滨海地区建设项目地下水环境影响评价

李晓斌甄婷婷梅桂友陈袁袁

（1.中海石油环保服务有限公司咨询信息中心；2.北京市首都规划设计工程咨询开发公司）

滨海地区建设项目地下水环境影响评价

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（1.中海石油环保服务有限公司咨询信息中心；2.北京市首都规划设计工程咨询开发公司）

对滨海地区特别是人工围填海地区新建项目地下水环境影响评价的评价等级、保护目标、评价标准、影响预测及水文地质条件调查等重点关注的几个问题进行探讨，结合天津市某滨海工业区新建油气处理厂终端项目进行案例分析，采用解析法估算了石油污染物的扩散迁移范围，为类似地区项目的地下水环境影响评价提供可参考的经验。

地下水；滨海地区；环境影响评价

0 引 言

随着经济的发展，我国沿海城市加大了滨海地区的开发力度，石油储运、进口加工行业在滨海地区迅猛发展，人工填海区成为该行业重要的选址区。在这些项目的环境影响评价过程中，地下水环境影响评价是比较薄弱的环节。由于滨海地区地下水、地表水以及海水之间的水力联系密切且复杂，在评价等级的判定、评价标准的选取及保护目标的确定、地下水保护措施等方面需要充分考虑围填海造地新建项目特殊的水文地质条件和人类活动的影响。因此，滨海地区地下水环境评价成为项目环评中的难点。这类项目地下水环境评价研究较少，目前可参考的文献非常有限。本文以某油气处理厂新建终端为例，探讨滨海地区地下水环境影响评价中存在的关键问题。

1 研究区概况

拟建油气处理厂终端位于天津市滨海新区某工业区，距天津市区约45 km，根据该工业区一期控制性详细规划，终端划拨用地面积约22万m2，均为填海造地。项目位于海河流域下游，周边包括多条一级、二级河流。

项目所在区域属华北平原滨海沉积区，地层结构简单，由海陆交互沉积而形成，除地表1～3 m范围内有一定陆相沉积外，下伏3～15 m范围内均为海相沉积的黏土。区域浅层多为第四系地层，按成因类型划分为人工堆积、新近沉积、陆相沉积和海相沉积层。新建终端地基土层均属第四系沉积物，根据沉积成因与土的物理力学性质，由上而下分为四层：第四系人工堆积土层、第四系全新统浅海相沉积层（该层又分为淤泥质黏土、粉土与黏性土互层、淤泥质黏土、粉质黏土四个亚层）、第四系全新统沼泽相沉积层、第四系上更新统河床-河漫滩相沉积层（该层包括粉砂层、粉质黏土层两个亚层）。

该场地地下水类型为潜水，水位埋深受外界环境影响较大，在旱季深些，雨季浅些；在项目场地勘察期间，场地地下水位埋深为1.6～1.9 m，年变化幅度约为0.6 m。该场地地下水水力坡度小，径流条件差，补给主要靠大气降水，排泄主要靠蒸发，地下水流向大致为从西南流向东北，其中第二层中的粉土与黏性土互层为相对含水层。

2 评价等级、评价标准的确定

2.1 地下水评价等级

根据HJ 610—2011《环境影响评价技术导则地下水环境》（下文简称为《导则》）要求，地下水环境影响评价工作一般划分为准备、现状调查与工程分析、预测评价及报告编写四个阶段，其最关键的一步是项目地下水环境影响评价等级的确定。在经过初步的工程分析及环境状况调查之后，首先要根据建设项目场地的包气带防污性能、含水层的易污染特征、地下水环境敏感程度、污水排放量和污水水质复杂程度等条件确定地下水的评价等级［1］。

