公路建設(shè)項目地下水環(huán)境影響評價中難點問題研究

朱剛

（中環(huán)國評（北京）科技有限公司 北京 100081）

公路建設(shè)項目地下水環(huán)境影響評價中難點問題研究

朱剛

（中環(huán)國評（北京）科技有限公司 北京 100081）

地下水環(huán)境影響評價是公路建設(shè)項目環(huán)境影響評價一個薄弱環(huán)節(jié)，本文就評價等級判定、地下水評價范圍確定、現(xiàn)狀監(jiān)測井點布設(shè)、評價要點設(shè)置等難點問題進行了研究，提出了公路建設(shè)項目應(yīng)以點帶面、分段進行不同級別地下水環(huán)境影響評價的一套方法和思路，可供環(huán)評工作者借鑒。

公路建設(shè)；環(huán)境影響；評價

0 引言

在建設(shè)項目的環(huán)境影響評價中,地下水環(huán)境影響評價是一個薄弱環(huán)節(jié)，尤其是在污水排放量小且水文地質(zhì)條件勘查不詳?shù)墓方ㄔO(shè)項目中地下水環(huán)境影響評價更不會引起重視。到目前為止，我國頒布公路建設(shè)項目環(huán)境影響評價方面的技術(shù)規(guī)范或?qū)t中均無地下水環(huán)境方面的內(nèi)容，只有《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則地下水環(huán)境》中對線性工程地下水環(huán)境影響做了簡單的描述，對線性工程項目地下水環(huán)境影響評價等級的判定、現(xiàn)狀監(jiān)測點布設(shè)、評價要點設(shè)置等問題沒有明確的闡述，因此，為了避免公路建設(shè)項目地下水環(huán)境影響評價引起環(huán)境污染和水位下降等問題，更好指導(dǎo)環(huán)評工作者科學(xué)地開展公路建設(shè)項目地下水環(huán)境影響評價，對公路建設(shè)項目地下水環(huán)境評價中難點問題進行研究顯得十分重要。

1 評價等級判定

地下水環(huán)評的評價等級判定主要應(yīng)當(dāng)考慮建設(shè)項目是否會對當(dāng)?shù)氐叵滤a(chǎn)生污染或其它環(huán)境危害及其影響程度和危害性[1]。對于公路類線性工程而言，其對地下水的影響主要體現(xiàn)在三個方面，一是站場、服務(wù)區(qū)等排放的污水對地下水水質(zhì)的影響；二是隧道、洞室等施工及后續(xù)排水引起的地下水位下降而產(chǎn)生的環(huán)境問題；三是線性工程對其穿越的地下水環(huán)境敏感區(qū)水位或水質(zhì)的影響[2]。另外，在公路建設(shè)中的高填深挖段也會對地下水流向和對地下水質(zhì)產(chǎn)生影響。因此，公路項目地下水環(huán)評的評價等級應(yīng)以點帶面、分段進行，以點帶面就是主要關(guān)注對下水可能產(chǎn)生影響的污染點和地下水敏感點，并以這些關(guān)注點的地下水評價來分析公路經(jīng)過區(qū)域的地下水環(huán)境影響；分段進行就是根據(jù)其公路不同性質(zhì)劃分成不同路段，對可能造成地下水水質(zhì)和水位變化的站場、服務(wù)區(qū)、高填深挖段、隧道、洞室等劃成重點評價地段，其它路段只需進行簡單分析。由于公路建設(shè)項目污水排放量小、水質(zhì)簡單，如果項目無站場、服務(wù)區(qū)、地下水敏感區(qū)、高填深挖段、隧道、洞室等，則地下水環(huán)境影響評價可以簡化。如果項目有前述路段和區(qū)域，則按地下水導(dǎo)則以點帶面、分段進行不同級別地下水評價。

2 地下水評價范圍確定

公路建設(shè)項目地下水環(huán)境影響評價范圍確定不同于工業(yè)場地等點面狀項目的評價范圍，一條公路有可能跨幾個省市，涉及的水文地質(zhì)條件差異太大，且公路建設(shè)項目對地下水影響的特殊性，其評價范圍按不同地段的評價等級來確定，重點考慮是站場、服務(wù)區(qū)、高填深挖段、隧道、洞室等重點評價地段的地下水影響范圍，其他地段的評價范圍原則上不超過公路建設(shè)項目紅線兩側(cè)300米。

3 現(xiàn)狀監(jiān)測井點布設(shè)

