某冶炼厂地下水环境影响预测评价

方 宝

（广东省地质局第九地质大队，广东 东莞 523000）

通过建立地下水污染源概念模型，采用数值模拟软件，预测和评价建设项目实施过程中对地下水环境可能造成的直接影响和间接危害，为建设项目选址决策、工程设计和环境管理提供科学依据。

1 项目概况

拟建冶炼厂选址位于花都区赤坭镇十八岭，地理坐标为N 23°40'14.23"，E 114°13'45.71"。选址东南面为省道S119，直线距离约为850m，现无道路相连，建设时需另行建设进场道路与省道相连，沿途无居民点。废水主要有垃圾渗滤液和其他污水，垃圾渗滤液主要来源于垃圾储存坑，为高浓度有机废水。其他污水包括：卸料区的清洗废水、冶炼炉排污废水、循环冷却系统排水、厂区生活污水等。

2 地下水环境现状

据区域水文地质资料和本次评价进行的水文地质调查资料，在以本项目为中心的东西宽5.5km和南北长5.4km共29.7km2的调查评价区域范围内，按地下水的赋存条件、含水层的水理性质和水力特征可分为：松散岩类孔隙水、碳酸盐岩类裂隙溶洞水、红层孔隙裂隙水、层状岩类裂隙水四大类型。据本次水文地质勘查的4个水文地质勘探孔实测资料，单个钻孔的涌水量仅为1.8m3/d～54.0m3/d，平均28.55m3/d，富水性属贫乏级别。经试坑法渗水试验，场地内主要包气带－坡残积砂质粘性土3个试验点的渗透系数为1.15×10-6cm/s～4.43×10-5cm/s，该层属弱透水层。

3 地下水环境预测

3.1 地下水污染源概念模型

①模拟范围：本次污染运移模拟范围为广东省冶炼厂项目所在次级水文地质单元，范围面积约为1.0km2。②初始和边界条件：本模型主要关心污染源的迁移，因此不需要初始条件。在计算流场时，四周认为给一类水头边界。本文以场地为中心选择了500m，如果污染物运移超过此距离，则需要扩大污染评价的范围。

3.2 地下水污染运移数值模拟

（1）数学模型。本次污染物模拟预测过程不考虑污染物在含水层中的吸附、挥发、生物化学反应，仅考虑污染物运移过程中对流、弥散作用。地下水中溶质运移的数学模型可表示为：

（2）模拟软件选择。本次工作采用GMS模拟系统中的MODFLOW和MT3D建模。MT3D可以用来模拟可溶性污染物在地下水中的对流、弥散、扩散作用和一些基本的化学反应过程，能够有效处理各种边界条件和外部源汇项。

（3）网格剖分。根据GMS的要求，对研究区进行矩形网格剖分，平面上按10m×10m正方形网格将计算区域剖分为100行、100列，有效单元格共10000个网格。

（4）参数设置和污染物泄露速率评价。模拟区含水层纵向弥散度为20m，横向弥散度为纵向弥散度的0.2倍。最大泄露速率可以根据达西定律估算，假设污染物在地表附近集聚，根据场地勘探结论取包气带的渗透系数1.578×10-5cm/s（0.0136m/d）为无防渗措施下单位面积污水的泄漏速率。

（5）模拟时间确定。根据本项目运行周期是30年，因此模拟预测时间设置为30年，时间步长模拟器会根据计算过程自动调整，最大时间步长控制在30天。

4 预测结果

本次模拟，针对无防渗措施及事故工况下地下水污染物在不同时段的扩散范围、超标范围和对敏感目标的影响进行模拟预测。

泄漏速率根据项目工程平面分布图污染物泄露面积（垃圾储存坑）和勘查获得的包气带的渗透系数进行量算，量算结果见表1。此情景条件下的地下水污染扩散模拟结果见表2，主要污染物Pb扩散范围见图1。

根据量算结果和模拟扩算结果，泄露发生后，模拟期内，CODCr最大污染影响范围为47608m2，30年晕最大运移距离为360m；NH3-N最大污染影响范围为48673m2，30年晕最大运移距离为352m；Pb最大污染影响范围为39580m2，30年晕最大运移距离为210m。

表1 事故发生污染物泄漏速率统计表

表2 污染物运移扩散面积统计表

5 地下水环境保护措施

针对项目可能发生的地下水污染，地下水污染防治措施按照“源头控制、末端防治、污染监控、应急响应”相结合的原则，从污染物的产生、入渗、扩散、应急响应全阶段进行控制。根据可能进入地下水环境的各种有毒有害原辅材料、中间物料和产品的泄漏（含跑、冒、滴、漏）量及其他各类污染物的性质、产生量和排放量，划分污染防治区，提出不同区域的地面防渗方案，给出具体的防渗材料及防渗标准要求，建立防渗设施的检漏系统。

图1 30年后Pb扩散范围

6 结论

本次采用GMS模拟软件预测和评价项目场地地下水环境影响，结论如下：根据污染物的扩散情况提出相应的对策，设计部门应对冶炼厂区工程布局进行重新调整，将垃圾池、渗滤液处理区等易发生渗漏事故的污染源移到场区分水岭的西侧并将场地硬底化的水泥地板往西倾斜，严防污染物往东扩散进入东部的岩溶地下水系统。