張金蘭 王慶廣 劉小平 高奎鋒
(山東省地質(zhì)勘查開發(fā)局八O一水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊 山東濟南 250014)
沾化經(jīng)濟開發(fā)區(qū)位于沾化城東約1.5km的黃河沖積平原,東西自劉彥虎村至大盧王村至張王莊一線,南北自薛家、大盧王、小盧王一線。開發(fā)區(qū)占地面積31.4km2。服務年限至2030年。區(qū)內(nèi)多為化工企業(yè)。
開發(fā)區(qū)及周邊30km2范圍內(nèi)無集中式飲用水水源地準保護區(qū)及補給徑流去、無除集中式飲用水源地以外的國家或地方政府設定的地下水環(huán)境相關的其它保護區(qū)、無分散居民飲用水源;屬地下水環(huán)境不敏感區(qū);開發(fā)區(qū)地下水環(huán)境影響評價工作等級為二級。
開發(fā)區(qū)周邊灌溉井和下游村莊作為本項目的重點保護目標。
評價區(qū)建筑物持力層為2層粉土。8m以淺地層特征如下:
1層:耕植土,評價區(qū)分布較普遍,土質(zhì)不均勻;厚度:0.30~2.10m。
2層:粉土,土質(zhì)較均勻,部分孔該層指標缺失。厚度:0.40~2.7m,平均0.80m;本層為開發(fā)區(qū)建筑物地基持力層。
3層:粉質(zhì)粘土,場區(qū)分布較普遍,局部為粘土。厚度:0.40~5.90m。
4層:粉土(局部為粉砂),場區(qū)普遍分布。厚度:0.70~6.20m。
評價區(qū)內(nèi)受項目生產(chǎn)建設影響的地下水環(huán)境對象主要為淺層地下水。徑流方向自西南向東北海域流動。
第四系淺層含水巖組主要為粉砂、粉細砂,在垂向上具多層。水位標高2.0~3.2m,水位年變幅0.5~1.0m。單井涌水量小于500m3/d。第一含水層頂板埋深小于6.0m,含水層巖性為粉砂,厚度一般3.5~6m。評價區(qū)地下水多咸水。
現(xiàn)場取樣分析,依據(jù)《地下水質(zhì)量標準》(GB/T14848-93),為Ⅲ類水。
現(xiàn)場滲水和抽水試驗,在4.5m深度內(nèi),粉土的滲透系數(shù)小于1×10-4cm/s。
預測時間為服務年限到期后后延10年,即2030~2040年。
預測時段為項目建設、生產(chǎn)運行、服務期滿三個階段,并按照正常、非正常工況進行。
主要污染預測因子為CODcr。
預測污染源為污水廠沉淀池。
(1)污染含水層的確定
取第四系第一粉土含水層,厚度取沉淀池所在地最大值6.5m。
(2)污染含水層參數(shù)的確定
根據(jù)模型方程,本次預測的主要的水文地質(zhì)參數(shù)包括:
U-地下水流速度;J-水力坡度;n-有效孔隙度;DL-縱向彌散系數(shù)。Ks-滲透系數(shù)。
預測方法為解析法。
4.3.1模型建立
模型名稱為:水溶質(zhì)運移模型
式中:x-距污染物注入點的距離,m;t-時間,d;C(x,t)-t時刻 x 處的示蹤劑濃度,mg/L;m-注入的示蹤劑質(zhì)量,本次取2020年的廢水質(zhì)量值(污水質(zhì)量最差),kg;w-橫截面面積,m2;u-水流速度,m/d;n-有效孔隙度,無量綱;DL-縱向彌散系數(shù),m2/d。
4.3.2水質(zhì)預測
(1)預測參數(shù)的選取
M-含水層的厚度,取均值6.5m;K-滲透系數(shù),2.24m/d;J-水力坡度,計算值0.5‰;n-有效孔隙度,取0.15;u-水流速度,計算得0.0075;DL-縱向彌散系數(shù),取值5.62m2/d;
A-橫截面積,取沉淀池的面積求取直徑21m,直徑與含水層的厚度的乘積為水平擴散的橫截面積,取值為137m2。
(2)分期預測
①開發(fā)區(qū)項目建設期
項目在建期間,無論是正常工況或是非正常工況條件下,項目建設對地下水影響小。
②項目運營期
a.正常工況條件下
污水按標準的處理工藝處理后,水質(zhì)達標排放(一級A標準),對地下水環(huán)境影響小。
b.事故工況條件下
A.事故發(fā)生時間
污水的排放規(guī)律為非連續(xù)排放,確定事故發(fā)生15d內(nèi)能得到有效控制。
B.污染物的排放濃度
預計到2030年區(qū)外排廢水量60000m3/d。
C.污染物滲入量的確定
假如污水處理廠底部出現(xiàn)了局部破裂,造成泄露事故,破裂面積按照137m2,泄露量按照設計進水量(60000m3/d)的1‰計算,在發(fā)現(xiàn)至15d時間內(nèi)處理完畢,滲漏水按照滲透的方式直接進入第一含水層,滲漏的量全部進入含水層,不考慮滲透本身造成的時間滯后和粘性土的吸附。
CODcr滲水質(zhì)量為:400g/m3×60m3/d×5d=120000g
(3)模型預測結(jié)果
CODcr1年內(nèi)影響的距離(從污水泄漏池算起,以下同)為245m,2年內(nèi)影響距離320m,5年是490m,10年是640m,30年達到1035m。5年后,地下水中CODcr的濃度達到地下水質(zhì)量標準(GB/T14848-93)的Ⅲ類。
綜上,污水廠瞬時泄漏情況發(fā)生后,污染物特征因子30年間在地下水中影響的最大距離小于1035m,且30年后各污染物的濃度逐步降低,距離泄露點560m以外,由污染造成的地下水質(zhì)量達到標準的Ⅲ類要求,對下游的保護目標影響小。
開發(fā)區(qū)污染項目建設期間,對地下水影響小。
開發(fā)區(qū)污染項目運營期,正常情況下,對當?shù)氐叵滤h(huán)境影響?。还r情況下污染物最大濃度污染因子影響距離達2300m,對地下水環(huán)境有一定的影響,需要采取嚴格的防滲、防污措施。