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摘要：某企业拟在山东省兖州市黄屯镇建设焦化厂。此类项目污废水排放量大，污染物复杂，CODcr、BOD5、挥发酚、氰化物、氨氮、石油类等污染物含量较高，属重污染类项目。拟选厂址内第四系分布厚度较大，隔水性能较好。以拟选厂址为中心，4km为半径范围内分布有黄屯备用水源地和王因水源地。厂区采取污水收集系统后经污水管网输送至东北方向的兖州市污水处理站进行深度处理，地表漫散的可能性很小。根据地下水环境特征进行环境影响分析结果表明，拟建项目采取地下水防治措施后不易污染地下水，从地下水环境保护的角度认为项目选址较合理。
关键词：污废水、水源地、影响分析、防治对策
1项目概况
拟建项目位于兖州市黄屯镇西张庄村附近。本工程生产污水主要为煤气冷凝水、蒸氨废水、煤气终冷水、各工艺段油槽分离水及地下水放空槽的放空液、甲醇精馏污水、煤气净化车间地坪冲洗水、煤气净化车间工艺排水、化验室排出的废水等。以上酚氰污水成分较复杂，一般均含有较高浓度的CODcr、BOD5、挥发酚、氰化物、氨氮、石油类等污染物。拟建工程外排水量及水质详见表1。
表1 拟建工程外排水量及水质情况
2场区水文地质特征
场区位于黄屯后备水源地和王因水源地上游。区内第四系分布广泛，厚度大，地下水类型主要为第四系松散岩类孔隙水和奥陶系碳酸盐岩类裂隙岩溶水（图1）。
2.1 第四系松散岩类孔隙水
场区范围内浅层孔隙水埋藏深度一般40m，含水层主要有2层，累计厚度4~10m。地下水位埋深4.56~6.84m，水位标高29.66~30.36m，水位年变幅在2~5m之间，地下水流向由东向西迳流，主要补给方式以大气降水入渗和上游孔隙水侧向迳流，并以人工开采和向下游侧向迳流及向下部含水层的越流形式排泄。厂区内水化学类型为HCO3-Ca.Mg型，PH7.8~8.1，矿化度503.60~1181.92mg/L，总硬度269.09~657.74mg/L，亚硝酸盐0.004~0.8mg/L，酚类最大浓度达0.004mg/L，铅0.005~1.3。
中深层孔隙水含水层底板埋深110~130m，含水层岩性主要为中粗砂和中细砂，富水性较好，单位涌水量大于500~1000m3/（d.m），水化学类型为HCO3-Ca型。地下水位标高29.8~30.7m，地下水流向与浅层孔隙水一致。由于该含水层与浅层孔隙水之间以粉质粘土和砂层相隔，局部发育隔水性能较好的粘土层，由两者水位动态同步变化的特征（图2），表明两含水层之间水力联系较好。
2.2 奥陶系碳酸盐岩类裂隙岩溶水
隐伏于第四系之下，顶板埋深120~140m左右，含水层岩性主要为泥质灰岩、泥灰岩、泥质白云岩和灰岩，裂隙岩溶较发育，富水性较强，单位涌水量一般小于500m3/（d.m），水化学类型为HCO3-Ca。地下水水位标高20~30m，水位年变幅3~5m，地下水由北东向南西径流。由于第四系松散层底部岩性为混粒砂及厚度不等的粘性土组成，具备形成越流补给的地层条件，因此，第四系孔隙水与岩溶水水位年动态变化趋势基本相同（图3）。
3工程场地渗透性能评价
场区饱气带岩性主要為灰褐、灰黄、棕黄、棕褐色粘土，局部夹粉土或粉质粘土，厚度8m左右，分布连续，厚度变化较稳定，其中粘性土厚1~3m。饱气带之下松散岩类自上而下（50m以浅）依次为粉质粘土、中细砂、中粗砂与粘土互层。
3.1 渗透性测试结果
为了解场区饱气带垂向渗透性能，在场区北进行渗水试验，为较好的计算渗透系数K（m/d）（已考虑了毛细压力的附加影响），采用下述公式计算：
