水库枢纽地下水环境影响评价与保护探讨——以凤凰湖调蓄水库工程为例

王俊鹏，陆海玉，邓继昌

(山东省水利勘测设计院，山东 济南 250012)

水库枢纽地下水环境影响评价与保护探讨
——以凤凰湖调蓄水库工程为例

王俊鹏，陆海玉，邓继昌

(山东省水利勘测设计院，山东 济南 250012)

水利工程对地下水环境的影响主要在于地下水水位和水质两大方面，需要分别针对工程建设期和运行期是否会对地下水环境产生影响进行研究论证。目前水利工程地下水环境影响研究相对较少。本文以凤凰湖调蓄水库地下水环境影响评价为例，确定了水库地下水环境影响评价等级为三级，针对水库运行期间从地下水水位和水质两大方面进行了研究区域地下水环境影响预测与评价，并结合评价结果给出了凤凰湖调蓄水库地下水环境保护对策与措施。

调蓄水库；地下水；影响评价；保护措施

通过修建修建坝、堤、溢洪道、水闸、进水口、渠道、输水管道等不同类型的水工建筑物，来实现防洪、供水、灌溉、发电等功能，以满足人们生活和生产对水资源的需要[1]。水利工程的设计与建设同时也要兼顾环境保护，尽量减少对环境的改变与破坏。水利工程对地下水环境的影响主要针对地下水水位和水质两大方面，需要分别针对工程建设期和运行期是否会对地下水环境产生影响进行研究论证，即从保护地下水环境的角度出发，对拟建工程项目可能造成的地下水环境变化进行预测，并根据预测结果，论证工程项目实施的可行性，同时提出相应的地下水环境保护措施[2]。

目前地下水环境影响研究主要集中在煤矿、电厂、隧道工程等，水利工程地下水环境影响研究相对较少。本文以凤凰湖调蓄水库地下水环境影响评价为例，确定了该工程评级等级，针对水库运行期间从地下水水位和水质两方面进行了研究区域地下水环境影响预测与评价，并结合评价结果给出了凤凰湖调蓄水库地下水环境保护对策与措施。

1 地下水环境影响评价等级与要求

1.1 工程概况

根据本工程总体布置，该配套工程主要由调蓄工程和供水工程两部分组成，供水管道采用地埋敷设方式，为封闭式输水，对下水环境影响较小，因此供水工程不单独考虑，本次地下水环境影响评价主要是针对凤凰湖调蓄水库工程进行地下水环境的影响评价。

围坝为均质壤土坝，坝顶高程34.7 m，坝顶宽7.0 m。为减少水库渗漏，全坝段范围内坝基采用塑性砼防渗墙垂直截渗，其轴线位于围坝顶外侧，墙顶高程34.70 m，插入⑥层壤土1.5 m，平均墙高14.0 m， 墙厚0.3 m。坝基采取防渗处理方案后，水库渗漏量减少，截渗效果明显。

1.2 地下水环境影响评价等级

采用《环境影响评价技术导则-地下水环境》(HJ 610-2011)附录C中C.14公式计算影响半径R0，计算公式如下[3]：

式中：R0为影响半径，m；H为潜水含水层厚度，m；K为含水层渗透系数，m/d；W为降水补给强度，m/d；μ为重力给水度，无量纲；t为周期蓄水时间，d；长期蓄水，取365天。

水库按计算单元分别计算影响半径，水库影响半径取各计算单元中最大值。根据上述公式，影响半径计算成果见表1。经计算凤凰湖水库影响半径为629 m。

根据调查和计算，凤凰湖水库地下水环境影响评价工作等价划分详见表2，确定凤凰湖水库地下水环境影响评价等级为三级。调查评价范围见图1。

图1 调查评价范围

2 地下水环境影响预测与评价

根据工程分析，工程建设期不会对场区地下水水质造成污染，也不会引起环境水文地质问题。工程运行期对地下水环境影响主要是库水渗漏对评价区内地下水位的影响，分别对地下水位、地下水水质进行预测与评价。

2.1 地下水位影响预测与评价

由于输水管道工程运行期内渗漏量极少，不会对沿线地下水产生影响，工程运行期对地下水水位环境影响主要是库水渗漏造成水库周边地下水水位的抬升。因此，本次预测内容为工程运行期正常工况及事故工况下，水库库水渗漏对地下水水位抬升幅度进行预测；预测范围为本次评价范围内水库渗漏影响到的最大范围；预测时段自水库建成蓄水起，至运行30 d、100 d、1 a、5 a、10 a、20 a、30 a。

