盛治喻

(河南省化工研究所有限責(zé)任公司 , 河南 鄭州 450052)

1 水文地質(zhì)概況

項(xiàng)目區(qū)位于新鄉(xiāng)市境內(nèi),區(qū)內(nèi)多年平均氣溫14.00 ℃,最高溫度42.0 ℃(1992年6月11日),最低氣溫-19.2 ℃(1971年12月27日)。多年平均降水量545.5 mm,降水主要集中在7、8、9月,占全年降水量的60.0%。項(xiàng)目區(qū)場(chǎng)地主要位于黃河沖積平原地帶,場(chǎng)地地形相對(duì)平坦,地勢(shì)起伏較小。地形標(biāo)高為70.00～82.00 m,廠址內(nèi)地質(zhì)條件較好,無(wú)不良地質(zhì)現(xiàn)象。

區(qū)內(nèi)地下水屬第四系沖積平原孔隙水類型。區(qū)內(nèi)含水層多層,其中由一層分布穩(wěn)定、厚度大的粉質(zhì)黏土層,將地下水分為兩個(gè)含水組。受黃河故道影響,淺層孔隙水底板在故道兩側(cè)埋藏淺,中間埋藏深。第Ⅰ含水組為潛水及微承壓水,由上更新統(tǒng)上段及全新統(tǒng)沖積砂層組成。第Ⅱ含水組中深層地下水為承壓水,由上更新統(tǒng)下段砂層組成。地下水主要接受大氣降水滲入補(bǔ)給和引黃灌灌溉水的回滲補(bǔ)給。開(kāi)采排泄是區(qū)內(nèi)地下水主要排泄方式。第I含水組動(dòng)態(tài)分成人為氣象型和氣象開(kāi)采型兩種類型。

項(xiàng)目區(qū)地層在勘探深度范圍內(nèi)除第①單元層素填土及第①1單元層雜填土外均為第四紀(jì)沖積生成的第四系全新統(tǒng),主要巖性為黏性土、粉土及砂土。由上至下劃分為6個(gè)工程地質(zhì)單元層(不包括亞層),分別為雜填土、粉土、粉質(zhì)黏土、粉土、細(xì)砂、細(xì)砂。

2 水文地質(zhì)模型概化

2.1 預(yù)測(cè)模型概化

2.1.1邊界條件概化

評(píng)價(jià)區(qū)北邊界和南邊界為補(bǔ)給邊界;東邊界和西邊界為零流量邊界。第Ⅰ含水組底部為厚7.5～16.0 m的粉質(zhì)黏土、黏土構(gòu)成的弱透水層;現(xiàn)狀條件下,第Ⅱ含水組地下水通過(guò)弱透水層越流補(bǔ)給第Ⅰ含水組。因弱透水層厚度大,滲透系數(shù)小,越流量小,故將其概化為隔水邊界。計(jì)算區(qū)上部為透水邊界,接受大氣降水入滲補(bǔ)給和灌溉回滲補(bǔ)給;地下水排泄以人工開(kāi)采為主。

2.1.2含水層概化

模擬區(qū)淺層含水層巖性為細(xì)砂,計(jì)算區(qū)目的層具多層結(jié)構(gòu),含水層之間通過(guò)弱透水層的間斷區(qū)進(jìn)行溝通,并具有統(tǒng)一的自由水面,因此可概化為一個(gè)含水組。

2.1.3源匯項(xiàng)

評(píng)價(jià)區(qū)主要補(bǔ)給有大氣降水補(bǔ)給、河流補(bǔ)給、渠灌補(bǔ)給,排泄主要為側(cè)向徑流、開(kāi)采排泄。

2.2 水文地質(zhì)參數(shù)識(shí)別

根據(jù)野外水文地質(zhì)實(shí)驗(yàn),結(jié)合評(píng)價(jià)區(qū)地下水變化帶的巖性分布和滲透特征,以及前人的水文地質(zhì)實(shí)驗(yàn)和相關(guān)成果,進(jìn)行含水層水文地質(zhì)參數(shù)賦值。模擬區(qū)潛水含水巖組為細(xì)砂,識(shí)別后的滲透系數(shù)及分區(qū)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 識(shí)別后的水文地質(zhì)參數(shù)