式中：Q—稳定渗入水量（cm/min）
F—试坑（内环）渗水面积（cm2）
Z—试坑（内环）中水层高度（cm）
Hk—毛细压力水头（cm）
l——试验结束时水的渗水深度
由上述公式可以求得，场区北部饱气带渗透系数为0.247m/d。
3.2 饱气带渗漏强度计算
为评价地面水对地下水产生的渗漏能力，分别对水渠单位长度和集中污染源单位面积情况下的渗漏强度进行计算。
3.2.1单位渠长渗漏强度
根据渠道饱气带岩性、渗透系数、地下水位埋深及断面尺寸，按考斯加可夫半理论公式计算沟渠渗漏量。
计算公式为：
式中：S—单位渠长的渗漏流量（m3/d·m）；
k—渗透系数；
b—渠底宽（m），取值为0.5m；
h—水深（m），取值为0.3m；
m—边坡系数；
r1—修正系数，与土壤毛管作用强弱有关，取值为1.1~1.4。
拟建厂区及其周围地下水位埋藏较浅，考虑到地下水对输水渠道渗漏的顶托作用，由上式计算的自由渗漏量乘以顶托影响校正系数（本次取0.28），即可得到渗透系数（k）不同地段的单位渠长渗漏量（表2）。
3.2.2面状污染源单位面积渗漏强度
计算公式为：
式中：Q—稳定渗入量（m3/d）；
k—饱气带渗透系数；
F—单位渗水面积（m2）；
Z—单位面积水层深度（m）；
Hk—毛细压力水头（m）。
单位面积水层深度取0.2m，毛细压力水头取1.0m，由上式可以得出地面在不采取防渗措施情况下的渗漏量（表2）。
表2单位渠长与单位面积渗漏强度计算结果表
位置 渗透系数（m/d） 单位渠长渗漏量（m3/d·m） 单位面积渗漏量（m3/d·m2）
厂区北部 0.247 0.176 0.296
4地下水环境影响分析
由饱气带粘性土渗透系数和渗漏强度计算结果可见，厂区北部饱气带渗透系数为0.247m/d，单位长度和单位面积渗漏强度分别为0.176m3/d·m和0.296m3/d·m2；厂区饱气带厚8m，含粘性土1~3m，从试验结果及粘性土分布特征来看厂区及其周围饱气带具有一定的天然防渗性能和对污染物的吸附能力。
中深层孔隙水与浅层孔隙水水位动态具有同步变化的特征（前已叙述），说明两含水层之间具有一定的水力联系，但拟建场区中深层含水层埋深大于40m，两含水层之间发育有较连续的粘土层。埋深40以浅的松散层中有粘性土13.5m，粉质粘土22.1m，砂层4.7m，对下部含水层具有一定的阻隔作用，同时对污染物具有一定的吸附作用。
黄屯后备水源地位于拟建场区西南方向约1000m处，周围地下水饱气带具有一定的天然防渗性能和隔污能力。厂区内污水大都经污水管网输送至东北方向的兖州市污水处理站进行深度处理，地表漫散的可能性很小。厂区污水影响途径为：厂区污水先对厂区浅层孔隙水产生影响后，再垂直渗透过发育有13.5m粘性土的40m的松散物，最后沿着地下水流向径流（水平）到下游的黄屯后备水源地内，才有可能对水源地内孔隙水产生影响。因此，保护好厂区内及输水沿线孔隙水不受污染就能避免对黄屯后备水源地产生影响。
厂区下游的王因岩溶水水源地区，灰岩岩溶顶板上部发育厚约30余米的粘土层是良好的隔水层，使得污水垂向入渗污染水源地的可能性较小，因此，拟建工程对王因水源地的影响较小。
5地下水污染防治对策
5.1 建立完善的防渗措施
①对废水贮存池、贮煤场、污水处理厂等面状产污区采用硬化地面的防渗漏措施，同时应杜绝多点分散排污引起的多点污染源。
②完善废水排放系统。因区内饱气带粘土层厚度较薄，便于污染物渗入、扩散。由于污水处理厂距拟建厂区较远，因此，必须切实作好污水输送管道和沿途地基的防渗漏处理措施，建立严格的防渗管网，并应设置管道沟，以便及时发现漏水点。
