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        山西河坡發(fā)電公司發(fā)電工程貯灰場對娘子關泉域地下水環(huán)境影響分析

        2011-04-14 11:35:13安曉峰
        山西水利科技 2011年3期
        關鍵詞:灰水灰渣山頭

        安曉峰

        (陽泉市水資源管理委員會辦公室 陽泉 045000)

        1 項目概況

        娘子關泉域總面積為7 217 km2,是我國北方最大的巖溶泉,泉域范圍涉及太原、晉中、陽泉三個地市,其中陽泉市泉域面積2 430 km2,占總面積的34%。

        山西河坡發(fā)電有限責任公司位于陽泉市區(qū)東側,該公司現(xiàn)擬建設2×300MW超臨界燃煤空冷供熱機組,為此需相應建設貯灰場。

        2 貯灰場地質狀況及建設內容

        電廠灰場區(qū)位于黃土高原東緣中段,太行山西麓。其中:東梁溝灰場位于白泉嶺廠址北偏東約3.7km溝谷處,溝谷左岸上部開闊,地勢較為平緩,呈階梯狀,約20°~30°,且左岸大部分上覆黃土,厚度約2~5 m,下部為奧陶系灰?guī)r;溝谷右岸上部相對較陡,約40°~50°,且大部分地段基巖裸露,主要為奧陶系灰?guī)r。

        山頭溝灰場位于白泉嶺廠址以東偏北約5.6 km處,該沖溝基本為SN走向,主溝谷較長,長約1 km,該沖溝為基巖山谷,兩岸見灰?guī)r出露,產狀近水平,溝岸上部山頂見黃土分布,厚約 2~5 m。

        根據(jù)現(xiàn)有資料,近場區(qū)無全新世活動斷裂分布,距離灰場最近的非全新世活動斷裂主要有三條,由近及遠(由西向東)分別為:F6巨城西斷裂、F5岔口-巖會斷裂、F2-5西郊斷裂。場地所在的太行山斷塊隆起區(qū)是區(qū)域新構造運動較弱的地區(qū)。周邊斷層距離貯灰場的距離均大于3.0 km,處于相對穩(wěn)定地帶,區(qū)域穩(wěn)定性滿足建貯灰場要求。

        貯灰場建設項目有:擋灰壩、豎井-臥管式排洪涵管、隔離墻、庫底防滲層、灰場管理站、灰場運灰道路等。

        3 貯灰場入滲影響分析

        3.1 天然條件下入滲影響分析

        東梁溝、山頭溝貯灰場地處娘子關泉域巖溶地下水補給、匯流區(qū),灰場位于灰?guī)r裸露區(qū),不具備天然防滲能力,在不采取任何防滲措施條件下,擬建初期壩址以上產生的淋、浸溶灰水將全部下滲補給奧陶系巖溶裂隙水,東梁溝貯灰場灰水下滲量為84.7 m3/d(3.09萬m3/a),山頭溝貯灰場為135.6 m3/d(4.95萬m3/a),將對貯灰場區(qū)域巖溶地下水水質產生明顯的不利影響。

        3.2 防滲條件下入滲影響分析

        在防滲條件下,根據(jù)《一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場污染控制標準》(GB18599-2001)的有關要求:

        1)按黏土、土工膜復合防滲層滲透系數(shù)達到1×10-7cm/s(8.64×10-5m/d)量級計算,東梁溝貯灰場場區(qū)所產生的淋、浸溶灰水的下滲總量為8.64 m3/d(0.315萬m3/a),山頭溝貯灰場為13.82 m3/d(0.504萬m3/a),僅相當于不防滲狀態(tài)下的10.2%;

        2)按滲透系數(shù)達到 1×10-10cm/s(8.64×10-8m/d)量級計算,東梁溝貯灰場場區(qū)所產生的淋、浸溶灰水的下滲總量為0.008 64 m3/d(3.15 m3/a),山頭溝貯灰場為0.013 8 m3/d(5.04 m3/a),僅相當于不防滲狀態(tài)下的0.01%。

        由此可見,通過采取防滲工程措施,使?jié)B透系數(shù)達到1×10-10cm/s,即使灰場排水豎井或排水涵管等出現(xiàn)事故,貯灰場灰水也不會對娘子關泉域巖溶地下水水質產生明顯影響。因此,貯灰場在采取嚴格的工程防滲措施并投入運行后,將不會對灰場一帶巖溶地下水水質產生不良影響。

        同時東梁溝、山頭溝貯灰場為干貯灰、山谷型灰場,在一般情況下灰場不會形成積水和徑流,在降雨強度比較大的情況下,灰場形成的積水和徑流可迅速通過排水豎井和排水涵管排出灰場外,其中絕大部分為自然降水,極少部分為淋浸溶灰水,總體水質較好,不會對灰場一帶地下水和灰場下游地表水環(huán)境造成明顯影響。

        在對東梁溝、山頭溝貯灰場底部和邊坡采取嚴格的工程防滲措施情況下,使?jié)B透系數(shù)K≤1×10-10cm/s;灰場攔灰壩下修建灰水排水回收系統(tǒng),應滿足貯灰場排水系統(tǒng)出現(xiàn)事故而達3天以上灰水集蓄要求,在做好工程系統(tǒng)配套建設的基礎上,開展綜合利用,從而實現(xiàn)灰場灰水零排放。將不會對當?shù)氐叵滤a生影響。

