許澤潤，康 華，穆根胥，劉建強(qiáng)

(陜西省地質(zhì)調(diào)查中心，陜西 西安710068)

1 研究區(qū)概況

陜西華電楊凌熱電廠“上大壓小”工程規(guī)劃容量按本期2×350 MW超臨界空冷供熱機(jī)組+預(yù)留擴(kuò)建2×350 MW超臨界空冷供熱機(jī)組。該工程用地范圍由胡家底廠址區(qū)和官村灰場(chǎng)區(qū)兩部分組成。

(1)胡家底廠址區(qū)

胡家底廠址區(qū)位于楊凌與武功界線的東南邊界處胡家底村，隴海鐵路的南側(cè)、西寶高速以北，漆水河以東約100 m，距城市中心約5 km，用地面積約22.09 hm2。

(2)官村灰場(chǎng)區(qū)

官村灰場(chǎng)位于楊凌示范區(qū)北側(cè)，廠址西北方向，灰場(chǎng)距離廠址13.7 km?；覉?chǎng)北臨韋河、南接官村和陳家溝村，占地面積約6.67 hm2，為平地型干式周轉(zhuǎn)灰渣場(chǎng)，灰壩的邊坡及灰渣場(chǎng)內(nèi)的存貯灰均采用調(diào)濕干灰分層碾壓的方式修建。灰場(chǎng)一次建設(shè)，分塊使用，并劃定專用區(qū)域用于堆放石膏和石子煤。局部堆滿后立即覆土防塵。為了避免初期灰渣淋溶水下滲和環(huán)保的需要，對(duì)取土后的庫底，采用壓實(shí)機(jī)械振動(dòng)碾壓五遍，提高庫底土的壓實(shí)度，降低滲透系數(shù);在取土碾壓后的庫底表面及四周鋪設(shè)一層復(fù)合土工膜(二布一膜，膜厚0.3 mm，耐靜水壓1.0 MPa)防滲層，上覆土300 mm并壓實(shí)，構(gòu)成綜合防滲層。

2 評(píng)價(jià)模型的建立

2.1 軟件選取

在本次評(píng)價(jià)中應(yīng)用HYDRUS軟件求解非飽和帶中的水分與溶質(zhì)遷移方程。HYDRUS是由美國國家鹽改中心(US Salinity laboratory)于1991成功開發(fā)的一套用于模擬變飽和多孔介質(zhì)中水分、能量、溶質(zhì)運(yùn)移的數(shù)值模型。經(jīng)改進(jìn)與完善，得到了廣泛的認(rèn)可與應(yīng)用。能夠較好地模擬水分、溶質(zhì)與能量在土壤中的分布，時(shí)空變化，運(yùn)移規(guī)律，分析人們普遍關(guān)注的農(nóng)田灌溉、田間施肥、環(huán)境污染等實(shí)際問題。它也可以與其它地下水、地表水模型相結(jié)合，從宏觀上分析水資源的轉(zhuǎn)化規(guī)律。后經(jīng)過眾多學(xué)者的開發(fā)研究，HYDRUS的功能更加完善，已經(jīng)非常成功的應(yīng)用于世界各地地下飽和、非飽和帶污染物運(yùn)移研究。

包氣帶污染物運(yùn)移模型主要考慮以下3種情景:

(1)柴油儲(chǔ)罐發(fā)生爆炸，破壞地下防滲層，導(dǎo)致柴油滲漏進(jìn)入包氣帶:參照楊凌電廠工程勘察中鉆孔地層資料，設(shè)置罐區(qū)15m深度包氣帶污染物運(yùn)移模型分層、剖分和觀測(cè)點(diǎn)。

(2)脫硫配套設(shè)施廢水池出現(xiàn)泄漏:對(duì)典型污染物Cl－、COD、SO42－、Pb2+在包氣帶中的運(yùn)移進(jìn)行模擬。參照楊凌電廠工程勘察中鉆孔地層資料，設(shè)置廢水池區(qū)17.8 m深度包氣帶污染物運(yùn)移模型分層、剖分和觀測(cè)點(diǎn)。

