地下水環(huán)境Ⅱ類建設項目環(huán)境影響預測

地下水環(huán)境Ⅱ類建設項目環(huán)境影響預測（一）地面硬化對水源涵養(yǎng)的影響工程建設往往要進行大面積的地面硬化，這些活動會改變地表的入滲功能，減少地面水的下滲補給量，從而影響地下水資源的有效補給。這種影響在城區(qū)附近多項目連續(xù)建設時比較明顯。連續(xù)的大面積地面硬化會使本應滲入地下的水流轉(zhuǎn)變?yōu)榈乇磙熈?，而造成城市洪澇災害，同時影響地下水資源的有效補給，使水資源不足、泉水斷流等。建設工程地面硬化對水源涵養(yǎng)的影響評價，目前沒有成熟定型的評價方法。總結(jié)以往工作，可循如下思路進行：1.確定工作的目的任務（1）研究建設工程是否對地下水資源補給產(chǎn)生影響；（2）這種影響的程度如何；（3）產(chǎn)生原因是什么，影響因素有哪些；（4）應采取什么樣的預防治理措施。2.工作思路從巖性結(jié)構研究包氣帶的入滲能力。當建設區(qū)面積比較大時，這種入滲能力有分區(qū)性，垂直方向上也有分帶性。應通過一定的方法手段對此進行較全面的了解。在此基礎上做出建設區(qū)入滲能力分區(qū)，以此作為建筑物規(guī)劃布局、地面綠化及建設截流增滲補源工程的依據(jù)。3.方法手段首先要充分收集利用以往的勘查資料。但以往的地質(zhì)勘查工作受勘查目的、勘查精度所限，往往只對區(qū)域性的宏觀規(guī)律勘查研究較多。其研究范圍往往從數(shù)百平方公里到數(shù)萬平方公里，而對局部地段的地質(zhì)構造、地層結(jié)構、巖性組成、包氣帶厚度、入滲性能等均研究不足，所掌握資料遠不能滿足“地面硬化對水源涵養(yǎng)的影響評價工作”的需要。因此必須投入一定的勘查工作，如調(diào)查、測量、試驗、物探、鉆探等。（1）環(huán)境地質(zhì)綜合調(diào)查:主要調(diào)查建設區(qū)及其周圍的地形、地貌、地層、構造、巖性結(jié)構、水文、植被及井、泉等水文地質(zhì)情況。（2）測量：指對主要地質(zhì)點、水文點的高程和坐標測量。（3）試驗：必要的抽水試驗、滲水試驗、連通試驗等，如單環(huán)法、雙環(huán)法、示蹤法等。（4）物探：主要用于確定斷層構造、地層結(jié)構、含水層富水性等。（5）鉆探：掌握地層的結(jié)構和巖性，并通過分層取樣，獲取地層的各項水文地質(zhì)、工程地質(zhì)參數(shù)。上述工作不是必須全部做，應根據(jù)評價工作要求和評價區(qū)復雜程度有選擇的進行。4.綜合研究在取得上述勘查資料的基礎上，圍繞地表入滲性能綜合研究評價建設工程對地下水入滲補給量的影響。（1）做出入滲能力分區(qū)圖，為建筑物詳細規(guī)劃提供依據(jù)。（2）計算因地面硬化而減少的入滲量，評價建設工程對地下水源涵養(yǎng)的影響。Q=αPF（4-25）式中 Q—因地面硬化減少的入滲量；α—降雨入滲系數(shù)；P—年均降雨量；F—建設工程地面硬化面積。（3）提出增加地下水入滲量的補償措施。如建設工程盡可能避開強滲漏帶或在滲透性好的地段建設截流增滲補源工程等。8：XXX建設項目地下水環(huán)境影響評價方案Ⅰ、項目基本情況及目的任務建設項目位于泉域直接補給區(qū)，占地面積3.2平方公里。隨著城區(qū)的逐步擴大，地面硬化面積增加，直接補給區(qū)大氣降水入滲面積逐漸減小。