地下水环境Ⅱ类建设项目环境影响预测

地下水环境Ⅱ类建设项目环境影响预测（一）地面硬化对水源涵养的影响工程建设往往要进行大面积的地面硬化，这些活动会改变地表的入渗功能，减少地面水的下渗补给量，从而影响地下水资源的有效补给。这种影响在城区附近多项目连续建设时比较明显。连续的大面积地面硬化会使本应渗入地下的水流转变为地表迳流，而造成城市洪涝灾害，同时影响地下水资源的有效补给，使水资源不足、泉水断流等。建设工程地面硬化对水源涵养的影响评价，目前没有成熟定型的评价方法。总结以往工作，可循如下思路进行：1.确定工作的目的任务（1）研究建设工程是否对地下水资源补给产生影响；（2）这种影响的程度如何；（3）产生原因是什么，影响因素有哪些；（4）应采取什么样的预防治理措施。2.工作思路从岩性结构研究包气带的入渗能力。当建设区面积比较大时，这种入渗能力有分区性，垂直方向上也有分带性。应通过一定的方法手段对此进行较全面的了解。在此基础上做出建设区入渗能力分区，以此作为建筑物规划布局、地面绿化及建设截流增渗补源工程的依据。3.方法手段首先要充分收集利用以往的勘查资料。但以往的地质勘查工作受勘查目的、勘查精度所限，往往只对区域性的宏观规律勘查研究较多。其研究范围往往从数百平方公里到数万平方公里，而对局部地段的地质构造、地层结构、岩性组成、包气带厚度、入渗性能等均研究不足，所掌握资料远不能满足“地面硬化对水源涵养的影响评价工作”的需要。因此必须投入一定的勘查工作，如调查、测量、试验、物探、钻探等。（1）环境地质综合调查:主要调查建设区及其周围的地形、地貌、地层、构造、岩性结构、水文、植被及井、泉等水文地质情况。（2）测量：指对主要地质点、水文点的高程和坐标测量。（3）试验：必要的抽水试验、渗水试验、连通试验等，如单环法、双环法、示踪法等。（4）物探：主要用于确定断层构造、地层结构、含水层富水性等。（5）钻探：掌握地层的结构和岩性，并通过分层取样，获取地层的各项水文地质、工程地质参数。上述工作不是必须全部做，应根据评价工作要求和评价区复杂程度有选择的进行。4.综合研究在取得上述勘查资料的基础上，围绕地表入渗性能综合研究评价建设工程对地下水入渗补给量的影响。（1）做出入渗能力分区图，为建筑物详细规划提供依据。（2）计算因地面硬化而减少的入渗量，评价建设工程对地下水源涵养的影响。Q=αPF（4-25）式中 Q—因地面硬化减少的入渗量；α—降雨入渗系数；P—年均降雨量；F—建设工程地面硬化面积。（3）提出增加地下水入渗量的补偿措施。如建设工程尽可能避开强渗漏带或在渗透性好的地段建设截流增渗补源工程等。8：XXX建设项目地下水环境影响评价方案Ⅰ、项目基本情况及目的任务建设项目位于泉域直接补给区，占地面积3.2平方公里。随着城区的逐步扩大，地面硬化面积增加，直接补给区大气降水入渗面积逐渐减小。工程建设区覆盖层较薄，局部灰岩裸露，生态环境脆弱。为了保护泉水、保护生态环境，为工程规划布局提供依据，需对工程建设区进行勘查评价，提出保护大气降水有效入渗补给和保护生态环境的措施建议。根据相关的规范、规程要求，结合场区特点，确定工作的目的、任务是：1、开展水文地质、环境地质调查。调查地形、地貌、地层、岩性，调查含水层埋藏条件、分布规律、水文地质特征等；2、调查、测量工作区地表水系的分布及特征；3、根据岩土层的类型、埋藏分布条件，分析研究地下水的渗透机理，评价其渗透性；4、对场地包气带地层进行渗透性分区，确定强渗透区；5、提出地质环境保护的措施建议，为涵养水源和保护泉水提供依据。Ⅱ、区域地质、水文地质条件：（略）Ⅲ、场区文地质条件场区位于泉域中部，是泉域岩溶水直接补给区，地下水流向由南向北，该区接受大气降水及河谷水流的渗漏补给，径流到市区后以泉的形式排泄。南部灰岩裸露，北部被第四系所覆盖。区内第四系不含水，含水岩组为奥陶系碳酸盐岩裂隙岩溶含水岩组。该组灰岩裂隙岩溶水接受大气降水的直接补给及地表水的渗漏补给。以人工开采和地下径流形式排泄。直接补给区大气降水直接转化为岩溶地下水，是泉水的主要补给来源。大气降水的补给作用与地形、地貌、岩性、含水层水位埋深等因素密切相关，渗透性可划分为三种情况：1、直接补给区：南部地段部分奥陶系灰岩裸露，地形坡度大，属丘陵区或残丘区。