成品油管道地下水監(jiān)測(cè)井建設(shè)探討

摘 要：涉及生態(tài)紅線區(qū)的成品油管道若發(fā)生泄漏，可能污染到地下水，后果嚴(yán)重。如果在成品油管道沿線環(huán)境敏感部位建設(shè)地下水監(jiān)測(cè)井，能夠發(fā)現(xiàn)地下水是否被污染。本文對(duì)建設(shè)監(jiān)測(cè)井的建設(shè)中的關(guān)鍵問題進(jìn)行討論和分析。

關(guān)鍵詞：地下水;監(jiān)測(cè)井;檢測(cè)

1 前言

因成品油管道有高效率、無損耗、低風(fēng)險(xiǎn)等優(yōu)勢(shì)，得到蓬勃發(fā)展;到2020年，我國成品油管道里程將達(dá)3.3萬公里，已成為名副其實(shí)的“能源動(dòng)脈”，一旦發(fā)生泄漏事故，不僅給帶來嚴(yán)重的安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)對(duì)環(huán)境帶來嚴(yán)重影響，也可能污染到地下水，由于難以及時(shí)檢測(cè)到，從而耽誤污染應(yīng)急修復(fù)。因此，在成品油管道敏感部位設(shè)置地下水監(jiān)測(cè)井可以準(zhǔn)確判斷地下水是否被污染。

2 成品油泄漏后對(duì)地下水的影響

近年來，隨著管道保護(hù)科技的發(fā)展、國家重視程度的提高、管道企業(yè)的投入不斷加大，管道安全水平大幅提高，引發(fā)成品油管道泄漏的主要原因有：地質(zhì)災(zāi)害、第三方施工破壞。成品油管道泄漏分為針孔泄漏、小孔泄漏和斷裂泄漏。成品油泄漏以后，首先通過土壤向下滲透，其遷移轉(zhuǎn)化過程見圖1，泄漏的成品油在重力作用下通過包氣帶向下擴(kuò)散，最終進(jìn)人含水層的過程中，大部分被包氣帶截留，土層對(duì)油類的截留率達(dá)85%，垂直方向上土層油類污染物濃度隨深度呈負(fù)指數(shù)遞減。流經(jīng)包氣帶的石油烴，部分被土壤和沉積物顆粒吸附殘留在細(xì)小的土壤顆粒中，形成殘留的非水溶相液體（殘留相NAPLs），并向包氣帶空隙揮發(fā)擴(kuò)散或被生物降解，殘留在土壤顆粒以及毛細(xì)帶中的NAPLs是地下水和大氣的持續(xù)污染源。到達(dá)地下水面的石油烴，由于密度比水小，在地下水面以上形成一個(gè)污染體（自由相NAPLs），并持續(xù)溶解進(jìn)入含水層（溶解相LNAPLs）。

在上述遷移過程中，大部分分子量較小的烷烴和環(huán)烷烴揮發(fā)去除，而分子量較大的（nC18以上）烷烴和環(huán)烷烴被吸附于土壤中。石油烴是造成地下水污染的主要組分。苯系物中苯最難被生物降解，是地下水石油類污染常見的芳香烴組分之一，其中苯和甲苯具有致癌、致畸、致突變作用，嚴(yán)重威脅人類健康。

3 建設(shè)成品油管道地下水監(jiān)測(cè)井的意義

泄漏的油品一進(jìn)自然保護(hù)區(qū)、水源涵養(yǎng)區(qū)或其他敏感水體后，則可能影響當(dāng)?shù)叵滤畮В玳L期未發(fā)現(xiàn)，勢(shì)必造成更為嚴(yán)重的地下水污染。通過在環(huán)境敏感區(qū)設(shè)置地下水監(jiān)測(cè)井并定期檢測(cè)，可以發(fā)現(xiàn)因成品油管道泄漏或附近其他設(shè)施石油類的泄漏，從而起到對(duì)該區(qū)段地下水的保護(hù)作用。

