礦區(qū)如何破解地下水串層污染難題?
圖為技術(shù)人員實地考察廢棄礦井。 邯鄲市生態(tài)環(huán)境局峰峰礦區(qū)分局供圖
【谷騰環(huán)保網(wǎng)訊】“為加強地下水飲用水水源地保護,我們組織實施了峰峰礦區(qū)典型中小型礦井封井回填項目和重點區(qū)域取水井封井回填兩個項目。”河北省邯鄲市生態(tài)環(huán)境局峰峰礦區(qū)分局負責(zé)人張建軍日前在接受記者采訪時介紹。
這兩個項目通過對重點區(qū)域廢棄礦井和取水井開展封井回填,封堵地下水污染通道,解決區(qū)域地下水串層污染問題。項目實施后,共封井回填廢棄礦井34口、廢棄取水井20口,有效保障了峰峰礦區(qū)地下水水源安全。
開展試點 消除居民飲水安全隱患
邯鄲市峰峰礦區(qū)是一座有著百年礦業(yè)開采歷史的工礦區(qū),這里因煤而建、因煤而興,曾經(jīng)是全國第二大主焦煤產(chǎn)地和國內(nèi)聞名的陶瓷、建材、電力工業(yè)基地。轄區(qū)內(nèi)的羊角鋪地下飲用水水源,是邯鄲市主要地下水型飲用水水源。
近年來,隨著資源的枯竭,峰峰礦區(qū)大量煤礦關(guān)停,但未按照規(guī)范封井。此外,原來無序開采的取水井廢棄后封閉不合規(guī),造成巖溶區(qū)地下水水位大幅回升,廢棄井中淺層孔隙水與深層巖溶水串層污染,地下水總硬度、溶解性總固體、硫酸鹽、硝酸鹽氮、氨氮、錳、揮發(fā)酚等指數(shù)存在不同程度的超標,影響周邊居民飲水安全。
“為消除居民飲水安全隱患,我們申報了峰峰礦區(qū)典型中小型礦井封井回填項目和重點區(qū)域取水井封井回填兩個項目,項目入選了生態(tài)環(huán)境部第一批地下水污染防治試點項目,獲得中央支持資金1250萬元,建設(shè)周期為2020年5月至2023年5月。”張建軍介紹說。
邯鄲市生態(tài)環(huán)境局峰峰礦區(qū)分局高度重視試點項目建設(shè),委托中國環(huán)境科學(xué)研究院編制《邯鄲市重點區(qū)域地下水污染防治試點工作方案》,組織技術(shù)人員對全區(qū)廢棄礦井和廢棄取水井進行現(xiàn)場調(diào)查,形成調(diào)查報告。在全面調(diào)查的基礎(chǔ)上,委托中國科學(xué)院專家對項目實施方案進行論證,在施工過程中,邀請生態(tài)環(huán)境部及河北省生態(tài)環(huán)境廳相關(guān)專家對項目建設(shè)進行技術(shù)指導(dǎo)。
多技術(shù)耦合 “一井一策”封堵關(guān)鍵層位
全面摸清廢棄礦井和廢棄取水井的精準位置、所處地下水層位、污染現(xiàn)狀等信息,是開展封井回填的基礎(chǔ)。
峰峰礦區(qū)在推進試點項目中,通過“三維地形航測+點位測量+地球物理測井+水文地質(zhì)鉆探+井下電視檢查+三維可視化掃描+數(shù)字模擬”等多技術(shù)耦合,摸清廢棄礦井、廢棄取水井精確井位,確定封堵關(guān)鍵層位。
在前期勘測中,峰峰礦區(qū)攻克技術(shù)難關(guān),采用自創(chuàng)含水層滲水精準測量裝置,精準確定封堵關(guān)鍵層位。測量裝置通過氣囊充氣,與井(巖)壁實現(xiàn)密閉貼合,使水流從裝置內(nèi)穿過,可實時測量串層水流量,為后期封堵提供數(shù)據(jù)支撐。
張建軍介紹說,在全面、精準勘測基礎(chǔ)上,峰峰礦區(qū)根據(jù)技術(shù)檢測以及調(diào)查報告,明確井筒中地下水現(xiàn)狀,進行風(fēng)險等級評定,制定“一井一策”施工方案。
針對中、低風(fēng)險礦井,峰峰礦區(qū)采用“沉入式井蓋+動態(tài)監(jiān)測”管控模式;針對高風(fēng)險礦井,采用全井黏土回填、人工隔水層再造、環(huán)狀高壓注漿等治理技術(shù)。特別是人工隔水層再造技術(shù),按照“下托上固”思路,在關(guān)鍵層位構(gòu)筑鋼筋混凝土栓塞,實現(xiàn)止水封堵,還原缺失的天然隔水層,保障深層地下水水質(zhì)穩(wěn)定,封堵成本低、標準高。