        4 對策措施

        4.1 灰渣綜合利用

        粉煤灰是燃煤火力發(fā)電廠發(fā)電的同時伴隨產生的固體廢料之一,通過多種灰渣綜合利用途徑“變廢為寶”,最大限度地實現(xiàn)灰渣綜合利用,實現(xiàn)廢物的資源化,盡可能減少灰渣對娘子關泉域地下水的污染,實現(xiàn)經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的雙贏。

        4.2 灰場工程防滲措施

        庫底:灰場底部防滲工程,需對場區(qū)范圍作統(tǒng)一清挖,平整地形,以滿足防滲材料的鋪設要求。應清除地基表面的耕土及植物覆蓋層。清基深度一般為500 mm,以除盡植物根或其他有機物為原則,對蟲獸洞穴,巖石洞隙中的松散土石雜物也應清除干凈,同時應去除突起巖石,保證底面平整。根據(jù)規(guī)范要求,灰場底部先鋪150 mm厚的黏土墊層,上覆HDPE土工膜(厚1.5 mm)防滲層一層,土工膜上鋪設150 mm厚的黏土保護層,以滿足最小滲透性(K≤1×10-10cm/s)要求。對灰場灰層應推平并碾壓使其充分密實,提高灰場底部的防滲性能。

        邊坡:對于溝谷邊坡基巖裸露部分,應采取掛網(wǎng)噴漿處理,使其溶洞、裂隙徹底封閉,然后鋪設黏土和土工膜,使其同樣滿足最小滲透性(K≤1×10-10cm/s)要求。

        初期壩:灰場初期壩由堆石、反濾層及干砌石保護層組成,壩體由外到內依次為300 mm厚干砌塊石、300 mm厚中粗砂墊層、400 g/m2土工膜一層及分層碾壓灰渣壩體,防止壩體滲漏。

        4.3 貯灰場排水系統(tǒng)與灰水回收利用系統(tǒng)建設

        貯灰場應設置灰水回收復用系統(tǒng),并布設有效的防滲、截滲設施,使灰水得到全部回收處理復用?;覉鰤蜗禄宜厥障到y(tǒng)工程建設主要包括壩下集水工程、水處理工程及綜合利用工程,壩下收集灰水綜合利用包括灰場堆灰灑水、區(qū)域生態(tài)環(huán)境建設用水及農業(yè)灌溉用水等,配套建設壩下灰水回收系統(tǒng)工程,以便于開展綜合利用,保護娘子關泉域地下水環(huán)境,實現(xiàn)貯灰場灰水零排放和灰水資源化利用。

        4.4 灰場運行管理

        灰渣的堆放擬由初期壩前向庫區(qū)分層碾壓堆放。卸下的灰渣應及時攤鋪,及時碾壓,如有松散狀態(tài)的干灰且遇5級以上風時,應適當增加灰面灑水次數(shù)。當灰渣填筑高于初期壩時,將灰渣形成1:3.5的外邊坡,坡面用干砌塊石護坡。如灰場不再加高,其頂面應及時覆耕土以還田或綠化。

        灰渣填筑,采用分層碾壓,使其具有一定的密實度,以達到堆筑體穩(wěn)定和防止飛灰污染的目的;碾壓質量要求:對灰場下游碾壓灰渣筑壩區(qū)及邊坡壓實區(qū),壓實系數(shù)不小于0.95,且在該區(qū)域內只能堆筑灰渣;對灰場內大范圍的碾壓灰渣貯灰區(qū),壓實系數(shù)不小于0.90。

        貯灰場灑水,是抑制飛灰的重要工程措施。對灰場暫不堆灰的灰渣表面,要定時灑水。灑水周期和水量應根據(jù)季節(jié)和天氣,適時灑水,避免因風吹而揚灰。例如干燥多風季節(jié)應勤灑多灑,陰雨天氣可以少灑或不灑。一般情況下,建議每天灑一遍水,每遍灑水深度7 mm。在貯灰運行過程中應經(jīng)常了解天氣預報,避免飛灰污染。貯灰場周邊應設防水林帶。

        4.5 區(qū)域水環(huán)境監(jiān)測管理

        在東梁溝、山頭溝貯灰場下游分別布設一眼巖溶觀測井,進行水質、水位動態(tài)監(jiān)測。在灰場投入運行之前應對監(jiān)測點進行一次本底值水平監(jiān)測;在灰場運行期間每年應隔兩月監(jiān)測1次,一年共監(jiān)測6次,監(jiān)測項目要符合《地下水質量標準》(GB/T14848-93)的規(guī)定。項目單位應設置專職人員開展監(jiān)測,嚴格執(zhí)行水資源保護和環(huán)境保護的有關法律、法規(guī)及規(guī)定、制度,制定監(jiān)測實施細則和有關規(guī)章制度,由娘子關泉域水行政主管部門負責監(jiān)督,灰場區(qū)域地下水監(jiān)測資料應及時上報水行政主管部門,從而最終形成一套完善的貯灰場區(qū)地下水環(huán)境質量預警機制。

        綜上所述,通過采取上述措施,東梁溝、山頭溝貯灰場投入運行后不會對娘子關巖溶地下水環(huán)境產生明顯的影響。

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