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建设项目的环境评价中，地下水的环评是一个薄弱环节[1-3]。我国燃煤电厂项目的地下水环境影响评价，则是近几年特别是2011年后才受到关注的课题。随着地下水污染事件的迸发和其对生态、环境的不良影响，地下水污染及其保护在我国受到越来越重大的关注[4-8]。如何避免建设项目对地下水环境的污染风险，不仅仅是一个建设项目的工程问题，同时也是一个亟待总结、研究的科学问题[9-12]。
燃煤电厂项目在建设、生产运行和服务期满后的各个过程中，可能造成地下水水质的污染，属于I类建设项目[13-16]，因此应该按照项目场地特点进行地下水环境影响分级评价。但是，由于地下水环境影响评价涉及地质、水文地质、环境科学、环境工程等多学科交叉课题，在目前可资借鉴的经验较少的情况下，则仍是一个内涵不清晰，可操作性较低的难题。
据此，本文以某燃煤电厂项目地下水环境影响评价为例，从评价工作的内涵到外延、技术方法、评价结论等方面，分析和展示了燃煤电厂项目地下水环境影响评价的工作思路、方法和重点，以期为燃煤电厂和其它建设项目的地下水环境影响评价提供参考。
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地下水环境影响包括地下水流场和水质污染两个方面。除特殊情况外，一般而言燃煤电厂项目对地下水流场的改变不大，可以不纳入地下水环境影响评价的内容之中，燃煤电厂项目对地下水环境的影响主要体现在水质污染风险层面。同时，电厂项目包括电厂和事故灰场工程，由于两者在建设、生产运行和服务期满后的各个过程中，所可能产生的对地下水环境的影响不同，因此需要分别进行地下水环境影响评价。
电厂设计时一般考虑污水处理系统及相应的环保处理措施，灰渣则考虑综合治理、利用和事故灰场的防渗措施，项目产生的生活污水和工业废水经处理后全部回收利用，因此正常工况下没有废水外排，对地下水环境的影响甚微；非正常情况下，如电厂区废水池池底产生裂缝、灰场防渗层部分失效等则会导致废水渗入至地下水中，造成地下水污染。建设期主要是生活污水，污染质为SS和氨氮；运营期电厂污染质为硫酸盐、TDS、氯化物和石油类(柴油)，灰场区污染质则主要包括硫酸盐和氟化物。
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燃煤电厂地下水环境影响评价的根本目的在于保护建设项目区的环境，防治燃煤电厂及其事故灰场对地下水的污染。其本质是在查明电厂及灰场区水文地质条件的基础之上，评价建设项目地下水环境背景，预测项目建设、运营和服务期满后对地下水的可能影响，从而为燃煤电厂项目的设计、建设和后期地下水污染监测及防治制定方案，达到保护环境的目的。
因此，地下水环境影响评价立足于建设项目场地水文地质条件，工作内容实际上外延到不同阶段的地下水环境评价和预测，涉及地质、气象水文、环境科学和土木工程等相关内容。从工作性质和前后逻辑关系看，整个地下水环境影响评价主要分为两个相互关联的部分，即水文地质条件的调查、勘察部分和地下水环境评价部分。前者主要为野外工作，包括场地踏勘、水文地质调查、敏感点调查、地下水采样、水文地质钻探和试验等工作内容；后者则主要为室内分析和评价工作，包括水化学分析、水文地质条件总结、地下水现状评价、预测评价及结合建设项目特性，编制地下水环境保护措施等。
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评价等级是整个地下水环境影响评价的前提。燃煤电厂项目属于I类建设项目，其地下水环境影响评价等级可分为厂址区和事故灰场区分别进行确定，可根据项目场地包气带防污性能、含水层易污染特征、地下水环境敏感程度、污水排放量与污水水质复杂程度等指标综合确定(见表1)。
表 1 某燃煤电厂项目地下水环境影响评价等级划分表
Table 1.
