任改娟，胡春雷，齊海云，回廣榮

（1. 河北省地礦局秦 皇島礦產水文工程地質大隊，河北 秦皇島 066001；2. 中國環(huán)境管理干部學院，河北 秦皇島 066004）

礦區(qū)地下水環(huán)境影響評價的關鍵問題探討

任改娟1，胡春雷1，齊海云2*，回廣榮1

（1. 河北省地礦局秦 皇島礦產水文工程地質大隊，河北 秦皇島 066001；2. 中國環(huán)境管理干部學院，河北 秦皇島 066004）

隨著人類社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，地下水環(huán)境問題日益嚴重，由于地下水環(huán)境影響具有隱蔽性和滯后性，在礦區(qū)建設生產前必須對地下水環(huán)境影響進行評價。結合某擬建整合灰?guī)r礦的地下水環(huán)境影響評價，進行了實例分析，確定了保護目標、地下水環(huán)境影響識別、礦坑涌水量的計算、預測評價方法的選取等關鍵技術，以期為相似礦區(qū)地下水環(huán)境影響評價提供參考。

礦區(qū)；地下水；環(huán)境影響評價；關鍵問題

隨著人類社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，地下水環(huán)境問題日益突顯，引起了社會各界的高度關注。2011年6月1日，國家環(huán)保部正式實施了《環(huán)境影響評價技術導則 地下水環(huán)境》（HJ 610-2011）（以下簡稱導則），要求以地下水作為供水水源及對地下水環(huán)境可能產生影響的建設項目，必須進行地下水環(huán)境影響評價[1]。

地下水污染具有隱蔽性和滯后性，地下水環(huán)境影響評價是整個建設項目環(huán)境影響評價中較薄弱的一個環(huán)節(jié)[2，3]。礦山建設項目在開發(fā)生產過程中，由于人工降低地下水位以及礦石、廢石的堆放對地下水水位、水質等產生影響，必須進行地下水環(huán)境影響評價工作。

本研究以河北省撫寧縣某制灰、建筑石料用擬整合灰?guī)r礦為例，旨在探討礦區(qū)地下水環(huán)境影響評價中存在的關鍵問題。

1 礦區(qū)概況

1.1 自然地理概況

擬整合礦區(qū)位于秦皇島市撫寧縣境內，地處燕山山地向渤海平原的過渡地帶，海拔標高50～374 m，地形平坦。南臨渤海，屬暖溫帶半濕潤季風型大陸性氣候，多年平均降水量671 mm，降水多集中在6～8月，多年平均蒸發(fā)量1 400.83 mm。洋河從礦區(qū)東部1 km處流過，礦區(qū)周邊僅有少量季節(jié)性溪流。洋河水庫位于礦區(qū)北東1 km處。受地形控制，水庫與礦區(qū)為兩個不同的水文地質單元，兩者之間水力聯(lián)系不密切。

礦區(qū)表層巖性為粉質粘土，下部為中粗砂、礫石等。礦區(qū)位于山前徑流補給區(qū)，接受西部山區(qū)大氣降水的側向補給。

1.2 水文地質概況

礦區(qū)地下水類型主要為裸露型碳酸鹽巖巖溶裂隙水，巖性主要為寒武系灰?guī)r，水位埋深大于20 m，富水性不均勻，單井單位涌水量一般小于5 m3/（h·m），水化學類型為HCO3·SO4-Ca型水，礦化度500.8 mg/L。

礦區(qū)地下水位受大氣降水、地形地貌影響明顯，同時受人工開采的影響，地下水流向總趨勢自西向東，由山前流向河谷[4]。礦區(qū)位于山前徑流補給區(qū)，接受東北部山區(qū)大氣降水的側向補給。本區(qū)地下水的主要排泄方式為地下徑流、蒸發(fā)、人工開采。

2 評價過程中關鍵問題分析

通過對已完成的一些礦區(qū)地下水環(huán)境影響評價案例的分析，探討了露天開采礦區(qū)開展地下水環(huán)境影響評價工作的關鍵技術問題。

2.1 地下水環(huán)境影響識別

根據(jù)導則附錄A中不同類型建設項目地下水環(huán)境影響識別矩陣，分析建設項目建設、生產運行和服務期滿后三個階段的工程特征，分別識別其正常與事故兩種狀態(tài)下的環(huán)境影響。對于隨著生產運行時間推移對地下水環(huán)境影響有可能加劇的建設項目，還應按生產運行初期、中期和后期分別進行環(huán)境影響識別，根據(jù)地下水水質、水位產生的環(huán)境水文地質問題選取合理的現(xiàn)狀和預測評價因子。

