尹曉煜
(山西省水利水電勘測設計研究院,山西 太原 030024)
松溪供水工程位于山西省晉中市昔陽縣,工程包括水源和輸水兩部分,水源工程壩址位于距昔陽縣城35 km的松溪河河道上,輸水工程長31.88 km,工程任務以農村人畜飲水、農業(yè)灌溉為主,兼顧工業(yè)和城鎮(zhèn)生活用水。水源水庫總庫容495萬m3,正常蓄水位643.0m,輸水線路總長31.88 km,設計引水流量0.57m3/s,沿線設2座泵站,總揚程361m。工程年供水840萬m3,其中人畜飲水42萬m3,農業(yè)灌溉205萬m3,工業(yè)410萬m3,城鎮(zhèn)生活用水183萬m3。工程規(guī)模為?。ㄒ唬┬停こ痰葎e為Ⅳ等,主要建筑物級別為4級,大壩采用30年一遇洪水設計,200年一遇洪水校核。
項目所在一級水功能區(qū)為松溪河昔陽開發(fā)利用區(qū),水質現(xiàn)狀要求Ⅲ類(水源工程庫區(qū)范圍、東冶頭至界都的供水線路)和Ⅴ類(界都到昔陽縣城的供水線路)水質標準。2011年12月,山西省環(huán)境監(jiān)測站對項目區(qū)地表水環(huán)境質量現(xiàn)狀進行監(jiān)測,布設4個監(jiān)測斷面(水源壩址處1號、庫尾處2號、輸水線路界都調蓄水池處3號、線路供水區(qū)附近4號),監(jiān)測了地表水環(huán)境質量標準基本項目、水源地補充項目等共31項。采用單因子指數(shù)法評價結果為:1號斷面和2號斷面水質滿足Ⅲ類水功能的要求,表明本項目水源區(qū)的地表水水質良好,滿足目前Ⅲ類功能區(qū)的水質要求,也能滿足本項目作為城鎮(zhèn)生活用水的功能要求。3號斷面和4號斷面不能滿足目前Ⅴ類水功能區(qū)的水質要求,作為本項目只是輸水線路經過區(qū)和調蓄水池,不影響本項目的水源水質。
施工期:建筑物開挖產生的基坑涌水、施工廢水、生活污水的排放以及引水線路等穿跨越河流段等對地表水環(huán)境的影響。
運行期:河壩修筑阻斷河流、抬高水位、改變河流水文泥沙情勢,水庫蓄水對水溫、水質的影響,運行期排放生活污水對地表水環(huán)境的影響。
3.2.1 施工期
基坑排水:大壩基坑開挖18m,基坑開挖涌水量為8765.2m3/d,水體中懸浮物(SS)濃度較高,如不處理直接排放對河道水質有影響。
混凝土拌和系統(tǒng)沖洗廢水:大壩施工點設1×2m3強制式混凝土拌合樓及骨料堆放場,其他3個施工點采用0.8m3移動式拌和機?;炷亮瞎逈_洗水中懸浮物濃度約5000 mg/L,pH值12左右,為避免松溪河水質被污染,禁止排放。
含油廢水:各施工點內布置小型機械修配廠,施工期機械沖洗含油廢水中主要污染物有石油類、化學需氧量和懸浮物。含油廢水如不經處理排放,將會污染附近土壤和地表水。
施工生活污水:全線高峰期施工人員達1314人,生活污水中污染物濃度為:生物需氧量50~120 mg/L,化學需氧量80~250 mg/L,懸浮物80~250 mg/L。生活污水直排會對地表水環(huán)境產生影響。
穿河段對水環(huán)境的影響:輸水管道共10次穿越松溪河,采用分期圍堰導流再基礎開挖,施工過程中產生基坑排水。
3.2.2 運行期
管理處生活污水:工程建成后設1個水源管理局,2個泵站管理站,1個管線管理站。運行期各站有管理人員留駐,管理人員生活污水依托已有的污水處理系統(tǒng)。在水源管理站和泵站管理站新建化糞池,生活污水不外排,不會對地表水環(huán)境造成污染。
供水水質預測:松溪供水工程包括水源工程和輸水工程,輸水水質主要由水庫水質決定,而水庫水質情況主要與入庫水質和水庫的富營養(yǎng)化問題有關。
入庫水質:根據(jù)監(jiān)測資料,本項目的入庫水質良好,能滿足生活供水Ⅲ類水要求。
