地下水封油库地下水环境影响评价探析

孙琪

摘要：分析了地下水环境的影响评价，介绍了地下水封油库区的地质水文条件和地下水导则相关评价原则和评价任务，并在地下水导则2016的指导下进行了具体的研究工作，针对库区内的水文条件进行了详细地评价探讨，希望能给相关人士提供有效参考。

关键词：地下水;封油库;水环境影响

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2019）18-0098-03

1引言

在社会发展新时期，越来越多的国家开始对地下洞库中的储油进行开采，不少发达国家已经进入研究阶段，并开始投入运营。我国也开始逐渐发展原油储备计划，计划于沿海区域创建地下石油储备的大型洞库，与地上的油罐相比，地下洞库储备污染小、安全性高、损耗低、投资少、占地面积小、装卸速度快，拥有突出的储备优势，但是在使用过程中需要注意其对地下水环境的影响。

2地下水环境影响评价

在发布了《环境影响评价技术导则地下水环境》之后，地下水环境的影响评价逐渐受到人们的广泛关注，并成为环境影响评价核心。在这一背景下，数据模拟技术也逐渐推广开来，并广泛应用到地下水环境的影响评价操作当中。我国学者针对地下水封油库还进行了相关研究，尤其是液化石油气的渗流场相关模拟数值。在建设地下储油洞库的过程中，对于该区域的水文条件和地质条件拥有较高的要求，特别是要对地下水渗流场有所了解，并对地下水洞库封水效果和水环境影响评价具有重要作用。此次研究过程中需要对水文模型进行准确刻画，从而真实反应出储油洞库在运营期间和施工期间的地下水渗流场具体变化，并为洞库设计和涌水量预测提供可靠参考，对储油库封水效果进行详细了解，为洞库的施工管理提供可靠的技术支撑。

3地下水封油库区的地质水文状态

研究区域主要在山东某地下水水封石洞油库，研究区域中的含水介质主要是花岗岩，地下水主要是以深层脉状裂隙水、浅层基岩网状水、松散岩孔隙水等几部分存在，在研究区域内大概25km²的范围内，通过钻孔方式或水井对居民用水进行详细调查，并充分结合水文条件的调查结果进行准确判断。通过调查发现，当地的地下水水位在雨季期间整体偏高，而在旱季则整体偏低，研究区域中的地下水位在一定程度上会被降雨所影响，整体变化幅度大概在0.5～4m之间。研究区域中的含水层大都是底层基岩裂隙水层和上覆松散岩孔隙水层，对于基岩裂隙水层，可以通过单栓分段塞压水试验方法充分掌握其中的渗透参数。

4评价任务和评价原则

4.1评价原则

地下水环境的影响评价需要针对建设过程、运营期间和应用期限后对于地下水水质所产生的影响进行准确评估、预测和分析，并制定有效的预防措施，制定跟踪监测地下水的科学计划，为地下水环境保护提供合理依据。

4.2评价任务

地下水环境的影响评价，需要严格按照标准划分的工作等级实施相应的评价处理，基础性任务主要包括对地下水环境进行调查、监测并评价地下水环境、实施地下水环境调查、对建设相比造成的地下水环境影响进行准确评估，并提出有效的防控措施。

5模拟研究

5.1水文条件的概念模型

对象区域中的含水介质大都是深层基岩裂隙水以及浅层松散孔隙水，渗透性相对较低，大都在10^-5～10^-2m/d之间，此外在空间分布上，其渗透性也存在较大差异，不同参数层中的异性特征十分突出，把裂隙含水层进行充分概括，转变成非均质异性含水层，结合地下水流动规律特点，从而有效处理地下水的运动问题，按照非稳定三维渗流方法进行有效处理。地下水封油库区域的西、南和东面均具有河流，是一种自然边界，北边存在一种区域性断裂带，结合水文试验结果能够判定该断层是定水头边界，东边、南边、西边的河流因为其切割深度整体较浅，因此在对边界条件进行刻画的过程中，上边界需要画定成水头边界，剩余的层面可以形成流量边界。对研究模型中的便捷进行概括，形成蒸发排泄边界和降雨渗透边界，因为边界区域风化程度较轻，整个岩石相对完整，渗透性低，因此将下边界概化成隔水边界。

5.2评价标准

此次模拟的标准限值可以充分和三类水地下水质量标准进行制定，在预测污染物整体浓度超出界限值的情况下，证明地下水的污染程度超出三类水，并对超标距离进行准确计算，在预测污染物的整体浓度超出检出限值，却低于标准限值的情况下，证明地下水被污染物质所影响，但是却没有超标，并对污染距离进行准确计算，在预测污染物低于检出限值时，证明地下水基本没有受到任何影响。