該礦山通過分析，確定現(xiàn)狀和預測評價因子為地下水流場。

2.2 評價范圍、保護目標的確定

地下水環(huán)境影響評價范圍以能說明地下水環(huán)境現(xiàn)狀和建設項目可能污染的地下水區(qū)域的基本狀況為原則，導則規(guī)定一級建設項目評價范圍不小于50 km2，三級評價范圍可小于20 km2?？梢姡u價等級越高，評價范圍越大。在實際工作中，評價范圍應根據(jù)礦區(qū)水文地質條件確定，著重考慮礦區(qū)所處的水文地質單元，即一個完整的地下水補給、徑流、排泄的范圍。對于水文地質條件復雜的礦區(qū)，如何確定其評價范圍，控水構造不容忽視，評價范圍可根據(jù)地下水補徑排條件適當拓寬，盡量包括存在污染源的補給區(qū)和地下水利用率高的排泄區(qū)[5]。

確定保護目標是地下水環(huán)境影響評價的重要環(huán)節(jié)，一般建設項目，最常見的地下水保護目標為生活供水水源地、熱水、礦泉水、溫泉、生態(tài)濕地、河流、地下水庫等環(huán)境敏感區(qū)。

該礦區(qū)為Ⅲ類建設項目三級評價，評價范圍為一個完整的20 km2的水文地質單元，保護目標為評價范圍內地下水，主要為評價范圍內的3個村莊的飲用水水源，即第四系沖洪積物孔隙含水層和基巖裂隙含水層，保護級別為《地下水質量標準》（GB/T 14848-93）Ⅲ類標準。

2.3 礦坑涌水量的確定

本礦區(qū)位于低山丘陵區(qū)，礦體開采方式為露天開采，最低開采標高50 m。充水水源為大氣降水和巖溶裂隙水。礦坑涌水量為礦坑地下涌水量和露天采場降水匯入量之和。

2.3.1 礦坑地下涌水量

根據(jù)《河北省撫寧縣某制灰、建筑石料用灰?guī)r礦資源儲量核實報告》中的抽水試驗資料，采用“大井法”對礦坑地下水涌水量進行預測[6]。根據(jù)礦區(qū)水文地質條件采用潛水完整井公式進行計算[7]：

式中：Q為最低開采標高50 m礦坑涌水量，m3/d；K為滲透系數(shù)，m/d；H為潛水含水層厚度，m；S為礦坑水位降深，m；R0為引用影響半徑，m；r0為礦坑引用半徑，m；R為影響半徑，m；F為礦坑面積，m2。

經(jīng)計算，該礦區(qū)地下水涌水量為723 m3/d。

2.3.2 露天采場降水匯入量

露天采場降水匯入量根據(jù)下面公式進行計算：

式中：Qa為露天采場雨季日平均降水匯入量，m3/d；F為礦坑面積，m2；Aa為歷年雨季日平均降水量，m/d；Qmax為露天采場雨季一日可能最大降水匯入量，m3/d；Amax為歷年雨季一日最大降水量，m/d。

采用撫寧縣雨量站觀測資料，降水系列為1957—2012年，雨季日平均降水量為歷年6～9月份日平均值。分別就各個采場以歷年雨季日均降水量和歷年雨季一日最大降水量單獨進行計算。計算結果為Qa=1 653 m3/d，Qmax=126 987 m3/d。

2.3.3 礦坑涌水量

雨季日平均礦坑涌水量為2 376 m3/d，雨季一日最大礦坑涌水量為127 710 m3/d。

2.4 預測評價方法的選取

地下水環(huán)境影響預測應包括建設項目建設、生產運行和服務期滿后三個階段，對于可能造成地下水水質污染的建設項目還應給出污染物正常排放和事故排放兩種工況的預測結果。

地下水環(huán)境影響評價的預測方法主要有數(shù)值法、解析法、水均衡法、水文分析法、開采試驗法、數(shù)理統(tǒng)計法、水文地質類比法等。在實際工作中，應根據(jù)評價目的、評價方法的適用范圍和已有資料情況選擇合適的評價方法。如何根據(jù)實際的水動力條件選取恰當?shù)牡叵滤|評價模型，需要對水文地質條件、地下水溶質運移模式及經(jīng)驗參數(shù)等調查清楚，這是地下水環(huán)境影響評價的難點。

依據(jù)導則按不同建設項目類別分級指標要求確定評價工作等級，當評價等級為一級和二級時，地下水環(huán)境影響預測應選用數(shù)值法。

數(shù)值法公式及其解法較為復雜，一般情況下人為難以運算，基本選擇計算機技術進行運算。目前較為流行的地下水模擬軟件有Visual Modflow、 GMS、Waterloo、Feflow等，根據(jù)實際情況及需要，選擇合適的軟件進行模擬。

