阳泉市饮用水质工程对娘子关泉域水环境影响分析

2017-01-20谷辰

山西水利 2016年3期

关键词：泉域娘子阳泉市

谷辰

（阳泉市水文水资源勘测分局，山西阳泉 045000）

阳泉市饮用水质工程对娘子关泉域水环境影响分析

谷辰

（阳泉市水文水资源勘测分局，山西阳泉 045000）

娘子关泉岩溶水的客观属性决定了其水质为高硬度水，长期饮用会对人体健康造成危害。为改善该区供水水质状况，提出对其水质进行进一步处理。介绍了阳泉市饮用水水质改善工程项目概况，分析了该区地质状况及水文地质条件，论述了工程建设对娘子关泉域水环境的影响，并提出了相应的解决对策。

饮用水质；水环境；地表水；娘子关泉

1 项目概况

娘子关泉域是我国北方最大的岩溶泉，泉域范围涉及太原、晋中、阳泉3个地市，泉域总面积7 217 km2，其中阳泉市2 430 km2，占总面积的34%。娘子关泉岩溶水的客观属性决定了其水质为高硬度水。随着国家经济发展及人民生活水平的不断提高，对供水水质的要求也不断提高。因此，针对目前的水质状况，必须对其进行处理。

阳泉市饮用水水质改善工程项目位于阳泉市娘子关镇娘子关一级泵站南侧，厂区占地面积0.843 hm2。工程按两期考虑，土建一次建成，设备分期分阶段安装。通过对进水水质、出水水质分析和经济技术比较，确定采用NF工艺。

工程处理规模：一期工程总水量12.6万m3/d，纳滤系统总进水量5.3万m3/d，其中一级纳滤产水量4万m3/d，二级纳滤产水量1万m3/d，纳滤浓水排放量0.3万m3/d，工程总产水量5万m3/d，勾兑混合后总出水量12.3万m3/d。一期第一阶段（2023年前）设备按3.5万t/d产水规模安装，第二阶段（2023年后）再增加产水量1.5万t/d的设备，使2033年总产水规模达到5万t/d。一期第一阶段从进水总渠取3.9万m3/d原水进行软化处理，然后将处理过的3.5万m3/d软化水重力排入一级泵站的前池与未软化的8.7万m3/d地下水勾兑，再经后续提升泵站加压进入猫垴山四水厂，由现有系统消毒后供给用水户。

2 地质状况及水文地质条件

2.1 地质状况

项目区位于平定县境内，场地自然标高在404.5~ 414.9m之间，南高北低，地貌单元属温河Ⅱ级基座阶地与山前坡积交互地带。出露地层主要为第四系冲积黄土，地基土为第四系全新统山前坡积物和上更新统河流相冲洪积物，其下伏岩层为奥陶系中统下马家沟组下段角砾状泥灰岩、泥灰岩、灰岩。项目区内为第四系黄土覆盖，无基岩出露，区内地质构造简单，没有发现大的断层。

2.2 水文地质条件

项目区位于娘子关泉域排泄区，含水层位主要是奥陶系中统灰岩及寒武系中统鲕状灰岩，虽然各含水层多存在泥岩和局部构造，但各含水层的水力联系密切。据含水介质的岩性和贮藏条件，将区内地下水分为松散岩类孔隙水、碳酸岩类裂隙岩溶水。区域内河流属海河流域滹沱河水系，横贯期间的最大河流为温河，经郊区的辛庄、平定县的巨城至磨河滩村与桃河汇合后称绵河。干流长50 km，温池村以下流域面积约531 km2。

3 对娘子关泉域水环境影响分析

3.1 地下水位确定

根据娘子关泉域水文地质图，推测项目区岩溶水水位标高为377.0m左右。区内第四系地层与奥陶系中统下马家沟组下段地层呈角度不整合接触，第四系松散层地层较薄，厚度5~25m，为透水不含水地层。

3.2 废水对地表水影响

施工场地的生活污水、车辆设备冲洗水、混凝土浇筑产生的生产泥浆水、雨水浸淋产生的高浊度水、施工机械跑、冒、滴、漏及机械修理、维护等产生的废水，水量较少，属瞬时排放。主要污染物以COD，BOD，SS为主。项目位于桃河与温河交汇处以西，如果将项目建设过程中产生的废水直接排放，会对水环境造成严重污染。施工机械及运输车辆冲洗水水质主要是悬浮物，虽然无大量有毒有害污染物质，但其中可能会含有较多的泥土、砂石和一定的地表油污和化学物品。施工中这些废水量不大，但如果不经处理或处理不当，会危害环境。对于生活污水，主要由临时食堂、厕所等产生。食堂废水中含有大量的动植物油和有机污染物，厕所废水中除含有大量氨氮外还含有大量的有机污染物和细菌。这类废水若不处理，直接排放，不但会影响接受水体的水质，而且还会引发一系列环境卫生问题。

