水文地質(zhì)勘查在建設(shè)項目環(huán)境評估中的應(yīng)用

陳明亮

((湖北省地質(zhì)局 第三地質(zhì)大隊,湖北 黃岡 438000)

水文地質(zhì)勘查在建設(shè)項目環(huán)境評估中的應(yīng)用

陳明亮

((湖北省地質(zhì)局 第三地質(zhì)大隊,湖北 黃岡 438000)

建設(shè)項目地下水環(huán)境影響評價是建設(shè)項目環(huán)境評估工作中的一個重要環(huán)節(jié)和薄弱環(huán)節(jié)。通過具體工程實例,簡要分析建設(shè)項目地下水環(huán)境評價中水文地質(zhì)勘查基本工作內(nèi)容、工作方法和具體工作流程,通過水文地質(zhì)勘查,為項目環(huán)境評估提供必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),更好地服務(wù)于項目建設(shè)。

水文地質(zhì)勘查;地下水環(huán)境影響;建設(shè)項目;環(huán)境評估

水是人類賴以生存的不可缺少的一種寶貴資源,又是自然環(huán)境的重要組成部分,是可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)條件。地下水是水資源系統(tǒng)的重要組成部分,隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大、人口的增加和社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,地下水已成為生活和工農(nóng)業(yè)用水最主要的供水水源之一。因此,在水資源日益緊缺的今天,如何保護(hù)地下水水源使其不受污染,合理利用地下水資源,引起了整個社會的重視,研究地下水資源的管理以保證地下水資源可持續(xù)利用十分重要。

建設(shè)項目環(huán)境評估是工程建設(shè)前必不可少的一項程序,自2011年國家環(huán)境保護(hù)部發(fā)布的《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則——地下水環(huán)境》[1]實施以來,地下水環(huán)境影響評價成為建設(shè)項目環(huán)境影響評價中的重點和難點。通過建設(shè)項目水文地質(zhì)調(diào)查、勘察,查明建設(shè)項目場所地下水文地質(zhì)條件和地下水水環(huán)境特點,對地下水環(huán)境影響進(jìn)行評價,從而為建設(shè)項目環(huán)評提供依據(jù),已成為可能影響地下水環(huán)境的建設(shè)項目環(huán)境評估必不可少的階段。因此,建設(shè)項目地下水環(huán)境水文地質(zhì)勘查,從資料收集、野外調(diào)查、鉆探勘察、現(xiàn)場水文地質(zhì)試驗、室內(nèi)實驗等各個方面和各個環(huán)節(jié),應(yīng)全面、真實、準(zhǔn)確記錄和分析各種原始數(shù)據(jù),從而為建設(shè)項目環(huán)境影響評估提供準(zhǔn)確依據(jù)。

1 建設(shè)項目地下水環(huán)境調(diào)查具體要求及方法

1.1 地下水環(huán)境調(diào)查主要目的及具體要求

1.1.1 地下水環(huán)境調(diào)查主要目的

(1) 了解原生環(huán)境水文地質(zhì)問題:包括天然劣質(zhì)水分布狀況,以及由此引發(fā)的環(huán)境問題。

(2) 了解與地下水有關(guān)的其它人類活動情況調(diào)查,如保護(hù)區(qū)劃分情況等。

(3) 了解包氣帶防污性能、含水層易污染特征。

1.1.2 地下水環(huán)境調(diào)查具體內(nèi)容

(1) 氣象、水文、土壤和植被狀況;地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地貌特征與礦產(chǎn)資源。

(2) 包氣帶巖性、結(jié)構(gòu)、厚度;含水層的巖性組成、厚度、滲透系數(shù)和富水程度,隔水層巖性組成、厚度、滲透系數(shù)。

(3) 地下水類型,地下水補給、徑流和排泄條件及地下水水位、水質(zhì)、水量、水溫。

(4) 集中供水水源地和水源井的分布情況;地下水現(xiàn)狀監(jiān)測井的情況。

(5) 地下水背景值(或地下水污染對照值)。

1.2 地下水環(huán)境調(diào)查主要方法、手段

(1) 收集區(qū)域水文地質(zhì)資料、項目建設(shè)資料及進(jìn)行野外地質(zhì)調(diào)查。

(2) 現(xiàn)場水文地質(zhì)勘查,包括鉆探勘察、現(xiàn)場水文地質(zhì)試驗及室內(nèi)水質(zhì)、土質(zhì)分析實驗。

(3) 數(shù)據(jù)分析、資料整理及報告編寫。

2 水文地質(zhì)勘查重點勘查內(nèi)容

根據(jù)《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則——地下水環(huán)境》(HJ610—2011),地下水環(huán)境評價中,水文地質(zhì)勘查需查明場地地下水的埋藏、分布狀況及補給、排泄條件,了解包氣帶防污性能、含水層易污染特征,需重點查明的內(nèi)容如下:

(1) 查明包氣帶防污性能及分級。查明巖(土)層單層厚度Mb,滲透系數(shù)K及其分布規(guī)律,判斷包氣帶防污性能及分級(表1)。

表1 包氣帶防污性能分級

注:引用《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則——地下水環(huán)境》(HJ610—2011)第6.2.1.2條。

(2) 查明場地含水層易污染特征及分級。查明場地潛水含水層埋藏位置,地下水與地表水聯(lián)系,地下水中污染物稀釋、自凈規(guī)律,現(xiàn)有地下水污染問題,多含水層系統(tǒng)層間水力聯(lián)系規(guī)律,以判斷場地含水層易污染特征及分級(表2)。

表2 建設(shè)項目場地的含水層易污染特征分級

注:引自《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則——地下水環(huán)境》(HJ610—2011)第6.2.1.3條。

(3) 查明地下水環(huán)境敏感程度及分級。根據(jù)表3,查明地下水的環(huán)境敏感情況及分級情況。

3 具體工程實例

2015年湖北地區(qū)一電池建設(shè)項目,為查明該場地區(qū)域水文地質(zhì)條件,詳細(xì)了解場地地下水的埋藏、分布狀況及補給、徑流、排泄條件,從而對該建設(shè)項目地下水環(huán)境進(jìn)行評價,對該項目場地進(jìn)行水文地質(zhì)勘察工作,具體方法、流程及工作內(nèi)容如下。

3.1 項目地質(zhì)條件

該場地地貌單元屬壟崗地貌,原始地形較低洼,分

表3 地下水環(huán)境敏感程度分級

注:引自《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則——地下水環(huán)境》(HJ610—2011)第6.2.1.4條。

布有水塘和稻田,目前已回填整平,填土厚度約4.6～7.0 m。場地地面標(biāo)高變化在43.10～43.35 m之間,場地目前較為平整,有雜草生長,外圍小山坡有基巖殘積層或風(fēng)化巖石裸露。

(1) 人工堆積層(Qml)。碎石素填土:褐黃—褐灰色,主要由風(fēng)化巖塊、碎石混巖屑、粘性土組成,碎石粒徑一般為0.5～5 cm,粒徑最大為0.5～1.0 m,含量50%～80%。為近期堆填,呈濕、松散狀態(tài),層厚3.3～5.4 m,從東至西分布逐漸減小。

粘性素填土:褐—褐灰色,主要由粘性土、砂礫土混巖屑、碎石組成,粗顆粒粒徑約0.5～5 cm,含量約10%～35%,局部含塊石。為近期堆填,下部主要為填土擠淤而成,主要由灰黑色淤泥軟土、植物根系和碎石組成。呈濕、松散狀態(tài),層厚1.3～2.1 m,分布均勻。

(3) 太古界強風(fēng)化花崗巖(大別山群Ar)。強風(fēng)化花崗巖:灰黃色,中粗粒結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,主要礦物成分為石英、長石,巖芯破碎,呈碎塊狀或碎屑狀,層厚1.4～3.8 m,分布均勻。

(4) 太古界中風(fēng)化花崗巖(大別山群Ar)。中風(fēng)化花崗巖:灰黃—青灰色,中粗粒結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,主要礦物成分為石英、長石和云母,裂隙較發(fā)育,巖芯呈短—中長柱狀,最大揭露厚度5.4 m,分布均勻。

3.2 主要勘察方法及工作流程

3.2.1 采用的主要勘察方法

(1) 水文地質(zhì)調(diào)查及測繪:對場地進(jìn)行地形、地貌、地層巖性等調(diào)查及測繪,同時對地下水的類型、埋藏條件、補給途徑、排泄途徑及與地下水有密切相關(guān)的氣象條件等進(jìn)行全面調(diào)查。

