地下水环境影响评价中废水池污染强度分析

2013-08-15独仲德李丽珍

山西建筑 2013年28期

独仲德李丽珍

(中国辐射防护研究院，山西太原 030006)

0 引言

目前国家对各类工业企业生产用水提出了节水要求，对有的行业新建项目的供水要求优先使用经处理后的中水，控制使用地表水，限制使用地下水。在许多水资源贫乏地区新建项目实现废水零排放，减轻废水排放对水环境的影响，从而保护宝贵的地下水资源。

对于一般工业建设项目在实现废水零排放前提下，对地下水潜在的影响场所主要是原料、燃料及固体废物堆存场地、生产环节产生的废水汇流集中处理构筑物区、各类在事故工况下可能对地下水存在影响的液态物料及产品存贮的罐槽区等。其中的原燃料和固体废物堆存场地，为防止其卸装料产生扬尘、减少其含水量等，多采取封闭式或带顶棚的半封闭式料场，在场地底部采取相应防渗措施条件下，对地下水产生的影响较小。液态物料及产品多采用钢质或其他材质罐槽存贮，一般安置于地面以上，发生泄漏事故易于及时发现，并且按相关要求均安装事故报警装置，在事故情况下能及时发现泄漏部位，并得到及时治理。而废水处理构筑物，即各类废水处理池等，多为地下或半地下式的钢筋混凝土结构，池底和侧壁具有隐蔽性，目前一般未要求安装废水检漏报警系统，不能及时发现废水渗漏，一旦出现渗漏对地下水环境的影响时间会更长，影响程度会更大。因此这部分废水对地下水环境的影响是评价的重点，应通过地下水污染因子和环境影响识别，在分析构筑物结构特征和渗透性的基础上进行各污染源对地下水环境影响的预测，根据预测结果确定采取相应的防渗措施。

1 地下水污染因子和环境影响识别

根据《环境影响评价技术导则总纲》，建设项目环境影响因素识别是指在分析项目所在区域环境保护规划、环境功能区划、生态功能区划及环境现状的基础上，分析项目对环境的直接和间接行为，以及可能受上述行为影响的环境要素及相关参数。影响识别应明确建设项目在施工、生产、服务期满后不同阶段的各种行为与可能受影响的环境要素的作用效应关系，影响性质、范围和程度等，定性分析建设项目对各环境要素可能产生的污染影响与生态影响。对建设项目实施形成制约的关键环境因素或条件，应作为环境影响评价的重点内容。

评价因子筛选，根据环境影响因素识别结果，并结合区域环境功能要求或所确定的环境保护目标，筛选确定评价因子，应重点关注环境制约因素。评价因子能够反映环境影响的主要特征、区域环境的基本状况及建设项目特点和排污特征。

2 废水池结构特征

废水池是一类与废水接触的水处理构筑物，这类构筑物除需满足强度和耐久性要求外，还必须具有良好的抗渗性能。从构筑物的材料方面，有钢筋混凝土、砖石、钢丝网水泥、钢材、工程塑料等。实际工程中使用最多的是钢筋混凝土构筑物。各类水池在使用功能上可用作沉淀池、滤池、曝气池、污泥浓缩池、消化池以及其他贮水、贮泥的构筑物，形状也各不相同;在建造方式上有现浇钢筋混凝土水池、装配式预应力混凝土水池和砖石砌筑水池等类型，其中以现浇钢筋混凝土水池应用最广泛。对于现浇钢筋混凝土水池，从防渗性方面重点在于池体变形缝、后浇带和施工缝等部位。

2.1 变形缝

相关的技术规范均给出了池体变形缝布置的一般要求和设计、材料及施工方面的规定。在GB 50108-2001地下工程防水技术规范中，要求变形缝应满足密封防水、适应变形等要求。用于伸缩的变形缝宜少设，可根据工程结构、工程地质情况采用后浇带、加强带、诱导缝等替代措施，变形缝处混凝土结构的厚度不应小于300 mm。用于沉降的变形缝最大允许沉降差值不应大于30 mm。变形缝的宽度宜为20 mm～30 mm。变形缝可根据情况选用中埋式止水带与外贴防水层、中埋式止水带与嵌缝材料、中埋式止水带与可卸式止水带、中埋式金属止水带等复合防水构造形式。其中使用较多的橡胶止水带物理性能中，在23℃ ×168 h的压缩永久变形不大于20%。