因此成品油管道企業(yè)需落實(shí)主體責(zé)任，加大管道周邊環(huán)境敏感部位、關(guān)鍵位置的地下水監(jiān)測(cè)井建設(shè)力度，勢(shì)必對(duì)保護(hù)地下水這一人類共同的寶貴資源起到更大的作用。近期，中國石化提出了成品油管道管道沿線敏感部位設(shè)置地下水監(jiān)測(cè)井的具體要求，將引領(lǐng)和推動(dòng)全社會(huì)投入地下水的保護(hù)中來。

4 建設(shè)成品油管道地下水監(jiān)測(cè)井的關(guān)鍵問題

4.1 管道企業(yè)全過程參與

管道企業(yè)在地下水監(jiān)測(cè)井項(xiàng)目實(shí)施前，對(duì)全線開展敏感水體調(diào)研，確定監(jiān)測(cè)井的位置和數(shù)量;積極協(xié)調(diào)工農(nóng)關(guān)系，參與施工監(jiān)護(hù)和驗(yàn)收環(huán)節(jié)，對(duì)質(zhì)量把關(guān)。監(jiān)測(cè)井投用后，應(yīng)及時(shí)檢查和維護(hù)，定期檢測(cè)地下水，掌握水質(zhì)信息和異常變化，與環(huán)保部門保持溝通。

4.2 合理確定監(jiān)測(cè)井位

一是確定成品油管道地下水監(jiān)測(cè)井井位前應(yīng)充分調(diào)研。掌握目標(biāo)區(qū)域的水文地質(zhì)體系、場(chǎng)地特性等。二是將監(jiān)測(cè)井設(shè)置在最關(guān)鍵的位置，如成品油管道途經(jīng)的地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)區(qū)、管道改線連接頭的等薄弱部位，以及地質(zhì)條件復(fù)雜、泄漏影響大的區(qū)段。三是監(jiān)測(cè)井定位具體注意事項(xiàng)：①以地下水監(jiān)測(cè)為主旨，應(yīng)設(shè)置在管道泄漏后可能影響到的下游側(cè);②監(jiān)測(cè)井應(yīng)作為成品油管道的附屬設(shè)施，盡量靠近管道，并與管道、通信光纜保持2米左右的安全距離;③現(xiàn)場(chǎng)定位前應(yīng)充分對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)研，避開其他管道企業(yè)的并行管道;④監(jiān)測(cè)井施工完成后，現(xiàn)場(chǎng)采集GPS信息，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置標(biāo)志樁。

4.3 科學(xué)設(shè)計(jì)井深

考慮能夠?qū)\層地下監(jiān)測(cè)井的成井深度水進(jìn)行是取樣，達(dá)到淺層地下水即可，不需達(dá)到承壓含水層，尤其是不應(yīng)打穿目標(biāo)含水層底板。應(yīng)收集區(qū)域地下水淺層地下水埋深資料、考慮沉淀管長度及觀測(cè)水深要求，合理確定監(jiān)測(cè)井深度。平原、丘陵、山區(qū)、沙漠等區(qū)域的地下水埋深均不等，同樣是平原地區(qū)，地下水埋深也未必完全相同，應(yīng)充分考慮，單井成井井深應(yīng)以實(shí)際地層條件為準(zhǔn)。此外，可以在盡量不征地的情況下，將監(jiān)測(cè)井井口設(shè)在自然地面以下0.7-1.0m處，采取防滲措施，上面用水泥和回填土覆蓋，不影響地表耕作及其他用途。

4.4 正確選用管材

井管是與水井過濾器連接到地表的實(shí)壁管。監(jiān)測(cè)井所用井管材料包括不銹鋼、聚氯乙烯塑料等等。地下水監(jiān)測(cè)井不同于普通的供水井，其長期不流動(dòng)循環(huán)更容易腐蝕結(jié)垢，從而堵塞過濾管。一旦結(jié)垢嚴(yán)重完全堵塞后，井管內(nèi)外地下水不連通，其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)就不能準(zhǔn)確反映實(shí)際情況和變化。

成井管材的要求主要采用無縫鋼管，對(duì)于地下水污染或潛在污染的地區(qū)和高礦化度地下水地區(qū)要求選用PVC-U管材。從長遠(yuǎn)角度考慮，PVC-U井管的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性要優(yōu)于普通鋼管、石油套管。建議根據(jù)水質(zhì)確定管材。