該礦山建設項目評價等級為三級，本次預測采用解析法進行評價。

2.4.1 預測模型

根據(jù)礦區(qū)實際情況以及對礦區(qū)水文地質條件概化情況，采用潛水含水層無限邊界群井開采公式作為預測模型。

式中：H0為潛水含水層初始厚度，m；h為預測點穩(wěn)定含水層厚度，m；k為含水層滲透系數(shù)，m/d；i為開采井編號，從1到n；Qi為第i開采井開采量，m3/d；ri為預測點到抽水井i的距離，m；Ri為第i開采井的影響半徑，m。

2.4.2 模型參數(shù)的確定

根據(jù)《河北省撫寧縣某制灰、建筑石料用灰?guī)r礦資源儲量核實報告》，可以確定模型中的H0= 59.8 m，h=30 m，Q=1 518.9 m3/d，r=287.2 m，通過分析礦區(qū)實際情況以及參考歷史經(jīng)驗值，確定k=0.047 m/d。

2.4.3 預測結果

利用模型反復運算，可以得到礦區(qū)開采的影響半徑為372.5 m。本次評價的敏感點為評價區(qū)內的3個村莊，其中礦區(qū)邊界與附近村莊距離最小的為400 m，礦區(qū)與最近村莊之間的距離大于礦山開采的影響半徑，所以礦山在開采過程中對周圍村莊的地下水水位影響小。

3 結論

地下水環(huán)境影響評價工作目前處于起步階段，本研究通過對礦山地下水環(huán)境影響評價關鍵問題的探討，確定了保護目標、地下水環(huán)境影響識別、礦坑涌水量的計算、預測評價的方法選取等關鍵技術，可為相似礦區(qū)地下水環(huán)境影響評價提供參考。

[1]環(huán)境保護部.HJ 610-2011環(huán)境影響評價技術導則——地下水環(huán)境[S].北京：中國環(huán)境科學出版社，2011.

[2]朱學愚，錢孝星.地下水環(huán)境影響評價的工作要點[J].水資源保護，1998（4）：48-53.

[3]左銳，王金生，楊潔，等.濱海石化項目地下水環(huán)境影響評價的關鍵問題[J].水文地質工程地質，2010，37（3）：97-101.

[4]郝文輝，任改娟，貢長青.基于MATLAB的灰色模型對秦皇島市區(qū)地下水水位的預測[J].中國環(huán)境管理干部學院學報，2010，20（2）：61-64.

[5]龔星，陳植華，孫璐.地下水環(huán)境影響評價若干關鍵問題探討[J].安全與環(huán)境工程，2013，20（2）：95-99.

[6]凌志敏，張新群.礦山環(huán)評之礦坑涌水量預測方法[J].西部探礦工程，2010（1）：170-172，179.

[7]薛禹群，朱學愚，吳吉春，等.地下水動力學［M］.北京：地質出版社，1997.

（編輯：周利海）

Discussion on Key Problems of Groundwater Environmental Impact Assessment in Mining Area

Ren Gaijuan1,Hu Chunlei1,Qi Haiyun2*,Hui Guangrong1
（1.Qinhuangdao Team of Mineral and Hydrogeology and Engineering Geology,Hebei Bureau of Geoexploration,Qinhuangdao Hebei 066001,China；2.Environmental Management College of China, Qinhuangdao Hebei 066004,China）

With the rapid development of the social economy,the groundwater environmental problems are becoming more and more serious.Due to the concealment and retardation of groundwater contamination,the assessment of original groundwater environment is necessary before the mining construction.Based on a certain limestone mine's groundwater environmental impact assessment, carried out example analysis,defined the key techniques of determining protecting object,identifying groundwater environment effect,calculating the water yield and selecting the prediction evaluation method,so as to provide some experience for the groundwater environmental assessment of similar mines.

mining；groundwater；environmental impact assessment；key problems

X824

A 文章編號：1008-813X（2014）05-0001-04

10.13358 /j.issn.1008-813x.2014.05.10

2014-07-05

任改娟（1980-），女，陜西寶雞人，畢業(yè)于中國地質大學水文水資源工程專業(yè)，碩士，工程師，主要從事水文地質、工程地質、環(huán)境地質工作。

＊通訊作者：齊海云（1981-），女，河北灤縣人，畢業(yè)于南開大學環(huán)境科學與環(huán)境工程學院，碩士，講師，主要從事水環(huán)境影響評價研究。