2.2 后浇带

后浇带对避免混凝土结构的温度变化产生收缩裂隙有较大作用，为了防止混凝土由于收缩和温度效应而产生裂缝，一般在防水混凝土结构较长或体积较大时设置后浇带。后浇带宜用于不允许留设变形缝的工程部位，应在两侧混凝土龄期达到42 d后再施工，应采用补偿收缩混凝土浇筑，其抗渗强度等级不应低于两侧混凝土。其间距和位置应按结构设计要求确定，后浇带宽度宜为700 mm～1 000 mm。与两侧混凝土接触面可做成平直缝或阶梯缝。后浇带防水构造的设计和施工应符合相应规范要求。

2.3 施工缝

受施工技术条件的限制，一般较大体积钢筋混凝土水池的浇筑难于一次完成，需要分区多次浇筑，这样在不同时间浇筑的混凝土之间就形成了施工缝。这些施工缝由于各种不利因素便成为池体产生废水渗漏的潜在隐患带。

3 构筑物的抗渗性

钢筋混凝土水池整体浇筑完成后，在防水层及防腐层施工以前需进行满水试验，目的是检验混凝土本身的抗渗能力。试验过程池体不得有漏水现象。即池体表面不得看到水不断向外流出。同时渗出水的量应满足相关规范渗水量的要求，在GBJ 141-90给水排水构筑物施工及验收规范中规定的钢筋混凝土水池的渗水量不得超过2 L/(m2·d)。试验之后再采取池体表面涂刷防水层和防腐层，在正常情况下，投入运行的水池的抗渗性应比满水试验时强。满水试验体现出钢筋混凝土池体整体在正常运行期间的防渗性。

由于时间推移，构筑物应力场变化和各类材料强度及抗渗等物理性能退化，在变形缝、后浇带、施工缝等池体的抗渗薄弱带可能产生渗漏现象，即出现构筑物运行的事故工况。其渗漏强度主要取决于这些抗渗薄弱带形成的渗漏缝的大小。

4 污染景象和污染强度

在涉及废水构筑物的地下水环境影响评价中，通常依据项目设计和运行期间企业制定的检修制度，设置废水池事故工况下废水通过渗漏缝向外渗漏的时间，作为地下水污染预测的时段。一般企业一年都有一次大修期，在此期间对包括废水池在内的各类设施均进行检查维修，可以把发现废水渗漏的时间设在大修期，即废水渗漏时段不长于一年。发现之后便采取治理措施，中断废水继续渗漏。

污染强度取决于废水中污染因子浓度、渗漏缝的大小、水池有效水深和包气带渗透性等。其中废水中污染因子浓度可通过同类项目监测取得，水池的有效水深在设计中给出，包气带渗透性可通过试验测得，而渗漏缝大小的确定比较困难，但污染强度对于地下水影响预测至关重要，在保守估计的前提下，应有一定的设计基础。

在变形缝、后浇带、施工缝等池体的抗渗薄弱带中以变形缝相对更为典型，因此可以估算变形缝在事故工况下的渗漏污染强度。一般以池底变形缝总长的2/3作为渗漏缝长，渗漏缝宽按3 mm计，估算渗漏缝开裂的水平断面面积。

废水由渗漏缝穿过包气带地层向地下水含水层的入渗水量可按达西定律估算。在包气带地层中夹有渗透性极弱的岩土层时，废水在该岩土层上可形成上层滞水，废水向周围运动扩展的范围一般远没有砂砾石组成的含水层中地下水向下游运动的距离远、污染物扩展的范围广。形成的上层滞水层由于渗漏量小，在该弱透水层分布连续均匀情况下，可以避免或减小废水入渗对下部含水层中地下水的影响。当包气带地层为透水或弱透水岩土层时，可以按达西定律估算出废水在饱和状态下穿过包气带进入含水层的量，保守考虑在忽略污染物入渗过程各种因素引起的减量，废水各污染因子的污染强度可通过废水中各污染因子浓度、污染因子入渗量和入渗时间给出，作为连续入渗的点源污染预测模式的污染强度。