大型地下水封洞庫儲油項目環境影響評價要點淺析

黃楊威

（福建省金皇環保科技有限公司，福建 福州 350001）

隨著土地資源日益緊張，環境保護壓力日益增大，包括中國在內的許多國家開始廣泛采用地下水封洞庫儲備石油。地下水封儲油洞庫就是在穩定的地下水位以下，一定深度的人工鑿巖洞內，利用“水封”作用儲存油品，其儲油原理如圖1所示：由于巖壁中充滿地下水的靜壓力大于儲油靜壓力，油品始終被封存在由巖壁和裂隙水組成的一個封閉的空間里，以防滲漏出去；由于油品比水輕且與水不相溶，滲入洞庫中的水沿著巖壁匯集到洞庫底部，形成防止滲漏的水墊層，油始終處在水墊之上，從而達到長期儲存油品的目的；洞庫設置進出油泵進行收發油，積水坑設置抽水泵及時將洞庫內裂隙水抽出處理；通常為改善地下水力分布、提高洞庫氣密性需設置水幕系統，水幕系統由一系列鉆孔組成的水平水幕、垂直水幕和水幕巷道組成[1]。

圖1 地下水封洞庫儲油原理簡圖

地下水封洞庫儲油是一種良好的儲油形式，在安全性、環保性和經濟性等方面都有突出優勢。鑒于當前復雜的國際形勢和迫切的戰略需求，提升大型地下水封洞庫建設水平、加快大型地下水封洞庫建設步伐勢在必行[2]。目前，針對水封洞庫選址、圍巖穩定、圍巖滲透性、水幕系統設計及應用、滲控等關鍵理論與工程技術已有一定的研究成果，也有較多論文對此進行了總結[3-4]，但在此類項目環境影響評價方面，現有的論文主要集中在地下水數模研究[5-7]，對施工期、運營期環境影響評價還未有系統的探究，本文初步探討此類項目環境影響評價要點，以供環評編制工作者和生態環境審批部門參考。

大型地下水封洞庫儲油項目具有建設周期長、影響范圍廣等特點，施工期環境影響主要為地下開挖出大量的土石方需臨時堆存與轉運、施工高峰期有較多施工廢水產生、施工過程爆破振動影響以及施工過程地下水水位降低等。待施工結束，施工期影響逐漸消失，影響范圍內環境能夠得到逐步恢復。運營期主要體現為油氣處理設施尾氣影響、洞庫內裂隙水需抽出處理、環境風險等。

1 施工期環境影響

1.1 施工期地下工程工藝介紹

施工期需要關注地下工程施工帶來的環境影響。作為施工期一部分，工程設計主要包括洞罐的容量和數量、布置形式、結構選擇、洞室間壁距離、覆蓋層厚度、圍巖的技術處理、豎井、操作巷道、密封塞、水幕系統及施工巷道等。在設計中依據水文地質資料和油品儲存的工藝要求并結合施工方法進行設計。施工主要內容有地下巷道和洞庫開挖、鉆孔、裝藥爆破作業、圍巖支護作業、灌漿施工、洞庫清理、封塞等。地下工程一般開挖工序如圖2所示。

圖2 地下工程開挖工序示意圖

1.2 施工期環境影響分析

施工期環境影響因素包括地下工程施工產生的爆破煙氣與粉塵、洞室和巷道滲水、地下水水位影響；石料石渣地面運輸揚塵；臨時堆渣場風蝕揚塵、現有植被破壞；地面工程、管道敷設產生的揚塵、建筑垃圾；調試、清庫過程產生的廢水等。以1 000萬m3容量地下水封洞庫，施工期48個月為例，施工期環境影響情況及環保措施見表1。

2 運營期環境影響

2.1 運營期地下水封洞庫儲油工藝介紹

原油入庫：原油由油輪海運至碼頭，利用油輪上的卸船泵，經碼頭裝卸臂、卸油管道卸到地上原油罐內。地上油罐原油經泥沙等雜質沉降、計量后，由中轉泵加壓經管道輸送至對應的地下洞庫。

