地下水环境影响评价.docx
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地下水环境影响评价
6.4地下水环境影响评价
6.4.1区域环境水文地质条件
6.4.1.1区域地质概况
（1）地质地貌
枣强县位于衡水市东南部，地处黑龙港流域，该地区为河北冲积平原的一部分，境内地势较为平坦，地势自西南向东北缓缓倾斜，平均海拔约20米，地面坡降在1/8000至1/10000之间，由于河流泛滥和改道，沉积物交错分布，形成许多缓岗、微斜平地和低洼地。
本项目位于河北省衡水市枣强县肖张镇肖张村北（肖张工业园区内），其中心点坐标为北纬37°36′31.14″，东经115°43′7.54″，占地区域属平原，地势平坦，地形相对简单。
（2）地质构造
枣强县地处华北地区的临清坳陷区，跨越了三个四级构造单元，西部属南宫凹陷，中间部分属明化镇凸起，东南部属大营凹陷，基底埋深1000-4500m，见图6.4-1。
其上沉积了巨厚的新生界地层，其中第四系厚度450-550m。
图6.4-1区域基地构造图
（3）地层岩性
枣强全县均为第四纪地层所覆盖，第四系厚度450-550m，自下而上划分下更新统，中更新统，上更新统，全新统，水文地质剖面图见图6.3-3。
①下更新统（Q1）：
底板埋深450-550m，为棕红、黄棕色亚粘土、粘土，厚度100-140m，砂层主要为中细砂。
②中更新统（Q2）：
底界深度350-400m，厚度190-200m。
下部以红棕色亚粘土、粘土为主，含水砂层为中砂、中粗砂，上部砂层较细一些。
③上更新统（Q3）：
底界深度160-180m，厚度120-150m。
由灰黄、棕黄色亚粘土、亚砂土夹砂层组成，砂层岩性以细粉砂为主。
④全新统（Q4）：
底界深度20-40m，岩性主要为灰色、灰黄色亚粘土、亚砂土，土层结构松散，砂层岩性以粉砂、粉细砂为主。
6.4.1.2区域水文地质概况
（1）地下水类型与咸淡水分布
枣强县地下水类型为第四系松散岩类孔隙水。
上部有大面积的咸水体（矿化度大于2g/L），咸水体跨越了上更新统和全新统，顶板埋深0-45m，底板埋深30-158m。
咸水体上部分布有部分浅层淡水，浅层淡水主要受近代河流的制约，大致呈北东—南西向宽条带状分布，在枣强县境内，主要分布于沿清凉江以西地带。
（2）含水岩组的划分
以往以地层形成的年代为基础，将第四系划分为I、II、III、Ⅳ含水组（分别对应Q4、Q3、Q2、Q1）见图6.3-3。
本次工作在此基础上，结合多年地下水的开采情况，根据地下水的赋存条件和水动力特征，将第四系含水岩组划分为浅层含水组和深层含水组。
①浅层含水组
分为浅层淡水含水区和浅层咸水含水区。
浅层淡水含水区主要分布于张米、嘉会乡、唐林乡及王常乡一带，并零星分布于枣强镇的杜烟及张秀屯的程玉屯，面积318.6km。
浅层淡水底界深度24-45m，含水层厚度为3.7-13.1m，砂层岩性以粉砂、细砂为主，单位涌水量0.85-8.77m3/h·m。
水化学类型以重碳酸型（H）、重碳酸氯化物型（HL）、重碳酸氯化物硫酸盐型（HLS）为主，矿化度小于2g/L。
浅层咸水含水区分布于枣强县的中、西部及北部地区。
底板埋深24-45m，面积564.4km2。
其中大部分为微咸水（矿化度2-3g/L）区，微咸水面积413km2，含水层厚度2.6-8.0m，岩性以细砂、粉砂为主，局部无砂层，单位涌水量1.39-7.2m3/h·m。
水化学类型以氯化物硫酸重碳酸型（LSH）和硫酸氯化物重碳型为主（SLH）。
图6.4-3枣强县浅层水综合水文地质图
图6.4-4枣强县深层水综合水文地质图
②深层含水组
分布于全县，底界450—550m，考虑到目前的开采现状，本次研究深度至III组底界，深度350—400m，为承压淡水。
矿化度小于1g/L。
含水层厚度30.6—98.5m，砂层岩性以中砂、细砂为主，单位涌水量在10—30m3/h·m之间，富水性中部区域大一些，东西部较小。
水化学类型在重碳酸型（H）、重碳酸氯化物硫酸盐（HLS）型为主。
6.4.1.3地下水补、径、排特征
（1）浅层地下水的补给、径流、排泄条件
①补给条件