在大气降水落至地面后，受地形的影响，部分转化为表流，部分入渗地下补给地下水。一般在地表岩溶相对发育地段，大气降水在入渗后，顺层补给，沿岩溶通道向下运动，最终到达含水层。而补给地下水的强度与地下水的水位埋深、地形、地表岩溶发育程度相关。降雨强度的大小也是影响大气降水补给地下水的重要因素之一，特别是在地形坡度较大的山区，降雨强度越大，入渗补给地下水的比例相对就越小。裸露灰岩区入渗量不仅与地形、雨强有关，还与地表植被关系密切，密林区入渗量大，地表径流小，疏林区入渗量小，表流大。2、在山间沟谷及山脚陡坡地带，第四系松散层本身不含水，沉积层厚度小，颗粒大，其下为灰岩，这一地带接受大气降水入渗的性能较好，上覆松散层和植被能使更多的降水入渗补给岩溶地下水。山前沟谷地带地势较平坦或坡度较缓，能够汇集山区的表流，松散层的粗大颗粒使降水在补给包气带后，能够迅速的入渗给灰岩地下水。3、山前地段的坡度较缓，有较薄的松散覆盖层，在降雨强度较小的情况下，更有利于补给。降水后首先补给松散层，在其饱和后向下渗流进而补给岩溶地下水。此类地区人类活动相对强烈，植被较发育，沟谷两侧有梯田，起到涵养水源作用，对于地下水补给极为有利。该地段为地下水径流区，水位埋深大，影响降水的转化速度及渗入量。次降水小于10mm时，对地下水补给作用较小。Ⅳ、调查评价工作思路及工作方法1、总体工作思路（1）根据调查评价工作的目的、要求，结合工程特点和场地水文地质条件，先利用已有资料进行宏观分析，划分水文地质单元、划分含水岩组，分析补、迳、排条件及其与泉水的水力联系等；（2）进行环境地质调查：划分微地貌单元，调查第四系分布、植被发育等方面情况；（3）通过物探、钻探、试验等手段，查明地层的岩性、结构、厚度、透水性等，进行岩性分区、渗透能力分区。2、工作方法采用资料收集、环境地质调查、工程钻探、室内试验和现场原位测试等方法进行。（1）资料收集收集区内的地形、地貌、气象、水文、地质、水文地质、环境地质、城市规划建设等方面资料。了解水利、环保、建材、冶金、化工、交通、城建、煤炭等部门在区内所作的工作，对前人的生产科研成果进行全面系统的综合研究。（2）环境地质调查地貌调查，包括下列内容：地貌的形态、成因类型；地形、地貌与含水层的分布及地下水的埋藏、补给、径流，排泄的关系。地层调查，包括下列内容：地层的成因类型、时代、层序及接触关系；地层的产状、厚度及分布范围；不同地层的透水性、富水性及其变化规律；土层底部岩层的含水性或隔水性；地下水径流、地表水文网等与岩溶发育的关系。地质构造调查，包括下列内容：褶皱的类型，轴的位置、长度及延伸和倾伏方向；两翼和核部地层的产状、裂隙发育特征及富水地段的位置。断层的位置、类型、规模、产状、断距、力学性质和活动性：断层上、下盘的节理发育程度；断层带充填物的性质和胶结情况；断层带的导水性、含水性和富水地段的位置。不同岩层层位和构造部位中节理的力学性质、发育特征、充填情况、延伸和交接关系及其富水性。水质调查，划分地下水的水化学类型，了解地下水水化学成分的变化规律。了解地下水污染的来源、途径、范围、深度和污染程度。（3）钻探钻探工作的目的是为了了解场地岩土的结构、进行各项原位测试、采取原状土样。根据资料收集、环境地质调查、工程物探确定钻孔深度。（4）试验采取原状土试样测定渗透指标，采取水样对其化学成分进行分析；进行渗水试验评价其渗透性能。（二）水位升高导致的生态环境影响1、问题：某些工程的建设会使地下水位抬高，如修建水库、开挖河渠、远距离调水工程等。在平原地区修建水库和大型引水渠，问题更明显，主要产生如下问题：（1）水库渗漏造成坝后浸没：坝体、坝基、库底渗漏均可导致库区一定范围内地下水位升高，部分地段水位高出地面，产生坝后浸没，使土地沼泽化。（2）水位升高导致次生盐渍化：由于水位抬高，虽未产生淹没，但达到了地下水的蒸发深度，在浸没区外围更大范围内出现次生盐渍化。（3）砂土液化、地面不均匀沉降等：由于地下水位抬高，原处于非饱和状态的液化砂土转为饱和状态，在外力振动作用下会产生砂土液化，危害工程安全；由于增加了地面荷载，地面会发生不均匀沉降，同样会危及工程安全。环境影响评价工作，主要涉及前两类问题。