13 地下水环境影响预测与评价

6.3地下水环境影响预测与评价根据规划矿区特点，矿区总体规划方案实施对地下水的影响主要表现在：规划项目建设期产生的废水和固体废物排放对地下水环境质量的影响；规划项目运行后排放废水和固体废物对地下水环境质量的影响；规划矿井煤矿开采对地下水环境的影响(包括含水层、隔水层结构和水资源)。其中矿井采煤活动对地下水环境的影响较大。6.3.1规划矿区水文地质概况规划的邢台矿区由两部分组成，总面积为910km2。其中，一部分为在原有矿区边界基础上调整后的区域，面积为840km2，占规划矿区总面积的92.3%，属百泉水文地质单元；另一部分为原属平原大型煤田的隆尧煤田，面积为70km2，占规划矿区总面积的7.7%，属隆尧水文地质单元，见附图7。考虑到矿区位于百泉水文地质单元的部分为矿区煤炭开采、加工、转化的集中区，煤炭开采程度较高，因此作为本次地下水影响评价的重点区域；而隆尧煤田由于水文地质资料详细程度不能满足地下水影响预测分析的要求，但因其同属于华北石炭——二叠系煤田，故本评价采用类比的方法进行定性分析。6.3.1.1百泉水文地质单元概况百泉水文地质单元(百泉泉域)地理坐标为东经114°07′～114°30′、北纬36°25′～37°10′，面积3843km2。其中，西部变质岩间接补给区面积为2204.4km2，中部灰岩裸露及浅埋的补给区面积为338.6km2，东部灰岩隐伏径流排泄区面积为1300km2。该区境内有白马河、七里河、沙河、洺河等河流流入灰岩裸露区后漏失严重，补给地下水，宏观上岩溶水(主要指奥灰水)呈自西向东径流，并向岩溶水强径流带汇集，受邢台—内丘大断裂阻水作用，岩溶水溢出，形成百泉。泉域内岩溶地下水最大径流长度46km，最大循环深度标高-650m左右，排泄点(百泉)出露标高为60～71.5m。自1981年以来干涸了二十多年，随着近几年邢台市采取一些增加补给、减少开发的措施，使得百泉的狗头泉在2006和2007年出现复涌现象。百泉泉域在地层岩性、地质构造和地形地貌等多种因素控制下构成了一个以降水和河流渗漏为补给，以泉和人工开采为排泄的基本完整、独立、封闭的水文地质单元。其岩溶水系统北与邢台临城石鼓泉泉域毗邻，南为峰峰黑龙洞泉域。规划邢台矿区大部(92.3%)位于百泉泉域的东部，处于径流带的下游邻近天然排泄区，占整个泉域面积的21.9%。百泉水文地质单元见附图7。6.3.1.2泉域含水层组分布百泉泉域的含水岩组主要由基岩裂隙含水岩组、碳酸盐类岩溶裂隙含水岩组、碎屑岩夹碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组、碎屑岩类孔隙裂隙含水岩组、松散岩类孔隙含水岩组5个含水组构成。但泉域内各含水层、隔水层的厚度、面积存在差异性，隔水层、含水层与煤层交替出现，含煤地层主要为石炭—二叠系地层，上与第四系地层不整合接触、下与奥陶系地层平行假整合接触。百泉泉域各含水层概况如下：(1)基岩裂隙含水岩组包括太古界(Ar)片麻岩、大理岩和元古界(Pt)的石英岩、白云岩等各类变质岩和火成岩。变质岩出露于泉域西部外围山区，平均总厚度大于7000m；岩浆岩呈复杂的似层状侵入，出露于符山、固镇、磁山、矿山、綦村、新城、紫山以及鼓山等地，面积约350km2，目前揭露单层最大厚度561m。地下水主要以潜水形式埋藏于30～50m深的风化带中，最深一般不超过100m，属弱的裂隙潜水。该组风化带以下岩体，包括前寒武系各不同变质程度的变质岩类，一般坚硬、完整，为区域隔水边界。(2)碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组包括寒武系、奥陶系碳酸盐岩含水层，碳酸盐岩总厚812～1268m，一般在1100m左右，出露于泉域西部山区，面积约394km2，含岩溶裂隙承压水，其富水性取决于岩溶裂隙发育程度。①寒武系含水层主要由中统、上统组成，出露于活水、柴关、皇寺一带，呈条带状展布，岩溶裂隙较发育，以溶隙、溶洞为主，裂隙率7.8%～22.0%，单位涌水量0.3～7.55L/s·m。