公路建設項目地下水環境影響評價中難點問題研究

朱剛

（中環國評（北京）科技有限公司 北京 100081）

公路建設項目地下水環境影響評價中難點問題研究

朱剛

（中環國評（北京）科技有限公司 北京 100081）

地下水環境影響評價是公路建設項目環境影響評價一個薄弱環節，本文就評價等級判定、地下水評價范圍確定、現狀監測井點布設、評價要點設置等難點問題進行了研究，提出了公路建設項目應以點帶面、分段進行不同級別地下水環境影響評價的一套方法和思路，可供環評工作者借鑒。

公路建設；環境影響；評價

0 引言

在建設項目的環境影響評價中,地下水環境影響評價是一個薄弱環節，尤其是在污水排放量小且水文地質條件勘查不詳的公路建設項目中地下水環境影響評價更不會引起重視。到目前為止，我國頒布公路建設項目環境影響評價方面的技術規范或導則中均無地下水環境方面的內容，只有《環境影響評價技術導則地下水環境》中對線性工程地下水環境影響做了簡單的描述，對線性工程項目地下水環境影響評價等級的判定、現狀監測點布設、評價要點設置等問題沒有明確的闡述，因此，為了避免公路建設項目地下水環境影響評價引起環境污染和水位下降等問題，更好指導環評工作者科學地開展公路建設項目地下水環境影響評價，對公路建設項目地下水環境評價中難點問題進行研究顯得十分重要。

1 評價等級判定

地下水環評的評價等級判定主要應當考慮建設項目是否會對當地地下水產生污染或其它環境危害及其影響程度和危害性[1]。對于公路類線性工程而言，其對地下水的影響主要體現在三個方面，一是站場、服務區等排放的污水對地下水水質的影響；二是隧道、洞室等施工及后續排水引起的地下水位下降而產生的環境問題；三是線性工程對其穿越的地下水環境敏感區水位或水質的影響[2]。另外，在公路建設中的高填深挖段也會對地下水流向和對地下水質產生影響。因此，公路項目地下水環評的評價等級應以點帶面、分段進行，以點帶面就是主要關注對下水可能產生影響的污染點和地下水敏感點，并以這些關注點的地下水評價來分析公路經過區域的地下水環境影響；分段進行就是根據其公路不同性質劃分成不同路段，對可能造成地下水水質和水位變化的站場、服務區、高填深挖段、隧道、洞室等劃成重點評價地段，其它路段只需進行簡單分析。由于公路建設項目污水排放量小、水質簡單，如果項目無站場、服務區、地下水敏感區、高填深挖段、隧道、洞室等，則地下水環境影響評價可以簡化。如果項目有前述路段和區域，則按地下水導則以點帶面、分段進行不同級別地下水評價。

2 地下水評價范圍確定

公路建設項目地下水環境影響評價范圍確定不同于工業場地等點面狀項目的評價范圍，一條公路有可能跨幾個省市，涉及的水文地質條件差異太大，且公路建設項目對地下水影響的特殊性，其評價范圍按不同地段的評價等級來確定，重點考慮是站場、服務區、高填深挖段、隧道、洞室等重點評價地段的地下水影響范圍，其他地段的評價范圍原則上不超過公路建設項目紅線兩側300米。

3 現狀監測井點布設

地下水環境現狀監測主要通過對地下水水位、水質的動態監測，了解和查明地下水水流與地下水化學組分的空間分布現狀和發展趨勢，為地下水環境現狀評價和環境影響預測提供基礎資料。

監測井點應主要布設在建設項目場地、周圍環境敏感點、地下水污染源、主要現狀環境水文地質問題以及對于確定邊界條件有控制意義的地點。結合公路項目特點，監測井點主要布設站場、服務區、地下水敏感區、高填深挖段、隧道、洞室和沿線評價范圍內村莊飲用水井等地方。一般情況下可選擇符合導則要求的民用井、生產井以及泉水作為地下水監測井，只有在無合適民用井、生產井可利用的情況下才需設置專門的監測井。如果公路建設項目無站場和服務區、地下水敏感區、高填深挖段、隧道、洞室等，三級評價項目目的含水層的水質監測點可適當減少，特別是城市區域道路線路短且周圍地面已硬化的情況下，含水層的水質可引用當地監測數據或公開發表論文期刊中數據，不需進行地下水水質監測。