2、基本思路：通过基本的地质环境调查，查明评价区的地形地貌、地质构造、地层岩性等基础地质条件；通过钻探取样、试验测试获取各种地层的水文地质、工程地质参数；计算可能的渗漏量、淹没范围和影响范围；评价工程建设对环境的影响；提出防治措施或建议。3、计算方法（1）水库渗漏量计算：水库建成后，坝基会有一定的渗漏量，渗漏量计算公式[4]为：qkhhm0,tm（4-26）式中：q—单宽渗流量（m3）；k—渗透系数；m—透水层厚度（m）；h0，t—库边正常运行水位与蓄水前潜水ho,o之差；L—坝基宽度（m）。根据勘查、试验参数计算坝基单宽渗漏量q，再根据渗漏坝基总长度L，计算坝基总渗漏量Q:Q=q×L( 万 m3/a)（4-27）（2）坝后浸没计算水库蓄水后引起的迴水将造成坝后潜水位升高并逐渐自岸边向远处扩展。经过一定时间迴水后，潜水位可能接近甚至高出地面，形成一定范围的浸没，进而引起沼泽化、次生盐渍化等生态环境问题。其浸没时间和浸没范围的计算如下：基本假设条件：假设库区下游地层与坝基是均质、各向同性的，满足地下水动力学中对地下渗流条件的要求。根据*《地下水动力学》，计算公式为：F()hhx,t0,0h0,t（4-28）xakhm2at式中：x,t—t时刻距库水边线x米处的潜水位m）；o,o—评估期间地下水位（m）；ho,t—库边正常运行水位与蓄水前潜水位ho,o之差（m）；F()—库水对地下水位的影响系数，由自变量查表所得；—计算点至库水边线的水平距离（m）；—库水渗透历时（天）；—压力传导系数（m2/d）；*薛禺群编著—渗透系数（m/d）;m—透水层厚度（m）；µ—土体的给水度。据计算结果，可以推算水库渗漏导致的坝后没；对应不同的蓄水标高，计算在不同时间的浸没范围和各地段可能的浸没时间及最大可能浸没范围。9：XXX供水工程做为南水北调东线工程的组成部分，其主体工程主要由引水、调蓄水库、输水、净水厂和配水五项工程组成，工程永久占地9029亩，其中调蓄水库占地8475亩，净水厂占地300亩，其它工程占地254亩。本工程属大型城市供水工程，估算总投资11.5319亿元，设计以黄河水、长江水为双供水水源。确定近期年供水量9267万m3，水厂日处理水能力30万吨，远期年供水量14600万m3，日处理水能力50万吨。其工程级别依据《水利水电工程等级划分及设计标准》（SL-252-2000）确定为Ⅱ级，主要建筑物级别为2级，次要建筑物级别为3级。评价工作的主要任务是：①调查了解水库库区及周围的环境地质条件；②查明水库库区及周围地区各类地质环境问题的发育现状及影响因素；③分析预测主要地质环境问题的发展趋势及可能对工程建设造成的不利影响；④分析评价工程建设可能诱发、加剧地质环境问题的可能性和发生范围，对周围地质环境的影响和危害程度作出评价；⑤针对可能出现的地质环境问题提出防治措施及建议。1、坝后浸没预测评价因水库以北紧邻小清河，故只选择东、西、南三侧围坝对下游浸没进行预测，水库评估区地下水总体流向西南，评估期三个断面附近的地下水埋深相差约4.5m，东侧埋深浅，西侧和南侧埋深大。已知条件与假设条件：1）假设水库下游地层与坝基是均质、各向同的；2）根据勘察资料，坝基16m深度以上多为砂壤土，夹少量壤土，具中等透水性，视为透水层；16m以下多为壤土及粘土，这一深度范围的k值加权平均小于10-5cm/s，视为相对隔水层；3）取产生浸没的临界水位埋深为1.7m，临界位埋深下的透水层厚度hm=14.3m；4）水库设计水深8.0m，设计库水位27.51米。下水位按评估期统测水位考虑，西侧坝段取断面附近较低水位8.6米，东侧取较低水位6.0米，南侧取附近较低水位7.4米。假设预测范围内水位无变化。5）西侧地表高程19.8米，浸没临界地下水位18.1米；东侧地表高程 19.5米，浸没临界地下水位17.8米；南侧地表高程 19.8米，浸没临界地下水位18.1米。6）渗透系数采用水库勘察报告中水库渗漏分的指标，取k=1.037m/d；土体给水度采用经验值，取µ=0.12。据计算公式（4-28）计算结果见表4-30。