(3)灰場(chǎng)人工防滲層出現(xiàn)破損，灰水(淋濾液)進(jìn)入包氣帶:對(duì)典型污染物F－、SO42－在包氣帶中的運(yùn)移進(jìn)行模擬:灰場(chǎng)區(qū)地下水位埋深81.0～83.1 m，參照楊凌灰場(chǎng)工程勘察中鉆孔(7)地層資料，模型選擇自地表向下40 m范圍內(nèi)進(jìn)行模擬，模型分層、剖分和觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置。

2.2 初始條件和邊界條件

對(duì)于廠址區(qū)和灰場(chǎng)區(qū)的初始條件與邊界條件概化方法基本一致，綜述如下:

2.2.1 水流模型

初始條件:使用插值的含水率作為初始條件。

邊界條件:上邊界為流量邊界，從環(huán)境安全角度考慮，降水量按多年統(tǒng)計(jì)最大降水量798.5 mm確定;下邊界為已知含水率邊界，潛水面含水率為飽和含水率。

2.2.2 溶質(zhì)運(yùn)移模型

初始條件:初始條件用原始土層污染物濃度表示，模型中設(shè)為零。

邊界條件:上邊界為定濃度邊界;下邊界條件為零梯度。

2.3 參數(shù)選取

(1)廠址區(qū)燃油罐區(qū):通過在廠址區(qū)內(nèi)表土進(jìn)行土工試驗(yàn)獲得的黃土狀粉質(zhì)粘土滲透系數(shù)為5～8 cm/d，模型中取為8 cm/d，古土壤參考洛川黃土塬區(qū)古土壤實(shí)驗(yàn)室測(cè)定的滲透系數(shù)取為6 cm/d，卵石層參考“水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)(王大純，1995，P38)”中滲透系數(shù)并結(jié)合廠址區(qū)水文地質(zhì)條件取值為1 000 cm/d。土層其他相關(guān)參數(shù)參考HYDRUS程序中所附的美國農(nóng)業(yè)部使用的包氣帶基本巖性參數(shù)進(jìn)行取值。

(2)脫硫廢水池區(qū):同燃油罐區(qū)參數(shù)選取。

(3)灰場(chǎng)區(qū):根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆孔注水和試坑注水(滲水)試驗(yàn)及室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，模型中Q3eol黃土的滲透系數(shù)取為300 cm/d，古土壤、Q2eol黃土參考洛川黃土塬區(qū)古土壤實(shí)驗(yàn)室測(cè)定的滲透系數(shù)分別取為6 cm/d、12 cm/d。土層其他相關(guān)參數(shù)參考HYDRUS程序中所附的美國農(nóng)業(yè)部使用的包氣帶基本巖性參數(shù)進(jìn)行取值。

根據(jù)前人淋濾試驗(yàn)及結(jié)合本地的水文地質(zhì)條件設(shè)定包氣帶溶質(zhì)運(yùn)移參數(shù):水動(dòng)力彌散度DL為32.4 cm，石油類在土壤中的擴(kuò)散系數(shù)DW為22 cm2/d，其余污染物在土壤中的擴(kuò)散系數(shù) DW 為4.32 cm2/d。

3 場(chǎng)區(qū)包氣帶防污性能評(píng)價(jià)

3.1 廠址燃油罐區(qū)

運(yùn)行HYDRUS軟件得到石油類模擬，根據(jù)模擬結(jié)果，經(jīng)過2 260 d污染物穿過8.1 m粉質(zhì)粘土進(jìn)入下層古土壤(N8)，濃度為 1.114 ×10－10mg/L，經(jīng)過 10 950 d(30a)污染物前緣到達(dá)地表下 14.4 m 處，濃度為 1.51×10－10mg/L，14.5 m處污染物濃度為0，未進(jìn)入潛水含水層。因此，可以看出燃油罐區(qū)下部黃土狀粉質(zhì)粘土的隔水性能較好，能夠很好的阻止污染物向下部運(yùn)移。

3.2 廠址區(qū)脫硫廢水池區(qū)