Environmental Impact Assessment of Groundwater Classification Table 场地 包气带防污性能 含水层易污染特征 地下水环境敏感程度 污水排放强度 污水水质复杂程度 评价等级 厂址 中 中 较敏感 小 中等 二级 灰场 中 中 较敏感 小 中等 二级 评价等级的确定要求对场地水文地质条件有一定的了解，因此需要在环评工作开展前就收集相关地质、水文地质资料，并分析建设项目地下水环境影响特征，从而综合判断评价等级。同时，电厂场址和事故灰场的评价等级可能不同，应该根据实际情况来科学判定。
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评价等级确定之后，则可根据不同等级的需求确定评价范围，并制定现场工作内容。不同场地由于前期资料拥有程度、水文地质条件特点的不同，工作内容稍有差异。一般而言，已有资料和即将开展的工作应当满足如下内容条件：(1)查清地下水保护目标；(2)场地包气带特征，包括分布、厚度和渗透系数等；(3)区域及场地水文地质条件，包括主要含水层特征，地下水的补、径、排和边界条件等；(4)水文地质参数，包括渗透系数、给水度、弥散度等；(5)地下水化学背景特征。
因此，燃煤电厂地下水环评一般而言主要包括如下几部分工作内容：(1)水文地质调查，包括地下水敏感点调查和评价区污染源的调查；(2)水文地质钻探和试验，对于水文地质条件复杂的地区还包括水文地质物探；(3)地下水的动态监测，包括地下水水位和丰、贫、枯水化学分析；(4)水文地质条件的总结分析，包括包气带的分析评价；(5)地下水现状评价，包括丰、贫、枯季评价；(6)建设项目对地下水环境影响的预测评价；(7)建设项目地下水的环境保护措施。
上述工作内容并不是固定不变的，视评价等级的不同而略有差异。对于地下水环境要求较高的项目，尚需补充灰渣淋滤试验、包气带防污性能评价等工作内容。
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燃煤电厂地下水环境影响评价项目涉及野外和室内工作内容，工程属性学科交叉明显，同时时间跨度较大，因此需要统筹安排上述工作内容。一般而言，可采用室内-野外-室内的工作方案。前期室内分析是确定评价等级及工作内容的基础，中期野外工作是检验和查清建设项目各项水文地质条件的关键，后期室内整理分析是综合整理各项成果，形成地下水环境影响评价报告的重点。
工作方案的制定应结合燃煤电厂的特性，综合考虑各项工作内容的相互支撑关系进行统筹安排，应特别注意地下水动态监测的合理安排，包括地下水丰、贫、枯季的采样分析工作，只有具备了上述原始数据，地下水环境影响评价才能够顺利完成。
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燃煤电厂项目的环境水文地质条件，包括区域尺度场地尺度两个层次。
区域环境水文地质条件涉及自然地理、地质条件、区域水文地质背景、地下水类型及赋存介质、地下水的循环和动态特征、地下水化学特征及区域地下水利用现状等，主要从较大尺度了解和掌握燃煤电厂项目的区域水文地质条件，为后继场地尺度水文地质条件的调查和地下水环境影响评价奠定基础，一般采用资料收集、水文地质调查及简单地下水采样分析来完成。
场地尺度水文地质条件则是基于燃煤电厂总图布置范围，进行电厂场址和灰场场地尺度的水位地质特征调查、勘察和试验。研究对象包括包气带、含水层和隔水层，一般要求从平面和立体两个角度查清各层位分布特征，地下水循环特征、关键水文地质参数及地下水化学特征。如图1所示为现场弥散试验所测的示踪剂的浓度及其拟合曲线。
图 1 某燃煤电厂项目弥散试验测试数据(点)及其拟合(线)结果图
Figure 1. Dispersion Data Fitting of Coal-fired Power Plant
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燃煤电厂地下水现状评价是在污染源调查和地下水现状监测的基础上进行的。污染源的调查一般包括工业污染源、生活污染源和农业污染源调查。地下水监测则是在污染源调查的基础之上，结合电厂场址和灰场总图布置情况，根据地下水环评分级布设监测点及监测时段和频次，然后采用相应的地下水质量标准进行评价。
如表2为某燃煤电厂枯水期部分水样监测和评价结果，采用的评价方法为单项污染指数法。结果表明区域浅层地下水受周围工业污水及居民生活污水排放、畜牧养殖的影响，已受到不同程度的污染。地下水超标的主要项目有大肠菌群、少量水样氨氮、锰超标，且存在pH不达标特例，但其它各项均在标准值范围以内。
表 2 某燃煤电厂枯水期地下水部分水样现状评价结果
Table 2.