5.3网格剖析

为了针对地下水环境影响进行合理分析，创建数值系统模型，该模型主要是通過三角网格的形式对渗流区域进行详细剖析。三角剖析法主要是通过FEFLOW软件中的TMESH剖析方法，模型垂向分层过程中需要对地下水封油库的钻孔压水试验、钻孔柱状图结果以及地下水封油库的相应功能进行分析。于高程为-55m的水幕位置剖分0.1m的微层，并在地下水封油库洞室中挖掘一110～一80m的剖分二层，随后选择洞室下方的0.2m位置剖分出0.2m的控制层，剩余部分均按照相应的压水试验结果以及钻孔柱状图实施分层。钻孔柱状图能够得到垂向岩石的风化程度，通过压水试验所测得的水文参数在垂直方向的变化特点。而模型垂直方向的分布内容，从上到下分别是尚未进行风化的裂隙含水层、中度风化的裂隙含水层、第四系沉积物质。具体模型如图1所示。

5.4边界条件和初始条件

结合研究区域内的地下水分布规律和储存条件，选择2016年9月的地下水位充当初始水位进行系统研究，对东南西北四个方向的边界变成水头边界，把下边界转化成隔水边界，将水幕和洞室概化成水头边界。研究区域内数年平均降水量是1700mm，其蒸发量是1200mm，降雨主要发生在夏季，在一年当中大概占据76%，可以根据区域内的钻孔水位波动变化和相关的降雨资料计算降雨系数，最终获得平均值是0.033。

5.5含水层参数

区域内的表层是第四系的松散岩孔隙含水层，该层的渗透系数主要可以通过相应的提水试验计算得到，深层是基岩裂隙水层，大都通过分段单栓塞压方法获得相应的渗透系数。通过模型刻画区域内的裂隙介质在各个方向的异性刻画，大都体现于对研究区域中各种含水层渗透系数的异性刻画，水平方向上可以充分结合区域中的钻孔压水试验获得含水层渗透系数，了解其水平方向的分布差异，并进行合理分区。通过对垂直方向实施压水试验、计算渗透张量、统计钻孔孔隙数量等方法得到渗透方向、渗透核心数值。并将研究出来的渗透最大主值投影于X、Y、Z坐标当中，最终计算出来的数值便是此次模型创建过程中含水层渗透系数，因为前期主要是在洞库区域进行勘察工作，通过相关试验数据为渗透系数进行合理分区。在洞库外面进行水文试验，结合同层中的洞库内渗透系数平均值进行赋值。覆层的给水度设置成0.0l，剩下各层的储水系数是1E-4。

6分析结果

6.1无水幕地下水环境的影响

在运行刚开始时间段中，洞室附近的水头波动状态最大，同时随着时间的不断发展，洞室附近变化也相继缩短，洞室附近的影响程度最大，逐渐向两侧递减。洞库上方覆层的地下水位最低变化如下：5年是-22m，10年是-27.1m，20年是-30m，30年是-31m，由此能够看出，在初期发展阶段地下水位的下降速度较快，但是到后期发展过程中却逐渐稳定下来。洞库上方水位可以促进地下水封油库水封效果的全面提升。在运营到30年时间后，洞室上方便可以形成一种较为突出的水位下降漏斗。

6.2有水幕的地下水环境影响

在水幕环境下，洞室上方位置没有形成地下水的降落漏斗，由此可以看出水幕拥有良好的补水作用，进而避免了降落漏洞问题的发生，提高了洞室水封效果，但是在洞室上方位置，水位的变化却不断下降，水位最低到-3m。在初期阶段。洞室附近的水头变化依然是最大的，但是在时间持续变化的基础上，其水头变化也逐渐缩小，洞室附近影响最大，并朝着两侧缩减。和没有水幕的环境下是相同的状况，可以确保洞库上方的地下水封水位。经过20年后也在-3m处稳定下来。因为水幕起到了一定的限制作用。上方水温可以确保地下水封油库的水封效果。

6.3两者对比分析

在没有水幕的条件下，洞室上方零等水位线呈现出一种逐年朝外扩展的趋势，正面漏斗面积是逐年扩大的。初期阶段水幕扩张速度十分之快，是5.6m/a，但是在后期阶段却逐渐缩减，并趋于一种稳定状态，是3.15m/a，漏斗在水平扩张逐渐平稳，因为洞室中的涌水量相继缩小，在后期逐渐达到一种稳定状态。尽管后期运行阶段水平方向扩张逐渐递减，但是依然维持固定的速度朝外扩张，漏斗影响面积相继增大。

在水幕条件下，洞室水平方向中的零米水位线不断朝外擴展，证明漏斗面积随后不断扩大的，初期五到十五年期间扩张速度变快，为3.5m/a，低于无水幕环境中的扩展速度，而后期15～30年之间内，水幕扩展速度不断降低，并趋于平缓，是0.32m/a，随后漏斗面积基本上稳定下来，因为水幕良好的补水效果，有效控制了洞库漏斗影响范围，提高了地下水位变化的稳定性，保护好水资源。按照地下水导则2016的相关要求，参考地下水环境污染的防渗分区参考表，结合该区域中的污染控制难度、污染类型以及合理的防渗技术针对相关实施分区防渗操作。

7结语

水幕系统的整体效果是随着时间的变化而改变的，其应用效果也越来越突出，特别是对于漏斗具有良好的抑制作用，从而进一步降低了原油泄漏风险。