某电厂地下水环境影响预测与评价.doc

5 地下水环境影响预测与评价
拟建项目为二级评价，按照《环境影响评价技术导则 地下水环境》（HJ610-2011）要求，采用数值法对项目区地下水环境质量变化和影响范围进行预测，并给出污染物正常排放和事故排放工况下的预测结果。
由于电厂区和灰场区的水文地质条件迥然不同，采用地下水数值法进行地下水环境影响预测与评价时，需要分别建立地下水系统的概念模型，并在此基础上建立地下水流动、水质数学模型进行现状和规划期地下水环境质量模拟和预测，进而达到评价目的。
5.1计算范围
根据区内地下水的赋存条件及运动特征，拟建项目对地下水的影响范围，本次模拟预测范围与调查评价范围相同，面积61.1km2，其中电厂区38.0km2，灰场区23.1 km2。
5.2地下水位预测与评价
5.2.1水文地质概念模型
5.2.1.1含水层结构概化
电厂区地处还乡河、陡河（滦河早期）冲积倾斜平原，垂向上分为四个含水组，根据各含水组的水动力性质、岩性及开采利用条件，将第四系孔隙含水层系统划分为①潜水含水层（第Ⅰ+Ⅱ含水组）、②隔水层、③深层承压水含水层（第Ⅲ+Ⅳ含水组），本次模拟的目标层是①层。潜水含水层与深层承压水含水层之间有10~40m粘土层阻隔，水力联系不密切，其概念模型如图5-1。由于含水层岩性分布不均，造成不同地段含水层的渗透性能也不同，含水层的非均质性用含水层参数分区概化处理，给出各区的参数均值作为数值计算的初值，经过模型调试和识别，最终将试验参数系统转化为模型参数系统。含水层为孔隙含水介质，其透水性随方向变化不明显，概化为各向同性含水层。

图 5-1 电厂区水文地质概念模型示意图
灰场区位于丘陵水文地质区，第四系松散岩类孔隙水基本不发育，地下水主要为奥陶系灰岩岩溶裂隙水。区内奥陶系灰岩上部风化裂隙发育程度较高，含水层透水性近似于孔隙含水介质，随方向变化不明显，概化为各向同性含水层。
5.2.1.2边界条件概化
电厂区内的含水岩组在水平方向上与区外含水层存在着密切水力联系，故将模型四周处理成通用水头边界。各断面流入、流出量，根据断面处含水层渗透系数、水力坡度和断面面积，由Darcy公式求出。
灰场区南部奥陶系与石炭-二叠系岩层之间的隔水层作为模型的隔水边界。西北部的陡河断裂切穿了开平向斜西北翼的中生代地层，断层两侧由于差异性升降运动形成明显的基岩陡坎和第四系梯度带，断层两侧第四系厚度差达80m以上，概化为通用水头边界。东部和西部均与区外含水层存在着密切的水力联系，也概化为通用水头边界。
5.2.2地下水流数学模型
根据水文地质概念模型，可将电厂区潜水含水层和灰场区岩溶裂隙含水层概化为两个非均质各向同性的三维非稳定地下水水流系统。其数学模型为：

式中：
Ω－渗流区域；
h－含水层的水位标高（m）；
K－渗透系数（m/d）；
Kn－边界面法向方向的渗透系数（m/d）；
S－自由面以下含水层储水系数；
μ－潜水含水层在潜水面上的重力给水度；
ε－含水层的源汇项（1/d）；
p－潜水面的蒸发和降水等（1/d）；
h0－含水层的初始水位分布（m）；
Γ0－渗流区域的上边界，即地下水的自由表面；
Γ1－渗流区域的水位边界；
Γ2－渗流区域的流量边界；
ñ－边界面的法线方向；
q(x,y,z,t)－定义为二类边界的单宽流量（m2/d.m），流入为正，流出为负，隔水边界为0。
5.2.3地下水流数值模型的识别
5.2.3.1单元剖分
建立地下水流数学模型后，要对计算区进行离散化处理，将复杂的渗流问题转化为剖分单元内简单的规则的渗流问题。在两个计算区的平面上均采用矩形网格剖分，边长为50m×50m，电厂区共160行160列25600个矩形单元网格，灰场区总计90行140列12600个矩形单元网格，计算节点位于单元中心（计算区剖分网格见图5-2，图5-3）。
5.2.3.2源汇项处理
电厂区源汇项包括大气降水入渗量、灌溉入渗补给量、河流渗漏补给量、侧向径流补给量、地下水开采量、侧向径流流出量。
灰场区源汇项包括大气降水入渗量、侧向径流补给量、地下水开采量、矿坑疏干量、侧向径流流出量。
图5-2 电厂区网格剖分图
比例尺 1:40000