運(yùn)行HYDRUS軟件得到模擬結(jié)果，根據(jù)模擬結(jié)果，經(jīng)過10 950 d(30 a)Cl－前緣到達(dá)地表下8.8 m處，濃度為1.235×10－10mg/L，8.9 m 處 Cl－濃度為 0;COD 前緣到達(dá)地表下7.5 m 處，濃度為 1.488 × 10－10mg/L，7.6 m 處 COD 濃度為0;SO42－前緣到達(dá)地表下 8.4 m 處，濃度為 1.113 ×10－10mg/L，8.5 m 處 SO42－濃度為0;Pb2+前緣到達(dá)地表下6.8 m處，濃度為 1.443 ×10－10mg/L，6.9 m 處 Pb2+濃度為 0。模擬期內(nèi)，污染物沒有穿過9.8 m粉質(zhì)粘土區(qū)進(jìn)入下層古土壤(N8)，地下水沒有受到影響。可見污水處理池下部黃土狀粉質(zhì)粘土的隔水性能較好，能夠很好的阻止污染物向下部運(yùn)移。

3.3 灰場(chǎng)區(qū)

根據(jù)模擬結(jié)果，經(jīng)過10 305 dF－穿過6.9 m黃土層到達(dá)下層古土壤(N8)，濃度為 1.021 ×10－10mg/L，經(jīng)過 10 950 d(30 a)F－前緣到達(dá)地表下 7.1 m 處，濃度為 1.495×10－10mg/L，7.2 m 處 F－濃度為0;經(jīng)過7 505 dSO42－穿過 6.9 m 黃土層進(jìn)入下層古土壤(N8)，濃度為1.04×10－10mg/L，經(jīng)過10 950 d(30 a)SO42－前緣到達(dá)地表下 8.2 m處，濃度為1.606 ×10－10mg/L，8.3 m 處 SO42－濃度為0。兩種污染物均未進(jìn)入潛水含水層?？梢娀覉?chǎng)包氣帶的隔水性能較好，能夠很好的阻止污染物向下部運(yùn)移。

4 結(jié)論與建議

(1)陜西華電楊凌熱電上大壓小新建項(xiàng)目本期建設(shè)規(guī)模為2×350 MW超臨界燃煤供熱機(jī)組，該工程用地范圍由胡家底廠址區(qū)和官村灰場(chǎng)區(qū)兩部分組成。廠址用地面積約22.09 hm2，電廠工業(yè)水源為楊凌區(qū)污水廠處理后的中水，燃煤由甘肅華亭礦區(qū)供給，鐵路運(yùn)輸，采用灰渣分除系統(tǒng)，灰渣全部綜合利用?；覉?chǎng)用地面積約6.67 hm2，為事故周轉(zhuǎn)灰場(chǎng)，滿足電廠半年灰渣堆放。

(2)胡家底廠址區(qū)位于渭河二級(jí)階地，地下水類型為沖積層潛水，水位埋深14.7～20.2 m，包氣帶巖性主要為黃土狀粉質(zhì)粘土、古土壤，廠址周邊村莊分散式居民飲用水源為潛水含水層。官村灰場(chǎng)位于黃土臺(tái)塬，地下水類型為風(fēng)積黃土潛水和沖湖積層淺層承壓水，水位埋深81.0～83.1 m，包氣帶巖性為黃土夾多層古土壤，灰場(chǎng)周邊村莊分散式居民飲用水源為潛水和淺層承壓含水層。

［1］王三平.火電廠地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)方法探討.環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展.2013.12.15.

［2］謝德嫦.燃煤火電廠地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)探討－以重慶市安穩(wěn)電廠擴(kuò)建工程為例.環(huán)境影響評(píng)價(jià).2014.04.15.

［3］王會(huì)磊.重慶市渭沱鎮(zhèn)電廠工程水文地質(zhì)條件分析.現(xiàn)代物業(yè)(上旬刊).2015(04).

［4］孟祥帥.灰場(chǎng)包氣帶環(huán)境影響預(yù)測(cè)方法研究——以新疆某電廠灰場(chǎng)為例.環(huán)境保護(hù)科學(xué).2014(06).