③对监测井周围进行保护措施，防止人为破坏。
5.2 地下水环境监测网络的建设
5.2.1 建设地下水监测网络
及时掌握地下水动态与水质变化趋势，对厂区及其周围地下水质进行定期监测。本次工作在厂区上、中、下分别施工监测井1处，监测井井壁管全部采用带孔花管，便于不同层位地下水渗入井中。
5.2.2 监测方案
根据监测井所处部位及污水排放的水质特点，上、中、下游监测井重点监测项目见表3。厂区内监测井（中部）应每季度定期取样分析，上、下游各井点应每半年定期取样监测分析，如发现有异常，应增大监测频率，每月监测一次，并应采取相应的措施。
表3 各井点监测因子一览表
监测点位置 监测项目
厂区上游监测点 挥发酚、氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、氰化物、锌、铅及石油类
厂区内监测点 挥发酚、氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、氰化物、PH值、B（a）P、锌、铅、石油类、CODcr、总磷
厂区下游监测点 挥发酚、氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、氰化物、锌、铅及石油类
6结语
拟建厂区采取了完善的防渗措施，无大面积无防渗措施的排污情况。场区内地下水饱气带具有一定的天然防渗性能和隔污能力，对周围地下水环境具有一定的保护能力。因此，在防污措施到位情况下，从地下水环境保护的角度认为该项目选址合理。
参考文献：
[1]田春声编著，《环境水文地质学》，陕西科学技术出版社，1990。
[2] 薛禹群.地下水动力学[M].北京:地质出版社.1997.
[3]《供水水文地质手册》编写组 《供水水文地质手册》.北京:地质出版社.1986.
[4]徐军祥、康凤新编著，《山东省地下水可持续开发利用研究》[M]，北京海洋出版社，2001。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：污废水、水源地、影响分析、防治对策
1项目概况
拟建项目位于兖州市黄屯镇西张庄村附近。本工程生产污水主要为煤气冷凝水、蒸氨废水、煤气终冷水、各工艺段油槽分离水及地下水放空槽的放空液、甲醇精馏污水、煤气净化车间地坪冲洗水、煤气净化车间工艺排水、化验室排出的废水等。以上酚氰污水成分较复杂，一般均含有较高浓度的CODcr、BOD5、挥发酚、氰化物、氨氮、石油类等污染物。拟建工程外排水量及水质详见表1。
表1 拟建工程外排水量及水质情况
2场区水文地质特征
场区位于黄屯后备水源地和王因水源地上游。区内第四系分布广泛，厚度大，地下水类型主要为第四系松散岩类孔隙水和奥陶系碳酸盐岩类裂隙岩溶水（图1）。
2.1 第四系松散岩类孔隙水
场区范围内浅层孔隙水埋藏深度一般40m，含水层主要有2层，累计厚度4~10m。地下水位埋深4.56~6.84m，水位标高29.66~30.36m，水位年变幅在2~5m之间，地下水流向由东向西迳流，主要补给方式以大气降水入渗和上游孔隙水侧向迳流，并以人工开采和向下游侧向迳流及向下部含水层的越流形式排泄。厂区内水化学类型为HCO3-Ca.Mg型，PH7.8~8.1，矿化度503.60~1181.92mg/L，总硬度269.09~657.74mg/L，亚硝酸盐0.004~0.8mg/L，酚类最大浓度达0.004mg/L，铅0.005~1.3。