4 評價要點設置

在公路建設項目環境影響評價工作中，如何設置評價要點是一個十分棘手的問題。主要是因為線性工程涉及線路長，建設區域地形地貌不同、水文地質條件差異較大，有時一個項目穿越好幾個不同的水文地質單元，根據地下水評價導則按一個評價級別確定后進行預測分析和確定評價要點十分困難。因此，評價要點的設置與評價等級一樣也應以點帶面、分段進行。結合公路建設項目的特性和區域水文地質條件，可將評價要點設置為站場、服務區等排放的污水對地下水水質的影響；隧道、洞室等施工及后續排水引起的地下水位下降而產生的環境問題；線性工程對其穿越的地下水環境敏感區水位或水質的影響；高填深挖段對地下水流向和對地下水質產生影響。

4.1 站場、服務區等排放的污水對地下水水質的影響

公路建設項目站場、服務區等排放的污水基本由公廁污水與廚房污水兩塊組成，對地下水水質的影響主要根據站場、服務區等排放的污水性質、排污量，結合包氣帶及含水層（一般情況下為孔隙或裂隙潛水含水層）特性，重點分析站場、服務區污水管網泄露對地下水環境的影響，主要包括改變地下水中微生物的含量，造成地下水水質惡化，在地下水位高的地區，地下水通過排水管道的接口裂縫、破損位置以及附屬構筑物的不嚴密處滲入排水管道。地下水滲入排水管道導致長期的經濟損失和水域污染加重，造成嚴重危害。但現在很多公司，尤其是高速公路在設計、建設中就融入環保、節能的理念，在服務區安裝污水處理系統，把中水回用系統成功地應用到服務區的日常營運中，實現了生活污水的零排放。因此，站場、服務區等排放的污水對地下水水質的影響較小，在環境影響評價中，如果排放區不涉及地下水敏感區域和目標，只需定性分析即可。

4.2 隧道、洞室等施工及后續排水引起的地下水位下降而產生的環境問題

隧道、洞室建設中，因開挖形成臨空面，使地應力重新分布而形成巖體松弛帶，使巖體的滲透系數增大，改變了天然滲流場(通常使天然隔水斷層變成導水斷層)，導致隧道滲水或涌水。隧道、洞室等施工基本上仍然貫徹“防排結合，以排為主”的綜合治理原則。“以排為主”雖能減小襯砌水壓力，但不能根治隧道的各種水害，而且直接導致洞頂地下水位下降、地表水和井泉涸竭、地面巖溶塌陷、生態環境惡化。因此，隧道、洞室等施工及后續排水的地下水環境影響評價重點應包括：涌水量預測計算、地下水位下降預測、地下水影響預防及保護措施。

隧道、洞室施工襯砌要緊跟掘進，以減少涌水量。因此隧道、洞室開鑿至襯砌之間時段較短，地下水尚未趨近于降深穩定的狀態，仍處于非穩定狀態。故涌水量預測計算方法一般采用佐藤邦明法——唯一的非穩定流法[3]。該法適用于潛水非完整式。隧洞一般都符合非完整式埋藏條件，但如果深埋于承壓含水層中，應用此法可能有一定偏差，此時可用大島洋志公式、落合敏郎推薦公式和鐵路勘測的經驗公式進行校核[4]。

隧道、洞室施工涌水會疏干地下水，反過來又改變含水層的水文地質條件。表現為地下水位下降和形成疏干漏斗并擴大，還可能因地下水通道被疏通而使含水層滲透性增大，導致疏干漏斗范圍內的地表水干涸，引發水環境災害。地下水位下降預測主要應包括疏干漏斗范圍、疏干漏斗體積、地下水位降深三部份。隧道、洞室排水與大口徑井抽水類似，將在洞頂含水層中形成疏干漏斗，其引用半徑R0=R+B/2（R0為引用半徑(m)，R為洞頂地面疏干半徑(m)，B為洞體寬度(m)）。疏干漏斗的體積V，理論上等于隧道、洞室襯砌前從漏斗中涌漏的總水量Q與貯水系數S0之比，即V=Q/S0（V為疏干漏斗體積，Q為涌漏的總水量，S0為貯水系數。）。地下水位下降值隨距隧洞側壁的距離r的加大而以減速度遞減，下降后的地下水位線(浸潤線)，可下式計算。