确定场地的包气带防污性能，一般可依据项目初期进行的岩土工程勘察报告，了解场地的水文地质条件概况，按照厂地工程地质特征和地层分布，确定包气带层的厚度及渗透系数经验值，以此来判断包气带的防污性能。但在滨海地区新建项目，特别是围填海区的新建项目，则必须考虑人工填土的岩性及其渗透系数，而不仅仅考虑岩土工程勘察的首层岩土防污性能。例如：在某新建码头，工勘地层依次为粉砂、粗砂、强风化花岗岩、弱风化花岗岩，工勘孔部分位于海平面以下，如直接按照粉砂的岩土层厚度及渗透系数，则包气带防污性能为弱。然而实际项目情况需在场地进行填海造陆，因此，填海类项目作为一种特殊的情况，即人工造成地下水潜水层，在判定包气带防污性能时应按照人工填土层的岩性和项目完成后的标高来确定。

在本案例项目中，根据厂址岩土工程勘察报告，项目场地包气带主要指第一大层素填土层，该层主要由可软塑状黏性土组成，分布普遍，厚度为1.4～3.5 m，平均厚度2.7 m，参考粉质黏土和黏土的渗透系数经验数值，其渗透系数为1.0×10－6～1.0×10－8cm／s，因此，包气带防污性能为中到强。

综合其他判别条件项目场地的含水层易污染特征为不易，地下水环境敏感程度为较敏感，污水排放强度为小，污水水质复杂程度为中等，由此得出本项目地下水评价等级为三级。

2.2 评价标准

地下水环境现状评价一般是通过实地取样和监测，采用标准指数法对区域地下水环境进行评价。环境质量现状评价及环境影响预测工作中执行的评价标准一般根据当地环境功能区划来确定。但在滨海地区特别是填海区，常常缺少地下水环境功能区划或区划滞后，这时应根据建设项目所在地区地下水实际情况和用途来确定，按照GB／T 14848—93《地下水质量标准》中的分类分别执行相应的标准级别。

地下水环境质量现状评价中的因子除应包括常规地下水监测因子外，还应根据项目特点选取特征污染物因子进行监测。对于地下水质量标准中未做规定的特征污染因子（如石油类），一般建设项目均参照GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中的相应标准值进行评价。由于滨海区的地下水与地表水和海水联系密切，相互混合，成分非常复杂，选用单独的地下水标准评价或参照一般项目选取地表水标准评价均不能客观反映当地实际的地下水水质情况，还应考虑项目所在区域相邻的海洋功能区划，参照GB 3097—1997《海水水质标准》中的相应标准。

在环评工作中，执行标准须经地方环保主管部门进行确认。根据《海河流域天津市水功能区划》，本项目涉及的地表河流为一般景观要求水域，执行GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中的V类标准，石油类执行的标准为1.0 mg／L。由于本项目地下水的保护目标包括沿海滩涂的养殖区，因此按照GB 3097—1997《海水水质标准》中的二类标准，石油类应执行的标准为0.05 mg／L。

综合以上，本次地下水环境质量评价标准中石油类参照GB 3097—1997《海水水质标准》中二类标准执行。

3 地下水环境影响预测分析

地下水环境影响评价的主要方法有数值法、解析法、回归分析法、趋势外推法、类比预测法等。由于数值法、回归分析法［2］、趋势外推法等对地下水水质及水位等资料的要求较高，一般地区满足地下水环境影响评价的资料非常有限，必须做专门的水文地质勘查才能获取相应资料。类比预测法则要求类比调查的对象与拟建预测对象之间，必须满足二者环境水文地质条件、水动力场条件和水质状况类似，工程特征及对地下水环境的影响具有相同或相似性，因此实用范围局限性比较大。解析法通过对研究区含水层条件及污染物等特性进行概化，采用相应的数学模型对污染物的迁移扩散范围进行预测［3］，在地下水的二级评价和三级评价中应用较为广泛。对于地下水一级评价，《导则》要求采用数值法对地下水水质进行影响预测和评价，对于所需的参数等环境水文地质条件应进行有针对性的勘察试验。

3.1 地下水保护目标的确定

由于滨海地区降水量大，地下水埋深浅，一般都在几米以内，而且地表水系分布广泛，沟渠交错，地表水、地下水和海水三者形成了复杂的水力联系。对于这类地区，除应关注常规地下水保护目标（如饮用水源地、生态湿地、地下水水库、泉）外，还需要关注与地下水、地表水、海水都有密切水力联系的单元（如滩涂养殖区、鱼池虾池等）。