本区浅层地下水的主要补给方式为降水入渗、井灌回归、渠灌入渗、河渠渗漏。
降水入渗补给主要取决于降水量的大小、地下水的埋深和包气带岩性。
枣强县近年来平均降水量偏低，对地下水的入渗补给不利。
本区包气带的岩性，以亚砂土、亚粘土为主，粘土只是小面积分布，详见图6.3-5。
并且由于近年开采量的逐年增大，浅层淡水区水位埋深逐年下降、包气带厚度快速增大。
浅层咸水、微咸水区多年变化相对小一些，但包气带厚度总体也是呈逐渐增加趋势。
总之，近年来枣强县降水入渗补给量呈减少趋势。
渠灌入渗补给量主要受地表水引水量的影响。
枣强县每年均用卫千渠和清凉江引来水灌溉，多年平均引水量3071.4×104m3。
井灌回归量主要受农业开采量的影响，随着农业开采量的变化而变化。
农业开采量逐年增加，井灌回归量呈增加趋势。
河渠渗漏取决于河床及渠底的标高，因近年浅层地下水水位逐年下降，水位埋深均低于河床及渠底，在引水期及雨季时，河水或渠水补给地下水。
河流径流量呈减少的趋势，河道渗漏呈减少趋势
②径流条件
一般情况下，浅层含水层颗粒细、水力坡度小、地下水径流缓慢，但由于近年开采量的逐年增大，浅层淡水区的水力坡度也逐渐增大，径流方向也由原来的由南向北、由东向西改变为目前的以张米为中心、以王均、嘉会为中心、以王常乡的霍庄为中心的小型漏斗。
③排泄条件
浅层地下水以开采、越流排泄为主。
开采排泄：
随着农业的发展，浅层水开采量逐年加大，开采量的大小主要受年降水量的影响，丰水年开采量小一些，枯水年大一些。
越流排泄：
浅层含水组与深层含水组主要含水层之间为较厚的弱透水层。
弱透水层岩性以亚砂土、亚粘土、粘土为主，弱透水层厚度一般为40-110m。
由于浅层地下水与深层地下水有较大的水头差存在，从而造成浅层水向下越流补给。
（2）深层地下水的补给、径流、排泄条件
①补给条件
深层地下水的补给来源主要为越流补给和侧向径流补给。
越流补给来自上部浅层水。
侧向补给边界主要为东部及南部边界。
②径流条件
随着深层地下水开采量的加剧，形成了衡水漏斗，地下水径流明显加快。
径流方向也由早期的由南向北径流，逐渐转为现在的由东南向西北径流。
③排泄条件
深层地下水以开采排泄为主，其次为侧向径流排泄。
自早期深层地下水开采以后，随着工农业发展，开采量逐年增加，特别是近些年来，对地下水的需求量明显增大，尤其是特大枯水年份。
侧向径流由早期的由南向北的自然流场逐渐改为由东南向西北衡水漏斗方向排泄。
图6.4-5枣强县包气带岩性图
6.4.1.4地下水水质
（1）地下水水化学类型及分布特征
浅层地下水水化学类型：
本区均为有咸水区，在局部地带上部有薄层淡水（矿化度小于2g/L）。
浅层淡水区，在张米以西、吉利、王均、嘉会一带水化学类型为重碳酸型水（H）。
在吉利以北为重碳酸氯化物硫酸盐型（HLS）及重碳酸氯化物型水（HL）。
浅层微咸水和咸水区，矿化度均大于2g/L，最大值肖家镇为8.59g/L，水化学类型以硫酸氯化物重碳酸型（SLH）和硫酸氯化物（SL）为主。
浅层水的氟离子含量县城附近比较大，大于1.0mg/L。
尤其枣强镇杜烟村氟离子含量大于2.0mg/L，属小面积的高氟区。
其他区域氟离子含量小于1.0mg/L。
详见图6.3-6。
深层地下水水化学类型:
从南至北依次为重碳酸（H）—重碳酸氯化物硫酸型（HLS）—氯化物硫酸重碳酸型水（LSH），呈条带状展布，矿化度小于2g/L。
氯离子含量南部比北部大，王均、恩察以南大于2.0mg/L，以北小于2.0mg/L。
最大值为新屯乡菜屯，其值为2.91mg/L。
详见图6.4-7。
图6.4-7枣强县深层水水化学图
6.4.1.5地下水动态
（1）浅层地下水水位动态
A.年内动态
枣强县东南部及东部的浅层水开采区年内动态类型主要为降水入渗—开采型，水位年内动态特征：
年初无开采，水位缓慢上升，2月末或3月初水位达到最高值。
春灌开始，水位开始下降，5—6月份水位出现最低值，随着雨季的到来，开采基本停止，在降水入渗补给影响下，水位复转上升，秋冬灌开始，水位出现小的下降以后，继续回升，直到年末。
图6.4-8枣102孔水位埋深历时曲线
B.多年动态
