隴東地區擬建石化項目對項目區地下水的影響及安全措施

徐靜

摘要：研究區地處隴東黃土高原中南部的董志塬，董志塬是我國最大的黃土塬，本項目位于黃土塬的中心部位，塬面比較平坦。區內地下水的分布、埋藏及含水層的富水性受地形地貌、地層巖性、地質構造的嚴格控制。本文就該項目對項目區地下水環境影響進行預測與評價，并提出地下水污染應急安全措施，對以后的工程設計與建設提供可靠的數據支撐，為地下水污染應急提供一定的指導。

關鍵詞：隴東地區;擬建石化項目：地下水;影響;安全措施

1.區域地質概況

擬建石化項目位于黃土塬的中心部位，地形北高南低，高差12m-30m，塬面比較平坦，坡度3°～5°，評價范圍內出露的主要地層為下白堊系（K1）、新近系（N）和第四系（Q），本區地處鄂爾多斯地臺西南緣，屬隴東盆地的一部分。隴東盆地總體為一不對稱向斜，也即“天環向斜”，南起寧夏天池，向北經環縣洪德、合道川，于涇川縣附近傾伏，軸向近于南北，但多有彎曲。向斜兩翼很不對稱，東翼寬緩厚度小，西翼陡窄厚度大，出露的地層也不對稱，西翼巖層相對較新，有較多的羅漢洞組和涇川組分布，東翼則主要為環河、華池組組成，但兩翼巖層產狀均很平緩。顯示了盆地的整體性構造特征及局部的構造形態。擬建區位于向斜的東翼，據已有資料和實地調查，區內未見到影響至黃土層的斷層和褶曲等構造形跡。

2.水文地質條件

2.1包氣帶特征

擬建場地包氣帶主要由馬蘭黃土、離石黃土構成。馬蘭黃土（Q，）：淺黃色，質地均一而疏松，其垂直節理發育，透水性好，厚lOm～15m。離石黃土（Q2）：淡灰黃色（局部微紅），以粘土為主，共分兩層：上部厚度20m—25m，微致密，含古土壤，古土壤層成層性好，分布連續;下部呈淺紅色，以粉質粘土為主，夾古土壤，較致密，成層性好，分布連續，厚約60m。

2.2地下水資源分布

依據地下水資源勘探資料分析結果表明，擬建區及周邊城區地下水資源不足，除部分地域地下水允許開采量大于需水量外，其余地域地下水允許開采量均小于需水量，供水量不足。大氣降水是地下水的主要補給源。年內降水集中在7、8、9三個月，約占年降水量的55%—60%左右，且常以大雨、暴雨的形式出現，年際變化大，造成降水利用率低，易成洪澇，而且不利于人滲，直接影響著地下水的資源量。

2.3地下潛水補給、徑流、排泄

地下潛水主要補給來源為大氣降水、農業灌溉和側向徑流補給。其中垂向補給受地表植被情況、地形坡度、包氣帶巖性等因素影響，與整個黃土塬相比并無特殊性。項目所在地位于董志鎮西南1.5km處，其地下水潛水標高低于董志鎮所在地，側向上接受來自董志鎮方向的補給。地下水流向西南方向徑流，最終排泄于溝壑。區域地下水下游地區承壓水存在著較完整的、隔水性能較好的午城黃土、泥巖隔水頂板。潛水與承壓水之間隔水良好，彼此間的水力聯系微弱。地表污染即使污染了潛水，進一步污染承壓水的可能性較小。

2.4地下水近年動態特征

研究區潛水動態確定為：人滲一開采型動態類型。地下水動態受當地季節性開采的影響，近兩年地下水水位呈緩慢下降趨勢，年平均下降20cm—39cm。但300萬噸現有廠區南側約400m處18#監測孔近兩年地下水水位變化平穩，預測其原因是廠區建成后，300萬噸現有廠區周邊居民搬遷后機井廢棄，機井長期未開采形成。通過對動態監測點水質監測資料的統計，黃土潛水礦化度和總硬度年際間變化均不大，水質比較穩定。

3.地下水環境影響預測與評價

董志塬塬面上無地表水發育，作為含水層底板的午城黃土與三趾馬紅土層，由致密堅實的粘土與亞粘土構成，隔水性能良好。對于黃土潛水的形成來講，主要來源于大氣降水人滲補給，除人工開采外，潛水向溝谷徑流，就近排泄于溝谷之中。根據區域特點，本次預測重點是地下潛水污染對下游村屯生活飲用水源井的影響。