图5-3 灰场区网格剖分图
比例尺 1:40000

（1）大气降水入渗补给量
电厂区的潜水含水层和灰场区的岩溶裂隙含水层均接受大气降水入渗补给。降水入渗补给条件的不均匀性用入渗分区概化处理。依据有关降水资料，并参考包气带岩性、潜水位埋深、地形、植被等因素，绘出降水入渗系数分区图，分别给出各区降水入渗系数平均值，加在模型对应的剖分网格单元上。根据各区面积、降水量、降水入渗系数来计算降水入渗补给量。
当降水量较小时，难以补给地下水，所以当月降水量小于10mm时，不计入有效降水量，评价区2013年降水量统计见表5.2-1。
表5.2-1 评价区降水量统计表
单位：mm
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
降水
总量
2013年
0.5
2.2
3.4
7.0
8.0
177.2
138.2
140.2
80.0
20.2

576.9
多年平均
3.4
4.3
9.5
24.6
40.2
93.1
190.6
164.1
49.2
29.1
11.2
3.9
623.2
（2）灌溉入渗补给量
灌溉入渗补给量包括渠系渗漏补给量和田间灌溉入渗补给量。计算时将这种补给综合在一起，用灌溉入渗系数分区概化处理。各区的灌溉入渗系数均值，根据灌区的土壤、包气带岩性及潜水位埋深分析给出初值，最终由模型识别确认。
（3）地下水开采量
计算区地下水开采主要是农业灌溉面状开采和农村居民生活用水分散开采，模拟计算时，依据开采井的密度和单井抽水量进行分区，分别给出各区开采强度，加在模型对应的剖分网格单元上。
（4）矿坑疏干量
计算区内的矿坑疏干排水的现象仅存在与煤矿开采区，疏干水量占地下水总开采量的5%。
5.2.3.3模拟期及初始条件设置
根据所掌握的资料，本次模拟期选为2013年3月到2013年9月，其中以2013年3月到2013年4月作为模型识别期、2013年5月到2013年9月作为模型验证期，时间步长为月。
初始水位以2013年3月水位为基础，对其余地区进行外推概化，然后按照内插法和外推法得到电厂区潜水含水层和灰场区岩溶裂隙含水层的初始流场，参见图5-4和5-5。
图5-4　电厂潜水初始流场图（2013年3月）
比例尺 1:40000

图5-5 灰场岩溶裂隙水初始流场图（2013年3月）
比例尺 1:40000

40

定流模型。这样非稳定流模型的参数识别过程就可以只确定给水度的大小，因此增加了此次模型的可信性。
图5-6 2012年3月电厂潜水等水位线拟合图(稳定流拟合)
比例尺 1:10000

图5-7 2012年3月灰场岩溶裂隙水等水位线拟合图(稳定流拟合)
比例尺 1:10000

接着用稳定流拟合的潜水（2013年3月流场）作为非稳定流模拟的初始值（和实测的初始等水位线比起来，稳定流模拟计算得出的流场能更明显地表现出工作区的水文地质条件），运行计算程序，通过拟合同时期的流场，识别水文地质参数、边界值和其它均衡项，使建立的模型更加符合模拟区的水文地质条件。
模型的识别和验证主要遵循以下原则：①模拟的地下水流场要与实际地下水流场基本一致，即要求地下水模拟等值线与实测地下水位等值线形状相似；②从均衡的角度出发，模拟的地下水均衡变化与实际要基本相符；③识别的水文地质参数要符合实际水文地质条件。根据以上三个原则，对模拟区地下水系统进行了识别和验证。通过反复模拟、识别验证后的水文地质参数较好的刻划了地下水系统的水文地质特征，基本反映了地下水随时间和空间的变化规律，使水位拟合误差较小，达到预期效果。识别验证后的平面流场（图5-8至5-11）和优化调整后确定的电厂区含水层参数分区图5-12，分区参数值见表5.2-2。灰场区含水层渗透系数依据野外抽水试验成果，确定为71.8m/d。
表5.2-2　电厂区潜水含水层水文地质参数分区表
分区号
渗透系数 (m/d)
给水度
1
42.5
0.20
2
28.3
0.15
3
21.4
0.12
4
12.7
0.10

