公路施工过程对饮用水源地污染防治与控制策略研究

关键词：公路施工；水源地；污染防治；控制策略

中图分类号：X32 文献标志码：B

前言

公路施工对水体影响显著，主要涉及地下水、地表水和水质。施工可能导致地下水位下降，破坏生态平衡，加剧边坡水土流失和地质灾害。建筑垃圾和废弃物丢弃河道附近，会改变地表水分布。同时，施工产生的废水和污水排放到河流中，导致水质恶化。因此，公路施工对地下水、地表水和水质的影响不容忽视。

针对花莞高速公路沿线的饮用水水源地和河流进行采样分析，分析水体中的pH、TDS、EC、不同类型的阴阳离子的含量和分布，研究不同季节和温度条件下，公路施工过程中对河流和饮用水源地的污染和影响范围。pH值反映水体酸碱平衡，影响生物生长；TDS体现水体矿物质含量，显示无机盐和有机物总量；EC间接表示离子含量，与水质导电性相关；阴阳离子直接评估水质和水生态影响。此外，生物、有机物、营养盐和重金属等指标。监测点位图应基于地理、污染源、水流和水体特性布置。监测时段应考虑季节和温度影响，进行定期评估。沿线水体类型（河流、水库或地下水）应根据实际情况确定。通过Piper图进行分析不同季节的饮用水和地表径流的离子类别和含量所占比例，分析不同季节的水质类型。提出污染水源地的防控策略，为公路施工过程中减少水体污染和水源地提供基础数据和科学依据。

1研究区概况

1.1公路概况

路线起于广州市白云机场南出口与机场高速太成立交相连，向东途径白云区人和镇、钟落潭镇，黄埔区中新知识城、九龙镇，增城区中新镇、永宁街、仙村镇、石滩镇，终点于石滩镇接人增莞深高速公路。花莞高速是粤港澳大湾区核心区域的一条重要交通动脉。此项目路线全长65.18 km，设计时速采用100 Km/h、双向6车道、整体式路基宽度33.5m、桥梁宽度33 m的技术标准，桥涵设计荷载等级采用公路-Ⅰ级，全线共设置互通立交16处，良田集中住宿区1处，中心南管养中心1处，永宁服务区1处。

1.2气候水文条件

项目研究区域属中亚热带季风气候，全年降水丰富，日照充足，夏季炎热，秋冬凉爽。年平均降雨量1849.2 mm，主要集中在1月、4月、6月、11月、12月。丘陵地区基岩裂隙发育，平原区等地形平坦，有利于降水补给，形成丰富的地表水和地下水。年平均气温20.3℃，极端最高气温38.7℃。场区属北江、东江水系，流溪河是主要河流，全长157 km，从北到南流经多个地区，最终注入南海。沿线还有多个水库分布。

2公路沿线水体水质分析

2.1公路沿线水体的pH分析

不同的取样点的水体的pH值在不同的季节下变化不显著。水体呈现出一个中性到碱性的趋势，与该公路路过的地段为喀斯特地形有关系，导致公路隧道的排水口呈现强碱性，公路施工过程中的隧道排水是导致水体呈现碱性的主要原因之一。pH值显示范围在7.81～8.41之间，符合国家饮用水的标准。

通过TDS判断饮用水水源的水质好坏，研究区公路沿线的水体TDS值较为稳定，总体值较小，满足淡水的指标要求，TDSlt;1000mg/L，水体的矿化程度较低，属于饮用水的标准范围。

电导率是一个常用的参数，反映水体中的盐度和离子的含量情况，其大小来源于水体中的阴离子和阳离子，也是水体的一个重要指标。电导率差异表达了水体中不同离子浓度的差异。

2.2不同季节水体的化学类型

如图1-图4所示公路施工沿线不同季节水体的化学类型Piper图形。图1是春季公路施工沿线水体中不同离子组合的Piper图。包含隧道口出水、地表水、地下水和河流等样品的检测结果。由图1可知，主要包含的离子为钙离子，当量百分百为76.5%，仅在隧道出水口排水水样当中，碱金属Mg的毫克当量百分比为64.3%，小于钙的浓度。主导阴离子碳酸根、氯离子的平均克当量百分比为91.76%。地下水、地表水和河流化学类型为碳酸镁型。隧道出口水体不属于该类型，主要与Ca、Mg离子型为主。

