地下水封油庫地下水環境影響評價探析

孫琪

摘要：分析了地下水環境的影響評價，介紹了地下水封油庫區的地質水文條件和地下水導則相關評價原則和評價任務，并在地下水導則2016的指導下進行了具體的研究工作，針對庫區內的水文條件進行了詳細地評價探討，希望能給相關人士提供有效參考。

關鍵詞：地下水;封油庫;水環境影響

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）18-0098-03

1引言

在社會發展新時期，越來越多的國家開始對地下洞庫中的儲油進行開采，不少發達國家已經進入研究階段，并開始投入運營。我國也開始逐漸發展原油儲備計劃，計劃于沿海區域創建地下石油儲備的大型洞庫，與地上的油罐相比，地下洞庫儲備污染小、安全性高、損耗低、投資少、占地面積小、裝卸速度快，擁有突出的儲備優勢，但是在使用過程中需要注意其對地下水環境的影響。

2地下水環境影響評價

在發布了《環境影響評價技術導則地下水環境》之后，地下水環境的影響評價逐漸受到人們的廣泛關注，并成為環境影響評價核心。在這一背景下，數據模擬技術也逐漸推廣開來，并廣泛應用到地下水環境的影響評價操作當中。我國學者針對地下水封油庫還進行了相關研究，尤其是液化石油氣的滲流場相關模擬數值。在建設地下儲油洞庫的過程中，對于該區域的水文條件和地質條件擁有較高的要求，特別是要對地下水滲流場有所了解，并對地下水洞庫封水效果和水環境影響評價具有重要作用。此次研究過程中需要對水文模型進行準確刻畫，從而真實反應出儲油洞庫在運營期間和施工期間的地下水滲流場具體變化，并為洞庫設計和涌水量預測提供可靠參考，對儲油庫封水效果進行詳細了解，為洞庫的施工管理提供可靠的技術支撐。

3地下水封油庫區的地質水文狀態

研究區域主要在山東某地下水水封石洞油庫，研究區域中的含水介質主要是花崗巖，地下水主要是以深層脈狀裂隙水、淺層基巖網狀水、松散巖孔隙水等幾部分存在，在研究區域內大概25km²的范圍內，通過鉆孔方式或水井對居民用水進行詳細調查，并充分結合水文條件的調查結果進行準確判斷。通過調查發現，當地的地下水水位在雨季期間整體偏高，而在旱季則整體偏低，研究區域中的地下水位在一定程度上會被降雨所影響，整體變化幅度大概在0.5～4m之間。研究區域中的含水層大都是底層基巖裂隙水層和上覆松散巖孔隙水層，對于基巖裂隙水層，可以通過單栓分段塞壓水試驗方法充分掌握其中的滲透參數。

4評價任務和評價原則

4.1評價原則

地下水環境的影響評價需要針對建設過程、運營期間和應用期限后對于地下水水質所產生的影響進行準確評估、預測和分析，并制定有效的預防措施，制定跟蹤監測地下水的科學計劃，為地下水環境保護提供合理依據。

4.2評價任務

地下水環境的影響評價，需要嚴格按照標準劃分的工作等級實施相應的評價處理，基礎性任務主要包括對地下水環境進行調查、監測并評價地下水環境、實施地下水環境調查、對建設相比造成的地下水環境影響進行準確評估，并提出有效的防控措施。

5模擬研究

5.1水文條件的概念模型

對象區域中的含水介質大都是深層基巖裂隙水以及淺層松散孔隙水，滲透性相對較低，大都在10^-5～10^-2m/d之間，此外在空間分布上，其滲透性也存在較大差異，不同參數層中的異性特征十分突出，把裂隙含水層進行充分概括，轉變成非均質異性含水層，結合地下水流動規律特點，從而有效處理地下水的運動問題，按照非穩定三維滲流方法進行有效處理。地下水封油庫區域的西、南和東面均具有河流，是一種自然邊界，北邊存在一種區域性斷裂帶，結合水文試驗結果能夠判定該斷層是定水頭邊界，東邊、南邊、西邊的河流因為其切割深度整體較淺，因此在對邊界條件進行刻畫的過程中，上邊界需要畫定成水頭邊界，剩余的層面可以形成流量邊界。對研究模型中的便捷進行概括，形成蒸發排泄邊界和降雨滲透邊界，因為邊界區域風化程度較輕，整個巖石相對完整，滲透性低，因此將下邊界概化成隔水邊界。

5.2評價標準

此次模擬的標準限值可以充分和三類水地下水質量標準進行制定，在預測污染物整體濃度超出界限值的情況下，證明地下水的污染程度超出三類水，并對超標距離進行準確計算，在預測污染物的整體濃度超出檢出限值，卻低于標準限值的情況下，證明地下水被污染物質所影響，但是卻沒有超標，并對污染距離進行準確計算，在預測污染物低于檢出限值時，證明地下水基本沒有受到任何影響。