图5-8 2013年5月电厂潜水等水位线拟合图(识别)
比例尺 1:40000

图5-9 2013年9月电厂潜水等水位线拟合图(验证)
比例尺 1:40000

图5-10 2013年5月灰场岩溶裂隙水等水位线拟合图(识别)
比例尺 1:40000

图5-11 2013年9月灰场岩溶裂隙水等水位线拟合图(验证)
比例尺 1:40000

图5-12 电厂潜水含水层参数分区图

5.3地下水污染模拟预测
根据拟建项目的工程特点及可能出现的污染事故，设计正常工况和事故工况两种情景进行预测评价。污染物在地下水系统中的迁移转化过程十分复杂，本次地下水污染模拟过程未考虑污染物在含水层中的吸附、挥发、生物化学反应，模型中各项参数予以保守性考虑。这样选择的理由是：
①从保守性角度考虑，假设污染质在运移中不与含水层介质发生反应，可以被认为是保守型污染质，只按保守型污染质来计算，即只考虑运移过程中的对流、弥散作用。
②有机污染物在地下水中的运移非常复杂，影响因素除对流、弥散作用以外，还存在物理、化学、微生物等作用，这些作用常常会使污染浓度衰减。目前国际上对这些作用参数的准确获取还存在着困难。
③在国际上有很多用保守型污染物作为模拟因子的环境质量评价的成功实例，保守型考虑符合工程设计的思想。
5.3.1溶质运移数学模型
地下水中溶质运移的数学模型可表示为：

