陇东地区拟建石化项目对项目区地下水的影响及安全措施

徐静

摘要：研究区地处陇东黄土高原中南部的董志塬，董志塬是我国最大的黄土塬，本项目位于黄土塬的中心部位，塬面比较平坦。区内地下水的分布、埋藏及含水层的富水性受地形地貌、地层岩性、地质构造的严格控制。本文就该项目对项目区地下水环境影响进行预测与评价，并提出地下水污染应急安全措施，对以后的工程设计与建设提供可靠的数据支撑，为地下水污染应急提供一定的指导。

关键词：陇东地区;拟建石化项目：地下水;影响;安全措施

1.区域地质概况

拟建石化项目位于黄土塬的中心部位，地形北高南低，高差12m-30m，塬面比較平坦，坡度3°～5°，评价范围内出露的主要地层为下白垩系（K1）、新近系（N）和第四系（Q），本区地处鄂尔多斯地台西南缘，属陇东盆地的一部分。陇东盆地总体为一不对称向斜，也即“天环向斜”，南起宁夏天池，向北经环县洪德、合道川，于泾川县附近倾伏，轴向近于南北，但多有弯曲。向斜两翼很不对称，东翼宽缓厚度小，西翼陡窄厚度大，出露的地层也不对称，西翼岩层相对较新，有较多的罗汉洞组和泾川组分布，东翼则主要为环河、华池组组成，但两翼岩层产状均很平缓。显示了盆地的整体性构造特征及局部的构造形态。拟建区位于向斜的东翼，据已有资料和实地调查，区内未见到影响至黄土层的断层和褶曲等构造形迹。

2.水文地质条件

2.1包气带特征

拟建场地包气带主要由马兰黄土、离石黄土构成。马兰黄土（Q，）：浅黄色，质地均一而疏松，其垂直节理发育，透水性好，厚lOm～15m。离石黄土（Q2）：淡灰黄色（局部微红），以粘土为主，共分两层：上部厚度20m—25m，微致密，含古土壤，古土壤层成层性好，分布连续;下部呈浅红色，以粉质粘土为主，夹古土壤，较致密，成层性好，分布连续，厚约60m。

2.2地下水资源分布

依据地下水资源勘探资料分析结果表明，拟建区及周边城区地下水资源不足，除部分地域地下水允许开采量大于需水量外，其余地域地下水允许开采量均小于需水量，供水量不足。大气降水是地下水的主要补给源。年内降水集中在7、8、9三个月，约占年降水量的55%—60%左右，且常以大雨、暴雨的形式出现，年际变化大，造成降水利用率低，易成洪涝，而且不利于人渗，直接影响着地下水的资源量。

2.3地下潜水补给、径流、排泄

地下潜水主要补给来源为大气降水、农业灌溉和侧向径流补给。其中垂向补给受地表植被情况、地形坡度、包气带岩性等因素影响，与整个黄土塬相比并无特殊性。项目所在地位于董志镇西南1.5km处，其地下水潜水标高低于董志镇所在地，侧向上接受来自董志镇方向的补给。地下水流向西南方向径流，最终排泄于沟壑。区域地下水下游地区承压水存在着较完整的、隔水性能较好的午城黄土、泥岩隔水顶板。潜水与承压水之间隔水良好，彼此间的水力联系微弱。地表污染即使污染了潜水，进一步污染承压水的可能性较小。

2.4地下水近年动态特征

研究区潜水动态确定为：人渗一开采型动态类型。地下水动态受当地季节性开采的影响，近两年地下水水位呈缓慢下降趋势，年平均下降20cm—39cm。但300万吨现有厂区南侧约400m处18#监测孔近两年地下水水位变化平稳，预测其原因是厂区建成后，300万吨现有厂区周边居民搬迁后机井废弃，机井长期未开采形成。通过对动态监测点水质监测资料的统计，黄土潜水矿化度和总硬度年际间变化均不大，水质比较稳定。

3.地下水环境影响预测与评价

董志塬塬面上无地表水发育，作为含水层底板的午城黄土与三趾马红土层，由致密坚实的粘土与亚粘土构成，隔水性能良好。对于黄土潜水的形成来讲，主要来源于大气降水人渗补给，除人工开采外，潜水向沟谷径流，就近排泄于沟谷之中。根据区域特点，本次预测重点是地下潜水污染对下游村屯生活饮用水源井的影响。

3.1施工期预测分析

（1）施工营地生活污水

施工期间，人员比较集中，施工营地会产生较多的生活污水，该污水中主要污染物为：BOD5、COD、总悬浮固体（SS）和TOC，按《污水综合排放标准》（GB8978-96）一级标准进行评价，施工营地生活污水将超标。一旦随意排放，将对环境产生一定的影响。由于施工营地均为临时设施，并且分布范围集中，建议收集进行统一处理，同时施工营地应设防渗漏的旱厕，尽可能减少生活污水的排放量。

