張俊棟，張雨萌（.河北省唐山水文水資源勘測局，河北唐山06307；.華北理工大學(xué)，河北唐山063009）

電廠主體工程項(xiàng)目對(duì)地下水環(huán)境的影響研究

張俊棟1，張雨萌2
（1.河北省唐山水文水資源勘測局，河北唐山063017；2.華北理工大學(xué)，河北唐山063009）

以北方平原區(qū)某電廠為例，對(duì)地下水環(huán)境現(xiàn)狀進(jìn)行分析，確定了環(huán)境保護(hù)目標(biāo)。根據(jù)污染物排放情況，確定了地下水環(huán)境污染指標(biāo)，設(shè)定了源強(qiáng)，并采用ModFlow三維水流模型和溶質(zhì)運(yùn)移模型預(yù)測電廠主體工程在事故條件下污染物的空間分布，對(duì)地下水環(huán)境產(chǎn)生的影響進(jìn)行評(píng)價(jià)，提出了地下水環(huán)境保護(hù)措施和對(duì)策。

地下水環(huán)境；污染指標(biāo)；影響；預(yù)測；評(píng)價(jià)

地下水污染具有隱蔽性和難以逆轉(zhuǎn)性［1］，一旦出現(xiàn)污染其危害程度和社會(huì)影響是非常巨大的，開展地下水污染及其防治技術(shù)研究，已成為我國水資源—環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域基礎(chǔ)研究的當(dāng)務(wù)之急。電廠在滿足生活和生產(chǎn)用電、確保經(jīng)濟(jì)社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展等方面發(fā)揮了重要作用，其在運(yùn)行過程中若出現(xiàn)污染泄露事故，會(huì)對(duì)地下水環(huán)境造成污染。本文以北方平原區(qū)某2×350MW電廠為例，對(duì)主體工程項(xiàng)目運(yùn)行對(duì)地下水環(huán)境的影響進(jìn)行研究，并針對(duì)這種影響和危害提出保護(hù)措施和對(duì)策。

1　地下水環(huán)境及保護(hù)目標(biāo)

1.1地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

電廠項(xiàng)目區(qū)地處山前沖洪積扇平原區(qū)，出露地層為第四系松散沉積物。含水層在垂向上分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ含水組，上部第Ⅰ+Ⅱ含水組屬孔隙潛水，巖性以細(xì)砂、砂礫石為主，含水層底板埋深在80-100m，含水層厚度30-80m，單井涌水量40-70m3/h，富水性強(qiáng)。下部第Ⅲ+Ⅳ含水組屬孔隙承壓水，含水層巖性主要為礫卵石混粘性土和卵礫石，厚度50-100m，單井涌水量20-80m3/h，富水性強(qiáng)—極強(qiáng)［2］。

第四系孔隙潛水補(bǔ)給來源為大氣降水補(bǔ)給、側(cè)向徑流補(bǔ)給，排泄途徑主要為地下水開采和側(cè)向徑流排泄。地下水流向與地形變化趨勢(shì)基本一致，自東北向西南流動(dòng)。

1.2地下水環(huán)境現(xiàn)狀

根據(jù)地下水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果，淺層地下水水質(zhì)質(zhì)量總體較好，下游局部發(fā)現(xiàn)硝酸鹽超標(biāo)現(xiàn)象，主要是因化肥廠和陶瓷廠排出的廢水、廢物等隨雨水和滲水進(jìn)入地下水含水層，造成了對(duì)淺層地下水的污染。

地下水受人工開采影響，在項(xiàng)目區(qū)西北部一帶形成了淺層地下水位降落漏斗，漏斗面積6.16km2，中心水位埋深31.00m，沒有出現(xiàn)疏干現(xiàn)象，仍在可控范圍之內(nèi)。

1.3地下水環(huán)境保護(hù)目標(biāo)