式中：
—介质密度（mg/dm3）；
—介质孔隙度（无量纲）；
C—组分的浓度（mg/L）；
t —时间（d）；
x，y，z—空间位置坐标（m）；
Dij—水动力弥散系数张量（m2/d）；
Vi—地下水渗流速度张量（m/d）；
W—水流的源和汇（1/d）；
—源汇项组分的浓度（mg/L）；
C0—组分的初始浓度（mg/L）。
联合求解水流方程和溶质运移方程即可获得污染物空间分布关系。
污染运移模型的参数设定主要是以野外试验为参考，弥散度是研究污染物在土壤及地下水中迁移转化规律的最重要参数之一，弥散系数D是反映渗流系统弥散特征的一个综合参数，忽略分子扩散时，它是介质弥散度仅和孔隙流速V的函数。根据近邻区域类似含水层的弥散试验结果，结合计算区含水层渗透系数和流场的水流速度，确定电厂区纵向弥散系数为2.16m2/d，横向弥散系数为0.216 m2/d，纵向弥散度1.39m；灰场区纵向弥散系数为1.25m2/d，横向弥散系数为0.125 m2/d，，纵向弥散度2.48m。
5.3.2 电厂区地下水环境影响预测评价
5.3.2.1 建设期电厂地下水环境影响预测评价
项目建设期的地下水污染源包括施工人员生活排水和施工生产排水。
生活污水：根据同类项目施工人数调查，按施工高峰期500人，每人生活污水产生量80L/d计，生活污水总产生量为40t/d，主要污染物为COD、BOD5、氨氮和SS。
施工生产废水：主要来自施工工程的冲洗水、施工机械的冲洗水等，数量变化较大，主要污染物为SS、油类。
在施工场地设置简易隔油池、厕所及化粪池（隔油池、厕所及化粪池根据相关规范的要求做好防渗措施），对施工队伍居住地的食堂、浴室及厕所粪便污水进行预处理，使污水在池中充分停留消化后委托环卫部门及时清运；施工机械维修过程中产生的油污水应予以收集，统一处理后委托环卫部门及时清运。设备冲洗水、混凝土养护水等施工废水经沉砂池沉淀后回用。
总之，项目建设期的生活、生产废水在做到防渗措施的基础上对地下水的影响很小。
5.3.2.2 服务期满后电厂地下水环境影响预测评价
电厂服务期满后，主要涉及到灰场的关闭与封场期的环境保护。关闭与封场期要严格执行《一般工业固体废物贮存、处置标准》（GB 18599 - 2001）中的要求，按照国家相关规范要求，做好灰场防渗措施，以防止和降低灰水渗漏液和初期雨水渗入地下污染地下水的环境风险。
加强封场后的防雨措施。灰场封场后如果防雨措施不到位，雨水将持续通过渗透性能较强的灰渣进入灰场内，并携带淋溶出的污染物进入地下水中。灰场封场后需要在表面铺设至少50cm厚粘土层，并设置雨水外排系统，降低灰场区域雨水的入渗量。只要采取了以上合理可行的措施，服务期满后灰场不会对周边地下水环境产生大的影响。
5.3.2.3运行期电厂地下水环境影响预测评价
本次模拟区内自然条件相对稳定，降雨量、蒸发量等值年际变化不大，模拟区内地下水未来开采量可近似等于现状开采量。因此，可认为模拟区地下水系统的源汇项基本不变，对渗漏事故下的污染物在地下水中迁移的预测，可基于前面已建的地下水流模型的源汇项条件和含水层特征进行。
根据电厂实际情况分析，如果是装置区或罐区等可视场所发生硬化面破损，即使有物料或污水等泄漏，按目前电厂的管理规范，必须及时采取措施，不可能任由物料或污水漫流渗漏，而对于泄漏初期短时间物料暴露而污染的少量土壤，则会尽快通过挖出进行处置，不会任其渗入地下水。正常工况下建设项目对地下水环境影响很小，本次预测重点为事故条件下地下水环境影响预测与评价。
A．正常工况下地下水环境影响预测评价
按照项目可行性研究报告并参照同类已建成的电厂工程，正常工况下电厂废弃污染源主要为锅炉烟气中的烟尘、二氧化硫以及氮氧化物；石灰石粉仓、储灰库以及输煤系统在生产中产生的粉尘。分析认为，正常工况下不会通过废气排放导致地下水污染。
电厂排水采用雨污分流，设立了单独的雨水系统。各类废水采用分散收集，集中处理。废水处理系统包括：工业废水处理系统、脱硫废水处理系统、含煤污水处理系统、含油污水处理系统以及生活污水处理站。处理后的废水用于输煤系统冲洗除尘、煤场喷洒、除灰系统及干灰场喷洒等，不外排。废水中的污染因子包括pH、COD、SO42-等。正常工况下污水处理池采取严格的防渗、防溢流等措施，污水不会渗漏和进入地下水，对地下水不会造成污染。
电厂运营中产生的固体废物主要为粉煤灰、渣和脱硫石膏，不产生危险废物。产生的灰渣在厂内暂存后全部综合利用，灰渣暂存场采用防水、防渗漏措施，正常工况下不会导致灰渣中有毒有害成分渗入地下影响地下水质。
电厂设有危险化学品仓库及柴油库，均按照《危险化学品安全贮存通则》（GB15603-1995）和《危险化学品安全管理条例》（2002）中的要求，采取防泄漏、防溢流、防腐蚀等措施，严格遵守危险化学品的管理，正常工况下不会导致危险化学品进入地下污染地下水。
以上分析表明，因防渗层对废水的阻隔效果，电厂在正常运行工况下，对地下水影响小。
B．事故工况下地下水环境影响预测评价
（1）影响途径
在事故工况下，电厂的运营可能对区域地下水造成影响。通过对电厂项目建设内容的分析，事故工况下电厂对地下水的可能影响途径主要包括：
①脱硫系统废水池底部出现破损，导致较长时间内废水通过裂口渗入地下影响地下水质；
②柴油点火系统地下管线发生破损，柴油通过裂口较长时间内持续渗入地下并进入地下水中；
③柴油储油罐发生突发泄漏，柴油渗入地下影响地下水质；
④液氨冷却系统阀门处发生泄漏，氨氮渗入地下影响地下水质；
⑤液氨冷却系统发生突发泄露，氨氮渗入地下影响地下水质。
（2）地下水污染预测情景设定
根据火电企业的实际情况分析，如果是装置区或罐区等可视场所发生硬化面破损，即使有物料或污水等泄漏，按目前火电的管理规范，必须及时采取措施，不可能任由物料或污水漫流渗漏，而对于泄漏初期短时间物料暴露而污染的少量土壤，则会尽快通过挖出进行处置，不会任其渗入地下水。
根据火电厂总图设计方案，在厂区各机组区的柴油储罐、脱硝液氨灌、废水处理池等这些半地下非可视部位发生小面积渗漏时，才可能有少量物料通过漏点，逐步渗入土壤并可能进入地下水。
综合考虑火电行业物料及废水的特性、装置设施的装备情况以及电厂所在区域水文地质条件，本次评价非正常工况泄漏点设定为：
Ⅰ--厂区点火油罐罐底泄漏；
Ⅱ--厂区液氨储存场地中液氨储罐罐底泄漏；
Ⅲ--厂区工业废水处理池池底渗漏；
预测情景非正常工况泄漏点设定位置见图5-13。