5.3網格剖析

為了針對地下水環境影響進行合理分析，創建數值系統模型，該模型主要是通過三角網格的形式對滲流區域進行詳細剖析。三角剖析法主要是通過FEFLOW軟件中的TMESH剖析方法，模型垂向分層過程中需要對地下水封油庫的鉆孔壓水試驗、鉆孔柱狀圖結果以及地下水封油庫的相應功能進行分析。于高程為-55m的水幕位置剖分0.1m的微層，并在地下水封油庫洞室中挖掘一110～一80m的剖分二層，隨后選擇洞室下方的0.2m位置剖分出0.2m的控制層，剩余部分均按照相應的壓水試驗結果以及鉆孔柱狀圖實施分層。鉆孔柱狀圖能夠得到垂向巖石的風化程度，通過壓水試驗所測得的水文參數在垂直方向的變化特點。而模型垂直方向的分布內容，從上到下分別是尚未進行風化的裂隙含水層、中度風化的裂隙含水層、第四系沉積物質。具體模型如圖1所示。

5.4邊界條件和初始條件

結合研究區域內的地下水分布規律和儲存條件，選擇2016年9月的地下水位充當初始水位進行系統研究，對東南西北四個方向的邊界變成水頭邊界，把下邊界轉化成隔水邊界，將水幕和洞室概化成水頭邊界。研究區域內數年平均降水量是1700mm，其蒸發量是1200mm，降雨主要發生在夏季，在一年當中大概占據76%，可以根據區域內的鉆孔水位波動變化和相關的降雨資料計算降雨系數，最終獲得平均值是0.033。

5.5含水層參數

區域內的表層是第四系的松散巖孔隙含水層，該層的滲透系數主要可以通過相應的提水試驗計算得到，深層是基巖裂隙水層，大都通過分段單栓塞壓方法獲得相應的滲透系數。通過模型刻畫區域內的裂隙介質在各個方向的異性刻畫，大都體現于對研究區域中各種含水層滲透系數的異性刻畫，水平方向上可以充分結合區域中的鉆孔壓水試驗獲得含水層滲透系數，了解其水平方向的分布差異，并進行合理分區。通過對垂直方向實施壓水試驗、計算滲透張量、統計鉆孔孔隙數量等方法得到滲透方向、滲透核心數值。并將研究出來的滲透最大主值投影于X、Y、Z坐標當中，最終計算出來的數值便是此次模型創建過程中含水層滲透系數，因為前期主要是在洞庫區域進行勘察工作，通過相關試驗數據為滲透系數進行合理分區。在洞庫外面進行水文試驗，結合同層中的洞庫內滲透系數平均值進行賦值。覆層的給水度設置成0.0l，剩下各層的儲水系數是1E-4。

6分析結果

6.1無水幕地下水環境的影響

在運行剛開始時間段中，洞室附近的水頭波動狀態最大，同時隨著時間的不斷發展，洞室附近變化也相繼縮短，洞室附近的影響程度最大，逐漸向兩側遞減。洞庫上方覆層的地下水位最低變化如下：5年是-22m，10年是-27.1m，20年是-30m，30年是-31m，由此能夠看出，在初期發展階段地下水位的下降速度較快，但是到后期發展過程中卻逐漸穩定下來。洞庫上方水位可以促進地下水封油庫水封效果的全面提升。在運營到30年時間后，洞室上方便可以形成一種較為突出的水位下降漏斗。

6.2有水幕的地下水環境影響

在水幕環境下，洞室上方位置沒有形成地下水的降落漏斗，由此可以看出水幕擁有良好的補水作用，進而避免了降落漏洞問題的發生，提高了洞室水封效果，但是在洞室上方位置，水位的變化卻不斷下降，水位最低到-3m。在初期階段。洞室附近的水頭變化依然是最大的，但是在時間持續變化的基礎上，其水頭變化也逐漸縮小，洞室附近影響最大，并朝著兩側縮減。和沒有水幕的環境下是相同的狀況，可以確保洞庫上方的地下水封水位。經過20年后也在-3m處穩定下來。因為水幕起到了一定的限制作用。上方水溫可以確保地下水封油庫的水封效果。

6.3兩者對比分析

在沒有水幕的條件下，洞室上方零等水位線呈現出一種逐年朝外擴展的趨勢，正面漏斗面積是逐年擴大的。初期階段水幕擴張速度十分之快，是5.6m/a，但是在后期階段卻逐漸縮減，并趨于一種穩定狀態，是3.15m/a，漏斗在水平擴張逐漸平穩，因為洞室中的涌水量相繼縮小，在后期逐漸達到一種穩定狀態。盡管后期運行階段水平方向擴張逐漸遞減，但是依然維持固定的速度朝外擴張，漏斗影響面積相繼增大。

在水幕條件下，洞室水平方向中的零米水位線不斷朝外擴展，證明漏斗面積隨后不斷擴大的，初期五到十五年期間擴張速度變快，為3.5m/a，低于無水幕環境中的擴展速度，而后期15～30年之間內，水幕擴展速度不斷降低，并趨于平緩，是0.32m/a，隨后漏斗面積基本上穩定下來，因為水幕良好的補水效果，有效控制了洞庫漏斗影響范圍，提高了地下水位變化的穩定性，保護好水資源。按照地下水導則2016的相關要求，參考地下水環境污染的防滲分區參考表，結合該區域中的污染控制難度、污染類型以及合理的防滲技術針對相關實施分區防滲操作。

7結語

水幕系統的整體效果是隨著時間的變化而改變的，其應用效果也越來越突出，特別是對于漏斗具有良好的抑制作用，從而進一步降低了原油泄漏風險。