成品油管道地下水监测井建设探讨

摘 要：涉及生态红线区的成品油管道若發生泄漏，可能污染到地下水，后果严重。如果在成品油管道沿线环境敏感部位建设地下水监测井，能够发现地下水是否被污染。本文对建设监测井的建设中的关键问题进行讨论和分析。

关键词：地下水;监测井;检测

1 前言

因成品油管道有高效率、无损耗、低风险等优势，得到蓬勃发展;到2020年，我国成品油管道里程将达3.3万公里，已成为名副其实的“能源动脉”，一旦发生泄漏事故，不仅给带来严重的安全风险，同时对环境带来严重影响，也可能污染到地下水，由于难以及时检测到，从而耽误污染应急修复。因此，在成品油管道敏感部位设置地下水监测井可以准确判断地下水是否被污染。

2 成品油泄漏后对地下水的影响

近年来，随着管道保护科技的发展、国家重视程度的提高、管道企业的投入不断加大，管道安全水平大幅提高，引发成品油管道泄漏的主要原因有：地质灾害、第三方施工破坏。成品油管道泄漏分为针孔泄漏、小孔泄漏和断裂泄漏。成品油泄漏以后，首先通过土壤向下渗透，其迁移转化过程见图1，泄漏的成品油在重力作用下通过包气带向下扩散，最终进人含水层的过程中，大部分被包气带截留，土层对油类的截留率达85%，垂直方向上土层油类污染物浓度随深度呈负指数递减。流经包气带的石油烃，部分被土壤和沉积物颗粒吸附残留在细小的土壤颗粒中，形成残留的非水溶相液体（残留相NAPLs），并向包气带空隙挥发扩散或被生物降解，残留在土壤颗粒以及毛细带中的NAPLs是地下水和大气的持续污染源。到达地下水面的石油烃，由于密度比水小，在地下水面以上形成一个污染体（自由相NAPLs），并持续溶解进入含水层（溶解相LNAPLs）。

在上述迁移过程中，大部分分子量较小的烷烃和环烷烃挥发去除，而分子量较大的（nC18以上）烷烃和环烷烃被吸附于土壤中。石油烃是造成地下水污染的主要组分。苯系物中苯最难被生物降解，是地下水石油类污染常见的芳香烃组分之一，其中苯和甲苯具有致癌、致畸、致突变作用，严重威胁人类健康。

3 建设成品油管道地下水监测井的意义

泄漏的油品一进自然保护区、水源涵养区或其他敏感水体后，则可能影响当地下水带，如长期未发现，势必造成更为严重的地下水污染。通过在环境敏感区设置地下水监测井并定期检测，可以发现因成品油管道泄漏或附近其他设施石油类的泄漏，从而起到对该区段地下水的保护作用。

因此成品油管道企业需落实主体责任，加大管道周边环境敏感部位、关键位置的地下水监测井建设力度，势必对保护地下水这一人类共同的宝贵资源起到更大的作用。近期，中国石化提出了成品油管道管道沿线敏感部位设置地下水监测井的具体要求，将引领和推动全社会投入地下水的保护中来。

4 建设成品油管道地下水监测井的关键问题

4.1 管道企业全过程参与

管道企业在地下水监测井项目实施前，对全线开展敏感水体调研，确定监测井的位置和数量;积极协调工农关系，参与施工监护和验收环节，对质量把关。监测井投用后，应及时检查和维护，定期检测地下水，掌握水质信息和异常变化，与环保部门保持沟通。

4.2 合理确定监测井位

一是确定成品油管道地下水监测井井位前应充分调研。掌握目标区域的水文地质体系、场地特性等。二是将监测井设置在最关键的位置，如成品油管道途经的地质灾害高发区、管道改线连接头的等薄弱部位，以及地质条件复杂、泄漏影响大的区段。三是监测井定位具体注意事项：①以地下水监测为主旨，应设置在管道泄漏后可能影响到的下游侧;②监测井应作为成品油管道的附属设施，尽量靠近管道，并与管道、通信光缆保持2米左右的安全距离;③现场定位前应充分对现场进行调研，避开其他管道企业的并行管道;④监测井施工完成后，现场采集GPS信息，现场设置标志桩。

4.3 科学设计井深

考虑能够对浅层地下监测井的成井深度水进行是取样，达到浅层地下水即可，不需达到承压含水层，尤其是不应打穿目标含水层底板。应收集区域地下水浅层地下水埋深资料、考虑沉淀管长度及观测水深要求，合理确定监测井深度。平原、丘陵、山区、沙漠等区域的地下水埋深均不等，同样是平原地区，地下水埋深也未必完全相同，应充分考虑，单井成井井深应以实际地层条件为准。此外，可以在尽量不征地的情况下，将监测井井口设在自然地面以下0.7-1.0m处，采取防渗措施，上面用水泥和回填土覆盖，不影响地表耕作及其他用途。

4.4 正确选用管材

井管是与水井过滤器连接到地表的实壁管。监测井所用井管材料包括不锈钢、聚氯乙烯塑料等等。地下水监测井不同于普通的供水井，其长期不流动循环更容易腐蚀结垢，从而堵塞过滤管。一旦结垢严重完全堵塞后，井管内外地下水不连通，其监测数据就不能准确反映实际情况和变化。