(2) 鉆探勘察:根據(jù)本項目場地地形、地貌及地質(zhì)情況,布置了2個水文地質(zhì)剖面,布置了鉆探取芯孔4孔。鉆探孔開孔孔徑為168 mm,終孔孔徑為110 mm,鉆孔深度控制為進(jìn)入中風(fēng)化基巖5～10 m,最大孔深為20 m,最淺孔深為15 m。

(3) 現(xiàn)場水文地質(zhì)試驗及水位、水溫觀測:每個鉆孔均進(jìn)行了水位觀測及地下水溫測量;同時每個鉆孔均分層進(jìn)行了水文地質(zhì)試驗。

(4) 室內(nèi)水質(zhì)分析實驗:現(xiàn)場共采取4組地下水試樣,并進(jìn)行了室內(nèi)水質(zhì)分析實驗。

3.2.2 主要工作流程

(1) 收集項目基本資料及前期區(qū)域地質(zhì)及水文地質(zhì)資料,根據(jù)工作區(qū)水文地質(zhì)條件編制水文地質(zhì)勘察施工方案。

(2) 按照施工方案中技術(shù)要求與工作布置,進(jìn)行地形測量、水文地質(zhì)調(diào)查及測繪。

(3) 根據(jù)施工方案中布置的地質(zhì)剖面線及鉆探孔位,現(xiàn)場鉆探取芯施工及水文觀測、水溫觀測,分層進(jìn)行水文地質(zhì)試驗。

(4) 地下水采取試樣及送實驗室進(jìn)行水質(zhì)分析實驗。

(5) 數(shù)據(jù)分析計算及資料整理,報告編寫及提交。

3.3 地下水類型及含水層特征

根據(jù)現(xiàn)場鉆探及水文觀測、水文地質(zhì)試驗數(shù)據(jù),本場區(qū)地下水類型主要為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。

3.2.1 松散巖類孔隙水

普遍分布于勘察區(qū),根據(jù)水文地質(zhì)鉆探孔揭露的地層資料及注水試驗資料,含水層主要由第四系人工堆積層構(gòu)成,厚度0.1～2.3 m,含水層埋深4.6～7.0 m,水位埋深2.8～5.5 m,相當(dāng)于標(biāo)高37.85～40.53 m,含水量貧乏,單井涌水量<100 m3/d,為弱富水性地區(qū)。

3.2.2 基巖裂隙水

普遍分布于勘察區(qū),根據(jù)鉆孔揭露的地層資料及現(xiàn)場注(壓)水試驗資料,含水層主要由太古界強風(fēng)化花崗巖構(gòu)成,中風(fēng)化花崗巖裂隙較發(fā)育,基本不含水。各鉆孔強風(fēng)化花崗巖厚度差別不大,層厚1.4～3.8 m,含水層埋深4.6～10.2 m,其補給來源于孔隙水的垂向入滲,單井涌水量<100 m3/d,水量貧乏。

結(jié)合鉆孔注(壓)水試驗資料及鉆探成果資料綜合分析,勘察區(qū)富水性弱,區(qū)內(nèi)富水性差別不大,含水層厚度與富水性之間無明顯的規(guī)律性。

3.3 地下水的補給、徑流和排泄條件

勘察區(qū)內(nèi)松散巖類孔隙水補給來源,主要是大氣降水入滲補給。基巖裂隙水由于含水層頂板隔水,不能直接接受當(dāng)?shù)卮髿饨邓瓜蛉霛B補給,與松散巖類孔隙水之間水力聯(lián)系微弱,主要接受上游的側(cè)向補給,這部分補給因基巖裂隙水徑流緩慢而十分有限。

松散巖類孔隙水通過包氣帶向深層含水層垂向入滲徑流,基巖裂隙水沿裂隙通道方向徑流。

松散巖類孔隙水主要通過蒸發(fā)排泄,基巖裂隙水的排泄途徑主要是徑流排泄,表現(xiàn)為局部區(qū)域的人工開采。將來人工開采會成為深層地下水的主要排泄途徑,并消耗一定的儲存量。

3.4 地下水水質(zhì)及評價

3.4.1 地下水的物理性質(zhì)