工程建設區(qū)覆蓋層較薄，局部灰?guī)r裸露，生態(tài)環(huán)境脆弱。為了保護泉水、保護生態(tài)環(huán)境，為工程規(guī)劃布局提供依據(jù)，需對工程建設區(qū)進行勘查評價，提出保護大氣降水有效入滲補給和保護生態(tài)環(huán)境的措施建議。根據(jù)相關的規(guī)范、規(guī)程要求，結(jié)合場區(qū)特點，確定工作的目的、任務是：1、開展水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)調(diào)查。調(diào)查地形、地貌、地層、巖性，調(diào)查含水層埋藏條件、分布規(guī)律、水文地質(zhì)特征等；2、調(diào)查、測量工作區(qū)地表水系的分布及特征；3、根據(jù)巖土層的類型、埋藏分布條件，分析研究地下水的滲透機理，評價其滲透性；4、對場地包氣帶地層進行滲透性分區(qū)，確定強滲透區(qū)；5、提出地質(zhì)環(huán)境保護的措施建議，為涵養(yǎng)水源和保護泉水提供依據(jù)。Ⅱ、區(qū)域地質(zhì)、水文地質(zhì)條件：（略）Ⅲ、場區(qū)文地質(zhì)條件場區(qū)位于泉域中部，是泉域巖溶水直接補給區(qū)，地下水流向由南向北，該區(qū)接受大氣降水及河谷水流的滲漏補給，徑流到市區(qū)后以泉的形式排泄。南部灰?guī)r裸露，北部被第四系所覆蓋。區(qū)內(nèi)第四系不含水，含水巖組為奧陶系碳酸鹽巖裂隙巖溶含水巖組。該組灰?guī)r裂隙巖溶水接受大氣降水的直接補給及地表水的滲漏補給。以人工開采和地下徑流形式排泄。直接補給區(qū)大氣降水直接轉(zhuǎn)化為巖溶地下水，是泉水的主要補給來源。大氣降水的補給作用與地形、地貌、巖性、含水層水位埋深等因素密切相關，滲透性可劃分為三種情況：1、直接補給區(qū)：南部地段部分奧陶系灰?guī)r裸露，地形坡度大，屬丘陵區(qū)或殘丘區(qū)。在大氣降水落至地面后，受地形的影響，部分轉(zhuǎn)化為表流，部分入滲地下補給地下水。一般在地表巖溶相對發(fā)育地段，大氣降水在入滲后，順層補給，沿巖溶通道向下運動，最終到達含水層。而補給地下水的強度與地下水的水位埋深、地形、地表巖溶發(fā)育程度相關。降雨強度的大小也是影響大氣降水補給地下水的重要因素之一，特別是在地形坡度較大的山區(qū)，降雨強度越大，入滲補給地下水的比例相對就越小。裸露灰?guī)r區(qū)入滲量不僅與地形、雨強有關，還與地表植被關系密切，密林區(qū)入滲量大，地表徑流小，疏林區(qū)入滲量小，表流大。2、在山間溝谷及山腳陡坡地帶，第四系松散層本身不含水，沉積層厚度小，顆粒大，其下為灰?guī)r，這一地帶接受大氣降水入滲的性能較好，上覆松散層和植被能使更多的降水入滲補給巖溶地下水。山前溝谷地帶地勢較平坦或坡度較緩，能夠匯集山區(qū)的表流，松散層的粗大顆粒使降水在補給包氣帶后，能夠迅速的入滲給灰?guī)r地下水。3、山前地段的坡度較緩，有較薄的松散覆蓋層，在降雨強度較小的情況下，更有利于補給。降水后首先補給松散層，在其飽和后向下滲流進而補給巖溶地下水。此類地區(qū)人類活動相對強烈，植被較發(fā)育，溝谷兩側(cè)有梯田，起到涵養(yǎng)水源作用，對于地下水補給極為有利。該地段為地下水徑流區(qū)，水位埋深大，影響降水的轉(zhuǎn)化速度及滲入量。