富營養(yǎng)化:從污染源條件分析,在大多數(shù)情況下總磷是影響水庫富營養(yǎng)化的控制因素。氮磷濃度比超過15時,磷為限制性元素,氮磷濃度比在10以下時,氮為限制性元素。本項目壩址處和庫尾氮磷濃度比分別為131和314,遠遠超過15,因此磷為限制性元素,而本項目所監(jiān)測的河流各斷面的磷均滿足其功能要求,未出現(xiàn)超標現(xiàn)象,因此形成富營養(yǎng)化的可能較小。另外,氮、磷主要來源于周邊農田施肥,隨著水庫蓄水,周邊耕地農田數(shù)量減少,庫區(qū)的農業(yè)污染減少,進入水庫的氮、磷等營養(yǎng)元素的量也減少,水庫發(fā)生富營養(yǎng)化的可能性也會隨之減小。從水庫形態(tài)分析,水庫是一個深水型水庫,正常蓄水位時水庫面積僅0.57 km2,壩前水深達76m,平均水深達30m,光照可達的深度受到限制。加之年庫水交換量大,不利于藻類的大量繁殖。因此在一定時期內,水庫不會發(fā)生富營養(yǎng)化現(xiàn)象。從庫區(qū)氣候條件分析,浮游藻類一般都是喜溫性的,當水溫在20℃以下和40℃以上,其增殖的可能性較小,但在25℃以上其增殖速度急劇上升。水庫地處峽谷區(qū),多年平均氣溫約9.7℃,月平均最高氣溫22.8℃,水溫偏低,不利于浮游藻類的大量繁殖,因此庫區(qū)的氣候不利于水庫富營養(yǎng)化的發(fā)生。
3.2.3 運行期對水文情勢影響
水庫建成后,將使河床水位抬高、河面變寬,水流變緩,深水域取代淺水域,水溫發(fā)生豎向分層,隨著一年四季的氣溫變化,水溫豎向分布呈有規(guī)律變化。水庫的建設,一方面改變了河流原天然狀態(tài)下的水流狀態(tài),庫區(qū)水流流速降低,挾沙能力下降,使水庫上游來沙量大部分淤積于庫區(qū)內,造成水庫泥沙淤積;另一方面水庫下泄水,由于水質清澈,含沙量小,會加大對下游河床的沖刷,一段時間后才能達到新的水沙平衡狀態(tài),因此水庫的興建改變了天然河道情勢下的泥沙分布狀態(tài)。水庫蓄水后,水庫區(qū)域內的水體自凈能力加強,流域內的水質狀況較建庫前有所改善。
3.2.4 運行期對生態(tài)影響
根據(jù)國家環(huán)境保護總局辦公廳環(huán)辦函〔2006〕11號“關于印發(fā)水電水利建設項目水環(huán)境與水生生態(tài)保護技術政策研討會會議紀要的函”要求,為保證水庫壩址下游生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定,水庫最小下泄生態(tài)流量為0.169m3/s。
3.2.5 退水對水環(huán)境影響
灌溉退水均回歸河道中,可以補充地下水量、增加河道水量,從水量上講對河道生態(tài)環(huán)境的影響是有利的,但同時灌溉退水會受面源污染影響,退水水質會降低。供水工程建成后,新增的工業(yè)用戶要求實現(xiàn)污水零排放,城鎮(zhèn)生活污水排入城鎮(zhèn)管網系統(tǒng)進行處理,對水環(huán)境沒有影響。輸水管線事故期和檢修期退水至河道,由于供水水質有保證,因此退水對區(qū)域水環(huán)境質量有改善作用。
基坑廢水:在樞紐圍堰下游設置沉淀池,分2個組進行二級沉淀。
混凝土拌和系統(tǒng)沖洗廢水:混凝土拌和系統(tǒng)附近修建收集池,沖洗廢水收集池內中和后靜置沉淀,處理后全部利用。
含油廢水:根據(jù)污染物源強選擇隔油池型號,加強管理,定期清挖池內淤泥、收集池內油污,處理后的廢水回用不外排。
生活污水:在每個施工區(qū)修建沉淀池,經沉淀后用于施工場地和道路灑水降塵。
生活污水:在水源管理局和2個泵站管理站各設化糞池1座,處理后的污水用于廠區(qū)綠化和周邊農田灌溉,生活污水不外排。輸水管線管理站依托現(xiàn)有污水處理系統(tǒng),生活污水不外排。
水質保護措施:本項目有城鎮(zhèn)生活供水功能,需按有關規(guī)范要求劃定水源保護區(qū),以保證水庫水質滿足供水要求。同時制定項目區(qū)的水資源保護規(guī)劃,合理利用水資源;加強水庫水質監(jiān)督監(jiān)測,嚴格控制水庫周邊及上游污染物的排放,將水質監(jiān)測、環(huán)境管理、流域管理和區(qū)域管理有機結合;加強各出水池的保護;嚴格控制上游污染源的新增,避免水庫出現(xiàn)富營養(yǎng)化;加強水庫管理,禁止水庫中無序養(yǎng)殖水生生物;加強輸水管道保護管理。