2.3 識(shí)別驗(yàn)證

將評(píng)價(jià)區(qū)各參數(shù)值輸入Visual Moflow進(jìn)行模擬,并調(diào)整相應(yīng)參數(shù),直到模擬結(jié)果和初始流場(chǎng)結(jié)果基本一致。所建的地下水流數(shù)值模型能夠比較真實(shí)地反映實(shí)際情況,且能夠滿足精度要求,即模型比較可靠,可以在此基礎(chǔ)上疊加地下水溶質(zhì)遷移模擬模塊,進(jìn)行地下水環(huán)境影響預(yù)測(cè)。

3 地下水環(huán)境影響預(yù)測(cè)

3.1 預(yù)測(cè)源強(qiáng)

根據(jù)《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則地下水環(huán)境》(HJ 610—2016)中“9.4.2”條規(guī)定,項(xiàng)目只對(duì)非正常工況下進(jìn)行預(yù)測(cè)。選取耗氧量為預(yù)測(cè)因子,按100天、1 000天、20年3個(gè)時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)。

根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況分析,如果收集池腐蝕磨損等原因發(fā)生泄漏,若恰好發(fā)生泄漏處的地下水防滲層斷裂或破壞,導(dǎo)致液體持續(xù)泄漏。根據(jù)《給水排水構(gòu)筑物工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB 50141—2008)的相關(guān)規(guī)定,項(xiàng)目污水滲漏量按鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)水池最大允許滲漏量2 L/(m2·d)計(jì)算。收集池泄漏面積為10.00 m2,非正常狀況下,取泄漏面積的5%,取滿水實(shí)驗(yàn)允許滲漏量的10倍作為滲漏量,假設(shè)泄漏量全部通過(guò)包氣帶進(jìn)入地下水,且持續(xù)滲漏,泄漏量為0.01 m3/d。因收集池為地下裝置,污水泄漏后,不易被發(fā)現(xiàn),泄漏時(shí)間定為30天或者180天。

3.2 預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

綜合考慮地下水流向、項(xiàng)目區(qū)周圍敏感點(diǎn)的分布有針對(duì)性地開(kāi)展模擬計(jì)算。模擬結(jié)果以A表示地下水污染物超標(biāo)的濃度范圍,B表示存在污染但污染不超標(biāo)的濃度范圍,限值為各檢測(cè)指標(biāo)的檢出限(見(jiàn)圖1)。當(dāng)預(yù)測(cè)結(jié)果小于檢出限時(shí),則對(duì)地下水環(huán)境幾乎沒(méi)有影響。標(biāo)準(zhǔn)限值參照《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848—2017)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)值。耗氧量檢出下限值為0.05 mg/L,標(biāo)準(zhǔn)限值3.0 mg/L。

圖1 污染物耗氧量污染暈運(yùn)移圖(單位mg/L)

3.3 預(yù)測(cè)時(shí)段

地下水環(huán)境質(zhì)量預(yù)測(cè)時(shí)段分別計(jì)算100天、1 000天、20年從泄漏源至交匯處范圍內(nèi),地下水中各主要特征因子指標(biāo)的濃度變化情況。分別以影響范圍、超標(biāo)范圍、最大影響距離表述污染狀況,其中影響范圍是指預(yù)測(cè)結(jié)果大于檢出限的范圍,超標(biāo)范圍是指預(yù)測(cè)結(jié)果大于標(biāo)準(zhǔn)限值的范圍,最大影響距離是指大于檢出限范圍污染源的最大距離。

3.4 預(yù)測(cè)結(jié)果

收集池在非正常情況下發(fā)生滲漏30天后,耗氧量沿地下水流場(chǎng)水流方向向東北方向運(yùn)移,預(yù)測(cè)結(jié)果表明,滲漏發(fā)生100天后,含水層耗氧量檢出范圍為4 433.33 m2,超標(biāo)范圍為909.94 m2,最大運(yùn)移距離為135.47 m;滲漏發(fā)生1 000天后,含水層耗氧量檢出范圍為42 199.09 m2,未超標(biāo),最大運(yùn)移距離為515.46 m;滲漏發(fā)生20年后,含水層耗氧量未檢出,未超標(biāo)。耗氧量污染暈預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2、圖1。

