污水排放对晋祠泉域地下水环境的影响及保护研究

赵伟丽

(太原市晋祠泉域水资源管理处)

晋祠泉域位于太原市西山地区，东部边界为柳林河与狮子河的分水岭向南至王封村，折向三给村，沿汾河至汾河二坝;南部边界从汾河二坝经清徐县西高白沿古交市与交城县的行政分界线至郭家梁村;西部边界沿娄烦县、古交市、静乐县的交界处往南经牛头山、罗家曲村、白家滩村、康庄村至郭家梁村;北部边界为古交市与静乐县的行政分界线。泉域总面积2030 km2。

1 泉域地下水环境现状

晋祠泉域裂隙岩溶水资源总量为7790万m3(2.47 m3/s)，其中裂隙水2050 万 m3(0.65 m3/s)，岩溶水为5740万m3(1.82 m3/s)。泉域多年平均降水量507 mm，年际、年内分布极不均匀。多年平均蒸发量1871.8 mm。泉域内主要河流和水体有汾河、晋阳湖、屯兰川、大川河、狮子河、原平川、玉门河、虎峪河、九院沙河、冶峪河、风峪河等。

根据晋祠泉域的社会经济和水文地质条件，该区的主要污染源为工业污染源。本文所引数据主要取自泉域内日废水排放量大于100 t、日化学需氧量(COD)排放量大于30 kg、日氨氮排放量大于20 kg及排放一类污染物的22家排污企业(排污口)。

2011年，我处开展的污水排放调查数据显示，泉域内工矿企业污水排放总量为2037.39万m3/a，其中，古交市污水排放量最大，年排放1029.29万m3，占到泉域 50.52%;其次为晋源区，年排放528.91万 m3，占到 25.96%;万柏林区为第三，年排放456.99万 m3，占到22.43%;清徐县污水排放量最小，年排放22.21万m3，占到1.09%。泉域内主要排放污染物中 COD 为 2780.50 t，氨氮759.88 t，两项合计3540.38 t;古交市氨氮污染要远重于COD污染，是污染物排放的主要承担者;万柏林、晋源区、清徐县COD的排放量略高于氨氮，是污染物排放的主要分担者。

2 污水排放对地下水环境的影响

从上述数据可以看出，古交市的污水排放量最大。汾河流经古交后，汇入大量的生活污水、矿坑水和其他工业废水。汾河从泉域中部流经两段裸露灰岩区，发生强烈渗漏现象，污水渗入地下。即使污水在长时间、远距离运移中能被净化一部分，但一旦污染影响到整个西部边山地下水，则污染将难以消除，其后果将会影响到几代人的生活。

另外，根据工矿企业的排污特征，地下水污染途径主要有:间歇入渗型、连续入渗型、越流型、注入径流型。晋祠泉域内地下水污染途径主要表现为第二种方式。连续入渗型指排污河道内污染水体连续下渗补给地下水，使地下水遭受污染的方式。泉域内的几大水体遭到污染后，由于重力和压力的作用，污染水体就会通过连续不断的下渗来不断补给泉域内的地下水，从而使地下水也受到污染。

晋祠泉域内除狮子河为V类水以外，其余河流和水体均为劣V类。汾河水库出口为IV类水，其余河段均为劣V类水，且沿程超标污染物浓度和种类均有明显增加，符合多条支流污水汇入的特点。河流污染物种类能够显示流域内工矿企业的生产性质，如冶峪河流域内有化工生产企业，因而造成其氟化物浓度超标。值得注意的是，清徐县的九斗退水渠和汾河二坝的部分水最终去向是农业灌溉，区域内浅层地下水有进一步恶化的趋势。

3 晋祠泉域地下水环境管理保护方案

3.1 实行污水排放分区管理

根据《水法》、《山西省水资源管理条例》、《山西省泉域水资源保护条例》和《太原市晋祠泉域水资源保护条例》等法律法规的规定，以及晋祠泉域水文地质条件，结合泉域水资源开发利用历史、现状及保护管理工作的实践，将晋祠泉域保护区划分为污水排放一级保护区和污水排放二级保护区，并以此为依据划分出对应的一级管理区和二级管理区。一级管理区增加盆地(平原)区浅层地下水严重脆弱区和极度脆弱区。具体划分如下。

3.1.1 一级管理区

总面积456 km2，包括4个亚区。

I1区(泉源管理区):距晋祠泉泉口1.5 km的范围(包括晋祠公园)，面积 3.0 km2。

I2区(古交汾河段重点管理区):从西向东经罗家曲、古交、寨上、河口的汾河河谷地区，面积51 km2。

I3区(西部边山断裂带重点管理区):西铭、大虎峪、上冶峪、店头(包括天龙山自然保护区)、马坊、南峪、李家楼、西梁泉以东，闫家沟往南沿铁路至罗城、北大寺、姚村、清源镇、水屯营以西，西铭、北寒、闫家沟以南，西梁泉、水屯营以北，面积167 km2。

