濱海地區建設項目地下水環境影響評價

李曉斌甄婷婷梅桂友陳袁袁

（1.中海石油環保服務有限公司咨詢信息中心；2.北京市首都規劃設計工程咨詢開發公司）

濱海地區建設項目地下水環境影響評價

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（1.中海石油環保服務有限公司咨詢信息中心；2.北京市首都規劃設計工程咨詢開發公司）

對濱海地區特別是人工圍填海地區新建項目地下水環境影響評價的評價等級、保護目標、評價標準、影響預測及水文地質條件調查等重點關注的幾個問題進行探討，結合天津市某濱海工業區新建油氣處理廠終端項目進行案例分析，采用解析法估算了石油污染物的擴散遷移范圍，為類似地區項目的地下水環境影響評價提供可參考的經驗。

地下水；濱海地區；環境影響評價

0 引 言

隨著經濟的發展，我國沿海城市加大了濱海地區的開發力度，石油儲運、進口加工行業在濱海地區迅猛發展，人工填海區成為該行業重要的選址區。在這些項目的環境影響評價過程中，地下水環境影響評價是比較薄弱的環節。由于濱海地區地下水、地表水以及海水之間的水力聯系密切且復雜，在評價等級的判定、評價標準的選取及保護目標的確定、地下水保護措施等方面需要充分考慮圍填海造地新建項目特殊的水文地質條件和人類活動的影響。因此，濱海地區地下水環境評價成為項目環評中的難點。這類項目地下水環境評價研究較少，目前可參考的文獻非常有限。本文以某油氣處理廠新建終端為例，探討濱海地區地下水環境影響評價中存在的關鍵問題。

1 研究區概況

擬建油氣處理廠終端位于天津市濱海新區某工業區，距天津市區約45 km，根據該工業區一期控制性詳細規劃，終端劃撥用地面積約22萬m2，均為填海造地。項目位于海河流域下游，周邊包括多條一級、二級河流。

項目所在區域屬華北平原濱海沉積區，地層結構簡單，由海陸交互沉積而形成，除地表1～3 m范圍內有一定陸相沉積外，下伏3～15 m范圍內均為海相沉積的黏土。區域淺層多為第四系地層，按成因類型劃分為人工堆積、新近沉積、陸相沉積和海相沉積層。新建終端地基土層均屬第四系沉積物，根據沉積成因與土的物理力學性質，由上而下分為四層：第四系人工堆積土層、第四系全新統淺海相沉積層（該層又分為淤泥質黏土、粉土與黏性土互層、淤泥質黏土、粉質黏土四個亞層）、第四系全新統沼澤相沉積層、第四系上更新統河床-河漫灘相沉積層（該層包括粉砂層、粉質黏土層兩個亞層）。

該場地地下水類型為潛水，水位埋深受外界環境影響較大，在旱季深些，雨季淺些；在項目場地勘察期間，場地地下水位埋深為1.6～1.9 m，年變化幅度約為0.6 m。該場地地下水水力坡度小，徑流條件差，補給主要靠大氣降水，排泄主要靠蒸發，地下水流向大致為從西南流向東北，其中第二層中的粉土與黏性土互層為相對含水層。

2 評價等級、評價標準的確定

2.1 地下水評價等級

根據HJ 610—2011《環境影響評價技術導則地下水環境》（下文簡稱為《導則》）要求，地下水環境影響評價工作一般劃分為準備、現狀調查與工程分析、預測評價及報告編寫四個階段，其最關鍵的一步是項目地下水環境影響評價等級的確定。在經過初步的工程分析及環境狀況調查之后，首先要根據建設項目場地的包氣帶防污性能、含水層的易污染特征、地下水環境敏感程度、污水排放量和污水水質復雜程度等條件確定地下水的評價等級［1］。

確定場地的包氣帶防污性能，一般可依據項目初期進行的巖土工程勘察報告，了解場地的水文地質條件概況，按照廠地工程地質特征和地層分布，確定包氣帶層的厚度及滲透系數經驗值，以此來判斷包氣帶的防污性能。但在濱海地區新建項目，特別是圍填海區的新建項目，則必須考慮人工填土的巖性及其滲透系數，而不僅僅考慮巖土工程勘察的首層巖土防污性能。例如：在某新建碼頭，工勘地層依次為粉砂、粗砂、強風化花崗巖、弱風化花崗巖，工勘孔部分位于海平面以下，如直接按照粉砂的巖土層厚度及滲透系數，則包氣帶防污性能為弱。然而實際項目情況需在場地進行填海造陸，因此，填海類項目作為一種特殊的情況，即人工造成地下水潛水層，在判定包氣帶防污性能時應按照人工填土層的巖性和項目完成后的標高來確定。