浅层水水位多年总的变化趋势为下降，尤其近些年来下降速率明显加快。
（2）深层地下水水位动态
A.年内动态
枣强县深层地下水动态类型为越流补给—开采排泄型，其变化规律一般从年初的2月末到3月初春灌开始后，水位随之下降，此时段正是普遍连续高强度采水期，下降曲线陡直，到5月末6月上旬达到最低点，雨季到来后，农业开采减少或停止，而且深层水水位低于浅层水水位，深层水接受浅层水的越流补给，水位开始回升。
9月以后受秋冬开采影响，水位出现小幅度下降，直到12月末，停采后水位再次回升到次年2月末3月上旬，达到最高值。
深层地下水春采期降幅8—15m，秋冬开采期降幅3—6m。
图6.4-9枣25孔水位埋深历时曲线
B.多年动态
全区水位由开采初期1975年末至1997年末平均水位累计下降54.11m，1975年末至1984年末平均水位累计下降28.7m，年降速3.20m/a，1984年末至1997年末平均水位累计下降25.41m，年降速1.95m/a，下降速率变缓。
6.4.1.6环境地质问题
本区环境地质问题有深层地下水位持续下降、浅层地下水降落漏斗、底面沉降、地裂缝、咸水下移等。
（1）深层地下水水位持续下降
本区处于衡水深层地下水位降落漏斗的中心地带，由于连年超采地下水，导致水位大幅度下降。
（2）浅层地下水降落漏斗
区内浅层地下水开采强烈地带，形成了三个浅层地下水的降落漏斗：
王均—嘉会、臣赞—王常、张米，如不加以控制，这些地区将会导致浅层淡水疏干。
（3）地面沉降
根据区域测量资料，枣强县累计沉降量200mm。
其原因是由于过量开采地下水，使含水层水力边界条件发生改变，导致粘性土释水，地层固结而造成地面沉降。
（4）地裂缝
1995年6月中旬，一段时间暴雨加冰雹后，在王常乡马朗村东南200m处出现了一条长约135m的地裂缝，走向95º—275º，裂缝一般宽0.2—0.4m，最宽处0.6m，可见深度0.3—1m，裂面垂直、粗糙。
地裂缝的发生与地下潜蚀作用有关，在长期开采地下水过程中，由于水流对水位变幅带的土层侵蚀、掏空和搬运，加之成井工艺低，加速了搬运作用，使其形成地下裂缝及地下空洞；遇有较强降水，在渗透作用下，导致地层失稳、坍塌，形成地裂缝。
（5）咸水下移
因强烈开采深层水，水位大幅度下降，浅、深层水头差加大，在较大垂向水力梯度作用下，使上层地下水垂直向下运移，区内深层水上部普遍分布有咸水体，根据河北省衡水地区咸水运移研究，按目前开采水平，咸水下移速率0.1—0.2m/a，预计今后60-70年内，咸水界面将下移10m。
6.4.2评价区环境水文地质特征
6.4.2.1包气带岩性及其空间分布特征
包气带是大气水和地表水同地下水发生联系并进行水分交换的通道，地下水的防护条件取决于包气带的厚度、岩性和渗透性能及其对污染物的阻滞、吸附、分解等自然净化能力。
包气带的不同地层对污染物的防护作用不同，从岩性来看，岩土的吸附净化能力由强到弱大致分为粘土、亚粘土、粉土、细砂和中粗砂，对于亚粘土质层薄、防渗性能差的地层，一旦在地表形成稳定的污染源，则有可能导致污染物持续渗漏，污染浅层地下水。
水位统测资料表明，评价区包气带厚度一般在12m左右，浮动带厚度约为2m，具有自南向北和自西向东逐渐变厚的趋势。
评价区包气带地层为第四系全新统（Q4）松散层堆积。
据调查，地表出露的土层岩性全部为亚砂土和亚粘土。
经野外双环渗水试验结果可知，渗透系数在104~10-7cm/s之间，包气带防护性能中等。
6.4.2.2评价区水文地质分区
项目评价区地下水赋存于第四系松散地层中，属孔隙水类型。
根据本次调查及地质部门的前期研究成果，可将评价区地下水划分为浅层含水组和深层承含水组，浅层含水组和深层承压含水层组之间有较厚的粘土相隔，水力联系较弱，同时鉴于厂区在非正常状况下污染物泄露主要影响的是浅层地下水，因此，此次评价重点关注地是浅层含水组。
评价区浅层含水组水文地质分区属东部河系冲积潜水－微承压水区。
主要分布为两个水文地质亚区，分别为：
Ⅱ1滏阳河浅层淡水零星分布区，含水组底板埋深40-65m，含水层岩性为粉砂、细砂，厚度10-20m，局部5-10m，淡水井单位涌水量1-10m3/h·m，浅层淡水底板埋深10-20m，淡水矿化度1-2g/L，水化学类型CL·SO4—Ｎa·Ｍg（Ca）、CL·HCO3（SO4）—Ｎa·Ｍg（Ca）；咸水5-7g/L，水化学类型CL·SO4—Ｎa·Ｍg。