次降水小于10mm時，對地下水補給作用較小。Ⅳ、調(diào)查評價工作思路及工作方法1、總體工作思路（1）根據(jù)調(diào)查評價工作的目的、要求，結(jié)合工程特點和場地水文地質(zhì)條件，先利用已有資料進行宏觀分析，劃分水文地質(zhì)單元、劃分含水巖組，分析補、逕、排條件及其與泉水的水力聯(lián)系等；（2）進行環(huán)境地質(zhì)調(diào)查：劃分微地貌單元，調(diào)查第四系分布、植被發(fā)育等方面情況；（3）通過物探、鉆探、試驗等手段，查明地層的巖性、結(jié)構、厚度、透水性等，進行巖性分區(qū)、滲透能力分區(qū)。2、工作方法采用資料收集、環(huán)境地質(zhì)調(diào)查、工程鉆探、室內(nèi)試驗和現(xiàn)場原位測試等方法進行。（1）資料收集收集區(qū)內(nèi)的地形、地貌、氣象、水文、地質(zhì)、水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)、城市規(guī)劃建設等方面資料。了解水利、環(huán)保、建材、冶金、化工、交通、城建、煤炭等部門在區(qū)內(nèi)所作的工作，對前人的生產(chǎn)科研成果進行全面系統(tǒng)的綜合研究。（2）環(huán)境地質(zhì)調(diào)查地貌調(diào)查，包括下列內(nèi)容：地貌的形態(tài)、成因類型；地形、地貌與含水層的分布及地下水的埋藏、補給、徑流，排泄的關系。地層調(diào)查，包括下列內(nèi)容：地層的成因類型、時代、層序及接觸關系；地層的產(chǎn)狀、厚度及分布范圍；不同地層的透水性、富水性及其變化規(guī)律；土層底部巖層的含水性或隔水性；地下水徑流、地表水文網(wǎng)等與巖溶發(fā)育的關系。地質(zhì)構造調(diào)查，包括下列內(nèi)容：褶皺的類型，軸的位置、長度及延伸和傾伏方向；兩翼和核部地層的產(chǎn)狀、裂隙發(fā)育特征及富水地段的位置。斷層的位置、類型、規(guī)模、產(chǎn)狀、斷距、力學性質(zhì)和活動性：斷層上、下盤的節(jié)理發(fā)育程度；斷層帶充填物的性質(zhì)和膠結(jié)情況；斷層帶的導水性、含水性和富水地段的位置。不同巖層層位和構造部位中節(jié)理的力學性質(zhì)、發(fā)育特征、充填情況、延伸和交接關系及其富水性。水質(zhì)調(diào)查，劃分地下水的水化學類型，了解地下水水化學成分的變化規(guī)律。了解地下水污染的來源、途徑、范圍、深度和污染程度。（3）鉆探鉆探工作的目的是為了了解場地巖土的結(jié)構、進行各項原位測試、采取原狀土樣。根據(jù)資料收集、環(huán)境地質(zhì)調(diào)查、工程物探確定鉆孔深度。（4）試驗采取原狀土試樣測定滲透指標，采取水樣對其化學成分進行分析；進行滲水試驗評價其滲透性能。（二）水位升高導致的生態(tài)環(huán)境影響1、問題：某些工程的建設會使地下水位抬高，如修建水庫、開挖河渠、遠距離調(diào)水工程等。在平原地區(qū)修建水庫和大型引水渠，問題更明顯，主要產(chǎn)生如下問題：（1）水庫滲漏造成壩后浸沒：壩體、壩基、庫底滲漏均可導致庫區(qū)一定范圍內(nèi)地下水位升高，部分地段水位高出地面，產(chǎn)生壩后浸沒，使土地沼澤化。