②奥陶系含水层出露于规划矿区西部，地表溶沟、槽较多，岩溶裂隙发育，矿区内为埋藏型，含丰富岩溶裂隙地下水，但不均匀，在适当的构造部位有岩溶大泉出露，如邢台市区东部的百泉和北部的达活泉。奥陶系下统白云岩、白云质灰岩裂隙率1.3%～8.4%，钻孔单位涌水量0.05～15.29L/s·m；中统峰峰组和上、下马家沟组岩溶裂隙普遍发育，富水性强～极强，含水层各类参数见表6-26。表6-26奥陶系中统各含水层水文地质参数一览表含水层名称岩性厚度(m)岩溶裂隙发育情况单位涌水量(L/s·m)峰峰组石灰岩、花斑灰岩142～195溶孔、溶洞为主，岩溶裂隙发育0.086～0.831上马家沟组218～230溶蚀作用强，溶孔、溶洞普遍发育1.59～19.07下马家沟组110～213岩溶裂隙发育6.63～41.16奥陶系含水层组水化学类型以HCO3-Ca、HCO3-Ca·Mg为主，矿化度0.32～0.43g/L，局部径流不畅的地段SO42-含量增高，矿化度加大。该含水层通过断裂带与太原组灰岩发生水力联系，对9号煤层的开采有较大影响。(3)碎屑岩夹碳酸盐岩类岩溶裂隙水该组主要是指本溪组、太原组铝土质泥岩、泥岩、砂质泥岩，砂岩与石灰岩互层。主要灰岩含水层4层，分别是野青、伏青、大青和本溪灰岩含水层，仅西部山区有零星小面积露头，大部分被第四系覆盖，属埋藏型。上述灰岩以大青和本溪灰岩含水层溶蚀性较强，岩溶裂隙发育，富水性强，个别钻孔抽水单位涌水量达5.05L/s·m。各含水层段的水文地质参数见表6-27。表6-27太原组含水层水文地质参数一览表性质含水层单位涌水量(L/s·m)富水程度评价与煤层关系水化学类型野青灰岩0.0135～0.0198弱的4号、5号煤层直接与间接顶板HCO3·Cl-Na·Ca伏青灰岩0.0311～0.27弱的6号下煤直接顶板SO4-Ca.K+Na.Mg大青灰岩0.0186～1.626强的8号煤直接顶板HCO3·Cl-Ca·Na本溪灰岩0.191～3.438强的距离9号煤底板12～30mHCO3·SO4-Ca·Mg太原组中部、上部均为砂泥岩、粉砂岩隔水层，底部为本溪组铝土质泥岩，局部夹中、粗粒砂岩，岩石结构致密，裂隙不发育，透水性差。(4)碎屑岩类孔隙裂隙含水岩组主要指二叠系砂岩、砂泥岩互层，总厚41～320m，零星出露于西南部山区及山前岗地。含水层为砂岩，不同程度地含孔隙裂隙承压水，各砂岩之间因存在砂质泥岩和泥岩隔水层而无明显的水力联系。该含水岩组为2号煤上覆含水层。钻孔单位涌水量一般为0.01～0.06L/s·m，富水程度弱。(5)松散岩类孔隙含水岩组指新近系、第四系砂及砾石含水层，与粘土、砂质粘土互层。该组大面积分布在山间洼地，山前岗地和东部平原区，其富水性主要取决于砂及砂砾的厚度及颗粒级配的均匀程度。第四系含水层组水文地质参数见表6-28。表6-28第四系含水层水文参数一览表含水层厚度(m)钻孔单位涌水量(L/s·m)水位标高(m)矿化度(g/L)水化学类型Q40～500.3077～1.8895.22～187.40.328HCO3-Ca·NaQ35～180.06～16.78西部229.05～285.22；东部97.02～125.91＜0.516HCO3-Ca、HCO3-Ca·MgQ230～500.178～1.23山区156.18～304.00；岗地131.3～157.28----6.3.1.3泉域岩溶地下水补给百泉泉域岩溶地下水的补给主要有两种方式，一是裸露区的大气降水补给，二是河流渗漏补给。河流多年渗漏补给量为6m3/s，约占总补给量的60%以上。系统内开采资源量为2.18亿m3/a。根据原河北省地矿局冀地水(1983)518号文件，百泉泉域溶水的天然资源量见表6-29。