勘察區(qū)的地下水清澈透明,無臭無味。經(jīng)監(jiān)測地下水水溫為17～20 ℃。

3.4.2 地下水水化學(xué)特征

3.4.3 水質(zhì)評價

根據(jù)勘察區(qū)內(nèi)地下水水質(zhì)分析結(jié)果,總硬度為187.8 mg/L,pH值為7.96,其他各項指標(biāo)均滿足《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848—93)中Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.5 水文地質(zhì)參數(shù)計算

為查明各巖土層滲透系數(shù),對于不同地層采用相應(yīng)的水文地質(zhì)試驗:人工堆積層進(jìn)行鉆孔常水頭注水試驗,粉質(zhì)粘土和強風(fēng)化巖層進(jìn)行鉆孔降水頭注水試驗,中風(fēng)化巖層進(jìn)行壓水試驗。

3.5.1 注水試驗

(1) 鉆孔常水頭注水試驗。根據(jù)試驗適用條件,分別對場區(qū)內(nèi)4個勘察鉆孔(ZK1、ZK2、ZK3、ZK4)進(jìn)行了常水頭注水試驗,試驗試段位于人工堆積層。試驗嚴(yán)格按照《水利水電工程注水試驗規(guī)程》SL345—2007進(jìn)行,采用下式計算試驗土層滲透系數(shù):

(1)

式中:K為試驗巖土層的滲透系數(shù),cm/s;Q為注入流量,cm3/s;H為試驗水頭,cm;L為試驗段長度,cm;r為試驗段半徑,cm。

根據(jù)整理鉆孔試驗段常水頭注水試驗數(shù)據(jù),計算得到各試驗段滲透系數(shù)K,見表4。

(2) 鉆孔降水頭注水試驗。根據(jù)試驗適用條件,分別對場區(qū)內(nèi)4個勘察鉆孔進(jìn)行了降水頭注水試驗,試驗試段在粉質(zhì)粘土和強風(fēng)化巖層中進(jìn)行。試驗嚴(yán)格按照《水利水電工程注水試驗規(guī)程》SL345—2007[2]進(jìn)行,采用下式計算試驗巖土層滲透系數(shù):

表4 各鉆孔注水試驗成果表

(2)

式中:K為試驗巖土層的滲透系數(shù),cm/s;H1為時間t1時的試驗水頭,cm;H2為時間t2時的試驗水頭,cm;A為形狀系數(shù),cm;r為試驗套管內(nèi)徑,cm。

根據(jù)整理鉆孔試驗段降水頭注水試驗數(shù)據(jù),計算得到各試驗段滲透系數(shù)K,見表5。

3.5.2 壓水試驗

根據(jù)試驗適用條件,分別對場區(qū)內(nèi)4個勘察鉆孔進(jìn)行了壓水試驗,試驗試段在中風(fēng)化巖層中進(jìn)行。試驗嚴(yán)格按照《水利水電工程鉆孔壓水試驗規(guī)程》SL31—

表5 各鉆孔注水試驗成果表

2003[3]進(jìn)行,采用下式計算試驗巖層滲透系數(shù):

(3)

式中:K為試驗巖土層的滲透系數(shù),cm/s;w為單位吸水量,L/min·m2;L為試驗段長度,m;r為試驗段半徑,m。

整理鉆孔各試驗段壓水試驗數(shù)據(jù),計算得到各試驗段滲透系數(shù)K,見表6。

3.5.3 水文地質(zhì)參數(shù)綜合計算結(jié)果

根據(jù)本次調(diào)查中注水試驗和壓水試驗的成果,結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗,綜合給出勘察區(qū)內(nèi)各巖土層滲透系數(shù),其中巖土層透水性的強弱根據(jù)表7滲透系數(shù)劃分,具體建議值見表8。

表6 各鉆孔壓水試驗成果表

3.6 地下水資源概況評價

勘察區(qū)廣泛分布第四系人工填土和太古界強風(fēng)化花崗巖,賦存有松散巖類孔隙水和基巖裂隙水,但由于區(qū)內(nèi)補給單一,補給量較小,含水層厚度較薄,單井涌水量<100 m3/d,富水性總體較貧乏,不具工業(yè)供水意義。

表7 巖土層滲透性分級

表8 各巖土層滲透系數(shù)建議值

3.7 水文地質(zhì)結(jié)論

(1) 擬建場區(qū)主要賦存有松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。松散巖類孔隙水受季節(jié)性降雨影響較大;基巖裂隙水賦存于下伏基巖裂隙中,單井涌水量<100 m3/d,水量貧乏。