按照以上原则，本项目地下水的保护目标确定为“项目影响区的地下水含水层，以及地下水排泄影响的周边水域、养殖区、北大港湿地自然保护区和天津古海岸与湿地国家级自然保护区”。

3.2 污染源强分析

根据油库运行经验和石油进入地下水的特点，事故状态可概化成短期点源泄漏和长期连续污染。考虑该地区地下水氯离子等浓度较高，几乎与海水相同，因此在最不利的条件下，污染源强参照原油污染物在海水中的溶解度确定［4］。

3.3 模型概化

根据研究区含水层条件和石油污染的特性，对含水层作以下概化：①污染迁移区域为单个潜水含水层；②潜水层对溶解油迁移有阻滞效应而无降解作用；③污染预测采用单向随流输移和一维扩散模型，并考虑含水层介质对溶解油的阻滞作用。数学模型为：

模型边界条件为：

模型的解析解为：

式中，t为污染持续时间，s；x为污染扩散距离，m；D′L为考虑含水层介质吸附作用后污染物的纵向弥散系数，m／s2；u′为污染物在地下水中的运移速度，m／s；erfc为余误差函数，通过查水文地质手册获得［5］。

3.4 预测结果

采用GB 3097—1997《海水水质标准》石油类二类标准作为污染范围的浓度边界，在预测时取保守值，计算得出事故状态下石油污染物的污染扩散范围见表1。

表1 石油类污染物扩散范围预测结果

4 结束语

围填海地区新建项目判断地下水环境影响评价等级时，应考虑人工填土层的岩性及其渗透性能，及项目完成后的标高来确定填土层厚度，从而确定包气带的防污性能。滨海地区的地下水评价标准要综合考虑地下水、地表水和海水的相互联系，对于地下水质量标准中没有的特征污染因子石油类，在评价时除应考虑地表水相应标准取值，还应参照相关海域功能区划对海水水质的标准要求。在评价等级要求不高时，地下水环境影响预测可采用解析法，将研究区含水层进行概化，所需参数根据查阅相关文献资料或有针对性的野外试验获取，从而估算污染物运移扩散范围。

本文针对滨海地区地下水环境影响评价等级、评价标准及保护目标的确定结合研究案例进行了分类讨论，但由于评价等级要求不高，在影响预测分析前并未开展专门的水文地质勘察与试验。在评价等级要求较高时，除根据《导则》要进行水文地质条件调查的十项内容外，由于滨海地区新建项目的特殊性，还应针对性的开展如下调查［5］，并在此基础上采用数值法进行影响预测和评价。

◆地下水与河水、海水的水力联系和补排关系。

◆潮汐变化对地下水在水平和垂直方向上的影响，确定咸淡水边界和海水入侵的范围。

◆海岸滩涂、沼泽湿地的形成条件、分布规律及其与地下水的关系。

◆海滩的沉积物特征和淤泥层的分布特征。

◆海下是否有淡水泉及其成因、补给来源、出露条件等情况。

◆项目所在的沿海城镇或港口由于开采地下水而引起的区域水位下降，海水倒灌、水质恶化、地面沉降等环境水文地质问题的情况。

［1］ HJ 610—2011环境影响评价技术导则地下水环境［S］.

［2］ 向速林.基于回归分析的地下水水质预测研究［J］.东华理工学院学报，2007，30（2）：161-163.

［3］ 楚敬龙.解析法在山区地下水环境影响评价中的应用［J］.有色金属（矿山部分），2011，63（5）：71-74.

［4］ 胡红亮，刘国东，余世娇，等.石油污染物在滨海潜水层中的迁移预测［J］.人民黄河，2011，33（8）：86-87.

［5］ 地质矿产部水文地质工程地质技术方法研究队主编.水文地质手册［M］.北京：地质出版社，1978.

1005-3158（2014）03-0049-03

2014-02-25）

（编辑 石津铭）

10.3969／j.issn.1005-3158.2014.03.015

李晓斌，2010年毕业于北京师范大学地下水科学与工程专业，硕士，现在中海石油环保服务有限公司咨询信息中心从事地下水环境影响评价工作。

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