图5-13 地下水污染预测泄漏点设定位置图
比例尺 1:10000

本次模拟根据电厂对地下水的影响途径来设定主要污染源的分布位置，选定优先控制污染物，预测在非正常工况下污染物在地下水中迁移过程，进一步分析污染物影响范围、超标范围和迁出厂区后浓度变化。其中，柴油超标范围值参照《地下水环境质量标准》(GB/T14848-93)Ⅲ类中的石油类限值，COD、液氨（氨氮）超标范围参照《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)。拟采用污染物检出下限及其水质标准限值见表5.3-1。
表5.3-1 拟采用污染物检出下限及其水质标准限值
模拟预测因子
检出下限值（mg/L)
标准限值（mg/L)
柴油（石油类）
0.01
0.05
液氨（氨氮）
0.02
0.2
COD
2.0
3.0
① 工业废水缓冲池出现破损，导致废水通过裂口渗入地下影响地下水质。
本项目工业废水处理站布置中规划建设2个200m3的废水缓冲池，工业废水经处理后排入到废水缓冲池中，排水水质满足《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准要求。废水处理站的设计正常处理量为56m3/h，污水日处理为量1344m3/d。
假定由于腐蚀或地质作用，池底出现大面积的渗漏现象，渗漏面积为总面积的5‰。根据统计，此类事故泄露出来的废水几乎全部渗入地下水系统。COD的渗漏量计算过程如下：

通过计算可得特征污染物COD的渗漏量分别为672g/d。
工业废水缓冲池地下水污染预测结果见图5-14、5-15。从图中可以看出，工业废水模拟期在无防渗设置情况下发生渗漏对地下水含水层影响很小，污染物扩散对周边分散式居民供水水源敏感点无影响，模拟期内的30年间污染物最高浓度为0.5mg/L，未能达到COD浓度的检出下限。
图5-14 工业废水缓冲池破损地下水污染预测图
比例尺 1:40000

图5-15 废水池（COD）渗漏厂区边界观测孔地下水污染浓度变化图

② 柴油点火系统地下管线发生破损，同时管沟防渗层发生破损
本项目拟新建两座500m3油罐，内装0号轻柴油，相对密度为0.83t/m3，每个轻柴油储量为500m3×0.83t/m3=249t，理论上每个柴油储罐的年耗量415t。
假定两个轻柴油点火系统地下管线因腐蚀各出现多个漏点，单个渗漏点孔径按0.5mm，每条地下管线按2个渗漏点计。根据统计此类事故泄露出来的柴油20%渗入地下水系统。计算公式根据《建设项目环境风险评价导则》（HJ/T169-2004）。计算公式如下：

式中：QL——液体泄漏速度，kg/s
Cd——液体泄漏系数，此值常用0.62
A——裂口面积，㎡
ρ——物料的密度，kg/m3
P——容器内介质压力，Pa
Po——环境压力，Pa
g——重力加速度
h——裂口之上液位高度，m
则可得柴油渗入量为53.5kg/d。
柴油储罐在无防渗设置情况下地下水污染预测结果见图5-16。预测结果表明，渗漏发生100天后，潜水含水层柴油影响范围111971.1m2，超标范围77827.8m2，最大运移距离251m；1000天后影响范围1122409m2，超标范围79624.1m2，最大运移距离990m，并迁移出厂区边界；30年后影响范围7058211.3m2，超标范围5733022.2m2，最大运移距离2821m；在预测期内，该事故工况下污染物运移100天和1000天时，污染物对电厂周边农村分散式供水水源地都没有影响，当电厂运行期满后，在电厂周边部分分散式水源地可检测到污染物，但浓度未超标。详见表5.3-2。
根据设于厂区边界上的1号观测孔浓度变化曲线（参见图5-17），非正常工况无防渗措施条件下，潜水含水层污染物浓度在渗漏发生50天左右浓度开始检出，第400天左右污染物浓度开始超标，并进入迅速上升期，第5980天左右浓度趋于稳定并达到峰值，最高浓度为14.71mg/L，超过标准值294.2倍，模型计算期间自污染物减出超标至模拟期末，污染物浓度一直处于超标状态。
图5-16 柴油储罐地下管线破损地下水污染预测图
比例尺 1:50000

图5-17 柴油储罐渗漏厂区边界1号观测孔地下水污染浓度变化图

表5.3-2 柴油储罐渗漏潜水污染预测结果表
污染时间
影响范围（m2）
超标范围（m2）
最大运移距离（m）
100天
111971.1
77827.8
251
1000天
1122409
79624.1
990
30年
7058211.3
5733022.2
2821