表1 影响半径计算成果一览表

表2 凤凰湖水库地下水环境影响评价工作等级划分表

2.1.1 预测方法及模型

平原水库为面状地下水补给源，概化为沿围坝一周均匀分布的补给井，对周边地下水的影响概化为每单个井对地下水的影响，补给量为水库渗漏量均分到每单个补给井补给地下水。预测方法采用地下水流解析法，预测模型采用《环境影响评价技术导则-地下水环境》(HJ 610-2011)附录F中非稳定运动的潜水情况预测公式，公式如下：

H-h=Δh

2.1.2 计算工况与评价

分别选取正常工况、与事故工况进行计算，其中正常工况下凤凰湖水库年渗漏量243.49万 m3，外坝轴线长9.00 km，每米单井日渗漏量Q为0.74 m3/d，事故工况下由于截渗措施被破坏，渗漏量达到总库容的21.89%，即459.74万 m3，防渗措施失效工况下渗漏量按未采取防渗措施时渗漏量的70%计算，即年渗漏量为321.82万 m3，则每米单井日渗漏量Q为0.98 m3/d。计算结果见图2。

(a)正常工况下

(b)事故工况下

可以看出正常工况下，凤凰湖水库库水渗漏对地下水位的影响随水库蓄水时间而变化，总体显示为蓄水时间越长，地下水位抬升越高，影响范围越大。当水库运行5年后，地下水位变幅增长较慢，说明库水渗漏对地下水位的影响基本趋于稳定。在事故工况下，凤凰湖水库库水渗漏对地下水位的影响总体显示为蓄水时间越长，地下水位抬升越高，影响范围越大。当水库运行30 d后，地下水位最高上升0.274 m；当水库运行1年后，地下水位最高上升0.373 m，当水库运行5 a后，地下水位最高上升0.440 m，地下水位变幅增长较慢，库水渗漏对地下水位的影响基本趋于稳定。

根据9月和12月水位监测资料，凤凰湖水库正常工况下与事故状况下不会造成浸没和土壤次生盐渍化。但是在汛期，在徒骇河和凤凰湖之间的部分区域，由于河水侧向补给及凤凰湖侧向渗漏，会使徒骇河和凤凰湖之间的部分区域地下水水位雍高，可能造成该区域部分低洼地带产生浸没现象[4]。

2.2 地下水水质预测与评价

工程运行期对地下水水质的影响主要为库水渗漏对地下水水质的影响。场区现状地下水水质均受到不同程度的污染，地下水总硬度、氨氮(NH4+)均普遍性超标，溶解性总固体、总大肠菌群等指标均不同程度的超标。根据工程分析，凤凰湖库水各项参数均能达到Ⅲ类水标准，库水渗漏补充地下水，能稀释地下水超标指标的浓度，有意于改善地下水水质，因此，库水渗漏对改善地下水水质是有利的。

3 地下水环境保护对策

根据工程分析及地下水环境预测，工程场区各含水层间水力联系密切，水库蓄水后，为防止水库渗漏造成地下水大幅度抬升，造成土壤次生盐渍化等环境水文地质问题，建议采取一定的防护措施。

(1)建立地下水观测网，加强地下水位观测。在库区周边建立地下水观测点，形成系统完整的观测网，并定期观测地下水位，发现问题及时采取有效的治理措施。必要时增挖排水沟，确保地下水位在临界地下水位埋深以下，防止土壤次生盐渍化和沼泽化的发生。

(2)建立完善的灌排体系，在地下水位埋深较浅的地段设置减压井和排水支沟，并结合暗管排碱措施和田间排水系统控制地下水位，防止产生土壤次生盐渍化。

(3)因地制宜建立生态农业结构，调整种植植物或结合台基鱼塘等控制地下水位，通过农田防护林建设及田间林、果间林的方式，利用乔木发达根系对地下水的吸收作用，也可起到一定的控制地下水位的作用[5]。

4 结语

(1)经计算凤凰湖水库影响半径为629 m，确定凤凰湖水库地下水环境影响评价等级为三级。

(2)正常工况、事故工况下，蓄水时间越长，地下水位抬升越高，影响范围越大。

(3)凤凰湖库水各项参数均能达到Ⅲ类水标准，库水渗漏补充地下水，能稀释地下水超标指标的浓度，有意于改善地下水水质，因此，库水渗漏对改善地下水水质是有利的。

[1]吴中如.水工建筑物安全监控理论及其应用[M].北京:高等教育出版社.2003.

[2]DZ0225-2004建设项目地下水环境影响评价规范[S].

[3]HJ610- 2011环境影响评价技术导则：地下水环境[S].

[4]李宁新.南方低水头径流式电站的水库浸没问题[J]．

[5]石振华,李传尧.城市地下水工程与管理手册[M].中国建筑工业出版社.1993．

2016-08-14

王俊鹏(1983-)，男，山东济南人，工程师，主要从事水环境治理及评价工作。

P641.8

A

1004-1184(2017)01-0035-02