3.3 固废对地表水影响

项目实施过程中产生的固废包括建筑垃圾和生活垃圾。建筑垃圾主要包括灰渣、砂、石、废砖、废木板、木屑、包装箱、废塑料、废纸、破布、废油漆桶等。本工程后续工程装修废料主要有碎集层板、碎饰面板、废瓷砖、各类锯末及各类管材等。按人均0.5 kg/d计算，施工人员每天产生13 kg的生活垃圾。如不及时处理，长期随意堆放，将随着天然降水或地表径流进入河流，长期淤积，将造成水体的各种污染。

3.4 项目建设对地下水影响评价

项目填挖方对地下水环境的影响主要是通过引起地下水质水量的变化，使地下水资源减少的同时，引起一系列生态环境的不良变化。挖方处如果位于地下水水位线以下，则会出现渗水，导致地下水位下降，地表植被萎缩或枯死，土地可蚀性增加，导致水土流失，甚至滑坡等灾害现象，破坏生态平衡及景观。同时，造成地表土壤保水能力下降，失去涵养水源的功能，形成恶性循环。

根据勘探资料，厂址区第四系松散层厚度达5~ 25m，本项目主要工程内容为综合楼、门卫室、软化处理车间、提升泵房、辅助设施房建设。工程地基基础为砖混结构，采用条形基础，钢筋混凝土框架采用独立基础，大型建构物采用钢筋混凝土构架式基础。厂址区场地基础开挖，最深为3m，不触及地下水含水层，不会改变厂区松散层孔隙水及奥陶系岩溶水的径流状态，也不存在通过断层断裂影响到地下水水质。

4 防治措施

4.1 废污水防治措施

施工废水经集水沉淀池收集，沉淀后用于施工现场洒水抑尘。项目区必须对堆放物体的地面进行防渗处理，可采用防渗混凝土地面、铺油毡等。使用时，要防止油料跑、冒、滴、漏，污染水体。

由于施工人员较多，施工期产生的生活废水较多。应对生活污水设置相应的收集系统，排入简易化粪池处理，污水经化粪池处理后由环卫部门定期清掏外运；对食堂污水设置收集系统，并建隔油池，配套隔油装置，处理后的污水由环卫部门定期清理外运。

4.2 建筑材料防治措施

建筑材料主要包括水泥、砂、碎石或卵石、混凝土添加剂、回填土等。这些材料对环境的污染包括材料的运输、堆放和管理等方面产生的污染。材料的运输所引起的扬尘仅对地表水体产生一定影响，对地下水不会产生明显影响。材料的污染主要集中在雨季，如土石堆放不当将会产生大量浑水，但对地下水影响较小；防腐材料若保管不善，被雨水冲刷入渗将会对地下水造成污染。因此，必须加强施工场地的防渗处理，采用20 cm呋喃混凝土和环氧树脂铺设地面；在施工中加强材料的堆放和保管，将防腐材料放入仓库内，减少雨水季节材料遭受雨水侵害，防止雨水冲刷。要严格管理建筑材料，不得在厂区内随意堆放和丢弃，在其他地方堆放时应对堆放处进行防渗处理，避免对泉域水环境造成污染。

4.3 防渗处理

由于厂址区第四系地层较薄，与下伏奥陶系中统下马家沟组二段石灰岩呈角度不整合接触，厂址区一带第四系松散层为透水不含水地层。奥陶系岩溶水为非承压水，大气降水入渗后，通过第四系松散层后直接入渗补给岩溶地下水。为保护泉域水环境不受污染，应对厂址区采用黏土碾压和土工膜铺设，一般可采用黏性土（厚度≥1.5m）分层碾压和土工膜防渗，以满足渗透系数小于1.0×10-11cm/s的要求。

4.4 其他措施

为使泉域水资源保护措施落实到位，项目业主单位应积极配合当地水行政部门对施工期的全程监督和运营期的水资源保护工作。一是业主要与建设单位签订水资源保护协议。施工前或施工期间要做好施工队伍的水资源保护培训与教育，认真贯彻落实《山西省泉域水资源保护条例》。二是业主及建设单位要积极配合当地水行政主管部门随时对项目施工情况和运营中取排水情况进行监督检查。三是项目施工建设中，施工单位要接受当地水行政主管部门和泉域管理部门的监督和检查，对工程施工进行监理。