（2）水位升高導致次生鹽漬化：由于水位抬高，雖未產(chǎn)生淹沒，但達到了地下水的蒸發(fā)深度，在浸沒區(qū)外圍更大范圍內(nèi)出現(xiàn)次生鹽漬化。（3）砂土液化、地面不均勻沉降等：由于地下水位抬高，原處于非飽和狀態(tài)的液化砂土轉(zhuǎn)為飽和狀態(tài)，在外力振動作用下會產(chǎn)生砂土液化，危害工程安全；由于增加了地面荷載，地面會發(fā)生不均勻沉降，同樣會危及工程安全。環(huán)境影響評價工作，主要涉及前兩類問題。2、基本思路：通過基本的地質(zhì)環(huán)境調(diào)查，查明評價區(qū)的地形地貌、地質(zhì)構造、地層巖性等基礎地質(zhì)條件；通過鉆探取樣、試驗測試獲取各種地層的水文地質(zhì)、工程地質(zhì)參數(shù)；計算可能的滲漏量、淹沒范圍和影響范圍；評價工程建設對環(huán)境的影響；提出防治措施或建議。3、計算方法（1）水庫滲漏量計算：水庫建成后，壩基會有一定的滲漏量，滲漏量計算公式[4]為：qkhhm0,tm（4-26）式中：q—單寬滲流量（m3）；k—滲透系數(shù)；m—透水層厚度（m）；h0，t—庫邊正常運行水位與蓄水前潛水ho,o之差；L—壩基寬度（m）。根據(jù)勘查、試驗參數(shù)計算壩基單寬滲漏量q，再根據(jù)滲漏壩基總長度L，計算壩基總滲漏量Q:Q=q×L( 萬 m3/a)（4-27）（2）壩后浸沒計算水庫蓄水后引起的迴水將造成壩后潛水位升高并逐漸自岸邊向遠處擴展。經(jīng)過一定時間迴水后，潛水位可能接近甚至高出地面，形成一定范圍的浸沒，進而引起沼澤化、次生鹽漬化等生態(tài)環(huán)境問題。其浸沒時間和浸沒范圍的計算如下：基本假設條件：假設庫區(qū)下游地層與壩基是均質(zhì)、各向同性的，滿足地下水動力學中對地下滲流條件的要求。根據(jù)*《地下水動力學》，計算公式為：F()hhx,t0,0h0,t（4-28）xakhm2at式中：x,t—t時刻距庫水邊線x米處的潛水位m）；o,o—評估期間地下水位（m）；ho,t—庫邊正常運行水位與蓄水前潛水位ho,o之差（m）；F()—庫水對地下水位的影響系數(shù)，由自變量查表所得；—計算點至庫水邊線的水平距離（m）；—庫水滲透歷時（天）；—壓力傳導系數(shù)（m2/d）；*薛禺群編著—滲透系數(shù)（m/d）;m—透水層厚度（m）；μ—土體的給水度。據(jù)計算結(jié)果，可以推算水庫滲漏導致的壩后沒；對應不同的蓄水標高，計算在不同時間的浸沒范圍和各地段可能的浸沒時間及最大可能浸沒范圍。9：XXX供水工程做為南水北調(diào)東線工程的組成部分，其主體工程主要由引水、調(diào)蓄水庫、輸水、凈水廠和配水五項工程組成，工程永久占地9029畝，其中調(diào)蓄水庫占地8475畝，凈水廠占地300畝，其它工程占地254畝。本工程屬大型城市供水工程，估算總投資11.5319億元，設計以黃河水、長江水為雙供水水源。確定近期年供水量9267萬m3，水廠日處理水能力30萬噸，遠期年供水量14600萬m3，日處理水能力50萬噸。其工程級別依據(jù)《水利水電工程等級劃分及設計標準》（SL-252-2000）確定為Ⅱ級，主要建筑物級別為2級，次要建筑物級別為3級。