Assessment Results for Several Groundwaters Sampled During the Low Water Period of Coal-fired Power Plant 项目 B2 B4 B8 B14 GB/T14848-93 III类标准 监测值 Pi 监测值 Pi 监测值 Pi 监测值 Pi ρ(硝酸盐氮)/(mg·L-1) 6．47 0.32 0.14 0.007 <0.01 L 0.81 0.0405 ≤20 ρ(亚硝酸盐氮)/(mg·L-1) 0．005 0.25 0.005 0.25 0.005 0.25 0.010 0.5 ≤0.02 ρ(F-)/(mg·L-1) 0．17 0.17 0.07 0.07 0.15 0.15 0.12 0.12 ≤1.0 ρ( 
32．42 0.13 9.23 0.037 0.14 0.00056 11.77 0.047 08 ≤250 ρ(氨氮)/(mg·L-1) <0.03 L <0.03 L 0.24 1.2 0.08 0.4 ≤0.2 ρ(铁)/(mg·L-1) <0.001 L 0.014 0.0467 0.013 0.043 0.017 0.056 7 ≤0.3 ρ(锰)/(mg·L-1) 0．0007 0.007 0.14 1.4 0.000 8 0.008 0.001 2 0.012 ≤0.1 ρ(镉)/(mg·L-1) <0.0001 L 0.000 1 0.01 <0.000 1 L <0.000 1 L ≤0.01 ρ(六价铬)/(mg·L-1) <0.004 L <0.004 L <0.004 L <0.004 L ≤0.05 ρ(砷)/(mg·L-1) <0.001 L <0.001 L <0.001 L <0.001 L ≤0.05 ρ(汞)/(mg·L-1) 0．000 18 0.18 <0.000 1 L <0.000 1 L <0.000 1 L ≤0.001 ρ(挥发性酚)/(mg·L-1) <0.002 L <0.002 L <0.002 L <0.002 L ≤0.002 ρ(总硬度)/(mg·L-1) 112．24 0.25 74.83 0.166 86.64 0.193 198.88 0.442 ≤450 溶解性固体 215．00 0.215 123.00 0.123 105.00 0.105 230.00 0.23 ≤1 000 高锰酸钾指数 1．12 0.37 0.80 0.27 0.80 0.267 1.68 0.56 ≤3.0 *石油类 <0.005 L <0.005 L <0.005 L 0.053 0.86 ≤0.05 总大肠菌群/(个·L-1) 9 200 3 067 未检出 — 230 76.67 5 400 1 800 ≤3.0 pH 6.92 0.16 6.17 1.66 7.48 0.68 7.41 0.273 6.5-8.5 -
燃煤电厂项目地下水环境影响预测与评价包括电厂和灰场的预测与评价。其主要目的是分别结合电厂和灰场的工程项目特征，预测非正常或事故情况下污染物质在地下水系统中的迁移规律及所造成的污染超标情况，对环境水文地质问题进行定量或半定量的预测和评价，为建设项目地下水环境保护措施提供依据。地下水环境的模拟预测是在充分认识场地水文地质条件的基础上，综合前期调查、勘察及评价成果，结合工程项目事故污染情景进行的。模拟评价方法包括回归分析法、外推法、时序分析法、类比法、解析法和数值法等方法[17,18,19]，可根据环评等级的要求和结合项目特征采用评价。
表3为某燃煤电厂在事故情况下，柴油储罐泄漏后不同时间的污染预测情况。模拟结果显示，柴油渗漏后影响范围为2 296.22 m2，超标范围为2 289.42 m2，最大运移距离为87.54 m。采取控制措施控制渗漏，但渗漏到含水层中的柴油仍然存在于浅层含水层中，并持续污染地下水。发生泄漏后1 000天，柴油影响范围达到36 162.79 m2，超标范围为35 562.32 m2，最大运移距离为373.91 m。柴油泄漏30年后污染超标范围与保护目标位置关系如图2所示，预测结果表明污染物不会对周边保护目标造成影响。
图 2 某燃煤电厂柴油渗漏30年后的污染超标范围与最近保护目标位置关系图
Figure 2. Distribution of the Nearest Protection Targets and the Areas of Diesel Concentration Over Standards After 30 Years of Leakage of Coal-fired Power Plant
表 3 某燃煤电厂非正常工况下柴油泄漏的污染预测评价表
Table 3.