(2) 在勘察深度范圍內(nèi),場區(qū)地層自上而下劃分為4個地質(zhì)層:素填土、粉質(zhì)粘土、強風(fēng)化花崗巖和中風(fēng)化花崗巖。人工堆積層層厚4.6～7.0 m,滲透系數(shù)為1.09×10-3～1.02×10-2cm/s,分布較連續(xù);粉質(zhì)粘土層厚0.6～3.2 m,滲透系數(shù)為1.20×10-6～1.33×10-6cm/s,分布較連續(xù);強風(fēng)化花崗巖巖層層厚1.4～3.8 m,滲透系數(shù)為8.44×10-5～1.35×10-4cm/s,分布連續(xù);中風(fēng)化花崗巖巖層最大揭露厚度8.4 m,滲透系數(shù)為4.90×10-5～7.29×10-5cm/s。

(3) 場區(qū)人工填土厚度平均為5.90 m,第四系厚度平均為2.40 m,且連續(xù)分布。場區(qū)地下水類型主要為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水,主要接受大氣降水補給,動態(tài)變化呈季節(jié)性,地下水與地表水聯(lián)系不密切。

(4) 場區(qū)不屬于生活供水水源地準(zhǔn)保護(hù)區(qū),不屬于熱水、礦泉水、溫泉等特殊地下水源保護(hù)區(qū),也不屬于補給徑流區(qū),場地內(nèi)無分散居民飲用水源等其它環(huán)境敏感區(qū)。

(5) 擬建場區(qū)內(nèi)地下水水化學(xué)類型主要為重碳酸鈣鎂型水,各項指標(biāo)均滿足《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848—93)中Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)要求。

(6) 根據(jù)以上數(shù)據(jù)及前文表1《包氣帶防污性能分級》、表2《建設(shè)項目場地含水層易污染特征分級》、表3《地下水環(huán)境敏感程度分級》,綜合判定本項目包氣帶防污性能及分級為弱;場地含水層易污染特征及分級為易;本項目地下水環(huán)境敏感程度分級為不敏感。

4 結(jié)語

做好項目水文地質(zhì)勘察工作,是確保建設(shè)項目地下水環(huán)境評估準(zhǔn)確、有效的基礎(chǔ)工作和基本前提。因此,在建設(shè)項目環(huán)境評估階段中,必須充分重視水文地質(zhì)勘察工作,通過合理、科學(xué)的現(xiàn)場水文地質(zhì)勘察工作,取得真實、準(zhǔn)確的現(xiàn)場第一手水文地質(zhì)資料及數(shù)據(jù),從而為項目地下水環(huán)境評估提供科學(xué)依據(jù),以確保項目環(huán)境評估工作的有效性和評估結(jié)果的科學(xué)性。

[1] 中華人民共和國環(huán)境保護(hù)部科技標(biāo)準(zhǔn)司.環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則-地下水環(huán)境:HJ610—2011[S].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2011.

[2] 中華人民共和國水利部.水利水電工程注水試驗規(guī)程:SL345—2007[S].北京:中國水利水電出版社,2007.

[3] 中華人民共和國鐵道部.鐵路工程水文地質(zhì)勘察規(guī)程:TB10049—2004[S].北京:中國鐵道出版社,2004.

(責(zé)任編輯：陳姣霞)

Application of Hydrogeological Exploration in EnvironmentalAssessment of Construction Projects

CHEN Mingliang

(ThirdGeologicalBrigadeofHubeiGeologicalBureau,Huanggang,Hubei438000)

Groundwater environmental impact assessment of construction projects is an important part and the weak link of environmental assessment work of construction projects.Through specific engineering examples,the paper analyses the basic working contents,working method and specific work flow of hydrogeology exploration in groundwater environmental assessment of construction projects. According to the hydrogeological exploration,it provides the basis for the environmental assessment of projects,so as to better service for the project construction.

hydrogeological exploration; groundwater environmental impact; construction project; environmental assessment

2016-08-29;改回日期:2016-10-18

陳明亮(1969-),男,高級工程師,探礦工程專業(yè),從事巖土工程工作。E-mail:415221750@qq.com

P641.7

A

1671-1211(2016)06-0914-05

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.2016.06.021

數(shù)字出版網(wǎng)址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20161101.0936.002.html 數(shù)字出版日期:2016-11-01 09:36