含水层岩性较细，细砂呈南西—北东向条带状分布，沿滏阳河两岸浅层淡水呈小块零星分布，埋藏浅，水量较小，水质较差。
Ⅱ2清凉江浅层淡水较发育区，含水组底板埋深50-65m，含水层岩性为粉砂、细砂，厚度10-20m，淡水井单位涌水量5-10m3/h.m，浅层淡水底板埋深0-30m，淡水矿化度1-2g/L，水化学类型HCO3·SO4—Ｎa·Ｍg、HCO3·CL—Ｎa·Ｍg；咸水5-7g/L，水化学类型SO4·CL—Ｎa·Ｍg、CL·SO4—Ｎa·Ｍg。
沿清凉江两岸含水层岩性较粗，浅层淡水较发育，水量较大，水质较好。
6.4.2.3水文地质条件
评价区水文地质条件与区域水文地质条件之间的关系从一定程度来讲是一种整体与个体之间的关系，个体包含、赋溶于整体之中，但又区别于整体之外，二者之间即有着有机的联系，又有着相互的区别。
具体来说就是评价区在水文地质分区、含水岩组划分等方面同区域上相比有着共同的依据和原则，但其在水质水量以及含水层特征等方面又存在着独特之处。
评价区浅层含水组底板埋深28~41m，地下水为潜水—微承压水。
含水层以粉砂和细砂为主，砂层厚度10m左右，富水性差，单位涌水量最大不超过10m3/h·m，根据富水性将评价区分为三个小区，即单位涌水量1~2.5m3/h·m，评价区分布面积较小，位于南流常村附近；单位涌水量为2.5~5m3/h·m，评价区分布面积最大，位于韩太湖—郭柳林—范柳林一线东北部；单位涌水量为5~10m3/h·m，位于评价区的西南部份，面积较小（见图6.4-12）。
总之，本区范围内富水性自西南往东北有逐渐由富变贫的趋势。
由野外调查可知评价区浅层水井、深层水井有较大的水头差，且水质差异也较大，说明评价区深层水与浅层水之间水力联系微弱。
6.4.3地下水环境影响预测与评价
按《环境影响评价技术导则地下水环境》（HJ610-2016）相关要求，拟建项目属于Ⅱ类项目，同时由于评价区范围不存在饮用水源保护区准保护区内及准保护区外的补给径流区，也不涉及国家或地方政府设定的与地下水环境相关的其它保护区、环境敏感区等，不存在分散式饮用水源地，所以地下水环境敏感性程度确定为“不敏感”，因此地下水环境影响评价工作级别为三级。
根据建设项目自身性质及其对地下水环境影响的特点，为预测和评价项目建设对地下水环境可能造成的影响和危害，并针对这种影响和危害提出防治策略，从而达到预防与控制环境恶化、保护地下水资源的目的。
本次工作将采用数值模拟法进行预测与评价。
（一）计算公式
项目场地上层由粉土覆盖，分布均匀；其下为粘土作为主要含水层，可概化成一个含水层来考虑。
从保守角度出发，考虑当项目运转出现事故时，含有污染质的废水直接渗漏到含水层。
从安全角度，本次模拟计算忽略污染物在包气带的运移过程。
事故情况下，污染物在含水层的迁移，可概化为示踪剂瞬时注入一维无限长多孔介质主体的一维稳定流动一维水动力弥散模型，当取平行于地面方向为x轴，流速方向为正时，则求取污染物浓度的分布模型选取《环境影响评价技术导则地下水环境》（HJ610-2016）附录D中D.1：
式中：
C（x，t）一时刻x处的示踪剂浓度，mg/L；
x一距污染物注入点的距离，m；
t一时间，d；
m一注入的示踪剂质量，kg；
w一横截面面积，m2；
u一水流速度，m/d；采用经验公式u=KI/ηe，K为含水层渗透系数，
I为地下水水力坡度，ηe为有效孔隙率；
ne有效孔隙度，无量纲;
DL一弥散系数，m2/d，取2.5m2/d；
π一圆周率，取3.14。
（二）参数选取
①注入的示踪剂质量m
主要考虑防渗旱厕渗漏发生渗漏。
防渗旱厕发生渗漏：
接点破裂注入的质量，渗漏量按照废水量的5%计算，其中又有1%的污水穿过包气带进入到地下水。
按照工程分析，全年生活污水产生量288m3，COD浓度300mg/L、氨氮浓度30mg/L计算，废水中COD的产生量为0.086t/a，氨氮的产生量为0.0086t/a，若事故发生7天后被发现并及时修理，则进入地下水的污染物的量为：
COD：