原油出庫：地下洞庫內原油經潛油提升（如圖3所示）泵加壓后輸送到地上油庫儲罐，經脫水、采樣、計量后經裝船泵輸送至油船外運。原油洞庫正常投用后，在原油出庫過程中，洞庫內油氣的壓力逐漸減小，當達到設定壓力值時，自動補充氮氣到洞罐內，防止外部空氣進入洞罐，確保洞罐生產安全。運營期工藝流程如圖3所示。

圖3 運營期工藝流程簡圖

2.2 運營期污染源分析

通過對工藝流程的分析，項目運營期產污環節主要有地下洞庫注油時呼出油氣、地下洞庫含油裂隙水、廢水處理設施產生的含油污泥及設備噪聲等，具體分析如下。

2.2.1 工藝廢氣

地下水封洞庫儲存原油深埋在地下巖體中，正常儲存時，洞庫內處于恒溫恒壓狀態，原油庫的呼吸系統處于關閉狀態，油庫沒有小呼吸損失。運營期廢氣主要來自地下洞庫注油廢氣，根據楊森等的研究[8]，黃島國家石油儲備地下水封洞庫工程，其300萬m3地下洞庫原油周轉一次，大呼吸損耗的原油約為1 300 m3，可采用類比法估算相應規模工程廢氣產生量。

2.2.2 廢水

廢水主要包括地下含油裂隙水，含油裂隙水主要來自地下洞庫泵坑內，主要為涌出的地下水，因直接與原油接觸，裂隙水中含有油類物質。裂隙水量的大小取決于洞庫區域內的地下水文、地質情況和洞庫開挖后對圍巖裂隙處理的程度。根據《地下水封石洞油庫設計標準》（GB/T 50455—2020）對洞庫防滲的規定，洞庫應采用噴射混凝土或注漿進行防滲處理，處理后的滲水量，每100萬m3庫容不宜大于200 m3/d。可采用此設計規范估算相應規模工程地下含油裂隙水產生量。

根據廣東某地下水封洞庫含油裂隙水的檢測數據，廢水中的主要污染物為COD、石油類、硫化物，COD濃度為139～153 mg/L，石油類濃度為8.2～11.6 mg/L，硫化物濃度為0.4～0.5mg/L。可采用類比法結合工程情況估計含油裂隙水污染物濃度。

2.2.3 固體廢物

固體廢物主要為廢水處理設施產生的含油污泥，屬于危險廢物，需委托有資質單位處置。

2.2.4 噪聲

運營期噪聲主要來自庫區內各種輸油泵、水泵，空壓機等運行產生的噪聲。其中潛油泵、潛水泵位于地下洞庫內，埋深較深，通過巖體及構筑物隔聲后對地面聲環境幾乎無影響，其他噪聲設備聲級強度在80～90dB之間。

2.3 污染防治措施及可行性分析

2.3.1 工藝廢氣

參照《排污許可證申請與核發技術規范 儲油庫、加油站》（HJ1118—2020），對地下洞庫注油時呼出的油氣，其治理可行技術包括吸附、吸收、冷凝、膜分離、熱力焚燒、催化燃燒或組合技術，油氣治理設施工藝應為上述可行技術或組合技術，同時根據《儲油庫大氣污染物排放標準》（GB20950—2020）的排放控制要求，油氣治理設施處理效率應大于等于95%。

2.3.2 廢水

參照HJ1118-2020，對生產廢水，預處理可行技術包括隔油、氣浮、混凝、吸附、調節，生化處理可行技術包括活性污泥法、生物膜法。含油裂隙水含有油類物質，可采用上述預處理工藝，再經生化工藝處理達標后排入園區污水處理廠。