電廠區(qū)南部1km為荊各莊地下水源地，西南部4km和2.5km為龍王廟、北郊地下水源地，主要開采淺層潛水、深層承壓水和奧陶系地下水。項(xiàng)目區(qū)農(nóng)村居民飲水依靠自備深水井，僅在電廠西北側(cè)4.2km的白寺口村有少數(shù)村民飲用潛水。環(huán)境保護(hù)目標(biāo)主要為水源地及周邊居民飲用水源井水質(zhì)不受影響，保護(hù)級(jí)別為《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14848-93）Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。

2　地下水環(huán)境影響預(yù)測

電廠運(yùn)行期在正常工況下，在污染源分布區(qū)采取了地面防滲、防溢流和防腐蝕等措施，不會(huì)對(duì)地下水造成污染。因此，僅對(duì)電廠在事故條件下可能對(duì)地下水環(huán)境產(chǎn)生的影響進(jìn)行預(yù)測。

電廠區(qū)含水層上部為孔隙潛水，下部為孔隙承壓水，兩者之間有厚度10-15m穩(wěn)定的粘土及粉質(zhì)粘土隔水層，基本無水力聯(lián)系，因此本次預(yù)測目標(biāo)層為潛水含水層，面積22.46km2。本次采用ModFlow三維水流模型和溶質(zhì)運(yùn)移模型［3］，通過模擬電廠對(duì)地下水的影響途徑來設(shè)定主要污染源的分布位置，選擇預(yù)測因子，預(yù)測污染物在地下水中的遷移過程和空間分布，對(duì)地下水環(huán)境產(chǎn)生的影響進(jìn)行評(píng)價(jià)。模型的建立和模擬計(jì)算方法可參考相關(guān)文獻(xiàn)［4-7］，限于篇幅不在贅述。

2.1預(yù)測因子

在事故條件下，電廠項(xiàng)目對(duì)地下水的可能影響途徑主要有：工業(yè)廢水處理池和生活污水收集池底部破損污水泄露、電廠煤場脫硫廢水噴灑沿煤場底出現(xiàn)破損泄露等。根據(jù)污染物的排放種類，確定環(huán)境影響預(yù)測因子為高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、氯化物。

表1　污染物源強(qiáng)設(shè)定表

2.2污染物源強(qiáng)設(shè)定

按照污染源污染物濃度、滲漏面積和包氣帶粉土層垂直滲透系數(shù)，設(shè)定污染物源強(qiáng)，結(jié)果見表1。

2.3污染預(yù)測結(jié)果

根據(jù)模型預(yù)測結(jié)果：工業(yè)廢水泄露發(fā)生100天后，高錳酸鹽指數(shù)下游最遠(yuǎn)超標(biāo)距離5.7m，超標(biāo)范圍為21m2；泄露1000天后，高錳酸鹽指數(shù)下游最遠(yuǎn)超標(biāo)距離16.3m，超標(biāo)范圍為68m2；泄露發(fā)生30年后，廠區(qū)周圍20km2評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)污染物無超標(biāo)現(xiàn)象。生活污水泄露發(fā)生100天后，氨氮超標(biāo)范圍為7.64m2，最大運(yùn)移距離1.56m；泄露發(fā)生1000天后，超標(biāo)范圍為24.27m2，最大運(yùn)移距離2.78m；泄露發(fā)生30年后，污染物全部消散掉，無超標(biāo)范圍。煤場噴淋廢水泄露發(fā)生100天后，氯化物超標(biāo)范圍為983.1m2，最大超標(biāo)距離為25m；泄露發(fā)生1000天后，超標(biāo)范圍為6286.3m2，最大超標(biāo)距離為154m；泄露發(fā)生30年后，超標(biāo)范圍為101560.16m2，最大超標(biāo)距離為1204m。煤場廢水連續(xù)泄露情況下，氯化物遷移出廠區(qū)，并對(duì)項(xiàng)目區(qū)內(nèi)地下水產(chǎn)生一定影響。

3　地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)