0.086t/a×106g/t÷300d/a×7d×5%×1%=1.003g
氨氮：
0.0086t/a×106g/t÷300d/a×7d×5%×1%=0.1003g
另外，由于选取的废水污染因子为COD，而地下水环境的评价因子为高锰酸盐指数，为使污染因子COD与评价因子高锰酸盐指数在数值关系上对应统一，在模型计算过程中，参照国内学者胡大琼（云南省水文水资源局普洱分局）《高锰酸盐指数与化学需氧量相关关系探讨》一文得出的高锰酸盐指数与化学需氧量线性回归方程Y=4.76X+2.61（X为高锰酸盐指数，Y为COD）进行换算，则地下水COD质量标准为16.89mg/L。
②横截面面积w
横截面面积取0.05m2。
③水流速度u
根据区域水文地质条件，含水层渗透系数采用12m/d；地下水水力坡度I取0.1%；含水层的有效孔隙率ηe取经验值40%。
则水流速度为u=12m/d×0.1%/40%=0.03m/d。
④有效孔隙度n：
有效孔隙度取经验值0.25。
综上，本次污染物溶质运移预测的主要参数见表6.4-2。
表6.4-2污染物溶质运移计算参数一览表
污染物
m（g）
w（m2）
DL（m2/d）
u（m/d）
ne
COD
1.003
0.05
2.5
0.03
0.25
氨氮
0.1003
0.05
2.5
0.03
0.25
（三）预测结果及分析
将确定的参数代入预测模型，便可以求出含水层不同位置，任何时刻预测因子COD、氨氮的分布情况。
预测结果见表6.4-3至表6.4-6，图6.4-5至图6.4-8。
表6.4-3防渗旱厕渗漏后COD预测结果单位：
mg/L
t
0m
100m
200m
500m
1000m
0
0
0
0
0
0
100
0.4809
0
0
0
0
200
0.3370
0.0041
0
0
0
300
0.2727
0.0177
0
0
0
400
0.2341
0.0350
0
0
0
500
0.2075
0.0512
0.0002
0
0
600
0.1877
0.0646
0.0008
0
0
700
0.1722
0.0752
0.0019
0
0
800
0.1597
0.0833
0.0036
0
0
900
0.1492
0.0895
0.0058
0
0
1000
0.1403
0.0940
0.0085
0
0
1100
0.1325
0.0973
0.0116
0
0
1200
0.1257
0.0996
0.0149
0
0
1300
0.1197
0.1011
0.0183
0
0
1400
0.1143
0.1020
0.0218
0
0
1500
0.1095
0.1024
0.0253
0
0
1600
0.1050
0.1025
0.0286
0
0
1700
0.1010
0.1022
0.0319
0
0
1800
0.0973
0.1017
0.0350
0
0
1900
0.0938
0.1010
0.0379
0
0
2000
0.0906
0.1002
0.0407
0
0
2100
0.0877
0.0992
0.0433
0
0
2200
0.0849
0.0982
0.0457
0
0
2300
0.0823
0.0970
0.0480
0
0
2400
0.0798
0.0959
0.0501
0
0
2500
0.0775
0.0947
0.0520
0
0
2600
0.0753
0.0934
0.0537
0
0
2700
0.0732
0.0922
0.0553
0
0
2800
0.0713
0.0909
0.0567
0
0
2900
0.0694
0.0896
0.0580
0
0
3000
0.0676
0.0883
0.0592
0
0
图6.4-5防渗旱厕渗漏后COD预测结果
表6.4-4防渗旱厕渗漏后氨氮预测结果单位：
mg/L
t
0m
100m
200m
500m
1000m
0
0
0
0
0
0
100
0.1980
0
0
0
0
200
0.1388
0.0017
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