針對貫穿多層含水層且出現(xiàn)井壁破損的取水井,峰峰礦區(qū)采用環(huán)狀高壓注漿封堵技術(shù),通過對破損井壁鑲嵌內(nèi)套管,并在縫隙處進行環(huán)狀高壓注漿方式,加固井壁結(jié)構(gòu),恢復(fù)完整井壁,有效解決串層污染問題。井下封堵后,地表井口保留“監(jiān)測+取水”功能,同時滿足水質(zhì)定期監(jiān)測和周邊居民的取水需求。
封井回填 阻隔地下水串層污染
項目完工后,峰峰礦區(qū)大峪鎮(zhèn)北澗溝西村、義井鎮(zhèn)東王看村等地紛紛送來錦旗表示感謝。
“我們村位于廢棄的老三礦區(qū)域,有3口廢棄礦井、兩口飲用水機井。礦井采煤區(qū)位于地下100米處左右,飲用水機井位于地下400米處左右。” 北澗溝西村村支部書記高永禮向記者介紹說,“對3個廢棄礦井,用生活垃圾及煤矸石進行了簡單回填,但由于礦井疏干水串層及雨水滲透,飲用水機井受到污染,近年來水開始變黑,水質(zhì)多項指標超標。廢棄礦井周邊荒草叢生,時不時有村民不小心掉入井里,發(fā)生意外。”
在推進廢棄礦井、廢棄取水井回填封井項目時,邯鄲市生態(tài)環(huán)境局峰峰礦區(qū)分局在掏空北澗溝西村3口礦井的生活垃圾和污染物后,重新進行回填,并設(shè)置了護欄和提醒牌,對兩口機井回填后,在原有位置重新打井。
高永禮介紹說:“現(xiàn)在經(jīng)過治理,我們村的飲用水機井打上來的水顏色清澈透明,口感甘冽,水質(zhì)達標,保障了村民飲水安全,消除了礦井安全隱患。”
張建軍介紹,據(jù)測算,這兩個項目的實施可減少新生成老窯水水量2.6806萬立方米,重金屬削減量為1.07噸/年,有機物削減量為1.79噸/年,氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮削減量為0.22噸/年,其他特征污染物削減量為23.67噸/年,地下水污染羽面積削減率為5.35%,有效阻隔了地下水串層污染,保障了周邊及市區(qū)地下水飲水安全。
此外,項目實施過程中,開發(fā)實用新型專利3項,撰寫形成科研論文兩篇,項目科技成果達到國內(nèi)先進水平。根據(jù)試點項目經(jīng)驗,形成《邯鄲市廢棄井封井回填技術(shù)手冊(試行)》等有關(guān)技術(shù)和政策文件,為加強地下水水源保護積累經(jīng)驗。
為建立長效監(jiān)測監(jiān)管機制,峰峰礦區(qū)在試點項目基礎(chǔ)上,在54口井內(nèi)安裝了水質(zhì)在線監(jiān)測設(shè)施及監(jiān)測平臺,及時掌握地下水水質(zhì)變化情況。同時,峰峰礦區(qū)分局根據(jù)轄區(qū)地下水系走向和巖層分布情況,在北羊臺村6個重點部位安裝地下水水質(zhì)在線監(jiān)測設(shè)施,動態(tài)監(jiān)測北羊臺村淺層地下水污染物衰減量,出現(xiàn)水質(zhì)變化后,第一時間進行預(yù)警,通過精準溯源、及時整改,有效保障地下水水質(zhì)安全。
張建軍表示,下一步,峰峰礦區(qū)將借助地下水監(jiān)測平臺,動態(tài)掌握地下水水質(zhì)變化情況,切實加強地下水生態(tài)環(huán)境保護執(zhí)法監(jiān)管,構(gòu)筑地下水污染防治動態(tài)監(jiān)測、隱患排查、執(zhí)法監(jiān)管、風(fēng)險管控全過程管理體系,不斷提升飲用水水源地保護水平,保障群眾飲水安全。
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