成井管材的要求主要采用无缝钢管，对于地下水污染或潜在污染的地区和高矿化度地下水地区要求选用PVC-U管材。从长远角度考虑，PVC-U井管的技术经济性要优于普通钢管、石油套管。建议根据水质确定管材。

4.5 科学施工组织

成品油管道地下水监测井施工具有“钻井浅、战线长、地质条件复杂”等特点，涉及到施工队伍、占地赔偿、搬迁、道路交通安全等问题。怎样实现“高效、有序、安全、保质、协调”完成任务，是对每个施工组织单位的考验和检验。频繁设备搬迁、占地协调和青苗赔偿是整个工程的主要工作内容之一，需要组织管理和协调，确保不会影响项目的正常进展和延误工期。

5 成品油管道地下水监测建设示例

以中国石化苏北成品油管道为例，该管道全长度630公里，设计压力为9.5MPa，管道顺序输送汽油柴油。

5.1 全线环境目标调查

企业对照《江苏省国家级生态红线保护规划（2018年版、2013年版）》开展排查，共查出经过省级生态红线18处，其中有6处为国家级生态红线。每个管道地下井上、下游均设置地下水地下井，可对地下水质情况形成对比。有异常及时排除管道异常情况。

5.2 管道薄弱环节和缺陷点排查

该管道于2015年建成投产，清管通球正常、阴极保护正常，装有压力波监测泄漏报警系统和紧急切断系统，该企业每年开展长输管道春检工作，通过开展长输管道内检测，未发现严重的薄弱点，全线无改线连头及其他安全隐患。

5.3 地质条件调查

管道所经地区主要为长江新三角洲平原区、里下河浅洼平原区及黄泛平原区。地势坦荡，自然地势变化平缓，河湖众多，局部地段水网较密集，海拔高度大都在20m以下;沿途村镇较多，地表以下3m范围内土壤为粘土、亚粘土，地下水位一般埋深较浅，低洼处常年有水，水田较多，地耐力较差。

5.4 监测井设计方案

5.4.1 井深

监测井的深度根据监测目的、所处含水层类型及其埋深和厚度来确定，尽可能超过第一含水层的隔水底板以下1m，监测井顶角偏斜不得超过1°，综合苏北地区实际情况，各单井井深预计在13m左右，具体结合钻进实际情况确定最终井深。

5.4.2 井管

监测井管由坚固、耐腐蚀、对地下水水质无污染的材料制成，本次选用PVC-U型管材作为监测井管材;监测井井管内径100mm，一径到底，中途不变径。滤水管长度等于监测目的层中含水层总厚度，滤水段透水性能良好，向井内注入灌水段1m井管容积的水量，水位复原时间不超过10min，滤水材料为环保材质应对地下水水质不形成二次污染，监测井目的层与其他含水层之间止水良好，监测井不得穿透潜水含水层下的隔水層的底板，设计动水位以下的含水层段应安装滤水管，反滤层厚度不小于100mm（井身结构详见图2）。

5.4.3 施工过程

本次钻井钻头选用陶瓷材料钻，不会对环境造成污染，成井后应进行抽水洗井。

6 成品油管道地下水监测井几点讨论

6.1 地下水监测井设置形式

因成品油管道运行期间并未征地，因此地下水监测井形式设置可分为以下几种情况：①埋地，监测井井口距地面留有一段高度，四周以混凝土浇筑，设盖板;完成施工后，取样检测即回填。优点：不影响土地的正常使用;缺点：日常检测较为麻烦，开挖和回填过程中仍需要支付清苗补偿费用;②井口建设为固定设施，设围栏和警示标识。优点：便于日常管理维护，取样检测非常方便;缺点：需要征地和工农关系协调;③井口埋在地下，井口安装管道并延伸至近利用现有固定设施，如阀室、电位测试桩。优点：便于日常管理维护，取样检测非常方便;缺点：有埋地管道，存在被破坏的风险。

6.2 地下水取样检测

地下水监测井建设完成以后，应委托具备资质的专业检测机构开展地下水检测;检测单位根据《地下水质量标准》GB14848-2017、《地表水质量标准》GB3838-2002及其他相关规范要求，开展检测工作;pH、溶解性总固体、COD、氨氮、硫化物、色、嗅和味、总硬度、耗氧量、石油类、硫酸盐、铅、苯系物），如更详细的可加做挥发性有机物和半挥发性有机物而非其中参数及地下水标准中表一参数。

6.3 监测井后期升级完善

监测井预留后期升级完善接口，如在线检测和信号远传。

6.4 检测数据汇总

管道企业应及时汇总检测数据，定期更新，有条件的可纳入到企业环保管理系统中，实现检测数据集成。

6.5 地下水水质评估

企业根据地下水水质检测结果，分析水质变化趋势，评估管道附近是否出现地下水石油烃类污染，研究污染来源，制定地下水污染治理方案，真正起到保护地下水的作用。

6.6 密切与环保部门的联系和沟通

管道企业应密切与环保部门的联系，共享检测数据，最大限度的发挥监测井的作用，有异常情况及时报告，为整体环保工作提供数据支撑和参考。

参考文献：

[1]高志，左强.地下水专用监测井成井工艺浅析[J].地下水，2018（5）：42-43.

作者简介：

刘昌平（1982- ），男，工程师，2004年6月毕业于重庆石油高等专科学校，城市燃气输配专业，目前从事成品油管道HSSE管理工作。