由计算结果可知，当库区水位达到27.51米时，距水边线100米范围内在36～59天内将遭受浸没；西、南坝后距库水边线300米范围内在455～535天内将遭受浸没；东坝后距库水边线300米范围内在331天将遭受浸没，而500米范围内在919天将遭受浸没。综合分析：以上公式及计算结果表明，水库下游某一点开始浸没的时间与距离平方成正比，因此从水位埋深看，水库以东要比西、南侧较容易遭受浸没。但以上计算是在假设年内库水位不发生变化，16m以下隔水层水平，16m以上含水层视为均质各向同性情况下得出的结果，因此预测结果与实际情况会存在一定差距。同时年内库水位不发生变化的可能性很小，所以由计算结果初步推测，西侧坝段和南侧坝段库下游300m范围以外遭受浸表 4-30xx水库浸没影响预测表参数选取预测浸没范hx,h0,△hKhm受浸没围(m)t00,t(m/(mµ历时(m(m((天)d))))m)10059西300181116.1.0140.535侧5001487坝.1.23137.312段100距5950库0岸水10036边东300331距171314.1.0140.离侧500919坝.8.50137.312段10036780坝侧100181215.1.0140.50300.1.41137.312455500126410050570没的可能性较小，而东侧坝段库下游500米范围以外遭受浸没的可能性较小。北侧坝段浸没线到小清河南坝基，向河流排泄。在库区蓄水引起的预测浸没范围内，可能受影响的村庄为娄家庄，因地下潜水位升高而引起岩土层物理力学性质的变化，易造成房屋基础受力层范围内的岩土体产生变形，进而引起不均匀沉降，导致房屋变形。2、次生盐渍化预测岩石在风化过程中分离出少量的易溶盐类，易溶盐被水流带至江河、湖泊洼地或随水渗入地下溶于地下水中，当地下水的毛细上升高度至地表或接近地表时，经蒸发作用水中盐份分离出来聚集于地表或地表下土层中，即产生土壤次生盐渍化。当土壤中易溶盐的含量大于0.3%时称为盐渍土。为了解水库附近土壤的盐渍化情况，在水库四周分别取土样6件，做土壤含盐量分析。由分析结果知，土壤的含盐量为0.0488～0.1319%，属非盐渍土。水库建成使用后，由于库水的渗漏导致坝后一定范围内地下水位的抬升，部分地段升至地表或接近地表，产生次生盐渍化，进而形成次生盐渍土。评估区四周地势较低，地下水矿化度在635.46～1068.5mg/L之间，工程建设区属华北暖温带季风气候区，气候比较干燥，至旱季蒸发强烈，具有形成次生盐渍土的水文、地质及气候条件。在浸没范围内主要为耕地，受影响的主要有老增口村、徐家庄、娄家庄和梨行等几个村庄，浸没形成的次生盐渍化将影响农作物的生长。3.防治措施坝后浸没及次生盐渍化问题的形成主要是由于水库渗漏造成的。减少水库的渗漏量，可从根本上防治坝后浸没及次生盐渍化。建议采用如下措施：①坝体材料的选用应尽量使用渗透系数较小的粘性土；②如果采用渗透性较高的库区土，则应坝基采用深层搅拌法进行防渗幕墙处理，对坝体采用防渗的粘土芯墙；③在库区内边铺设防渗材料截渗，如复合土工膜与坝基截渗墙连接，形成防渗整体，上部以粘性土铺盖压实；④由于不能彻底防止库水的渗漏，在坝体建成后，应沿库区四周布置截渗沟，并通过设置小型提水泵站，将截渗沟内的水提入水库，一可减少水库的渗漏损失，也可控制截渗沟水位不至于太高，达到保护周围农田的目的。在对坝体和坝基采取防渗措施后，各坝段的渗透量和渗透出逸坡降均可控制在允许范围内，满足渗透稳定性要求。（三）抽取地下水导致的地质环境影响问题：建设工程多以地下水作为供水水源，当地下水开采量较大时，与区域内其他取水用户叠加，会导致一系列环境水文地质问题。1.永久性地下水位降落漏斗 当水源取自深层承压含水层时，如果区内总体用水量超过了含水层的供水能力，则会产生永久性的、不可恢复的地下水降落漏斗。地下水位逐年下降，直至含水层失去供水能力。2.地面沉降 降落漏斗在发展过程中，当水位下降足够大时，含水层会因失水减压而产生骨架压缩，导致地面沉降。上两类问题在德州、济宁、菏泽、聊城、滨州等平原城市比较突出。3.岩溶塌陷 当水源取自岩溶含水层，具备一定的水文地质条件时，会产生岩溶塌陷。如泰安、枣庄、临沂等城市的岩溶塌陷就属于这类情况。地面沉降可导致城市供、排水系统破坏及桥涵的行洪