马鞍山某公司制氢站更新改造工程项目地下水环境影响评价

黄丽芳

(安徽省地勘局第一水文工程地质勘查院,安徽 蚌埠 233000)

0 引言

地下水资源是存在于地下可为人类利用的宝贵资源[1]。我国地下水资源丰富,地下水资源被广泛应用于重要民生和国家发展领域[2]。然而伴随着经济的快速发展,近年来一些地区地下水资源出现了如污染、超采等严峻的问题[3-4]。石化化工产业作为基础产业,对国民经济的支柱作用不言而喻,然而各类石化化工生产建设对地下水的污染问题也越来越突出[5-6]。拟于马鞍山市某地区开展制氢站更新改造工程项目,该项目属石化化工类,在建设、生产运营等阶段对可能会对地下水环境产生影响。为有效保护地下水环境,避免工程建设项目引发或加剧地下水污染,需开展系统科学的地下水环境影响评价[7-8]。

区内以往开展过区域地质[9]、区域水文地质[10]及本制氢更新改造工程项目的可行性研究[11]工作,为本次地下水环境影响评价提供了重要的基础资料。政府相关部门相继出台了规范和加强地下水环境影响评价工作的重要文件[12],为本次地下水环境影响评价指明了具体方向和实施细节。

区域水文地质条件及评价区环境现状调查是开展地下水环境影响评价的基础,可为本区构建合理的水文地质概化模型和地下水渗流数学模型。继而通过验证后的数值模型对评价区的污染物运移分不同时段、不同情景作预测分析,查明对地下水的影响范围和影响程度,从而为后期采取防渗漏等措施提供依据。

1 工程概况

本项目建设地点位于安徽省马鞍山市区以西某公司南区制氢站区域,为制氢站更新改造工程项目。项目建成后,制氢站总规模由现有3 200 Nm3/h增加至4 200 Nm3/h。本项目建设内容主要包括:(1)35 000 Nm3/h净化装置迁建改造工程(包括迁建电捕焦油器、迁建扩建焦炉煤气加压站、迁建扩建脱硫塔等);(2)新建2 000 Nm3/h制氢装置;(3)拆除现有1#制氢装置。

2 区域地质及水文地质条件

2.1 区域地质

根据建设项目工程勘察报告,结合区域地质资料,区域前第四纪地层主要分布于西部、东南部丘陵区,出露的主要有中生界侏罗系上统大王山组(J3d)和侏罗系中下统象山群(J1-2xn),区域其它部分平原区主要被第四系覆盖(见表1)。

表1 区域地层简表

2.2 水文地质条件

图1为评价区区域水文地质图,区域地下水主要分为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两大类。A-B剖面为评价区水文地质剖面,可以看到评价区地下水主要为孔隙潜水与基岩裂隙水,具体如表2所示。

1.孔隙潜水(单井涌水量10～100 m3/d);2.孔隙承压水(潜水、承压水混合,单井涌水量1 000～5 000 m3/d);3.基岩裂隙水(单井涌水量10～100 m3/d);4.第四系全新统芜湖组;5.第四系上更新统下蜀组;6.侏罗系中下统象山组;7.石英闪长岩;8.等水位线;9.地下水流向;10.水质监测点;11.土样监测点;12.渗水试验点;13.等高线;14.建成区;15.评价区;16.场区;17.水文地质剖面

表2 评价区水文地质条件简表

根据后续地下水环境影响评价需要,科学合理的构建了两含一隔的水文地质概化模型,如图2所示。

1.第四系全新统芜湖组;2.第四系上更新统下蜀组;3.侏罗系中下统象山组;4.粉质黏土;5.石英砂岩

3 地下水环境影响预测与评价

3.1 预测时段、预测情景及预测因子

预测按项目运营期10年(3650天)进行,本次选取可能产生地下水污染的的关键时段,预测时段设置为100 d、1 000 d、3 650 d。

预测情景分为正常状况和不正常状况:在正常状况下,选取废水收集池正常渗出废水。非正常状况下,可分为生产车间工艺废水渗漏和废水收集池污染物泄露。

根据可研报告和本项目工程特点,本次选取具有代表性的COD和氨氮作为模拟因子。

3.2 地下水流数值模型及识别验证

评价区数值模型通过矩形网络进行剖分成单元格,网格密度为5 m×5 m～30 m×30 m,图3(a)为平面网格剖分图,图3(b)为垂直网格剖分图。

图3 评价区网格剖分图(a.平面;b.垂直)

在进行数值模拟前,进行了数学模型的识别验证。本次采用已知水位数据进行校正,得到校正后的水文地质参数(表3),能更为准确的反映污染物的实际运移情况和对地下水的影响范围。

表3 模型各层水文地质参数

3.3 环境影响预测

由于调节池泄漏不易发现,预测时间可定位泄漏点到达饱和带100 d、1 000 d、3 650 d。对于制氢装置区在非正常状况下泄漏会及时发现并处理,预测时间设定为泄漏点到达饱和带10 d、30 d、60 d、100 d。图4～图6分别为正常状况下废水收集池渗漏100 d氨氮污染、非正常状况下废水收集池渗漏100 d氨氮污染、非正常状况下制氢装置区渗漏30 dCOD污染浓度分布。

图4 正常状况下废水收集池渗漏100d氨氮污染影响范围(a)、超标范围(b)

图6 非正常状况下制氢装置区渗漏30 d COD污染影响范围(a)、超标范围(b)

表4为评价区正常状况和非正常状况下不同时间段经数值模拟预测的污染物迁移特征,综合图表得到:(1)污染物受地下水流向影响,其迁移方向主要为自西向东。(2)正常状况下,预测场区内各泄漏点的污染物及扩散对下游地下水环境影响小;非正常状况下,废水收集池渗漏和制氢装置区泄漏会导致污染物产生运移,对周边地下水造成影响,但污染物运移速度及运移范围不大,对地下水影响有限。

表4 污染物迁移特征表

4 结语

(1)马鞍山某公司拟在原制氢区域开展制氢站更新改造工程属石化类建设项目,需在建设区及周边影响区开展专项的地下水环境影响评价,以准确评估其在建设、生产运营等阶段对地下水环境产生的影响。

(2)区域地质及水文地质条件是开展本次评价的基础,通过充分收集研究前人已开展的地质、工程地质及可行性研究等内容,合理概化出“两含一隔”的水文地质模型,并获得了渗透系数等关键性水文地质参数。

(3)通过地下水环境影响评价得到:正常状况下,预测场区内各泄漏点的污染物及扩散对下游地下水环境影响小;非正常状况下,废水收集池渗漏和制氢装置区泄漏会导致污染物产生运移,对周边地下水造成影响,但污染物运移速度及运移范围不大,对地下水影响有限。