图2是夏季公路施工沿线水体中不同离子组合的Piper图。包含隧道口出水、地表水、地下水和河流等样品的检测结果。由图2可知，四个取样点主导离子为钙离子，当量百分百为60%～80%，仅在隧道出水口排水水样当中，碱金属Mg的毫克当量百分比为20%，小于钙的浓度。阴离子碳酸根、氯离子的平均克当量百分比为10%～40%。地下水、地表水和河流化学类型为氯化镁和氯化钙型。隧道出口水体不属于该类型，主为碳酸钙和氯化物类型。

图3是秋季公路施工沿线水体中不同离子组合的Piper图。包含隧道口出水、地表水、地下水和河流等样品的检测结果。由图3可知，只要包含的离子为钙离子，当量百分百为76.5%，地表水、地下水和隧道口排水水样当中，碳酸根和碳酸氢根的毫克当量百分比范围为20%～60%，小于钙的浓度。主导阴离子碳酸根、氯离子的平均克当量百分比为55.65%。地下水、地表水和河流化学类型为碳酸氢钙和碳酸氢镁型。隧道出口水体不属于该类型，主要以硫酸根离子型为主。

图4是冬季公路施工沿线水体中不同离子组合的Piper图。包含隧道口出水、地表水、地下水和河流等样品的检测结果。由图4可知，主要是镁离子，毫克当量百分百为52.3%，仅在河流和地表水中，碱金属Mg的毫克当量百分比范围为60%～80%。主导阴离子碳酸根、氯离子的平均克当量百分比为50%。地下水、地表水和河流化学类型为碳酸镁型。隧道出口水体不属于该类型，主要以Mg离子型为主。

3施工过程中的防控策略

3.1合理规划

在公路施工之前，针对公路线路和发展的规划需要提前考虑，在给需要带来经济效益的同时，也要考虑公路运营过程中的安全，应该从地质和地形上选着地质条件较为稳定的路线，尽量避开地质不稳定的地方。

3.2避开水源保护区

在公路设计前期，需要对沿线的水源地进行充分的实地调研和研究，线路的走向也要尽量的避开水源保护地，同时路线需要交叉的时候，需要从水源的下游经过，保证地面径流和地下径流不受影响。此外，沿线的服务区、停车场和收费站附近不要设置在水源地附近。减少对水源地的污染，保证当地居民的饮水安全。

3.3绿色施工

在公路施工过程中，产生的污水和废水不外排，建设废水处理池，就地对公路施工过程中产生的固废进行处置，处置完成符合排放标准后再排入地表径流和河流中。此外，可以使用国内外先进绿色的施工工艺和废弃物处理方法。从源头上杜绝对公路沿线水源的污染和周边生态环境的污染。同时，可以在公路沿线设置污水池，如果在施工过程中发生了污染物泄露和原料的污染，可以临时把污染物排放到污水池中，然后再经过处理后排放。

4结论

综上所述，通过对花莞高速公路沿线水体的研究，发现TDS值先增后稳再降，总体满足淡水标准，矿化程度低，属于饮用水范围。根据对水体电导率的分析，可以得出，公路施工沿线的水体的EC值都高于附近湖泊河流的电导率，表明在公路施工过程中，对饮用水体有一定污染。公路施工过程中对饮用水源地的污染控制手段主要有公路路线的合理规划，避开水源地所在地；公路停车区、服务区和收费站的设置也要远离水源地和河流等淡水资源。同时在施工过程中，选择绿色施工工艺和先进工艺，减少污染物和废水的排放。这些措施对于保护沿线水质量和维护饮用水安全具有重要意义。同时，应持续关注水体变化，为公路施工提供科学依据。