評價工作的主要任務是：①調(diào)查了解水庫庫區(qū)及周圍的環(huán)境地質(zhì)條件；②查明水庫庫區(qū)及周圍地區(qū)各類地質(zhì)環(huán)境問題的發(fā)育現(xiàn)狀及影響因素；③分析預測主要地質(zhì)環(huán)境問題的發(fā)展趨勢及可能對工程建設造成的不利影響；④分析評價工程建設可能誘發(fā)、加劇地質(zhì)環(huán)境問題的可能性和發(fā)生范圍，對周圍地質(zhì)環(huán)境的影響和危害程度作出評價；⑤針對可能出現(xiàn)的地質(zhì)環(huán)境問題提出防治措施及建議。1、壩后浸沒預測評價因水庫以北緊鄰小清河，故只選擇東、西、南三側(cè)圍壩對下游浸沒進行預測，水庫評估區(qū)地下水總體流向西南，評估期三個斷面附近的地下水埋深相差約4.5m，東側(cè)埋深淺，西側(cè)和南側(cè)埋深大。已知條件與假設條件：1）假設水庫下游地層與壩基是均質(zhì)、各向同的；2）根據(jù)勘察資料，壩基16m深度以上多為砂壤土，夾少量壤土，具中等透水性，視為透水層；16m以下多為壤土及粘土，這一深度范圍的k值加權平均小于10-5cm/s，視為相對隔水層；3）取產(chǎn)生浸沒的臨界水位埋深為1.7m，臨界位埋深下的透水層厚度hm=14.3m；4）水庫設計水深8.0m，設計庫水位27.51米。下水位按評估期統(tǒng)測水位考慮，西側(cè)壩段取斷面附近較低水位8.6米，東側(cè)取較低水位6.0米，南側(cè)取附近較低水位7.4米。假設預測范圍內(nèi)水位無變化。5）西側(cè)地表高程19.8米，浸沒臨界地下水位18.1米；東側(cè)地表高程 19.5米，浸沒臨界地下水位17.8米；南側(cè)地表高程 19.8米，浸沒臨界地下水位18.1米。6）滲透系數(shù)采用水庫勘察報告中水庫滲漏分的指標，取k=1.037m/d；土體給水度采用經(jīng)驗值，取μ=0.12。據(jù)計算公式（4-28）計算結(jié)果見表4-30。由計算結(jié)果可知，當庫區(qū)水位達到27.51米時，距水邊線100米范圍內(nèi)在36～59天內(nèi)將遭受浸沒；西、南壩后距庫水邊線300米范圍內(nèi)在455～535天內(nèi)將遭受浸沒；東壩后距庫水邊線300米范圍內(nèi)在331天將遭受浸沒，而500米范圍內(nèi)在919天將遭受浸沒。綜合分析：以上公式及計算結(jié)果表明，水庫下游某一點開始浸沒的時間與距離平方成正比，因此從水位埋深看，水庫以東要比西、南側(cè)較容易遭受浸沒。但以上計算是在假設年內(nèi)庫水位不發(fā)生變化，16m以下隔水層水平，16m以上含水層視為均質(zhì)各向同性情況下得出的結(jié)果，因此預測結(jié)果與實際情況會存在一定差距。同時年內(nèi)庫水位不發(fā)生變化的可能性很小，所以由計算結(jié)果初步推測，西側(cè)壩段和南側(cè)壩段庫下游300m范圍以外遭受浸表 4-30xx水庫浸沒影響預測表參數(shù)選取預測浸沒范hx,h0,△hKhm受浸沒圍(m)t00,t(m/(mμ歷時(m(m((天)d))))m)10059西300181116.1.0140.535側(cè)5001487壩.1.23137.312段100距5950庫0岸水10036邊東300331距171314.1.0140.離側(cè)500919壩.8.50137.312段10036780壩側(cè)100181215.1.0140.50300.1.41137.312455500126410050570沒的可能性較小，而東側(cè)壩段庫下游500米范圍以外遭受浸沒的可能性較小。