地下水環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測主要通過對地下水水位、水質(zhì)的動態(tài)監(jiān)測，了解和查明地下水水流與地下水化學(xué)組分的空間分布現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，為地下水環(huán)境現(xiàn)狀評價和環(huán)境影響預(yù)測提供基礎(chǔ)資料。

監(jiān)測井點應(yīng)主要布設(shè)在建設(shè)項目場地、周圍環(huán)境敏感點、地下水污染源、主要現(xiàn)狀環(huán)境水文地質(zhì)問題以及對于確定邊界條件有控制意義的地點。結(jié)合公路項目特點，監(jiān)測井點主要布設(shè)站場、服務(wù)區(qū)、地下水敏感區(qū)、高填深挖段、隧道、洞室和沿線評價范圍內(nèi)村莊飲用水井等地方。一般情況下可選擇符合導(dǎo)則要求的民用井、生產(chǎn)井以及泉水作為地下水監(jiān)測井，只有在無合適民用井、生產(chǎn)井可利用的情況下才需設(shè)置專門的監(jiān)測井。如果公路建設(shè)項目無站場和服務(wù)區(qū)、地下水敏感區(qū)、高填深挖段、隧道、洞室等，三級評價項目目的含水層的水質(zhì)監(jiān)測點可適當(dāng)減少，特別是城市區(qū)域道路線路短且周圍地面已硬化的情況下，含水層的水質(zhì)可引用當(dāng)?shù)乇O(jiān)測數(shù)據(jù)或公開發(fā)表論文期刊中數(shù)據(jù)，不需進行地下水水質(zhì)監(jiān)測。

4 評價要點設(shè)置

在公路建設(shè)項目環(huán)境影響評價工作中，如何設(shè)置評價要點是一個十分棘手的問題。主要是因為線性工程涉及線路長，建設(shè)區(qū)域地形地貌不同、水文地質(zhì)條件差異較大，有時一個項目穿越好幾個不同的水文地質(zhì)單元，根據(jù)地下水評價導(dǎo)則按一個評價級別確定后進行預(yù)測分析和確定評價要點十分困難。因此，評價要點的設(shè)置與評價等級一樣也應(yīng)以點帶面、分段進行。結(jié)合公路建設(shè)項目的特性和區(qū)域水文地質(zhì)條件，可將評價要點設(shè)置為站場、服務(wù)區(qū)等排放的污水對地下水水質(zhì)的影響；隧道、洞室等施工及后續(xù)排水引起的地下水位下降而產(chǎn)生的環(huán)境問題；線性工程對其穿越的地下水環(huán)境敏感區(qū)水位或水質(zhì)的影響；高填深挖段對地下水流向和對地下水質(zhì)產(chǎn)生影響。

4.1 站場、服務(wù)區(qū)等排放的污水對地下水水質(zhì)的影響

公路建設(shè)項目站場、服務(wù)區(qū)等排放的污水基本由公廁污水與廚房污水兩塊組成，對地下水水質(zhì)的影響主要根據(jù)站場、服務(wù)區(qū)等排放的污水性質(zhì)、排污量，結(jié)合包氣帶及含水層（一般情況下為孔隙或裂隙潛水含水層）特性，重點分析站場、服務(wù)區(qū)污水管網(wǎng)泄露對地下水環(huán)境的影響，主要包括改變地下水中微生物的含量，造成地下水水質(zhì)惡化，在地下水位高的地區(qū)，地下水通過排水管道的接口裂縫、破損位置以及附屬構(gòu)筑物的不嚴(yán)密處滲入排水管道。地下水滲入排水管道導(dǎo)致長期的經(jīng)濟損失和水域污染加重，造成嚴(yán)重危害。但現(xiàn)在很多公司，尤其是高速公路在設(shè)計、建設(shè)中就融入環(huán)保、節(jié)能的理念，在服務(wù)區(qū)安裝污水處理系統(tǒng)，把中水回用系統(tǒng)成功地應(yīng)用到服務(wù)區(qū)的日常營運中，實現(xiàn)了生活污水的零排放。因此，站場、服務(wù)區(qū)等排放的污水對地下水水質(zhì)的影響較小，在環(huán)境影響評價中，如果排放區(qū)不涉及地下水敏感區(qū)域和目標(biāo)，只需定性分析即可。