2.3.3 地下水污染防治措施

①地面設施應參照《石油化工工程防滲技術規范》（GB/T50934—2013）的相關規定進行防滲。②在洞庫邊界之外一定范圍內（不宜小于地下儲油洞罐地面投影外擴200 m），設置水力保護區，在該區域內不進行打井開采地下水等活動，以保證不對庫區的水文地質條件產生過多擾動。③從國內外地下水封洞庫的建設運營經驗以及我國現行的行業標準可知，地下水封洞庫特別是大型地下水封洞庫設置水幕系統是十分必要的，是保證水封效果的一個最有效的措施，在我國現行的《地下水封石洞油庫設計標準》（GB/T50455—2020）中，對于水幕系統的設置也做了規定，此外，地下水封洞庫應按照《地下水封石洞油庫水幕系統設計規范》（SH/T3211—2020） 要求進行設計。④結合庫區含水層系統和地下水徑流系統特征，按照《地下水環境監測技術規范》（HJ 164—2020）建立覆蓋全庫區的地下水監控系統，對地下水位及水質開展定期監測。在運營初期，建議對原油中可能包含的有機特征污染物進行監測，包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯、氯苯、萘等，根據跟蹤監測情況對有機特征污染物指標進行動態調整。

2.4 環境風險

地下水封洞庫儲油比地面儲罐儲油具有更高的安全性，體現在以下幾方面。

（1）地下水封洞庫位于地下深處的基巖內，受地震、臺風、雷電、暴雨、滑坡等自然災害的影響比地面儲罐小，更不易損壞。

（2）當發生戰爭時，地下水封洞庫的優勢是顯而易見的。據試驗，深6 m且有覆蓋物的洞庫就能承受一般炸彈的轟炸，深30 m的地下洞庫可以承受各種炸彈的直接命中。地下水封洞庫深埋于近百米的巖層以下，在戰時其安全性仍舊很高。地下水封洞庫適合作為國家戰略儲備庫。

（3）20世紀50年代以來，世界各國已建成幾百座地下水封洞庫，尚未出現過爆炸、泄漏等安全事故。

在環境風險方面，洞庫位于地下水位線以下，受地下水壓力包圍，在水文地質條件滿足的情況下，地下水封洞庫在正常運行過程中，地下水是從四周向洞庫內滲入，同時由于油品不溶于水，所儲存的油品不會向周圍地下水擴散而造成對地下水水質的污染。

此外，大型地下水封洞庫設置水幕系統，主要目的是改善儲庫周圍巖石縫隙的水文流動形式、維持較高水壓而在巖體里建設的一個人工補水系統，水幕系統作為一種人工地下水位保障系統，設有最低水位保證線，水幕系統運營過程中其水位高程高于設定的最低水位保證線，主洞室和水幕巷道的埋置深度也是基于最低水位保證線經過計算確定的。設置水幕系統，可以避免項目運行期間水封洞庫周邊水位下降至含油液位以下，從而有效降低相應污染風險[9-10]。

綜上，從本質安全方面，設置了水幕系統的大型地下水封洞庫具有其獨特的優勢。

3 結論與建議

地下水封洞庫是一種良好的儲油形式，對保障國家能源安全具有重大意義，沿海各地將迎來此類項目建設的高峰期，本文從施工期、運營期等方面，初步分析此類項目環境影響評價要點，以供相關人員參考。但大型地下水封洞庫儲油項目在我國還處于起步階段，理論與工程方法有待完善，需要在實踐中深化研究，不斷充實。最后，對此類項目環保工作提出幾點建議。

（1）地下水封洞庫項目施工周期長，一般在3年以上，施工期對周邊環境擾動大，高峰期有較多的廢水、石渣產生，應該加強施工期的管理，建議建設單位委托有能力的單位進行環境監理，落實施工期環保措施。

（2）建設單位應依法公開環境信息，配合當地政府做好周邊群眾的宣傳工作，加強與周圍公眾的溝通，及時解決公眾擔憂的環境問題，防范與化解環境風險，維護群眾環境權益和社會穩定。

（3）在建設項目正式投入運營3～5年內應當開展建設項目環境影響后評價。