公路建设项目地下水环境影响评价中难点问题研究

2013-08-22朱刚

资源节约与环保 2013年5期

关键词：洞室服务区含水层

朱刚

（中环国评（北京）科技有限公司北京 100081）

公路建设项目地下水环境影响评价中难点问题研究

朱刚

（中环国评（北京）科技有限公司北京 100081）

地下水环境影响评价是公路建设项目环境影响评价一个薄弱环节，本文就评价等级判定、地下水评价范围确定、现状监测井点布设、评价要点设置等难点问题进行了研究，提出了公路建设项目应以点带面、分段进行不同级别地下水环境影响评价的一套方法和思路，可供环评工作者借鉴。

公路建设；环境影响；评价

0 引言

在建设项目的环境影响评价中,地下水环境影响评价是一个薄弱环节，尤其是在污水排放量小且水文地质条件勘查不详的公路建设项目中地下水环境影响评价更不会引起重视。到目前为止，我国颁布公路建设项目环境影响评价方面的技术规范或导则中均无地下水环境方面的内容，只有《环境影响评价技术导则地下水环境》中对线性工程地下水环境影响做了简单的描述，对线性工程项目地下水环境影响评价等级的判定、现状监测点布设、评价要点设置等问题没有明确的阐述，因此，为了避免公路建设项目地下水环境影响评价引起环境污染和水位下降等问题，更好指导环评工作者科学地开展公路建设项目地下水环境影响评价，对公路建设项目地下水环境评价中难点问题进行研究显得十分重要。

1 评价等级判定

地下水环评的评价等级判定主要应当考虑建设项目是否会对当地地下水产生污染或其它环境危害及其影响程度和危害性[1]。对于公路类线性工程而言，其对地下水的影响主要体现在三个方面，一是站场、服务区等排放的污水对地下水水质的影响；二是隧道、洞室等施工及后续排水引起的地下水位下降而产生的环境问题；三是线性工程对其穿越的地下水环境敏感区水位或水质的影响[2]。另外，在公路建设中的高填深挖段也会对地下水流向和对地下水质产生影响。因此，公路项目地下水环评的评价等级应以点带面、分段进行，以点带面就是主要关注对下水可能产生影响的污染点和地下水敏感点，并以这些关注点的地下水评价来分析公路经过区域的地下水环境影响；分段进行就是根据其公路不同性质划分成不同路段，对可能造成地下水水质和水位变化的站场、服务区、高填深挖段、隧道、洞室等划成重点评价地段，其它路段只需进行简单分析。由于公路建设项目污水排放量小、水质简单，如果项目无站场、服务区、地下水敏感区、高填深挖段、隧道、洞室等，则地下水环境影响评价可以简化。如果项目有前述路段和区域，则按地下水导则以点带面、分段进行不同级别地下水评价。

2 地下水评价范围确定

公路建设项目地下水环境影响评价范围确定不同于工业场地等点面状项目的评价范围，一条公路有可能跨几个省市，涉及的水文地质条件差异太大，且公路建设项目对地下水影响的特殊性，其评价范围按不同地段的评价等级来确定，重点考虑是站场、服务区、高填深挖段、隧道、洞室等重点评价地段的地下水影响范围，其他地段的评价范围原则上不超过公路建设项目红线两侧300米。

3 现状监测井点布设

地下水环境现状监测主要通过对地下水水位、水质的动态监测，了解和查明地下水水流与地下水化学组分的空间分布现状和发展趋势，为地下水环境现状评价和环境影响预测提供基础资料。

监测井点应主要布设在建设项目场地、周围环境敏感点、地下水污染源、主要现状环境水文地质问题以及对于确定边界条件有控制意义的地点。结合公路项目特点，监测井点主要布设站场、服务区、地下水敏感区、高填深挖段、隧道、洞室和沿线评价范围内村庄饮用水井等地方。一般情况下可选择符合导则要求的民用井、生产井以及泉水作为地下水监测井，只有在无合适民用井、生产井可利用的情况下才需设置专门的监测井。如果公路建设项目无站场和服务区、地下水敏感区、高填深挖段、隧道、洞室等，三级评价项目目的含水层的水质监测点可适当减少，特别是城市区域道路线路短且周围地面已硬化的情况下，含水层的水质可引用当地监测数据或公开发表论文期刊中数据，不需进行地下水水质监测。