根據(jù)預(yù)測結(jié)果，電廠以地表水和中水作水源，不會(huì)對(duì)地下水流場產(chǎn)生影響。電廠工業(yè)廢水和生活污水泄露污染物高錳酸鹽指數(shù)和氨氮影響范圍較小，主要在廠區(qū)范圍內(nèi)，未運(yùn)移出廠區(qū)，對(duì)下游水源地和農(nóng)村居民生活用水無影響。煤場泄漏污染物氯化物沿水流方向移出廠區(qū)，會(huì)對(duì)附近淺層地下水環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，但影響范圍局限于廠區(qū)及下游賈庵子村局部小范圍內(nèi)，對(duì)下游水源地和農(nóng)村居民生活用水無影響。項(xiàng)目區(qū)地層呈層狀分布，潛水含水層下部分布穩(wěn)定的粘土及粉質(zhì)粘土隔水層，電廠污染物泄漏不會(huì)影響到下部承壓水含水層。

4　地下水環(huán)境保護(hù)措施與對(duì)策

電廠項(xiàng)目由于污染源較多，且比較分散，一旦發(fā)生事故很容易造成地下水污染，因此要制定好地下水污染防治、事故應(yīng)急處理等措施。一是加強(qiáng)對(duì)項(xiàng)目所在區(qū)域地下水環(huán)境監(jiān)測，建立污染預(yù)警機(jī)制；二是加強(qiáng)廠區(qū)污水處理設(shè)施的管理，防止污染物泄露，同時(shí)注重污水處理回用，盡量減少外排水，從源頭上減少污染物的產(chǎn)生；三是采取分區(qū)防滲措施，對(duì)可能泄漏污染物的區(qū)域如工業(yè)廢水處理池、生活污水處理站、危廢區(qū)、酸堿罐及煤場等地面進(jìn)行防滲處理，重點(diǎn)防治區(qū)滲透系數(shù)不大于1.0×10-10cm/s，一般防治區(qū)滲透系數(shù)不大于1.0×10-7cm/s；四是制定居民用水保障措施和污染事故應(yīng)急預(yù)案，一旦發(fā)生污染事故，要盡快對(duì)污染物進(jìn)行收集和處理，修繕發(fā)生污染的設(shè)施和防滲結(jié)構(gòu)，并通過設(shè)置截獲井的方式將污染物抽出并進(jìn)行處理。如果發(fā)現(xiàn)影響居民的飲用水源，應(yīng)立即采取應(yīng)急供水措施。

［1］王焰新.地下水污染與防治［M］.北京：高等教育出版社，2007.

［2］張俊棟，趙宏亮，曹東衛(wèi).大唐國際唐山北郊熱電聯(lián)產(chǎn)工程地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)報(bào)告［R］.河北省唐山水文水資源勘測局，2015，5.

［3］環(huán)境保護(hù)部.環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則—地下水環(huán)境［M］，中國環(huán)境科學(xué)出版社，2011.

［4］孫訥正.地下水流的數(shù)學(xué)模型和數(shù)值方法［M］.地質(zhì)出版社，1981.

［5］孫訥正.地下水污染數(shù)學(xué)模型和數(shù)值方法［M］.地質(zhì)出版社，1989.

［6］陳崇希，唐仲華.地下水流動(dòng)問題數(shù)值方法［M］.中國地質(zhì)大學(xué)出版社，1990.

［7］Modflow：模塊化三維有限差分地下水流動(dòng)模型［M］.地質(zhì)出版社，1999.

（2016-06-05收稿袁海峰編輯）

Research on Groundwater Environment Impact of Power Plant Subject Project

ZHANG Jun-dong et al
（Tangshan Hydrology and Water Resources Survey Bureau of Hebei Province，Hebei Tangshan 063017，China）

A power plant in the northern plains region as an example，analyzed the present situation of groundwater environment，determined the environmental protection target.According to the situation of pollutant discharge，determined the groundwater pollution indexs，set the intensity of pollution sources，and used the ModFlow three dimensional flow model and the solute transport model to predict the pollutants spatial distribution of power plant subjec project in the accident conditions，evaluated the impact of groundwater environment，put forward the protection measures and countermeasures of groundwater environment.

groundwater environment；pollution indexs；impact；predict；evaluate

X523

A

1003-7853（2016）03-0047-02

張俊棟（1967-），男，正高，主要從事水文水資源和水文預(yù)報(bào)研究工作。