4.2 隧道、洞室等施工及后續(xù)排水引起的地下水位下降而產(chǎn)生的環(huán)境問題

隧道、洞室建設(shè)中，因開挖形成臨空面，使地應(yīng)力重新分布而形成巖體松弛帶，使巖體的滲透系數(shù)增大，改變了天然滲流場(通常使天然隔水?dāng)鄬幼兂蓪?dǎo)水?dāng)鄬?，導(dǎo)致隧道滲水或涌水。隧道、洞室等施工基本上仍然貫徹“防排結(jié)合，以排為主”的綜合治理原則。“以排為主”雖能減小襯砌水壓力，但不能根治隧道的各種水害，而且直接導(dǎo)致洞頂?shù)叵滤幌陆怠⒌乇硭途越摺⒌孛鎺r溶塌陷、生態(tài)環(huán)境惡化。因此，隧道、洞室等施工及后續(xù)排水的地下水環(huán)境影響評價重點應(yīng)包括：涌水量預(yù)測計算、地下水位下降預(yù)測、地下水影響預(yù)防及保護措施。

隧道、洞室施工襯砌要緊跟掘進，以減少涌水量。因此隧道、洞室開鑿至襯砌之間時段較短，地下水尚未趨近于降深穩(wěn)定的狀態(tài)，仍處于非穩(wěn)定狀態(tài)。故涌水量預(yù)測計算方法一般采用佐藤邦明法——唯一的非穩(wěn)定流法[3]。該法適用于潛水非完整式。隧洞一般都符合非完整式埋藏條件，但如果深埋于承壓含水層中，應(yīng)用此法可能有一定偏差，此時可用大島洋志公式、落合敏郎推薦公式和鐵路勘測的經(jīng)驗公式進行校核[4]。

隧道、洞室施工涌水會疏干地下水，反過來又改變含水層的水文地質(zhì)條件。表現(xiàn)為地下水位下降和形成疏干漏斗并擴大，還可能因地下水通道被疏通而使含水層滲透性增大，導(dǎo)致疏干漏斗范圍內(nèi)的地表水干涸，引發(fā)水環(huán)境災(zāi)害。地下水位下降預(yù)測主要應(yīng)包括疏干漏斗范圍、疏干漏斗體積、地下水位降深三部份。隧道、洞室排水與大口徑井抽水類似，將在洞頂含水層中形成疏干漏斗，其引用半徑R0=R+B/2（R0為引用半徑(m)，R為洞頂?shù)孛媸韪砂霃?m)，B為洞體寬度(m)）。疏干漏斗的體積V，理論上等于隧道、洞室襯砌前從漏斗中涌漏的總水量Q與貯水系數(shù)S0之比，即V=Q/S0（V為疏干漏斗體積，Q為涌漏的總水量，S0為貯水系數(shù)。）。地下水位下降值隨距隧洞側(cè)壁的距離r的加大而以減速度遞減，下降后的地下水位線(浸潤線)，可下式計算。

式中：s—水位降深；

q—初始時刻的流量；

T—承壓含水層導(dǎo)水系數(shù)(m3/(d·m))；

μ—含水體給水度(裂隙度，無因次)。

4.3 線性工程對其穿越的地下水環(huán)境敏感區(qū)水位或水質(zhì)的影響

地下水環(huán)境敏感區(qū)包括生活供水水源地準(zhǔn)保護區(qū)及其補給徑流區(qū)（已建成的在用、備用、應(yīng)急水源地，在建和規(guī)劃的水源地）、特殊地下水資源（如熱水、礦泉水、溫泉等）保護區(qū)及其外分布的分散居民飲用水源等。線性工程對其穿越的地下水環(huán)境敏感區(qū)影響評價重點分析其選線合理性、公路穿越區(qū)疏干排水對水位及水質(zhì)的影響。選線合理性主要從政策法規(guī)合理性、地質(zhì)選線合理性和環(huán)境選線合理性三個方面論述。公路穿越區(qū)對水位的影響主要是確定公路兩側(cè)排水影響寬度和地下水降深，潛水含水層沒有補給時，可用式計算，含水層有大氣降水補供時，可用計算，地下水降深可用計算。如果影響的是承壓含水層，公路兩側(cè)排水影響寬度和地下水降深可分別用和算出。上式中S為水位降深（m），H為潛水含水層厚度（m），R為觀測井井徑（m），K為含水層滲透系數(shù)（m/d），μ 為重力給水度，無量綱，W 為降水補給強度（m/d），a為系數(shù)，取決于抽水狀態(tài)。

