大型化工類項目地下水環境影響評價相關問題探討
——以某煤化工項目為例

朱歡，彭淵哲

（中圣環境科技發展有限公司，西安 710000）

1 研究背景

陜西榆林地區煤炭資源十分豐富，一些大型煤化工企業大力發展煤炭深加工領域，逐步豐富企業的產業結構，進而實現產業鏈上下游一體化。在煤化工快速發展的同時，也使環境污染的風險大大提高，特別是地下水環境。煤化工行業生產廢水產生量大，廢水中污染物濃度高，原輔料材料儲罐數量多等特性原因，加上地下水自身的復雜性、隱蔽性，難修復性，給原本比較脆弱的陜北地下水環境，帶來了更大的挑戰。因此，在項目的源頭進行有效地下水環境影響評價，將不可預見的環境風險控制在可控范圍內，對地下水污染防治具有重要的現實意義。本文以陜北一家大型煤化工項目為實例，依據《導則》采用GMS軟件對煤化工行業廢水的非正常滲漏進行預測分析，并提出防護措施，為地下水環境影響評價提供參考。

2 項目概況

2.1 自然條件

項目區氣候屬暖溫帶和溫帶半干旱大陸性季風氣候，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，多年平均蒸發量為1420mm。

2.2 地層巖性

項目區位于毛烏素沙漠。地層由老至新依次為：三疊系上統永坪組（T3y），侏羅系下統富縣組（J1f），侏羅系中統延安組（J2y），新近系上新統保德組（N2b），第四系中更新統離石組（Qp2eol），上更新統薩拉烏蘇組（Qp3al+l）和馬蘭組（Qp3eol）、全新統沖積層（Qh2al）及風積沙（Qh2eol）。

2.3 地下水類型及含水層結構

評價區含水層主要為第四系薩拉烏蘇組沖湖積孔隙水，其含水介質為上更新統薩拉烏蘇組細砂、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，滲透系數約10.0m/d。評價區隔水層為新近系保德組紅土。

評價區地下水主要接受大氣降水的補給與含水層的側向補給，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，含水層側向排泄，蒸發及人工開采。

通過水文地質勘查試驗，項目場地內包氣帶地層平均厚度為12.26m，巖性以風成細砂、中細砂為主，垂向滲透系數平均為19.8m/d，防污性能為“弱”。

3 地下水環境影響預測與評價

3.1 項目概況及源強確定

項目建設地點為榆神工業區，主要產品為乙二醇，地下水影響風險最大的區域為污水處理站。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節池作為預測對象。污水調節池長寬高為35m×40m×5m，水位運行高度為4.5m。非正常工況水池滲漏量根據《給水排水構筑物工程施工及驗收規范》（GB50141）中鋼筋混凝土結構水池允許滲水量2L/（m2/d）的10倍計算，即滲水量為41.5m3/d。根據工程分析與地下水導則，選取標準指數最大的氨氮作為預測因子，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。將模擬區地下水流概化成非均質軸對稱各向異性非穩定三維地下水流系統。模擬區水文地質概念模型示意圖見圖1。模型范圍內潛水的主要補給源為降水與西側含水層側向徑流補給。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 模擬軟件及模擬區網格剖分

本次模擬采用美國環境保護局 (USA EPA)開發的GMS10.1。GMS是地下水模擬系統 (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內地下水的滲流狀況，整個區域采用間距為50m等間距正交網格剖分，并于場地區與下游敏感目標處加密為25m等間距正交網格，最終將模擬區剖分為301行、493列，見圖2。

圖2 模擬區網格剖分圖

3.4 頂底板差值

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

圖3 模型頂底板高程三維立體示意圖

3.5 地下水環境保護措施

本項目地下水污染防治措施應按照“源頭控制、分區防控、污染監控、應急響應”相結合的原則，從污染物的產生、入滲、擴散、應急響應進行控制。

為了防止本期工程對地下水造成污染，結合建設項目建筑物的特點，建設時選擇了先進、成熟、可靠的工藝技術，并對產生的廢、污水進行了合理的治理和回用，從源頭上減少污染物排放；嚴格按照國家相關規范要求，對工藝、管道、設備、污水儲存及處理構筑物采取相應的措施，防止和降低污染物的跑、冒、滴、漏，將污染物泄漏的環境風險事故降低到最低程度；優化排水系統設計，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。

針對本建設項目地下水污染防治的重點是對儲罐區、固體貯存區、污水存貯建筑物采取相應的防滲措施，并建立完善的風險應急預案、設置合理有效的監測井，加強地下水環境監測，把地下水污染控制在源頭或起始階段，防止有害物質滲入地下水中。

4 結論

大型化工企業進行地下水環境影響評價時，應著重分析污染源強，水文地質條件及環境保護目標的情況。通過對含水層的概況和水文地質參數的反復調整[1]，建立合理可信的數值模型，從而使計算結果更加精準、合理，符合實際情況，對保護目標的影響也更加清晰直觀，可為后期地下水環境保護措施的制定提供可信的依據。