Evaluation Results for the Predicted Pollution Caused by Diesel Leakage at Abnormal Working Conditions of Coal-fired Power Plant 预测时限 污染物影响范围/m2 污染超标范围/m2 最大运移距离/m 污染物清除后 2 296.22 2 289.42 87.54 100天 14 315.18 13 814.91 102.1 1 000天 36 162.79 35 562.32 373.91 10年 79 322.27 78 722.59 560.87 20年(运行期末) 93 715.52 93 045.73 702.40 30年 92 858.67 92 158.35 786.97 -
燃煤电厂地下水环境影响评价工作内容较多，不同级别的评价项目其结论可能差异较大。可依据地下水环评的根本要求来总结和编写地下水环境影响评价结论，即燃煤电厂项目区的水文地质条件和地下水环境评价两部份，不同项目可根据实际情况增加部分重要结论。
一般而言，燃煤电厂地下水环评的结论主要包括如下几个部分：(1)电厂地下水环境影响特征分析；(2)评价等级与保护目标；(3)区域及场地水文地质条件的总结；(4)地下水现状调查、监测与评价结果；(5)电厂及灰场事故工况下地下水环境影响的预测评价结果；(6)总体结论及建议。燃煤电厂的地下水环境保护措施，则是一般性的设计及工程建议，可不必纳入结论的范畴。
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燃煤电厂项目地下水环境影响评价，其根本目的在于防治项目建设、运营和服务期满后等各过程中非正常工况条件下造成地下水污染，保护地下水环境，评价对象包括电厂场址和事故灰场两部分。地下水环境影响评价是个多学科交叉的工程问题，按工作性质可分为野外工作和室内研究两部分，可按照室内—野外—室内的工作思路进行评价。评价重点在于认识建设项目的区域及场地水文地质条件，并按照拟建项目地下水环境影响评价级别，结合总图布置及地下水保护目标开展地下水现状评价及预测评价，提出燃煤电厂地下水环境保护措施。上述研究对燃煤电厂及其它建设项目的地下水环境影响评价工作具有重要借鉴意义。
Insights on the Assessment of Groundwater Environment Impact for Coal-fired Power Plant Projects
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摘要:
针对燃煤电厂项目地下水环境影响评价这一新业务领域，以某燃煤电厂项目为例，分析了项目评价工作的内涵和工作思路，论证了燃煤电厂项目的区域及场地水文地质条件的着重认识，展示了地下水现状评价及模拟预测评价等技术方法，并总结了燃煤电厂项目地下水环境影响评价工作结论的编写要点。可为燃煤电厂及其它建设项目的地下水环境影响评价提供重要参考。 Abstract:Assessment of groundwater environment impact (AGEI) for coal-fired power plant (CFPP) is challenging due to it's a multidisciplinary project and a new area arisen in the latest years of 2010s. This study analyzes the connotation, the essence and the work mentality of AGEI.Results indicate the importance of the understandings for both the regional-scale and site-scale hydrogeology characterizations. The methods at present for AGEI of a CFPP have been also demonstrated with a case study. In the end, the aspects of conclusions need to be drawn for AGEI of a CFPP have been summarized. This contribution can provide important reference for AGEI of a CFPP and similar projects in construction. -
Key words:
- coal-fired power plant /
- groundwater environment /
- impact assessment /
- hydrogeology /
- modelling
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图 1 某燃煤电厂项目弥散试验测试数据(点)及其拟合(线)结果图
Fig. 1 Dispersion Data Fitting of Coal-fired Power Plant
图 2 某燃煤电厂柴油渗漏30年后的污染超标范围与最近保护目标位置关系图
Fig. 2 Distribution of the Nearest Protection Targets and the Areas of Diesel Concentration Over Standards After 30 Years of Leakage of Coal-fired Power Plant
表 1 某燃煤电厂项目地下水环境影响评价等级划分表
Tab. 1.