4 评价要点设置

在公路建设项目环境影响评价工作中，如何设置评价要点是一个十分棘手的问题。主要是因为线性工程涉及线路长，建设区域地形地貌不同、水文地质条件差异较大，有时一个项目穿越好几个不同的水文地质单元，根据地下水评价导则按一个评价级别确定后进行预测分析和确定评价要点十分困难。因此，评价要点的设置与评价等级一样也应以点带面、分段进行。结合公路建设项目的特性和区域水文地质条件，可将评价要点设置为站场、服务区等排放的污水对地下水水质的影响；隧道、洞室等施工及后续排水引起的地下水位下降而产生的环境问题；线性工程对其穿越的地下水环境敏感区水位或水质的影响；高填深挖段对地下水流向和对地下水质产生影响。

4.1 站场、服务区等排放的污水对地下水水质的影响

公路建设项目站场、服务区等排放的污水基本由公厕污水与厨房污水两块组成，对地下水水质的影响主要根据站场、服务区等排放的污水性质、排污量，结合包气带及含水层（一般情况下为孔隙或裂隙潜水含水层）特性，重点分析站场、服务区污水管网泄露对地下水环境的影响，主要包括改变地下水中微生物的含量，造成地下水水质恶化，在地下水位高的地区，地下水通过排水管道的接口裂缝、破损位置以及附属构筑物的不严密处渗入排水管道。地下水渗入排水管道导致长期的经济损失和水域污染加重，造成严重危害。但现在很多公司，尤其是高速公路在设计、建设中就融入环保、节能的理念，在服务区安装污水处理系统，把中水回用系统成功地应用到服务区的日常营运中，实现了生活污水的零排放。因此，站场、服务区等排放的污水对地下水水质的影响较小，在环境影响评价中，如果排放区不涉及地下水敏感区域和目标，只需定性分析即可。

4.2 隧道、洞室等施工及后续排水引起的地下水位下降而产生的环境问题

隧道、洞室建设中，因开挖形成临空面，使地应力重新分布而形成岩体松弛带，使岩体的渗透系数增大，改变了天然渗流场(通常使天然隔水断层变成导水断层)，导致隧道渗水或涌水。隧道、洞室等施工基本上仍然贯彻“防排结合，以排为主”的综合治理原则。“以排为主”虽能减小衬砌水压力，但不能根治隧道的各种水害，而且直接导致洞顶地下水位下降、地表水和井泉涸竭、地面岩溶塌陷、生态环境恶化。因此，隧道、洞室等施工及后续排水的地下水环境影响评价重点应包括：涌水量预测计算、地下水位下降预测、地下水影响预防及保护措施。

隧道、洞室施工衬砌要紧跟掘进，以减少涌水量。因此隧道、洞室开凿至衬砌之间时段较短，地下水尚未趋近于降深稳定的状态，仍处于非稳定状态。故涌水量预测计算方法一般采用佐藤邦明法——唯一的非稳定流法[3]。该法适用于潜水非完整式。隧洞一般都符合非完整式埋藏条件，但如果深埋于承压含水层中，应用此法可能有一定偏差，此时可用大岛洋志公式、落合敏郎推荐公式和铁路勘测的经验公式进行校核[4]。

隧道、洞室施工涌水会疏干地下水，反过来又改变含水层的水文地质条件。表现为地下水位下降和形成疏干漏斗并扩大，还可能因地下水通道被疏通而使含水层渗透性增大，导致疏干漏斗范围内的地表水干涸，引发水环境灾害。地下水位下降预测主要应包括疏干漏斗范围、疏干漏斗体积、地下水位降深三部份。隧道、洞室排水与大口径井抽水类似，将在洞顶含水层中形成疏干漏斗，其引用半径R0=R+B/2（R0为引用半径(m)，R为洞顶地面疏干半径(m)，B为洞体宽度(m)）。疏干漏斗的体积V，理论上等于隧道、洞室衬砌前从漏斗中涌漏的总水量Q与贮水系数S0之比，即V=Q/S0（V为疏干漏斗体积，Q为涌漏的总水量，S0为贮水系数。）。地下水位下降值随距隧洞侧壁的距离r的加大而以减速度递减，下降后的地下水位线(浸润线)，可下式计算。