中深层孔隙水含水层底板埋深110~130m，含水层岩性主要为中粗砂和中细砂，富水性较好，单位涌水量大于500~1000m3/（d.m），水化学类型为HCO3-Ca型。地下水位标高29.8~30.7m，地下水流向与浅层孔隙水一致。由于该含水层与浅层孔隙水之间以粉质粘土和砂层相隔，局部发育隔水性能较好的粘土层，由两者水位动态同步变化的特征（图2），表明两含水层之间水力联系较好。
2.2 奥陶系碳酸盐岩类裂隙岩溶水
隐伏于第四系之下，顶板埋深120~140m左右，含水层岩性主要为泥质灰岩、泥灰岩、泥质白云岩和灰岩，裂隙岩溶较发育，富水性较强，单位涌水量一般小于500m3/（d.m），水化学类型为HCO3-Ca。地下水水位标高20~30m，水位年变幅3~5m，地下水由北东向南西径流。由于第四系松散层底部岩性为混粒砂及厚度不等的粘性土组成，具备形成越流补给的地层条件，因此，第四系孔隙水与岩溶水水位年动态变化趋势基本相同（图3）。
3工程场地渗透性能评价
场区饱气带岩性主要為灰褐、灰黄、棕黄、棕褐色粘土，局部夹粉土或粉质粘土，厚度8m左右，分布连续，厚度变化较稳定，其中粘性土厚1~3m。饱气带之下松散岩类自上而下（50m以浅）依次为粉质粘土、中细砂、中粗砂与粘土互层。
3.1 渗透性测试结果
为了解场区饱气带垂向渗透性能，在场区北进行渗水试验，为较好的计算渗透系数K（m/d）（已考虑了毛细压力的附加影响），采用下述公式计算：
式中：Q—稳定渗入水量（cm/min）
F—试坑（内环）渗水面积（cm2）
Z—试坑（内环）中水层高度（cm）
Hk—毛细压力水头（cm）
l——试验结束时水的渗水深度
由上述公式可以求得，场区北部饱气带渗透系数为0.247m/d。
3.2 饱气带渗漏强度计算
为评价地面水对地下水产生的渗漏能力，分别对水渠单位长度和集中污染源单位面积情况下的渗漏强度进行计算。
3.2.1单位渠长渗漏强度
根据渠道饱气带岩性、渗透系数、地下水位埋深及断面尺寸，按考斯加可夫半理论公式计算沟渠渗漏量。
计算公式为：
式中：S—单位渠长的渗漏流量（m3/d·m）；
k—渗透系数；
b—渠底宽（m），取值为0.5m；
h—水深（m），取值为0.3m；
m—边坡系数；
r1—修正系数，与土壤毛管作用强弱有关，取值为1.1~1.4。
拟建厂区及其周围地下水位埋藏较浅，考虑到地下水对输水渠道渗漏的顶托作用，由上式计算的自由渗漏量乘以顶托影响校正系数（本次取0.28），即可得到渗透系数（k）不同地段的单位渠长渗漏量（表2）。
3.2.2面状污染源单位面积渗漏强度
计算公式为：
式中：Q—稳定渗入量（m3/d）；
k—饱气带渗透系数；
F—单位渗水面积（m2）；
Z—单位面积水层深度（m）；
Hk—毛细压力水头（m）。
单位面积水层深度取0.2m，毛细压力水头取1.0m，由上式可以得出地面在不采取防渗措施情况下的渗漏量（表2）。
表2单位渠长与单位面积渗漏强度计算结果表
位置 渗透系数（m/d） 单位渠长渗漏量（m3/d·m） 单位面积渗漏量（m3/d·m2）
厂区北部 0.247 0.176 0.296
4地下水环境影响分析
由饱气带粘性土渗透系数和渗漏强度计算结果可见，厂区北部饱气带渗透系数为0.247m/d，单位长度和单位面积渗漏强度分别为0.176m3/d·m和0.296m3/d·m2；厂区饱气带厚8m，含粘性土1~3m，从试验结果及粘性土分布特征来看厂区及其周围饱气带具有一定的天然防渗性能和对污染物的吸附能力。