在本案例項目中，根據廠址巖土工程勘察報告，項目場地包氣帶主要指第一大層素填土層，該層主要由可軟塑狀黏性土組成，分布普遍，厚度為1.4～3.5 m，平均厚度2.7 m，參考粉質黏土和黏土的滲透系數經驗數值，其滲透系數為1.0×10－6～1.0×10－8cm／s，因此，包氣帶防污性能為中到強。

綜合其他判別條件項目場地的含水層易污染特征為不易，地下水環境敏感程度為較敏感，污水排放強度為小，污水水質復雜程度為中等，由此得出本項目地下水評價等級為三級。

2.2 評價標準

地下水環境現狀評價一般是通過實地取樣和監測，采用標準指數法對區域地下水環境進行評價。環境質量現狀評價及環境影響預測工作中執行的評價標準一般根據當地環境功能區劃來確定。但在濱海地區特別是填海區，常常缺少地下水環境功能區劃或區劃滯后，這時應根據建設項目所在地區地下水實際情況和用途來確定，按照GB／T 14848—93《地下水質量標準》中的分類分別執行相應的標準級別。

地下水環境質量現狀評價中的因子除應包括常規地下水監測因子外，還應根據項目特點選取特征污染物因子進行監測。對于地下水質量標準中未做規定的特征污染因子（如石油類），一般建設項目均參照GB 3838—2002《地表水環境質量標準》中的相應標準值進行評價。由于濱海區的地下水與地表水和海水聯系密切，相互混合，成分非常復雜，選用單獨的地下水標準評價或參照一般項目選取地表水標準評價均不能客觀反映當地實際的地下水水質情況，還應考慮項目所在區域相鄰的海洋功能區劃，參照GB 3097—1997《海水水質標準》中的相應標準。

在環評工作中，執行標準須經地方環保主管部門進行確認。根據《海河流域天津市水功能區劃》，本項目涉及的地表河流為一般景觀要求水域，執行GB 3838—2002《地表水環境質量標準》中的V類標準，石油類執行的標準為1.0 mg／L。由于本項目地下水的保護目標包括沿海灘涂的養殖區，因此按照GB 3097—1997《海水水質標準》中的二類標準，石油類應執行的標準為0.05 mg／L。

綜合以上，本次地下水環境質量評價標準中石油類參照GB 3097—1997《海水水質標準》中二類標準執行。

3 地下水環境影響預測分析

地下水環境影響評價的主要方法有數值法、解析法、回歸分析法、趨勢外推法、類比預測法等。由于數值法、回歸分析法［2］、趨勢外推法等對地下水水質及水位等資料的要求較高，一般地區滿足地下水環境影響評價的資料非常有限，必須做專門的水文地質勘查才能獲取相應資料。類比預測法則要求類比調查的對象與擬建預測對象之間，必須滿足二者環境水文地質條件、水動力場條件和水質狀況類似，工程特征及對地下水環境的影響具有相同或相似性，因此實用范圍局限性比較大。解析法通過對研究區含水層條件及污染物等特性進行概化，采用相應的數學模型對污染物的遷移擴散范圍進行預測［3］，在地下水的二級評價和三級評價中應用較為廣泛。對于地下水一級評價，《導則》要求采用數值法對地下水水質進行影響預測和評價，對于所需的參數等環境水文地質條件應進行有針對性的勘察試驗。

3.1 地下水保護目標的確定

由于濱海地區降水量大，地下水埋深淺，一般都在幾米以內，而且地表水系分布廣泛，溝渠交錯，地表水、地下水和海水三者形成了復雜的水力聯系。對于這類地區，除應關注常規地下水保護目標（如飲用水源地、生態濕地、地下水水庫、泉）外，還需要關注與地下水、地表水、海水都有密切水力聯系的單元（如灘涂養殖區、魚池蝦池等）。