在公路施工期內(nèi),可能影響地下水環(huán)境敏感區(qū)地下水水質(zhì)的主要是施工過程中的各種廢物、油污以及泥漿。堆積的廢棄物主要為建筑材料,對水質(zhì)可能產(chǎn)生的影響較小,而油污含量一般很低,且易浮于泥漿之上而被帶出,并排泄到區(qū)外,因此影響地下水水質(zhì)的主要是鉆孔過程中的泥漿[5]。在公路運營期內(nèi),可能對地下水環(huán)境敏感區(qū)產(chǎn)生危害的主要因素是危險品運輸車發(fā)生交通事故后,泄露 (爆炸)的有毒有害物質(zhì)進入地下水環(huán)境敏感區(qū)。可以運用導(dǎo)則中的水質(zhì)預(yù)測模型進行污染物運移情況分析，進而判斷公路建設(shè)對地下水環(huán)境敏感區(qū)水質(zhì)的影響程度及可行性。水質(zhì)預(yù)測所需用的含水層滲透系數(shù)、釋水系數(shù)、給水度等參數(shù)值可從評價區(qū)以往環(huán)境水文地質(zhì)勘察成果資料中選取，或依據(jù)相鄰地區(qū)和類比區(qū)最新的勘察成果資料確定，必要時可通過現(xiàn)場試驗獲取。

4.4 高填深挖段對地下水流向和對地下水質(zhì)產(chǎn)生影響

高填深挖段對地下水流向的影響主要表現(xiàn)在改變了公路高填深挖段的地下水或地表水的徑流方向,使原來的地下水可能變?yōu)榈乇砹骰蚴乖瓉淼牡乇硭優(yōu)榈叵滤Ｍ瑫r還可能阻斷地下水補給源、截斷地下水的流通路徑、封堵地下水的排泄口，使區(qū)域的地下水水位和流向發(fā)生變化。因此在環(huán)境影響評價中，應(yīng)重點分析區(qū)域的水文地質(zhì)情況（含隔水層情況、補排情況、地下水與地表水的關(guān)系等），結(jié)合高填深挖段設(shè)計方案，分析可能改變地下水流向的地段，提出可行的環(huán)境保護設(shè)計替代方案或者采取一定的工程措施確保不發(fā)生地下水環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害，如沿挖方或填方邊坡坡腳設(shè)置縱向滲溝，將含水層內(nèi)的地下水?dāng)r截在路基范圍外，排出路塹或路堤。在填挖交替處設(shè)置橫越路堤的滲溝，攔截含水層內(nèi)地下水，并排出路界。在地下水位較高而路堤填土高度受限制或路塹開挖后基頂高程距離地下水位較近處，在路基兩側(cè)邊溝下設(shè)置縱向滲溝降低路基范圍的地下水位等。

高填深挖段對地下水水質(zhì)產(chǎn)生影響主要為施工期的生活污水、糞便等的排放；施工人員生活污水、含油廢水、機械漏油；運營期路面地表徑流中油類污染物質(zhì),其可沿高填深挖段截斷面或排泄口滲入地下水,對地下水水質(zhì)產(chǎn)生不良影響。一般情況下，高填深挖段截斷面或排泄口面積較小，且一般都進行了地面硬化，污染物進入地下水的可能性較小，故只需進行分析不必進行數(shù)值模擬分析對地下水環(huán)境的影響。

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5 結(jié)論

5.1 公路項目地下水環(huán)評的評價等級應(yīng)以點帶面、分段進行不同級別地下水評價。

5.2 公路項目評價范圍按不同地段的評價等級來確定，原則上不超過公路建設(shè)項目紅線兩側(cè)300米。

5.3 監(jiān)測井點應(yīng)主要布設(shè)在公路項目場地、周圍環(huán)境敏感點、地下水污染源、主要現(xiàn)狀環(huán)境水文地質(zhì)問題以及對于確定邊界條件有控制意義的地點。

5.4 評價要點的設(shè)置一般應(yīng)為站場、服務(wù)區(qū)等排放的污水對地下水水質(zhì)的影響；隧道、洞室等施工及后續(xù)排水引起的地下水位下降而產(chǎn)生的環(huán)境問題；線性工程對其穿越的地下水環(huán)境敏感區(qū)水位或水質(zhì)的影響；高填深挖段對地下水流向和對地下水質(zhì)產(chǎn)生影響。

[1]地下水環(huán)境影響評價的工作要點朱學(xué)愚錢孝星《水資源保護》1998年04期

[2]《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則?地下水環(huán)境》（HJ610-2011）

[3]朱大力，李秋楓.預(yù)測隧道涌水量的方法[J].工程勘察，2000，(4)：18-22.

[4]蔣忠信.隧道工程與水環(huán)境的相互作用[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2005，(1)：121-127

[5]范新崗,張國生,王耀邦.鉆孔樁施工工藝及常見問題處理[J].中國水運,2007,5(5):104-105.