目前, 随着新疆“十二五”发展规划的出台和新疆社会经济的迅速发展, 可以很明显的看出, 在未来新疆的发展中, 用电需求将日益增加, 电力供需矛盾也日渐突出, 加之水力发电存在丰水期和枯水期发电量差异较大的问题, 使得火力发电成为填补电力市场缺口的重要选择。同时, 由于国家能源战略调整, 逐步放开了西部地区煤炭资源开发, 变输煤为输电;国家能源局同步下发“路条”, 各大电网公司 (如华电、华能、国电、神华等) 相继开展火力发电项目的前期工作, 新疆的电力发展市场一片繁荣。但是, 随着火电厂的投产运行, 其配套建设的贮灰场的环境问题也日益显现出来, 在灰渣综合利用率尚未达到100%的前提下, 堆放灰渣及脱硫石膏的贮灰场区域地下水环境保护问题日益凸显。
1 概况
华电喀什发电厂位于新疆喀什市市中心以东约5km处, 电厂一、二期工程贮灰场在喀什市东北方向, 距离市中心约10km, 位于电厂厂区东北约3km处。可满足现有电厂4×50MW机组25年存灰量。目前, 灰场占地全部用砖墙圈起, 未筑坝, 根据现有灰场勘测资料, 灰场天然基础层渗透系数≥10-7, 未采取防渗措施, 不符合《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》 (GB18599～2001) 要求。
2010年, 因喀什经济特区供电及采暖需求, 开展2×350MW热电联产机组扩建工作, 并新选灰场, 其位于喀什市东北侧, 厂址以东约14km处, 不在位于城市主导风向上风向;灰场无搬迁安置问题, 500m范围内无居民区、无自然保护区、风景旅游区、名胜古迹、生活饮用水源地、生态脆弱敏感区和其他需要特别保护的敏感目标;灰场区域地质处于稳定状态, 不存在断层、断层破碎带、溶洞区, 以及天然滑坡或泥石流的影响;只要在设计中采取必要的天然或人工材料构筑防渗层防渗、防尘等措施, 在电厂运行期对区域的影响程度和范围很小。在考虑到地区发展规划、相对位置、地形地貌、风向及附近敏感点等因素, 拟选贮灰场选址符合《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》 (GB18599-2001) 有关要求, 贮灰场选址合理、可行。
2 灰场区域调查
2.1 地质情况
灰场范围及灰坝沿线地基岩土构成大致可分为两层。第一层:浅黄色为主, 稍湿, 稍密～中密, 含砾石颗粒较多, 见小孔隙发育, 上层含有植物根系, 该层在场地分布连续, 层厚介于0.5m～1.0m;第二层:卵砾石层, 青灰色, 干燥, 表层稍密, 往下至中密状态, 一般粒径2cm～5cm, 最大见10cm, 卵石颗粒分选差, 磨圆度较好, 多呈亚圆、椭圆、扁平形状, 颗粒成份以变质岩和砂岩为主, 由粉土、中粗砂充填, 级配良好, 中等胶结现象, 该层中局部夹有0.3m左右的粉砂、粗砂。灰场范围及灰坝地段卵砾石层厚度大于60m, 地层稳定, 未发现其它不良地质现象, 坝基稳定。
灰场地处天然古河道式冲沟, 沟内地层岩性主要以卵砾石层为主, 沟两侧为卵砾石层。该层力学性质稳定, 可作为坝基的天然持力层。此层卵石地层还可作为筑坝材料, 且储量丰富。灰场碎石层渗透系数约为1.0～6.0×10-1cm/s, 该层土属强透水层。由于贮灰场地层渗透系数较大, 根据《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》 (GB18599～2001) 的规定, 为防止雨水及喷洒水等渗滤液下渗对贮灰场及其附近的地下水造成污染, 灰场底部及灰坝迎水面采用600g/m2的复合土工膜防渗。在土工膜的下部采用0.2m、上部采用0.3m中细砂作为保护层。库底铺设土工膜面积约为13.0×104m2。
2.2 地下水条件
(1) 潜水:潜水分布在27.51m～100m, 含水层厚度60m, 静止水位27.51m, 地层为第四系卵砾石, 厚度100m。富水性好, 渗透系数27.5m/d, 透水性好, 地下水流向为西北向东南径流。地下水补给主要以恰克马克河、出山口后垂直入渗、渠道水、雨雪水入渗, 以地下侧向径流和地下人工开采为主要排泄方式。水质较差, 适于灌溉。
(2) 承压水:承压水分布在130m以下, 含水层厚度未揭穿, 静止水位32.74m, 地层为砂砾石, 地层时代为第四系上更新统, 富水性中等, 渗透系数4.5 m/d, 透水性好, 地下水流向为西北向东南径流。地下水补给主要以克孜河、山前雨雪水下渗。水质可饮用。详见工程所在区域水文地质剖面图。
2.3 灰场不良地质现象
根据喀什电厂《地质灾害危险性评估报告》及其审查意见, 拟选灰场区内无岩溶、和崩塌、泥石流、采空区等不良地质作用。为监控渗滤液对地下水的污染, 贮存、处置场周边至少应设置三口地下水质监控井。一口沿地下水流向设置在贮存、处置场上游, 作为对照井;第二口沿地下水流向设置在贮存、处置场下游, 作为污染监视监测井;第三口设置在最有可能出现扩散影响的贮存、处置场周边, 作为污染扩散监测井”。按规定要求, 在灰场周边相应位置设置对照井、监视监测井和扩散监测井。