中深层孔隙水与浅层孔隙水水位动态具有同步变化的特征（前已叙述），说明两含水层之间具有一定的水力联系，但拟建场区中深层含水层埋深大于40m，两含水层之间发育有较连续的粘土层。埋深40以浅的松散层中有粘性土13.5m，粉质粘土22.1m，砂层4.7m，对下部含水层具有一定的阻隔作用，同时对污染物具有一定的吸附作用。
黄屯后备水源地位于拟建场区西南方向约1000m处，周围地下水饱气带具有一定的天然防渗性能和隔污能力。厂区内污水大都经污水管网输送至东北方向的兖州市污水处理站进行深度处理，地表漫散的可能性很小。厂区污水影响途径为：厂区污水先对厂区浅层孔隙水产生影响后，再垂直渗透过发育有13.5m粘性土的40m的松散物，最后沿着地下水流向径流（水平）到下游的黄屯后备水源地内，才有可能对水源地内孔隙水产生影响。因此，保护好厂区内及输水沿线孔隙水不受污染就能避免对黄屯后备水源地产生影响。
厂区下游的王因岩溶水水源地区，灰岩岩溶顶板上部发育厚约30余米的粘土层是良好的隔水层，使得污水垂向入渗污染水源地的可能性较小，因此，拟建工程对王因水源地的影响较小。
5地下水污染防治对策
5.1 建立完善的防渗措施
①对废水贮存池、贮煤场、污水处理厂等面状产污区采用硬化地面的防渗漏措施，同时应杜绝多点分散排污引起的多点污染源。
②完善废水排放系统。因区内饱气带粘土层厚度较薄，便于污染物渗入、扩散。由于污水处理厂距拟建厂区较远，因此，必须切实作好污水输送管道和沿途地基的防渗漏处理措施，建立严格的防渗管网，并应设置管道沟，以便及时发现漏水点。
③对监测井周围进行保护措施，防止人为破坏。
5.2 地下水环境监测网络的建设
5.2.1 建设地下水监测网络
及时掌握地下水动态与水质变化趋势，对厂区及其周围地下水质进行定期监测。本次工作在厂区上、中、下分别施工监测井1处，监测井井壁管全部采用带孔花管，便于不同层位地下水渗入井中。
5.2.2 监测方案
根据监测井所处部位及污水排放的水质特点，上、中、下游监测井重点监测项目见表3。厂区内监测井（中部）应每季度定期取样分析，上、下游各井点应每半年定期取样监测分析，如发现有异常，应增大监测频率，每月监测一次，并应采取相应的措施。
表3 各井点监测因子一览表
监测点位置 监测项目
厂区上游监测点 挥发酚、氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、氰化物、锌、铅及石油类
厂区内监测点 挥发酚、氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、氰化物、PH值、B（a）P、锌、铅、石油类、CODcr、总磷
厂区下游监测点 挥发酚、氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、氰化物、锌、铅及石油类
6结语
拟建厂区采取了完善的防渗措施，无大面积无防渗措施的排污情况。场区内地下水饱气带具有一定的天然防渗性能和隔污能力，对周围地下水环境具有一定的保护能力。因此，在防污措施到位情况下，从地下水环境保护的角度认为该项目选址合理。
参考文献：
[1]田春声编著，《环境水文地质学》，陕西科学技术出版社，1990。
[2] 薛禹群.地下水动力学[M].北京:地质出版社.1997.
[3]《供水水文地质手册》编写组 《供水水文地质手册》.北京:地质出版社.1986.
[4]徐军祥、康凤新编著，《山东省地下水可持续开发利用研究》[M]，北京海洋出版社，2001。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。