3.1施工期預測分析

（1）施工營地生活污水

施工期間，人員比較集中，施工營地會產生較多的生活污水，該污水中主要污染物為：BOD5、COD、總懸浮固體（SS）和TOC，按《污水綜合排放標準》（GB8978-96）一級標準進行評價，施工營地生活污水將超標。一旦隨意排放，將對環境產生一定的影響。由于施工營地均為臨時設施，并且分布范圍集中，建議收集進行統一處理，同時施工營地應設防滲漏的旱廁，盡可能減少生活污水的排放量。

（2）施工中生產廢水和油污染

工藝站場施工過程中各種施工機械設備洗滌用水和施工現場清洗、建材清洗等會產生廢水。工藝站場施工過程中各種施工機械設備洗滌用水和施工現場清洗、建材清洗廢水，含有一定量的油污和泥沙，雖然污水量較少，但直接排放會對當地環境造成不良影響，應建立臨時性的含油污水調節池和沉沙池，對含油污水和含沙污水加以處理，達標后排放。采取上述措施后，施工期將不會對該區地下水環境質量產生影響。

3.2運營期模擬預測

本次模擬按正常工況、非正常工況、風險事故三種情景模式對地下水的污染進行模擬預測。

（1）正常工況

①無防滲，若本項目無防滲系統，那么地表發生污染時，污染物會直接通過包氣帶進入到含水層中，本地區的包氣帶分布連續，厚約60m，經滲水試驗求得包氣帶垂直滲透系數4.36 x l04 cm/s，包氣帶防污性能中等，地表污染物穿透包氣帶的時間為106d。②有防滲，本項目對可能形成的污水下滲地段，應進行相應的防滲處理，其下面有黃土塬巨厚的包氣帶。經過計算，污染物穿透防滲層和包氣帶的時間需要291年。綜上可知，采用良好的防滲措施可以有效地防止污染進入地下水，防患地下水污染。

（2）非正常工況

生產裝置的設備或管線由于連接處（如法蘭、焊縫）開裂或腐蝕磨損等原因，會發生物料泄漏，若恰好發生泄漏處的地下水防滲層斷裂或破壞，進入地下水環境中，將導致地下水的污染。項目在運營過程中，應當加強管理，盡量減少非正常工況的發生。在非正常工況發生時應及時處理，修復泄漏點，盡快清理現場，避免污染物進入地下水系統。

（3）風險事故

根據預測結果，在事故狀態下，若地下水受到污染，10年的預測時間內，污染物遷移出廠界，50年遷移1350m，在這個距離范圍內沒有地下水敏感目標。項目在運營過程中，應提高安全意識，避免重大事故的發生;應做好安全應急預案，充分考慮安全隱患，將事故損失降至最低。若有事故發生，應充分利用當地包氣帶厚的特點，在污染物進入地下水系統之前，及時挖去受污染土壤，控制污染進一步擴大范圍。如發現地下水已受到污染，應立即通知地下水流場下游可能受到影響的民井所有人，避免居民飲用受污染的地下水。

4.地下水污染應急安全措施

一旦發現地下水發生異常情況，必須按照應急預案馬上采取緊急措施：

（1）當確定發生地下水異常情況時，按照制訂的地下水應急預案，在第一時間內盡快上報公司主管領導，通知當地環保局、附近居民等地下水用戶，密切關注地下水水質變化情況。

（2）組織專業隊伍對事故現場進行調查、監測，查找環境事故發生地點、分析事故原因，盡量將緊急事件局部化，如可能應予以消除，采取包括切斷生產裝置或設施等措施，防止事故的擴散、蔓延及連鎖反應，盡量降低地下水污染事故對人和財產的影響。

（3）當通過監測發現對周圍地下水造成污染時，根據觀測井的反饋信息，對污染區地下水人工開采形成地下水漏斗，控制污染區地下水流場，防止污染物擴散。也可根據實際情況采取流線控制法、屏蔽法、被動收集法等控制污染物運移等控制污染物運移，并對污染土壤進行及時處理或修復。根據水文地質勘察，本項目廠區地下水埋深40m左右，含水層厚度30m—40m，涌水量670m3/d～970m3/d，水位降深15m～20m，單井抽水影響半徑為lOOm～120m，13眼應急抽水井能較好地控制地下水流場，確保風險事故時能控制住污染物的擴散。當風險事故發生時，分別選取事故點的上游和下游各2口應急抽水井抽水，控制污染物擴散，每個井抽水量85 0m3/d，4口井抽水量為3400m3/d。該廠區內有事故池25000m3，可容納抽水井7天的抽出水量。

（4）對被破壞的區域設置緊急隔離圍堤，防止物料及消防水進一步滲入地下;對事故后果進行評估，并制定防止類似事件發生的措施。如果本廠力量無法應對污染事故，應立即請求社會應急力量協助處理。

參考文獻：

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