4.5 科學(xué)施工組織

成品油管道地下水監(jiān)測(cè)井施工具有“鉆井淺、戰(zhàn)線長、地質(zhì)條件復(fù)雜”等特點(diǎn)，涉及到施工隊(duì)伍、占地賠償、搬遷、道路交通安全等問題。怎樣實(shí)現(xiàn)“高效、有序、安全、保質(zhì)、協(xié)調(diào)”完成任務(wù)，是對(duì)每個(gè)施工組織單位的考驗(yàn)和檢驗(yàn)。頻繁設(shè)備搬遷、占地協(xié)調(diào)和青苗賠償是整個(gè)工程的主要工作內(nèi)容之一，需要組織管理和協(xié)調(diào)，確保不會(huì)影響項(xiàng)目的正常進(jìn)展和延誤工期。

5 成品油管道地下水監(jiān)測(cè)建設(shè)示例

以中國石化蘇北成品油管道為例，該管道全長度630公里，設(shè)計(jì)壓力為9.5MPa，管道順序輸送汽油柴油。

5.1 全線環(huán)境目標(biāo)調(diào)查

企業(yè)對(duì)照《江蘇省國家級(jí)生態(tài)紅線保護(hù)規(guī)劃（2018年版、2013年版）》開展排查，共查出經(jīng)過省級(jí)生態(tài)紅線18處，其中有6處為國家級(jí)生態(tài)紅線。每個(gè)管道地下井上、下游均設(shè)置地下水地下井，可對(duì)地下水質(zhì)情況形成對(duì)比。有異常及時(shí)排除管道異常情況。

5.2 管道薄弱環(huán)節(jié)和缺陷點(diǎn)排查

該管道于2015年建成投產(chǎn)，清管通球正常、陰極保護(hù)正常，裝有壓力波監(jiān)測(cè)泄漏報(bào)警系統(tǒng)和緊急切斷系統(tǒng)，該企業(yè)每年開展長輸管道春檢工作，通過開展長輸管道內(nèi)檢測(cè)，未發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的薄弱點(diǎn)，全線無改線連頭及其他安全隱患。

5.3 地質(zhì)條件調(diào)查

管道所經(jīng)地區(qū)主要為長江新三角洲平原區(qū)、里下河淺洼平原區(qū)及黃泛平原區(qū)。地勢(shì)坦蕩，自然地勢(shì)變化平緩，河湖眾多，局部地段水網(wǎng)較密集，海拔高度大都在20m以下;沿途村鎮(zhèn)較多，地表以下3m范圍內(nèi)土壤為粘土、亞粘土，地下水位一般埋深較淺，低洼處常年有水，水田較多，地耐力較差。

5.4 監(jiān)測(cè)井設(shè)計(jì)方案

5.4.1 井深

監(jiān)測(cè)井的深度根據(jù)監(jiān)測(cè)目的、所處含水層類型及其埋深和厚度來確定，盡可能超過第一含水層的隔水底板以下1m，監(jiān)測(cè)井頂角偏斜不得超過1°，綜合蘇北地區(qū)實(shí)際情況，各單井井深預(yù)計(jì)在13m左右，具體結(jié)合鉆進(jìn)實(shí)際情況確定最終井深。

5.4.2 井管

監(jiān)測(cè)井管由堅(jiān)固、耐腐蝕、對(duì)地下水水質(zhì)無污染的材料制成，本次選用PVC-U型管材作為監(jiān)測(cè)井管材;監(jiān)測(cè)井井管內(nèi)徑100mm，一徑到底，中途不變徑。濾水管長度等于監(jiān)測(cè)目的層中含水層總厚度，濾水段透水性能良好，向井內(nèi)注入灌水段1m井管容積的水量，水位復(fù)原時(shí)間不超過10min，濾水材料為環(huán)保材質(zhì)應(yīng)對(duì)地下水水質(zhì)不形成二次污染，監(jiān)測(cè)井目的層與其他含水層之間止水良好，監(jiān)測(cè)井不得穿透潛水含水層下的隔水層的底板，設(shè)計(jì)動(dòng)水位以下的含水層段應(yīng)安裝濾水管，反濾層厚度不小于100mm（井身結(jié)構(gòu)詳見圖2）。