③ 柴油点火系统发生突发泄漏
事故类型：柴油储罐发生爆炸，破坏地下防渗层，导致柴油污染地下水，对地下水环境产生影响。
假定对柴油储罐（2×500m3）发生爆炸时，伴生二次污染事故－物料泄漏，其中90％物料燃烧，则地面的柴油量为83t。根据统计此类事故泄露出来的柴油一般有1-10%渗入地下水系统，假定事故后地面物料收集时间按24小时计，爆炸破坏的罐底围堰面积的5%，(渗漏面积为600*5%)柴油通过被破坏的位置进入到潜水含水层。考虑轻柴油的粘度系数，假设该位置处10%的柴油进入到潜水含水层。渗漏量约为0.83t。
柴油储罐在无防渗设置情况下地下水污染预测结果见图5-18。预测结果表明，渗漏发生100天后，潜水含水层柴油影响范围759112.1m2，超标范围452893.2m2，最大运移距离780m；1000天后影响范围1265888.3m2，超标范围961879.1m2，最大运移距离2145m；30年后影响范围为3112796.4，超标范围0m2，可认为此次柴油储罐的突发泄漏对地下水环境的影响消除；同时由图可以看出，柴油储罐突发性泄漏对电厂周边集中式及分散式供水水源地都没有影响，详见表5.3-3。
表5.3-3 柴油储罐突发泄漏潜水污染预测结果表
污染时间
影响范围（m2）
超标范围（m2）
最大运移距离（m）
100天
759112.1
452893.2
780
1000天
1265888.3
961879.1
2145
30年
3112796.4
0
1645

图5-18 柴油储罐突发泄漏地下水污染预测图
比例尺 1:50000

根据设于厂区边界观测孔浓度变化曲线（参见图5-19），非正常工况无防渗措施条件下，潜水含水层污染物浓度在渗漏发生150天左右浓度开始检出，并进入迅速上升期，至200天该处污染物浓度超过环境标准值0.05mg/L，浓度上升约490天之后，该处污染物浓度达到峰值，为0.17 mg/L，随后浓度逐渐开始衰减，大约至1500天左右，该处柴油类污染物浓度降低到环境标准值以下。
图5-19 柴油储罐突发泄漏厂区边界观测孔地下水污染浓度变化图

④液氨冷却系统阀门处发生泄漏
本项目拟建两座卧式液氨罐，液氨储罐的容量按二台锅炉BMCR工况，在设计条件下每天运行20小时，连续运行7天的消耗量考虑，约67.2t。
事故类型：液氨罐阀门处发生泄漏，泄漏后采取喷淋措施吸收部分气化的氨气，并收集到围堰中，由于围堰底部存在裂缝导致其渗漏污染地下水。
液氨发生泄露10分钟后由于及时采取控制措施停止泄露，液氨罐系统设计上均配备液氨泄露自动喷水系统，一般的讲，泄露出的液氨绝大部分均会形成氨水，且氨水的浓度可达21%，假定液氨泄漏10min，液氨罐阀门处出现口径为2cm的破损处。根据《建设项目环境风险评价导则》（HJ/T169-2004）计算液氨泄漏量。计算公式如下：

式中：QL——液体泄漏速度，kg/s
Cd——液体泄漏系数，此值常用0.62
A——裂口面积，m
ρ——物料的密度，kg/m3
P——容器内介质压力，Pa
Po——环境压力，Pa
g——重力加速度
h——裂口之上液位高度，m
在上述情景下，液氨泄漏量为13920kg/d，地面剩液10960kg/d。产生的氨水量为：52228kg/d。统计表明，约有1-5%的氨水渗入到地下水系统，则评价的源强为2612kg/d，其中氨氮渗漏量为548.4kg/d。
液氨罐渗漏在无防渗设置情况下地下水污染预测结果见图5-20。预测结果表明，渗漏发生100天后，潜水含水层液氨（氨氮）影响范围2045m2，超标范围0m2，最大运移距离40.9m；1000天后影响范围9295m2，超标范围0m2，最大运移距离169m；30年后影响范围8334m2，超标范围0m2，最大运移距离236m，同时由该图可以看出，液氨罐渗漏在电厂整个运营期内对周边农村分散式供水水源地都没有影响。详见表5.3-4。
图5-20 液氨罐阀门泄漏地下水污染预测图
比例尺 1:50000