3 对区域地下水环境影响分析
灰场对地下水环境的影响主要是分析灰渣淋溶水对评价区地下水可能产生的影响。
(1) 灰场对地下水影响途径分析。
灰场为干灰场, 雨水是流入灰场的唯一水源, 雨水下渗是造成灰水对地下水污染的主要途径。粉煤灰中含有多种成分, 其中F-和总硬度 (以CaCO3计) 是引起地下水水质恶化的主要污染因子。
(2) 地下水影响因素分析。
灰水对地下水的影响因素主要为两大类, 一类是与入渗量有关的因素, 这包括降雨量、降雨强度、降雨历时、蒸发量、灰场附近地形和灰场的渗透性能等;另一类是与包气带和含水层性质有关的因素, 这主要包括包气带厚度、包气带和含水层的渗透性能、包气带和含水层对灰水污染物的吸附能力、地下水径流强度以及灰水随地下水的迁移距离等一系列水文地质和地球化学因素。这些因素直接影响灰水对地下水的污染程度。
(3) 灰水对地下水影响预测分析。
在未降雨的情况下, 干灰场内仅为喷洒降尘用水。灰渣在蒸发的作用下, 其水分不断蒸发, 需不断洒水保湿, 才可避免灰表面二次扬尘的发生。由于洒水较少, 而蒸发量较大, 因此灰场内无灰水下渗, 故在未降雨的情况下干灰场对地下水无任何影响。
在降雨情况下, 雨水是否对干灰场产生影响取决于降雨量, 降雨时间, 碾压灰体渗透性能、灰体厚度、灰场地层渗透性能, 以及地下水埋深等因素。
当降雨强度较小时, 雨水被灰体全部吸收, 使灰体表层一定厚度的含水量升高, 随着降雨时间的延续, 表层灰体的含水量逐渐达到饱和, 下部灰体的含水量随着增加。由于降雨量小, 雨水不能使灰体全部达到饱和状态。故在此情况下, 雨水不会使灰场产生灰水, 对灰场附近的地下水无任何影响。
当降雨量较大时, 干灰场内的雨水对地下水的影响程度, 根据实验, 干灰的饱和含水量为5 5%, 干灰在碾压前调湿至含水量2 5%左右。按喀什地区最大日降水量3 9.9 m m全部渗入干灰中, 不计蒸发损失及灰场径流外排, 则灰体的饱和层厚度为:
式中:Hq为饱和厚度 (cm) ;
Hz为降水量 (cm) ;
W2为饱和含水量 (%) ;
W1为干灰调湿后的含水量 (%) 。
计算结果:Hq=13.3cm。
由计算结果可知, 该区域的平均降水可使灰体表层1 3.3 c m的灰层处于饱和状态, 其它灰体均处于非饱和状态。当干灰堆高厚度大于1 3.3 c m时, 雨水溶灰产生的灰水不会通过灰体及地层渗入地下水中。当堆灰厚度小于1 3.3 c m, 遇到暴雨或最大连续降雨天气时, 将有部分灰水渗入地下。
4 污染防治对策
喀什电厂贮灰场修建挡灰堤, 灰场采取碾压、保湿及绿化。以确保该区域的地下水及土壤环境不受污染。灰场碎石层渗透系数约为1.0～6.0×10-1cm/s, 由于贮灰场地层渗透系数较大, 根据《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》 (GB18599～2001) 的规定, 为防止雨水及喷洒水等渗滤液下渗对贮灰场及其附近的地下水造成污染, 灰场底部及灰坝迎水面采用600g/m2的复合土工膜防渗。
喀什电厂灰场场地为粉土、粉砂层, 下部为巨厚的卵石层, 加之该区气候干旱, 降水稀少, 蒸发量大, 下渗率高, 地面不会形成大的坡面汇流, 灰场区未见洪水冲刷的沟槽及洪水痕迹, 灰场可不考虑洪水影响。灰场内拟设一条盲沟, 盲沟与初期围堤相接将灰场内可能产生的泾流排出灰场, 排入灰场北侧自然冲沟内。
综上所述, 贮灰场灰水不会对地下水产生不利影响。
5 结语
火电厂建设项目贮灰场区域地下水环境保护工作越来越受到各级环境保护主管部门的重视, 新疆地下水的总体埋深深度虽不易受到污染, 但地下水一旦受到污染将很难消除其危害。地下水保护与污染防治要坚持预防为主的原则, 只有根据灰场区域地质水文条件, 选择最优地质条件的地点贮存灰渣, 并采取必要的防渗措施;了解地下水的流向, 严格遵循地下水保护与污染防治的政策法规, 建立合理的管理和保护监督制度, 按照要求并以地下水区域特征为依据设置三口监控井, 定期进行采样监测地下水水质, 一旦发展地下水遭受污染, 及时采取措施, 防微杜渐;尽量减少污染物进入地下水含水层的机会和数量;同时还应根据区域地形的特殊性, 对于灰场洪水、雨水的导排设计提出相应的环境保护要求, 从源头上将贮灰场灰水对区域地下水环境的影响降至最低。
摘要：近年来, 火力发电厂贮灰场区域的地下水环境保护已越来越引起人们的重视, 新疆属于严重缺水地区, 地下水埋深较深, 但如若灰水发生下渗, 必将造成区域地下水水质恶化, 对区域地下水产生严重影响。本文以新疆华电喀什火力发电厂为例, 针对火电项目中灰场区域地下水影响评价的要点进行分析, 提出具体的防治对策。
关键词：灰场,地下水,影响分析,防治对策
参考文献
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