矿区如何破解地下水串层污染难题？
图为技术人员实地考察废弃矿井。 邯郸市生态环境局峰峰矿区分局供图
【谷腾环保网讯】“为加强地下水饮用水水源地保护，我们组织实施了峰峰矿区典型中小型矿井封井回填项目和重点区域取水井封井回填两个项目。”河北省邯郸市生态环境局峰峰矿区分局负责人张建军日前在接受记者采访时介绍。
这两个项目通过对重点区域废弃矿井和取水井开展封井回填，封堵地下水污染通道，解决区域地下水串层污染问题。项目实施后，共封井回填废弃矿井34口、废弃取水井20口，有效保障了峰峰矿区地下水水源安全。
开展试点 消除居民饮水安全隐患
邯郸市峰峰矿区是一座有着百年矿业开采历史的工矿区，这里因煤而建、因煤而兴，曾经是全国第二大主焦煤产地和国内闻名的陶瓷、建材、电力工业基地。辖区内的羊角铺地下饮用水水源，是邯郸市主要地下水型饮用水水源。
近年来，随着资源的枯竭，峰峰矿区大量煤矿关停，但未按照规范封井。此外，原来无序开采的取水井废弃后封闭不合规，造成岩溶区地下水水位大幅回升，废弃井中浅层孔隙水与深层岩溶水串层污染，地下水总硬度、溶解性总固体、硫酸盐、硝酸盐氮、氨氮、锰、挥发酚等指数存在不同程度的超标，影响周边居民饮水安全。
“为消除居民饮水安全隐患，我们申报了峰峰矿区典型中小型矿井封井回填项目和重点区域取水井封井回填两个项目，项目入选了生态环境部第一批地下水污染防治试点项目，获得中央支持资金1250万元，建设周期为2020年5月至2023年5月。”张建军介绍说。
邯郸市生态环境局峰峰矿区分局高度重视试点项目建设，委托中国环境科学研究院编制《邯郸市重点区域地下水污染防治试点工作方案》，组织技术人员对全区废弃矿井和废弃取水井进行现场调查，形成调查报告。在全面调查的基础上，委托中国科学院专家对项目实施方案进行论证，在施工过程中，邀请生态环境部及河北省生态环境厅相关专家对项目建设进行技术指导。
多技术耦合 “一井一策”封堵关键层位
全面摸清废弃矿井和废弃取水井的精准位置、所处地下水层位、污染现状等信息，是开展封井回填的基础。
峰峰矿区在推进试点项目中，通过“三维地形航测+点位测量+地球物理测井+水文地质钻探+井下电视检查+三维可视化扫描+数字模拟”等多技术耦合，摸清废弃矿井、废弃取水井精确井位，确定封堵关键层位。
在前期勘测中，峰峰矿区攻克技术难关，采用自创含水层渗水精准测量装置，精准确定封堵关键层位。测量装置通过气囊充气，与井(岩)壁实现密闭贴合，使水流从装置内穿过，可实时测量串层水流量，为后期封堵提供数据支撑。
张建军介绍说，在全面、精准勘测基础上，峰峰矿区根据技术检测以及调查报告，明确井筒中地下水现状，进行风险等级评定，制定“一井一策”施工方案。
针对中、低风险矿井，峰峰矿区采用“沉入式井盖+动态监测”管控模式；针对高风险矿井，采用全井黏土回填、人工隔水层再造、环状高压注浆等治理技术。特别是人工隔水层再造技术，按照“下托上固”思路，在关键层位构筑钢筋混凝土栓塞，实现止水封堵，还原缺失的天然隔水层，保障深层地下水水质稳定，封堵成本低、标准高。
针对贯穿多层含水层且出现井壁破损的取水井，峰峰矿区采用环状高压注浆封堵技术，通过对破损井壁镶嵌内套管，并在缝隙处进行环状高压注浆方式，加固井壁结构，恢复完整井壁，有效解决串层污染问题。井下封堵后，地表井口保留“监测+取水”功能，同时满足水质定期监测和周边居民的取水需求。
封井回填 阻隔地下水串层污染
项目完工后，峰峰矿区大峪镇北涧沟西村、义井镇东王看村等地纷纷送来锦旗表示感谢。
“我们村位于废弃的老三矿区域，有3口废弃矿井、两口饮用水机井。矿井采煤区位于地下100米处左右，饮用水机井位于地下400米处左右。” 北涧沟西村村支部书记高永礼向记者介绍说，“对3个废弃矿井，用生活垃圾及煤矸石进行了简单回填，但由于矿井疏干水串层及雨水渗透，饮用水机井受到污染，近年来水开始变黑，水质多项指标超标。废弃矿井周边荒草丛生，时不时有村民不小心掉入井里，发生意外。”
在推进废弃矿井、废弃取水井回填封井项目时，邯郸市生态环境局峰峰矿区分局在掏空北涧沟西村3口矿井的生活垃圾和污染物后，重新进行回填，并设置了护栏和提醒牌，对两口机井回填后,在原有位置重新打井。
高永礼介绍说：“现在经过治理，我们村的饮用水机井打上来的水颜色清澈透明，口感甘冽，水质达标，保障了村民饮水安全，消除了矿井安全隐患。”
张建军介绍，据测算，这两个项目的实施可减少新生成老窑水水量2.6806万立方米，重金属削减量为1.07吨/年，有机物削减量为1.79吨/年，氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮削减量为0.22吨/年，其他特征污染物削减量为23.67吨/年，地下水污染羽面积削减率为5.35%，有效阻隔了地下水串层污染，保障了周边及市区地下水饮水安全。
此外，项目实施过程中，开发实用新型专利3项，撰写形成科研论文两篇，项目科技成果达到国内先进水平。根据试点项目经验，形成《邯郸市废弃井封井回填技术手册（试行）》等有关技术和政策文件，为加强地下水水源保护积累经验。
为建立长效监测监管机制，峰峰矿区在试点项目基础上，在54口井内安装了水质在线监测设施及监测平台，及时掌握地下水水质变化情况。同时，峰峰矿区分局根据辖区地下水系走向和岩层分布情况，在北羊台村6个重点部位安装地下水水质在线监测设施，动态监测北羊台村浅层地下水污染物衰减量，出现水质变化后，第一时间进行预警，通过精准溯源、及时整改，有效保障地下水水质安全。
张建军表示，下一步，峰峰矿区将借助地下水监测平台，动态掌握地下水水质变化情况，切实加强地下水生态环境保护执法监管，构筑地下水污染防治动态监测、隐患排查、执法监管、风险管控全过程管理体系，不断提升饮用水水源地保护水平，保障群众饮水安全。
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