表5.3-4 液氨罐阀门泄漏地下水污染预测结果表
污染时间
影响范围（m2）
超标范围（m2）
最大运移距离（m）
100天
2045
0
40.9
1000天
9295
0
169
30年
8334
0
236
液氨罐阀门渗漏厂区边界地下水污染浓度变化情况见图5-21，浓度变化曲线表明，非正常工况无防渗措施条件下，根据厂区边界观测孔氨氮浓度观测值变化可知，渗漏后约第100天该处地下水中污染物浓度开始增加，之后污染物浓度快速增加，直到约500天左右浓度达到峰值，为0.0216 mg/L，在之后的模拟期，地下水氨氮污染物浓度基本保持稳定，因此在整个运营期内该处氨氮污染物浓度不会超标。
图5-21 液氨罐阀门泄漏厂区边界观测孔地下水污染浓度变化图

⑤ 液氨冷却系统发生突发泄露
液氨冷却系统发生爆炸，导致大量的液氨泄漏。考虑极端情况，假定两个液氨罐爆炸，则有67.2t液氨产生泄漏。蒸发持续时间按10min计，则地面剩液氨52954kg。约有1-5%的氨水渗入到地下水系统，则氨氮渗漏量为2647.7kg。
液氨罐突发渗漏在无防渗设置情况下地下水污染预测结果见图5-22。预测结果表明，渗漏发生100天后，潜水含水层液氨（氨氮）影响范围66721m2，超标范围53517m2，最大运移距离194m；1000天后影响范围245621m2，超标范围174432m2，最大运移距离905m；30年后影响范围38569m2，超标范围0m2，最大运移距离2610m，同时由该图可以看出，液氨罐渗漏在电厂整个运营期内对周边集中式及分散式供水水源地都没有影响。详见表5.3-5。