式中：s—水位降深；

q—初始時刻的流量；

T—承壓含水層導水系數(m3/(d·m))；

μ—含水體給水度(裂隙度，無因次)。

4.3 線性工程對其穿越的地下水環境敏感區水位或水質的影響

地下水環境敏感區包括生活供水水源地準保護區及其補給徑流區（已建成的在用、備用、應急水源地，在建和規劃的水源地）、特殊地下水資源（如熱水、礦泉水、溫泉等）保護區及其外分布的分散居民飲用水源等。線性工程對其穿越的地下水環境敏感區影響評價重點分析其選線合理性、公路穿越區疏干排水對水位及水質的影響。選線合理性主要從政策法規合理性、地質選線合理性和環境選線合理性三個方面論述。公路穿越區對水位的影響主要是確定公路兩側排水影響寬度和地下水降深，潛水含水層沒有補給時，可用式計算，含水層有大氣降水補供時，可用計算，地下水降深可用計算。如果影響的是承壓含水層，公路兩側排水影響寬度和地下水降深可分別用和算出。上式中S為水位降深（m），H為潛水含水層厚度（m），R為觀測井井徑（m），K為含水層滲透系數（m/d），μ 為重力給水度，無量綱，W 為降水補給強度（m/d），a為系數，取決于抽水狀態。

在公路施工期內,可能影響地下水環境敏感區地下水水質的主要是施工過程中的各種廢物、油污以及泥漿。堆積的廢棄物主要為建筑材料,對水質可能產生的影響較小,而油污含量一般很低,且易浮于泥漿之上而被帶出,并排泄到區外,因此影響地下水水質的主要是鉆孔過程中的泥漿[5]。在公路運營期內,可能對地下水環境敏感區產生危害的主要因素是危險品運輸車發生交通事故后,泄露 (爆炸)的有毒有害物質進入地下水環境敏感區。可以運用導則中的水質預測模型進行污染物運移情況分析，進而判斷公路建設對地下水環境敏感區水質的影響程度及可行性。水質預測所需用的含水層滲透系數、釋水系數、給水度等參數值可從評價區以往環境水文地質勘察成果資料中選取，或依據相鄰地區和類比區最新的勘察成果資料確定，必要時可通過現場試驗獲取。

4.4 高填深挖段對地下水流向和對地下水質產生影響

高填深挖段對地下水流向的影響主要表現在改變了公路高填深挖段的地下水或地表水的徑流方向,使原來的地下水可能變為地表流或使原來的地表水變為地下水。同時還可能阻斷地下水補給源、截斷地下水的流通路徑、封堵地下水的排泄口，使區域的地下水水位和流向發生變化。因此在環境影響評價中，應重點分析區域的水文地質情況（含隔水層情況、補排情況、地下水與地表水的關系等），結合高填深挖段設計方案，分析可能改變地下水流向的地段，提出可行的環境保護設計替代方案或者采取一定的工程措施確保不發生地下水環境地質災害，如沿挖方或填方邊坡坡腳設置縱向滲溝，將含水層內的地下水攔截在路基范圍外，排出路塹或路堤。在填挖交替處設置橫越路堤的滲溝，攔截含水層內地下水，并排出路界。在地下水位較高而路堤填土高度受限制或路塹開挖后基頂高程距離地下水位較近處，在路基兩側邊溝下設置縱向滲溝降低路基范圍的地下水位等。

高填深挖段對地下水水質產生影響主要為施工期的生活污水、糞便等的排放；施工人員生活污水、含油廢水、機械漏油；運營期路面地表徑流中油類污染物質,其可沿高填深挖段截斷面或排泄口滲入地下水,對地下水水質產生不良影響。一般情況下，高填深挖段截斷面或排泄口面積較小，且一般都進行了地面硬化，污染物進入地下水的可能性較小，故只需進行分析不必進行數值模擬分析對地下水環境的影響。

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5 結論

5.1 公路項目地下水環評的評價等級應以點帶面、分段進行不同級別地下水評價。

5.2 公路項目評價范圍按不同地段的評價等級來確定，原則上不超過公路建設項目紅線兩側300米。

5.3 監測井點應主要布設在公路項目場地、周圍環境敏感點、地下水污染源、主要現狀環境水文地質問題以及對于確定邊界條件有控制意義的地點。

5.4 評價要點的設置一般應為站場、服務區等排放的污水對地下水水質的影響；隧道、洞室等施工及后續排水引起的地下水位下降而產生的環境問題；線性工程對其穿越的地下水環境敏感區水位或水質的影響；高填深挖段對地下水流向和對地下水質產生影響。

[1]地下水環境影響評價的工作要點朱學愚錢孝星《水資源保護》1998年04期

[2]《環境影響評價技術導則?地下水環境》（HJ610-2011）

[3]朱大力，李秋楓.預測隧道涌水量的方法[J].工程勘察，2000，(4)：18-22.

[4]蔣忠信.隧道工程與水環境的相互作用[J].巖石力學與工程學報，2005，(1)：121-127

[5]范新崗,張國生,王耀邦.鉆孔樁施工工藝及常見問題處理[J].中國水運,2007,5(5):104-105.