I4区(盆地浅层地下水重点管理区):西部边山沿线以东及汾河以西冲洪积平原区，面积235 km2。

污水排放管理的具体措施为:①生产和生活废水须经管道或有防渗工程的沟渠排放才可通过此区域;②禁止煤炭开采及煤矿生产和生活污水、煤矸石和其他固体污染物的排放;③对现有排污企业进行关停并转，暂时难以关停的要进行严格管理、监测与监督控制，将排污量严格控制在现状水平年之内，并做好关停的规划;④对已有的生活垃圾、煤矸石和其他固体污染物应予以清理或重新选址转存。

3.1.2 二级管理区

总面积1574 km2，包括1个亚区:

Ⅱ区(后山径流补给管理区和前山径流排泄管理区):庙前山、石千峰分水岭至王封村以西地区和以东地区。

污水排放管理的具体措施为:严格控制生产、生活废水排放量，并加强地下水的水质和水量监测。

3.2 实行污染物排放总量控制

根据流域基流量和不同规划水平年计算出流域水质目标浓度，作为污染物排放总量控制的依据，按照流域内工矿企业的生产和污染物排放特点，逐级逐企业分配。以污染物排放量为管理指标，不达标者不允许排放，可有效促进工矿企业通过改进生产工艺，尽量减少用水，不用或少用易产生污染的原料、设备和工艺流程，鼓励企业发展闭路循环的水处理系统，提高工业用水重复利用率。

3.3 加强建设项目水资源论证和水环境影响评价

对于泉域内生产建设类项目，加强水资源论证和水环境影响评价管理。在常规水资源论证和水环境影响评价技术要求的基础上，特别要强调必须对排水量进行预测评价，科学分析预测排污量及污染物种类;必须开展污水排放对水资源的影响类型、影响量和影响范围评价;必须对地表水、地下水的影响范围、影响层位、水量、水质、村庄、人口、土地、水利工程等内容进行分析评价;必须对流域内排污企业的排污总量进行复核，对流域的纳污能力进行评价;必须提出对水资源影响的治理补偿方案、措施和投资概算，编制污水综合利用规划，其中矿坑水的处理率要求达到100%，明确矿坑水的回用对象，如配套建设洗煤厂、焦化厂、矸石电厂、坑口电厂等。

3.4 加强污水排放及对水资源的影响监测

考虑到地下水污染具有隐蔽性和难以逆转性，因此，必须加强对污水排放和地下水环境的动态监测。在这里重点强调对污水排放的动态监测。由于动态监测具有长期性和稳定性，故监测范围与布局应由大到小，逐步普及;监测的内容应扩大为用水量、矿坑排水量、回用水量、排水量、排水水质、影响范围及面积等;具体监测方法根据各行政分区的具体情况自定，有条件的可实行远程自动遥测。对监测资料要进行系统整编、分析、研究，提出对策措施。

3.5 开展地下水污染应急预案研究

由于地下水系统自身的复杂性和脆弱性，建立地下水预警与应急系统可以有效预报地下水的变化情况，以便及时采取相应的措施，控制和减少对地下水资源的破坏。地下水污染过程缓慢，不易察觉，而一旦地下水发生污染，恢复和处理起来极为困难，因此建立地下水预警与应急系统，实行“预防为主”，是保护地下水资源最有效的方法。

近年来我国发生的一些重大水环境事故，如松花江污染事件、黄河油污事件、沱江污染事件等，造成了巨大的社会影响和经济损失。这些事件的发生和处理过程，暴露了我们在重大环境污染灾害的预警与应急体系方面存在严重缺陷。因此，尽快开展晋祠泉域地下水污染的预警和应急体系研究，必要而迫切。

3.6 其他管理措施

一是加大宣传力度，提高公众环境意识。通过广播、电视、报纸等信息媒体及培训班等不同宣传手段，提高全社会对地下水污染危害性的认识，增强全民的环境保护意识;二是禁止企事业单位利用渗井、渗坑、裂隙和溶洞排放、倾倒含有毒污染物的废水、含病原体的污水及其他废弃物;三是在无良好隔渗地层，禁止企事业单位使用无防止渗漏措施的沟渠、坑塘等输送或者存贮含有毒污染物的废水、含病原体的污水和其他废弃物;四是在开采多层地下水的时候，如果各含水层的水质差异较大，应当分层开采。对已受污染的潜水和承压水，不得混合开采;五是兴建地下工程设施或开展地下勘探、采矿等活动，应当采取保护性措施，防止地下水污染;六是人工回灌补给地下水时，应注意不得恶化地下水质。

4 结语

晋祠泉域地下水环境直接关系到西部边山城乡居民的饮水安全、水资源开发治理及循环利用。制定晋祠泉域地下水环境管理保护方案，可为下一步泉域污水治理总体规划制定、实行节水减排、压缩取水指标等提供决策依据，从而逐步使泉域水环境达到良性循环，最终实现人与自然和谐相处及水资源的可持续利用。