Environmental Impact Assessment of Groundwater Classification Table 场地 包气带防污性能 含水层易污染特征 地下水环境敏感程度 污水排放强度 污水水质复杂程度 评价等级 厂址 中 中 较敏感 小 中等 二级 灰场 中 中 较敏感 小 中等 二级 
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表 2 某燃煤电厂枯水期地下水部分水样现状评价结果
Tab. 2.
Assessment Results for Several Groundwaters Sampled During the Low Water Period of Coal-fired Power Plant 项目 B2 B4 B8 B14 GB/T14848-93 III类标准 监测值 Pi 监测值 Pi 监测值 Pi 监测值 Pi ρ(硝酸盐氮)/(mg·L-1) 6．47 0.32 0.14 0.007 <0.01 L 0.81 0.0405 ≤20 ρ(亚硝酸盐氮)/(mg·L-1) 0．005 0.25 0.005 0.25 0.005 0.25 0.010 0.5 ≤0.02 ρ(F-)/(mg·L-1) 0．17 0.17 0.07 0.07 0.15 0.15 0.12 0.12 ≤1.0 ρ( 32．42 0.13 9.23 0.037 0.14 0.00056 11.77 0.047 08 ≤250 ρ(氨氮)/(mg·L-1) <0.03 L <0.03 L 0.24 1.2 0.08 0.4 ≤0.2 ρ(铁)/(mg·L-1) <0.001 L 0.014 0.0467 0.013 0.043 0.017 0.056 7 ≤0.3 ρ(锰)/(mg·L-1) 0．0007 0.007 0.14 1.4 0.000 8 0.008 0.001 2 0.012 ≤0.1 ρ(镉)/(mg·L-1) <0.0001 L 0.000 1 0.01 <0.000 1 L <0.000 1 L ≤0.01 ρ(六价铬)/(mg·L-1) <0.004 L <0.004 L <0.004 L <0.004 L ≤0.05 ρ(砷)/(mg·L-1) <0.001 L <0.001 L <0.001 L <0.001 L ≤0.05 ρ(汞)/(mg·L-1) 0．000 18 0.18 <0.000 1 L <0.000 1 L <0.000 1 L ≤0.001 ρ(挥发性酚)/(mg·L-1) <0.002 L <0.002 L <0.002 L <0.002 L ≤0.002 ρ(总硬度)/(mg·L-1) 112．24 0.25 74.83 0.166 86.64 0.193 198.88 0.442 ≤450 溶解性固体 215．00 0.215 123.00 0.123 105.00 0.105 230.00 0.23 ≤1 000 高锰酸钾指数 1．12 0.37 0.80 0.27 0.80 0.267 1.68 0.56 ≤3.0 *石油类 <0.005 L <0.005 L <0.005 L 0.053 0.86 ≤0.05 总大肠菌群/(个·L-1) 9 200 3 067 未检出 — 230 76.67 5 400 1 800 ≤3.0 pH 6.92 0.16 6.17 1.66 7.48 0.68 7.41 0.273 6.5-8.5
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表 3 某燃煤电厂非正常工况下柴油泄漏的污染预测评价表
Tab. 3.
Evaluation Results for the Predicted Pollution Caused by Diesel Leakage at Abnormal Working Conditions of Coal-fired Power Plant 预测时限 污染物影响范围/m2 污染超标范围/m2 最大运移距离/m 污染物清除后 2 296.22 2 289.42 87.54 100天 14 315.18 13 814.91 102.1 1 000天 36 162.79 35 562.32 373.91 10年 79 322.27 78 722.59 560.87 20年(运行期末) 93 715.52 93 045.73 702.40 30年 92 858.67 92 158.35 786.97
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图(2) / 表 (3)
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