.3 模擬軟件及模擬區(qū)網(wǎng)格剖分

本次模擬采用美國環(huán)境保護局 (USA EPA)開發(fā)的GMS10.1。GMS是地下水模擬系統(tǒng) (Groundwater Modeling System)的簡稱，是目前國際上最先進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。

為了盡可能真實地反映評價區(qū)內(nèi)地下水的滲流狀況，整個區(qū)域采用間距為50m等間距正交網(wǎng)格剖分，并于場地區(qū)與下游敏感目標處加密為25m等間距正交網(wǎng)格，最終將模擬區(qū)剖分為301行、493列，見圖2。

圖2 模擬區(qū)網(wǎng)格剖分圖

3.4 頂?shù)装宀钪?/h3>

模擬中的地面標高采用數(shù)字高程模型來表示，對模擬范圍內(nèi)數(shù)字化電子地形圖進行處理，經(jīng)過高程點提取、異常點剔除后獲得模擬區(qū)原始高程數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，進一步采用克里格（Kriging）空間插值方法生成數(shù)字高程模型（見圖 3）。

圖3 模型頂?shù)装甯叱倘S立體示意圖

3.5 地下水環(huán)境保護措施

本項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、擴散、應(yīng)急響應(yīng)進行控制。

為了防止本期工程對地下水造成污染，結(jié)合建設(shè)項目建筑物的特點，建設(shè)時選擇了先進、成熟、可靠的工藝技術(shù)，并對產(chǎn)生的廢、污水進行了合理的治理和回用，從源頭上減少污染物排放；嚴格按照國家相關(guān)規(guī)范要求，對工藝、管道、設(shè)備、污水儲存及處理構(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)境風險事故降低到最低程度；優(yōu)化排水系統(tǒng)設(shè)計，工藝廢水、地面沖洗廢水、初期污染雨水、生活污水、事故廢水等均進行了妥善處理。

針對本建設(shè)項目地下水污染防治的重點是對儲罐區(qū)、固體貯存區(qū)、污水存貯建筑物采取相應(yīng)的防滲措施，并建立完善的風險應(yīng)急預(yù)案、設(shè)置合理有效的監(jiān)測井，加強地下水環(huán)境監(jiān)測，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)進行地下水環(huán)境影響評價時，應(yīng)著重分析污染源強，水文地質(zhì)條件及環(huán)境保護目標的情況。通過對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，從而使計算結(jié)果更加精準、合理，符合實際情況，對保護目標的影響也更加清晰直觀，可為后期地下水環(huán)境保護措施的制定提供可信的依據(jù)。