按照以上原則，本項目地下水的保護目標確定為“項目影響區的地下水含水層，以及地下水排泄影響的周邊水域、養殖區、北大港濕地自然保護區和天津古海岸與濕地國家級自然保護區”。

3.2 污染源強分析

根據油庫運行經驗和石油進入地下水的特點，事故狀態可概化成短期點源泄漏和長期連續污染。考慮該地區地下水氯離子等濃度較高，幾乎與海水相同，因此在最不利的條件下，污染源強參照原油污染物在海水中的溶解度確定［4］。

3.3 模型概化

根據研究區含水層條件和石油污染的特性，對含水層作以下概化：①污染遷移區域為單個潛水含水層；②潛水層對溶解油遷移有阻滯效應而無降解作用；③污染預測采用單向隨流輸移和一維擴散模型，并考慮含水層介質對溶解油的阻滯作用。數學模型為：

模型邊界條件為：

模型的解析解為：

式中，t為污染持續時間，s；x為污染擴散距離，m；D′L為考慮含水層介質吸附作用后污染物的縱向彌散系數，m／s2；u′為污染物在地下水中的運移速度，m／s；erfc為余誤差函數，通過查水文地質手冊獲得［5］。

3.4 預測結果

采用GB 3097—1997《海水水質標準》石油類二類標準作為污染范圍的濃度邊界，在預測時取保守值，計算得出事故狀態下石油污染物的污染擴散范圍見表1。

表1 石油類污染物擴散范圍預測結果

4 結束語

圍填海地區新建項目判斷地下水環境影響評價等級時，應考慮人工填土層的巖性及其滲透性能，及項目完成后的標高來確定填土層厚度，從而確定包氣帶的防污性能。濱海地區的地下水評價標準要綜合考慮地下水、地表水和海水的相互聯系，對于地下水質量標準中沒有的特征污染因子石油類，在評價時除應考慮地表水相應標準取值，還應參照相關海域功能區劃對海水水質的標準要求。在評價等級要求不高時，地下水環境影響預測可采用解析法，將研究區含水層進行概化，所需參數根據查閱相關文獻資料或有針對性的野外試驗獲取，從而估算污染物運移擴散范圍。

本文針對濱海地區地下水環境影響評價等級、評價標準及保護目標的確定結合研究案例進行了分類討論，但由于評價等級要求不高，在影響預測分析前并未開展專門的水文地質勘察與試驗。在評價等級要求較高時，除根據《導則》要進行水文地質條件調查的十項內容外，由于濱海地區新建項目的特殊性，還應針對性的開展如下調查［5］，并在此基礎上采用數值法進行影響預測和評價。

◆地下水與河水、海水的水力聯系和補排關系。

◆潮汐變化對地下水在水平和垂直方向上的影響，確定咸淡水邊界和海水入侵的范圍。

◆海岸灘涂、沼澤濕地的形成條件、分布規律及其與地下水的關系。

◆海灘的沉積物特征和淤泥層的分布特征。

◆海下是否有淡水泉及其成因、補給來源、出露條件等情況。

◆項目所在的沿海城鎮或港口由于開采地下水而引起的區域水位下降，海水倒灌、水質惡化、地面沉降等環境水文地質問題的情況。

［1］ HJ 610—2011環境影響評價技術導則地下水環境［S］.

［2］ 向速林.基于回歸分析的地下水水質預測研究［J］.東華理工學院學報，2007，30（2）：161-163.

［3］ 楚敬龍.解析法在山區地下水環境影響評價中的應用［J］.有色金屬（礦山部分），2011，63（5）：71-74.

［4］ 胡紅亮，劉國東，余世嬌，等.石油污染物在濱海潛水層中的遷移預測［J］.人民黃河，2011，33（8）：86-87.

［5］ 地質礦產部水文地質工程地質技術方法研究隊主編.水文地質手冊［M］.北京：地質出版社，1978.

1005-3158（2014）03-0049-03

2014-02-25）

（編輯 石津銘）

10.3969／j.issn.1005-3158.2014.03.015

李曉斌，2010年畢業于北京師范大學地下水科學與工程專業，碩士，現在中海石油環保服務有限公司咨詢信息中心從事地下水環境影響評價工作。

通信地址：北京市朝陽區北苑路28號院1號樓北科創業大廈10層，100012