北側(cè)壩段浸沒線到小清河南壩基，向河流排泄。在庫區(qū)蓄水引起的預測浸沒范圍內(nèi)，可能受影響的村莊為婁家莊，因地下潛水位升高而引起巖土層物理力學性質(zhì)的變化，易造成房屋基礎受力層范圍內(nèi)的巖土體產(chǎn)生變形，進而引起不均勻沉降，導致房屋變形。2、次生鹽漬化預測巖石在風化過程中分離出少量的易溶鹽類，易溶鹽被水流帶至江河、湖泊洼地或隨水滲入地下溶于地下水中，當?shù)叵滤拿毶仙叨戎恋乇砘蚪咏乇頃r，經(jīng)蒸發(fā)作用水中鹽份分離出來聚集于地表或地表下土層中，即產(chǎn)生土壤次生鹽漬化。當土壤中易溶鹽的含量大于0.3%時稱為鹽漬土。為了解水庫附近土壤的鹽漬化情況，在水庫四周分別取土樣6件，做土壤含鹽量分析。由分析結(jié)果知，土壤的含鹽量為0.0488～0.1319%，屬非鹽漬土。水庫建成使用后，由于庫水的滲漏導致壩后一定范圍內(nèi)地下水位的抬升，部分地段升至地表或接近地表，產(chǎn)生次生鹽漬化，進而形成次生鹽漬土。評估區(qū)四周地勢較低，地下水礦化度在635.46～1068.5mg/L之間，工程建設區(qū)屬華北暖溫帶季風氣候區(qū)，氣候比較干燥，至旱季蒸發(fā)強烈，具有形成次生鹽漬土的水文、地質(zhì)及氣候條件。在浸沒范圍內(nèi)主要為耕地，受影響的主要有老增口村、徐家莊、婁家莊和梨行等幾個村莊，浸沒形成的次生鹽漬化將影響農(nóng)作物的生長。3.防治措施壩后浸沒及次生鹽漬化問題的形成主要是由于水庫滲漏造成的。減少水庫的滲漏量，可從根本上防治壩后浸沒及次生鹽漬化。建議采用如下措施：①壩體材料的選用應盡量使用滲透系數(shù)較小的粘性土；②如果采用滲透性較高的庫區(qū)土，則應壩基采用深層攪拌法進行防滲幕墻處理，對壩體采用防滲的粘土芯墻；③在庫區(qū)內(nèi)邊鋪設防滲材料截滲，如復合土工膜與壩基截滲墻連接，形成防滲整體，上部以粘性土鋪蓋壓實；④由于不能徹底防止庫水的滲漏，在壩體建成后，應沿庫區(qū)四周布置截滲溝，并通過設置小型提水泵站，將截滲溝內(nèi)的水提入水庫，一可減少水庫的滲漏損失，也可控制截滲溝水位不至于太高，達到保護周圍農(nóng)田的目的。在對壩體和壩基采取防滲措施后，各壩段的滲透量和滲透出逸坡降均可控制在允許范圍內(nèi)，滿足滲透穩(wěn)定性要求。（三）抽取地下水導致的地質(zhì)環(huán)境影響問題：建設工程多以地下水作為供水水源，當?shù)叵滤_采量較大時，與區(qū)域內(nèi)其他取水用戶疊加，會導致一系列環(huán)境水文地質(zhì)問題。1.永久性地下水位降落漏斗 當水源取自深層承壓含水層時，如果區(qū)內(nèi)總體用水量超過了含水層的供水能力，則會產(chǎn)生永久性的、不可恢復的地下水降落漏斗。地下水位逐年下降，直至含水層失去供水能力。2.地面沉降 降落漏斗在發(fā)展過程中，當水位下降足夠大時，含水層會因失水減壓而產(chǎn)生骨架壓縮，導致地面沉降。上兩類問題在德州、濟寧、菏澤、聊城、濱州等平原城市比較突出。3.巖溶塌陷 當水源取自巖溶含水層，具備一定的水文地質(zhì)條件時，會產(chǎn)生巖溶塌陷。如泰安、棗莊、臨沂等城市的巖溶塌陷就屬于這類情況。地面沉降可導致城市供、排水系統(tǒng)破壞及橋涵的行洪