式中：s—水位降深；

q—初始时刻的流量；

T—承压含水层导水系数(m3/(d·m))；

μ—含水体给水度(裂隙度，无因次)。

4.3 线性工程对其穿越的地下水环境敏感区水位或水质的影响

地下水环境敏感区包括生活供水水源地准保护区及其补给径流区（已建成的在用、备用、应急水源地，在建和规划的水源地）、特殊地下水资源（如热水、矿泉水、温泉等）保护区及其外分布的分散居民饮用水源等。线性工程对其穿越的地下水环境敏感区影响评价重点分析其选线合理性、公路穿越区疏干排水对水位及水质的影响。选线合理性主要从政策法规合理性、地质选线合理性和环境选线合理性三个方面论述。公路穿越区对水位的影响主要是确定公路两侧排水影响宽度和地下水降深，潜水含水层没有补给时，可用式计算，含水层有大气降水补供时，可用计算，地下水降深可用计算。如果影响的是承压含水层，公路两侧排水影响宽度和地下水降深可分别用和算出。上式中S为水位降深（m），H为潜水含水层厚度（m），R为观测井井径（m），K为含水层渗透系数（m/d），μ 为重力给水度，无量纲，W 为降水补给强度（m/d），a为系数，取决于抽水状态。

在公路施工期内,可能影响地下水环境敏感区地下水水质的主要是施工过程中的各种废物、油污以及泥浆。堆积的废弃物主要为建筑材料,对水质可能产生的影响较小,而油污含量一般很低,且易浮于泥浆之上而被带出,并排泄到区外,因此影响地下水水质的主要是钻孔过程中的泥浆[5]。在公路运营期内,可能对地下水环境敏感区产生危害的主要因素是危险品运输车发生交通事故后,泄露 (爆炸)的有毒有害物质进入地下水环境敏感区。可以运用导则中的水质预测模型进行污染物运移情况分析，进而判断公路建设对地下水环境敏感区水质的影响程度及可行性。水质预测所需用的含水层渗透系数、释水系数、给水度等参数值可从评价区以往环境水文地质勘察成果资料中选取，或依据相邻地区和类比区最新的勘察成果资料确定，必要时可通过现场试验获取。

4.4 高填深挖段对地下水流向和对地下水质产生影响

高填深挖段对地下水流向的影响主要表现在改变了公路高填深挖段的地下水或地表水的径流方向,使原来的地下水可能变为地表流或使原来的地表水变为地下水。同时还可能阻断地下水补给源、截断地下水的流通路径、封堵地下水的排泄口，使区域的地下水水位和流向发生变化。因此在环境影响评价中，应重点分析区域的水文地质情况（含隔水层情况、补排情况、地下水与地表水的关系等），结合高填深挖段设计方案，分析可能改变地下水流向的地段，提出可行的环境保护设计替代方案或者采取一定的工程措施确保不发生地下水环境地质灾害，如沿挖方或填方边坡坡脚设置纵向渗沟，将含水层内的地下水拦截在路基范围外，排出路堑或路堤。在填挖交替处设置横越路堤的渗沟，拦截含水层内地下水，并排出路界。在地下水位较高而路堤填土高度受限制或路堑开挖后基顶高程距离地下水位较近处，在路基两侧边沟下设置纵向渗沟降低路基范围的地下水位等。

高填深挖段对地下水水质产生影响主要为施工期的生活污水、粪便等的排放；施工人员生活污水、含油废水、机械漏油；运营期路面地表径流中油类污染物质,其可沿高填深挖段截断面或排泄口渗入地下水,对地下水水质产生不良影响。一般情况下，高填深挖段截断面或排泄口面积较小，且一般都进行了地面硬化，污染物进入地下水的可能性较小，故只需进行分析不必进行数值模拟分析对地下水环境的影响。

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