图5-22 液氨罐突发泄漏地下水污染预测图
比例尺 1:50000

表5.3-5 液氨罐突发泄漏地下水污染预测结果表
污染时间
影响范围（m2）
超标范围（m2）
最大运移距离（m）
100天
66721
53517
194
1000天
245621
174432
905
30年
38569
0
2610
（3）评价结论
本次地下水污染预测是在经过校正拟合的评价区地下水渗流模型的基础上，进行溶质运移模拟、污染预测的，所建立模型能够基本真实反映评价区内的水文地质条件，预测结果可以反映污染物在评价区内的运移扩散规律。
针对项目特点设计了不同类型的模拟情景，重点讨论了在五种非正常工况下，污染物对地下水的影响评价，评价结果以《地下水质量标准》（GB/T14848-93）Ⅲ类标准值浓度作为污染晕形成的浓度边界，模拟结果显示：
①在正常工况下，人工防渗发挥作用，电厂运营对当地地下水不会产生明显的影响；
②根据以往同类电厂的评价结果可知，即使在非正常工况下，当防渗层完好没有破坏时，污染物会主要集中在防渗层内，不会对当地地下水产生明显的影响。
③工业废水缓冲池出现破损，工业废水中COD主要集中在缓冲池的防渗层内，渗入地下水的污染物浓度小于COD的检出限，在电厂运营期内不会对地下水造成污染。
④在柴油点火系统地下管线发生破损，同时管沟防渗层发生破损的事故工况下，渗漏发生100天后，潜水含水层石油浓度超标范围面积可达77827m2，之后地下水中石油浓度则持续超标。运营期满之后，地下水中石油浓度超标范围的面积高达5733022.2m2。
⑤在柴油储罐发生爆炸导致底部防渗层失效的事故工况下，渗漏发生100天后，超标范围可达452893.2m2，1000天后影响范围缩小，地下水石油浓度小于环境标准值，超标范围为0。
⑥在事故工况下，厂区产生的污染物对厂区周边的分散式供水水源地没有影响，只有在柴油点火系统地下管线发生破损以及管沟防渗层发生破损时，在周边部分分散式供水水源地可检出污染物，但是污染物浓度没有超标。
5.3.3灰场区地下水环境影响预测与评价
5.3.3.1灰场建设期地下水环境影响预测评价
项目建设期的地下水污染源包括施工人员生活污水和施工生产废水。
（1）生活污水：根据同类项目施工人数调查，按施工高峰期200人，每人生活污水产生量80L/d计，生活污水总产生量为16t/d，主要污染物为COD、NH3-N和SS。
（2）施工生产废水：主要来自施工工程的冲洗水、施工机械的冲洗水等，数量变化较大，主要污染物为SS、油类。施工期间的废污水应集中收集，避免各类废污水随意乱排，污染附近环境。由于施工期间废污水排放量较小，经过蒸发及风吹作用后不会产生大量下渗。施工期少量废水不会影响该区域地下水环境质量。
5.3.3.2 灰场服务期满后地下水环境影响预测评价
灰厂服务期满后，主要涉及到灰场的关闭与封场期的环境保护。关闭与封场期要严格执行《一般工业固体废物贮存、处置标准》（GB 18599 – 2001）中的要求，按照国家相关规范要求，做好灰场防渗措施，以防止和降低灰水渗漏液和初期雨水渗入地下污染地下水的环境风险。
加强封场后的防雨措施。灰场封场后如果防雨措施不到位，雨水将持续通过渗透性能较强的灰渣进入灰场内，并携带淋溶出的污染物进入地下水中。灰场封场后需要在表面铺设至少50cm厚粘土层，并设置雨水外排系统，降低灰场区域雨水的入渗量。只要采取了以上合理可行的措施，服务期满后灰场不会对周边地下水环境敏感目标产生影响。
5.3.3.3 灰场运行期地下水环境影响预测评价
灰场模拟区内自然条件相对稳定，降雨量、蒸发量等值年际变化不大，模拟区内地下水未来开采量等于现状开采量。因此，可认为模拟区地下水系统的源汇项基本不变，对渗漏事故下的污染物在地下水中迁移的预测，可基于前面已建的地下水流模型的源汇项条件和含水层特征进行。
根据灰场区实际情况分析，如果是堆灰场发生硬化面或是防渗层破损，即使有堆灰或是堆灰渗滤液泄漏，按目前灰场的管理规范，必须即使采取措施，不可能任由堆灰或是渗滤液漫流渗漏，而对于泄流初期短时间堆灰暴漏而污染的少量土壤，则会尽快通过挖出进行处置，不会任其渗入地下水。正常工况下建设项目对地下水环境影响很小，本次预测重点为事故条件下地下水环境影响预测与评价。
（1）正常工况下灰场地下水环境影响预测评价
正常工况，即对灰场底部及围坝内侧全部采取土工膜防渗处理，渗透系数小于1×10-7cm/s，大气降雨及灰渣淋滤液很难通过灰场底库渗入地下。根据设计，灰场库区内设淋滤液收集池和处理池，淋滤液集中回收后大部分回用于灰场的喷淋，雨期少量灰水经处理达标后排放。因此，在正常工况下，灰场库区灰水不会对评价区地下水产生明显影响，其影响程度是可接受的。
（2）灰场事故工况地下水环境影响预测评价
本次预测灰场在防渗层破裂，产生20×20 m2渗漏面情景下氟化物在含水层中的运移情况。借鉴前人对电厂灰场冲灰水的研究，无防渗情景下，堆灰渗滤液中氟化物浓度选取16.8 mg/L。根据现场采取的地下水化验结果，可以确定氟化物浓度的背景值为1.2~1.3mg/L。
灰场防渗层破裂模拟情景下，氟化物的污染范围见图5-23。模拟结果显示，随着时间的推移，含水层中污染物的影响范围逐渐增大，且超标范围也逐渐增大。但是由于当地的水文地质条件的作用，在事故发生100天、1000天及30年时，氟化物对灰场周围地下水环境的影响较小，对地下水环境敏感目标没影响。氟化物在潜水含水层中的超标、污染范围及运移距离见表5.3-6。
图5-23 灰场区氟化物渗漏对岩溶裂隙含水层的影响范围图
比例尺 1:40000

表5.3-6 事故工况下灰场氟化物渗漏对岩溶裂隙含水层的影响范围
预测年限
影响范围（m2）
超标范围（m2）
最大运移距离（m）
100天
715514.7
296135.8
790
1000天
2042990.5
853418.8
1077
30年
6364358.5
2369180.5
1856
（3）灰场地下水酸碱性预测评价
判定地下水酸碱性的重要指标是pH值，这个指标不能使用弥散模型来进行模拟评价。为了预测灰场地下水的酸碱性，我们借助重碳酸根离子和碳酸根离子在含水介质中的运移规律来预测pH值的变化。它们之间的关系如下：
pH=10.31-lgC1+lgC2
式中：C1——重碳酸根浓度（mmol/L）
C2——碳酸根浓度（mmol/L）
根据灰场水质化验结果，在灰场的数值模型中加入重碳酸根和碳酸根两个定浓度污染源，源强分别为32mg/L、11.4ng/L。从两个离子的弥散趋势来看，随着灰场的运营，岩溶裂隙水中重碳酸根浓度会增高，30年后pH值将由现在的9.1降到8.4。