表2 耗氧量污染暈預(yù)測(cè)結(jié)果

預(yù)測(cè)結(jié)果表明,泄漏發(fā)生100天后污染物已超出廠區(qū),會(huì)對(duì)區(qū)域地下水造成一定影響,因此,廠區(qū)應(yīng)做好分區(qū)防滲措施,以便發(fā)生泄漏后能有效制止,防止對(duì)地下水保護(hù)目標(biāo)造成影響。

4 分區(qū)防控措施

4.1 污染防治分區(qū)

根據(jù)廠區(qū)污染物的泄漏途徑和生產(chǎn)功能單元所處在廠區(qū)中的位置,將廠區(qū)可劃為非污染防治區(qū)、一般污染防治區(qū)和重點(diǎn)污染防治區(qū)。①非污染防治區(qū)。沒(méi)有物料或污染物泄漏,不會(huì)對(duì)地下水環(huán)境造成污染的區(qū)域或部位。②一般污染防治區(qū)。裸露于地面的生產(chǎn)功能單元裝置,污染地下水環(huán)境的物料或污染物泄漏后,可及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理的區(qū)域或部位。③重點(diǎn)污染防治區(qū)。位于地下或半地下的生產(chǎn)功能單元,污染地下水環(huán)境的物料或污染物泄漏后,不易及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理的區(qū)域或部位。

4.2 防滲措施

運(yùn)營(yíng)期可能對(duì)地下水的影響途徑主要是:廢水下滲后污染地下水,包括地面、污水管道、調(diào)節(jié)池等設(shè)施。因此在項(xiàng)目建設(shè)中應(yīng)充分做好排污管道、調(diào)節(jié)池等水工構(gòu)筑物防滲處理,杜絕污水滲漏;運(yùn)營(yíng)過(guò)程中,在確保排水系統(tǒng)與污水管道對(duì)接良好的前提下,杜絕污水“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象的發(fā)生,這樣可以切斷廢水污染地下水的途徑,減少對(duì)周圍地下水的影響。

根據(jù)天然包氣帶防污性能分級(jí)參照表,確定區(qū)內(nèi)天然包氣帶防污性能分級(jí)為“中”。廠區(qū)防滲分區(qū)分為重點(diǎn)防滲區(qū)和一般防滲區(qū)。其防滲措施如下。

重點(diǎn)防滲區(qū): 參照?qǐng)?zhí)行《危險(xiǎn)廢物貯存污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB18597—2001)及其修改單要求?；A(chǔ)防滲層至少為1 m厚黏層(滲系數(shù)<×10-7cm/s),或2 mm厚高密度聚乙烯,或至少2 mm厚其他人工材料,滲透系數(shù)≤1×10-10cm/s,或者其他能達(dá)到黏土防滲層Mb≥6.0 m,K≤1×10-7cm/s同等防滲性能的防滲措施;地面與裙腳要用堅(jiān)固、防滲的材料建造,建筑材料必須與危險(xiǎn)廢物相容。必須有泄漏液體收集裝置、氣體導(dǎo)出口及氣體凈化裝置。設(shè)施內(nèi)要有安全照明設(shè)施和觀察窗口;用以存放裝載液體、半固體危險(xiǎn)廢物容器的地方,必須有耐腐蝕的硬化地面,且表面無(wú)裂隙;應(yīng)設(shè)計(jì)堵截泄漏的裙腳,地面與裙腳所圍建的容積不低于堵截最大容器的最大儲(chǔ)量或總儲(chǔ)量的五分之一。

一般防滲區(qū):參照《一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889—2008)執(zhí)行,地面或池體采用水泥硬化,厚度相當(dāng)于黏土防滲層Mb≥1.5 m,K≤1×10-7cm/s同等防滲性能。

5 結(jié)論

某化工企業(yè)污染物泄漏后污染物超出廠區(qū),可能會(huì)對(duì)區(qū)域地下水產(chǎn)生一定影響,因此制定嚴(yán)格、規(guī)范、可行的分區(qū)防滲措施至關(guān)重要。建設(shè)項(xiàng)目場(chǎng)地可劃分為重點(diǎn)防滲區(qū)和一般防滲區(qū),企業(yè)應(yīng)嚴(yán)格按照防滲分區(qū)等級(jí)制定防滲措施。