（2）施工中生产废水和油污染

工艺站场施工过程中各种施工机械设备洗涤用水和施工现场清洗、建材清洗等会产生废水。工艺站场施工过程中各种施工机械设备洗涤用水和施工现场清洗、建材清洗废水，含有一定量的油污和泥沙，虽然污水量较少，但直接排放会对当地环境造成不良影响，应建立临时性的含油污水调节池和沉沙池，对含油污水和含沙污水加以处理，达标后排放。采取上述措施后，施工期将不会对该区地下水环境质量产生影响。

3.2运营期模拟预测

本次模拟按正常工况、非正常工况、风险事故三种情景模式对地下水的污染进行模拟预测。

（1）正常工况

①无防渗，若本项目无防渗系统，那么地表发生污染时，污染物会直接通过包气带进入到含水层中，本地区的包气带分布连续，厚约60m，经渗水试验求得包气带垂直渗透系数4.36 x l04 cm/s，包气带防污性能中等，地表污染物穿透包气带的时间为106d。②有防渗，本项目对可能形成的污水下渗地段，应进行相应的防渗处理，其下面有黄土塬巨厚的包气带。经过计算，污染物穿透防渗层和包气带的时间需要291年。综上可知，采用良好的防渗措施可以有效地防止污染进入地下水，防患地下水污染。

（2）非正常工况

生产装置的设备或管线由于连接处（如法兰、焊缝）开裂或腐蚀磨损等原因，会发生物料泄漏，若恰好发生泄漏处的地下水防渗层断裂或破坏，进入地下水环境中，将导致地下水的污染。项目在运营过程中，应当加强管理，尽量减少非正常工况的发生。在非正常工况发生时应及时处理，修复泄漏点，尽快清理现场，避免污染物进入地下水系统。

（3）风险事故

根据预测结果，在事故状态下，若地下水受到污染，10年的预测时间内，污染物迁移出厂界，50年迁移1350m，在这个距离范围内没有地下水敏感目标。项目在运营过程中，应提高安全意识，避免重大事故的发生;应做好安全应急预案，充分考虑安全隐患，将事故损失降至最低。若有事故发生，应充分利用当地包气带厚的特点，在污染物进入地下水系统之前，及时挖去受污染土壤，控制污染进一步扩大范围。如发现地下水已受到污染，应立即通知地下水流场下游可能受到影响的民井所有人，避免居民饮用受污染的地下水。

4.地下水污染应急安全措施

一旦发现地下水发生异常情况，必须按照应急预案马上采取紧急措施：

（1）当确定发生地下水异常情况时，按照制订的地下水应急预案，在第一时间内尽快上报公司主管领导，通知当地环保局、附近居民等地下水用户，密切关注地下水水质变化情况。

（2）组织专业队伍对事故现场进行调查、监测，查找环境事故发生地点、分析事故原因，尽量将紧急事件局部化，如可能应予以消除，采取包括切断生产装置或设施等措施，防止事故的扩散、蔓延及连锁反应，尽量降低地下水污染事故对人和财产的影响。

（3）当通过监测发现对周围地下水造成污染时，根据观测井的反馈信息，对污染区地下水人工开采形成地下水漏斗，控制污染区地下水流场，防止污染物扩散。也可根据实际情况采取流线控制法、屏蔽法、被动收集法等控制污染物运移等控制污染物运移，并对污染土壤进行及时处理或修复。根据水文地质勘察，本项目厂区地下水埋深40m左右，含水层厚度30m—40m，涌水量670m3/d～970m3/d，水位降深15m～20m，单井抽水影响半径为lOOm～120m，13眼应急抽水井能较好地控制地下水流场，确保风险事故时能控制住污染物的扩散。当风险事故发生时，分别选取事故点的上游和下游各2口应急抽水井抽水，控制污染物扩散，每个井抽水量85 0m3/d，4口井抽水量为3400m3/d。該厂区内有事故池25000m3，可容纳抽水井7天的抽出水量。

（4）对被破坏的区域设置紧急隔离围堤，防止物料及消防水进一步渗入地下;对事故后果进行评估，并制定防止类似事件发生的措施。如果本厂力量无法应对污染事故，应立即请求社会应急力量协助处理。

参考文献：

[1]甘肃省地质矿产局.甘肃省区域地质志[M].地质出版社，1989.

[2]郑芳文.陇东地区水文地质条件分析及地下水资源评价[D].长安大学，2009

[3]李馨，闫成.利牛生物化工燃料乙醇建设项目地下水环境影响评价[J].西部资源，2015（4）：138-140