5.4.3 施工過程

本次鉆井鉆頭選用陶瓷材料鉆，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，成井后應(yīng)進(jìn)行抽水洗井。

6 成品油管道地下水監(jiān)測(cè)井幾點(diǎn)討論

6.1 地下水監(jiān)測(cè)井設(shè)置形式

因成品油管道運(yùn)行期間并未征地，因此地下水監(jiān)測(cè)井形式設(shè)置可分為以下幾種情況：①埋地，監(jiān)測(cè)井井口距地面留有一段高度，四周以混凝土澆筑，設(shè)蓋板;完成施工后，取樣檢測(cè)即回填。優(yōu)點(diǎn)：不影響土地的正常使用;缺點(diǎn)：日常檢測(cè)較為麻煩，開挖和回填過程中仍需要支付清苗補(bǔ)償費(fèi)用;②井口建設(shè)為固定設(shè)施，設(shè)圍欄和警示標(biāo)識(shí)。優(yōu)點(diǎn)：便于日常管理維護(hù)，取樣檢測(cè)非常方便;缺點(diǎn)：需要征地和工農(nóng)關(guān)系協(xié)調(diào);③井口埋在地下，井口安裝管道并延伸至近利用現(xiàn)有固定設(shè)施，如閥室、電位測(cè)試樁。優(yōu)點(diǎn)：便于日常管理維護(hù)，取樣檢測(cè)非常方便;缺點(diǎn)：有埋地管道，存在被破壞的風(fēng)險(xiǎn)。

6.2 地下水取樣檢測(cè)

地下水監(jiān)測(cè)井建設(shè)完成以后，應(yīng)委托具備資質(zhì)的專業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)開展地下水檢測(cè);檢測(cè)單位根據(jù)《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB14848-2017、《地表水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB3838-2002及其他相關(guān)規(guī)范要求，開展檢測(cè)工作;pH、溶解性總固體、COD、氨氮、硫化物、色、嗅和味、總硬度、耗氧量、石油類、硫酸鹽、鉛、苯系物），如更詳細(xì)的可加做揮發(fā)性有機(jī)物和半揮發(fā)性有機(jī)物而非其中參數(shù)及地下水標(biāo)準(zhǔn)中表一參數(shù)。

6.3 監(jiān)測(cè)井后期升級(jí)完善

監(jiān)測(cè)井預(yù)留后期升級(jí)完善接口，如在線檢測(cè)和信號(hào)遠(yuǎn)傳。

6.4 檢測(cè)數(shù)據(jù)匯總

管道企業(yè)應(yīng)及時(shí)匯總檢測(cè)數(shù)據(jù)，定期更新，有條件的可納入到企業(yè)環(huán)保管理系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)集成。

6.5 地下水水質(zhì)評(píng)估

企業(yè)根據(jù)地下水水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果，分析水質(zhì)變化趨勢(shì)，評(píng)估管道附近是否出現(xiàn)地下水石油烴類污染，研究污染來源，制定地下水污染治理方案，真正起到保護(hù)地下水的作用。

6.6 密切與環(huán)保部門的聯(lián)系和溝通

管道企業(yè)應(yīng)密切與環(huán)保部門的聯(lián)系，共享檢測(cè)數(shù)據(jù)，最大限度的發(fā)揮監(jiān)測(cè)井的作用，有異常情況及時(shí)報(bào)告，為整體環(huán)保工作提供數(shù)據(jù)支撐和參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]高志，左強(qiáng).地下水專用監(jiān)測(cè)井成井工藝淺析[J].地下水，2018（5）：42-43.

作者簡(jiǎn)介：

劉昌平（1982- ），男，工程師，2004年6月畢業(yè)于重慶石油高等專科學(xué)校，城市燃?xì)廨斉鋵I(yè)，目前從事成品油管道HSSE管理工作。