表6-29邢台泉域岩溶水天然资源计算结果统计一览表单位：m3/s计算方法枯水年(保证率75%)平水年(保证率为50%)丰水年(保证率为25%)多年平均单值平均单值平均单值平均单值平均综合渗入系数法5.544.806.606.077.627.347.206.87补偿疏干相关分析法2.324.907.396.45多元相关分析法6.536.727.006.97在1988年8月河北省地矿局第二水文地质工程地质大队提交的《邢台市城市供水第三水源地水文地质勘察报告》中，依据修建水库前后河流入渗量之差计算了修建水库以后对岩溶水补给量的削减量为0.618m3/s。因此，百泉泉域的岩溶水天然资源量实为6.252m3/s，即19716万m3/a。6.3.1.4泉域岩溶地下水径流在岩溶裂隙水运移、富集过程中，受构造、岩浆岩及岩性等诸因素控制和制约，百泉泉域上形成了五个强径流带，见表6-30。表6-30百泉泉域岩溶水径流带一览表序号径流带名称径流带特点1白马河径流带西起东清河谷渗漏段，沿河经会宁至达活泉，部分溢流最终至百泉。长约9km，水力坡度0.45‰2七里河径流带西起姚波河谷渗漏段，经南石门至邢台背斜至百泉，长约12km，水力坡度0.1～0.5‰3沙河径流带西起八里河谷渗漏段，沿綦村岩体北测经西坚固、祁村转向北东与七里河径流带汇合至百泉，水力坡度2～4‰4洺河径流带西北洺河河谷渗漏段，经矿山村火成岩岩体灰岩过水廊道，汇马河河谷渗漏段，绕显德汪向斜西翼分流。一部分汇集中关、沙河来水，向西葛泉径流；另一部分经阳邑、新城与紫泉径流带汇合，向百泉排泄区径流。水力坡度2.4～5.45‰5紫泉径流带南起西冯村，沿灰岩裂隙带向百泉排泄区径流，长18km，水力坡度2～4‰泉域岩溶地下水主要沿白马河、七里河、沙河、北洺河和紫泉等五个径流带由西北、西、西南三个方向向达活泉、百泉集中排泄点汇集。因受断陷盆地所阻，形成达活泉泉群，但大部分地下水从盆地底部潜流，经邢台市至百泉泉群排泄。邢台矿区含煤地层为石炭——二叠系地层，多北北东走向，位于奥陶系地层之上，被奥陶系地层左、右、下三面包围。由于含煤地层多向斜构造，且被大小不等的众多断层切割，使得含煤地层的透水性变弱；岩溶地下水从含煤地层下方的奥陶系地层潜流。6.3.1.5泉域岩溶地下水排泄百泉泉域内地下水排泄主要有三个方向。其一是从达活泉、百泉泉群自然排出地表；其二是人工开采；其三是补给上部含水体。由于泉域内居民生活用水量较大，工业企业较多，农业灌溉也取用地下水，矿山开采排泄一部分地下水，使得人工开采成为泉域地下水排泄的主要方式，而以泉群方式自然排泄的方式被改变，加之上游修建水库、近年来降雨的减少，使得达活泉、百泉泉群多年断流。近几年邢台市加大了朱庄水库等的下泄量，西部铁矿的整治力度，对位于泉群附近的邢台钢铁厂、兴泰电厂改用朱庄水库的地表水，使得奥灰水的天然排泄有所恢复，百泉的狗头泉在2006年和2007年均出现复涌。目前，在百泉岩溶水系统中已建成的大中型水源井有：西石门、玉石洼、矿山村、中关、碁村、王窑、紫金泉水源井等，多年平均总开采量约6.34m3/s，即19994万m3/a。6.3.2建设期对地下水环境的影响分析规划矿区建设期对地下水环境的影响主要为：建设期废水排放对浅层地下水质量的影响和矿井井筒施工对地下含水层结构及水质的影响。由于规划方案拟实施的项目较多，建设周期长，因此建设期地下水环境影响的时间相对跨度较大，但对于单个建设项目来讲持续的时间较短。规划矿区建设期产生的废水主要为各规划项目施工人员产生的生活污水和施工废水。其中，施工生活污水产生量较少，污染物主要为COD、NH4-N、SS等，可采用移动式污水处理装置处理，达到相关标准后作为施工场地绿化洒水及周边农田灌溉用水等；改扩建项目在施工时可利用现有处理设施，对建设期的生活污水进行处理。因此，施工人员生活污水对地下水环境的影响较小。建设期施工废水主要为矿井井筒淋水和地面建筑施工过程中石料冲洗、混凝土搅拌与养护过程产生的废水，污染物主要为SS；应在施工场地周围设置截污沟，并在场地内设置沉淀池，施工废水经沉淀之后可充分回用，作为绿化洒水和抑尘洒水等。因此，建设期施工废水对地下水环境的影响较小。规划新建矿井在井筒施工过程中会对局部地下水含水层结构产生一定程度的破坏，从而造成含水层水资源的流失，但通过采