污水排放對晉祠泉域地下水環(huán)境的影響及保護研究

趙偉麗

(太原市晉祠泉域水資源管理處)

晉祠泉域位于太原市西山地區(qū)，東部邊界為柳林河與獅子河的分水嶺向南至王封村，折向三給村，沿汾河至汾河二壩;南部邊界從汾河二壩經(jīng)清徐縣西高白沿古交市與交城縣的行政分界線至郭家梁村;西部邊界沿婁煩縣、古交市、靜樂縣的交界處往南經(jīng)牛頭山、羅家曲村、白家灘村、康莊村至郭家梁村;北部邊界為古交市與靜樂縣的行政分界線。泉域總面積2030 km2。

1 泉域地下水環(huán)境現(xiàn)狀

晉祠泉域裂隙巖溶水資源總量為7790萬m3(2.47 m3/s)，其中裂隙水2050 萬 m3(0.65 m3/s)，巖溶水為5740萬m3(1.82 m3/s)。泉域多年平均降水量507 mm，年際、年內(nèi)分布極不均勻。多年平均蒸發(fā)量1871.8 mm。泉域內(nèi)主要河流和水體有汾河、晉陽湖、屯蘭川、大川河、獅子河、原平川、玉門河、虎峪河、九院沙河、冶峪河、風峪河等。

根據(jù)晉祠泉域的社會經(jīng)濟和水文地質(zhì)條件，該區(qū)的主要污染源為工業(yè)污染源。本文所引數(shù)據(jù)主要取自泉域內(nèi)日廢水排放量大于100 t、日化學需氧量(COD)排放量大于30 kg、日氨氮排放量大于20 kg及排放一類污染物的22家排污企業(yè)(排污口)。

2011年，我處開展的污水排放調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，泉域內(nèi)工礦企業(yè)污水排放總量為2037.39萬m3/a，其中，古交市污水排放量最大，年排放1029.29萬m3，占到泉域 50.52%;其次為晉源區(qū)，年排放528.91萬 m3，占到 25.96%;萬柏林區(qū)為第三，年排放456.99萬 m3，占到22.43%;清徐縣污水排放量最小，年排放22.21萬m3，占到1.09%。泉域內(nèi)主要排放污染物中 COD 為 2780.50 t，氨氮759.88 t，兩項合計3540.38 t;古交市氨氮污染要遠重于COD污染，是污染物排放的主要承擔者;萬柏林、晉源區(qū)、清徐縣COD的排放量略高于氨氮，是污染物排放的主要分擔者。

2 污水排放對地下水環(huán)境的影響

從上述數(shù)據(jù)可以看出，古交市的污水排放量最大。汾河流經(jīng)古交后，匯入大量的生活污水、礦坑水和其他工業(yè)廢水。汾河從泉域中部流經(jīng)兩段裸露灰?guī)r區(qū)，發(fā)生強烈滲漏現(xiàn)象，污水滲入地下。即使污水在長時間、遠距離運移中能被凈化一部分，但一旦污染影響到整個西部邊山地下水，則污染將難以消除，其后果將會影響到幾代人的生活。

另外，根據(jù)工礦企業(yè)的排污特征，地下水污染途徑主要有:間歇入滲型、連續(xù)入滲型、越流型、注入徑流型。晉祠泉域內(nèi)地下水污染途徑主要表現(xiàn)為第二種方式。連續(xù)入滲型指排污河道內(nèi)污染水體連續(xù)下滲補給地下水，使地下水遭受污染的方式。泉域內(nèi)的幾大水體遭到污染后，由于重力和壓力的作用，污染水體就會通過連續(xù)不斷的下滲來不斷補給泉域內(nèi)的地下水，從而使地下水也受到污染。

晉祠泉域內(nèi)除獅子河為V類水以外，其余河流和水體均為劣V類。汾河水庫出口為IV類水，其余河段均為劣V類水，且沿程超標污染物濃度和種類均有明顯增加，符合多條支流污水匯入的特點。河流污染物種類能夠顯示流域內(nèi)工礦企業(yè)的生產(chǎn)性質(zhì)，如冶峪河流域內(nèi)有化工生產(chǎn)企業(yè)，因而造成其氟化物濃度超標。值得注意的是，清徐縣的九斗退水渠和汾河二壩的部分水最終去向是農(nóng)業(yè)灌溉，區(qū)域內(nèi)淺層地下水有進一步惡化的趨勢。

3 晉祠泉域地下水環(huán)境管理保護方案

3.1 實行污水排放分區(qū)管理

根據(jù)《水法》、《山西省水資源管理條例》、《山西省泉域水資源保護條例》和《太原市晉祠泉域水資源保護條例》等法律法規(guī)的規(guī)定，以及晉祠泉域水文地質(zhì)條件，結(jié)合泉域水資源開發(fā)利用歷史、現(xiàn)狀及保護管理工作的實踐，將晉祠泉域保護區(qū)劃分為污水排放一級保護區(qū)和污水排放二級保護區(qū)，并以此為依據(jù)劃分出對應(yīng)的一級管理區(qū)和二級管理區(qū)。一級管理區(qū)增加盆地(平原)區(qū)淺層地下水嚴重脆弱區(qū)和極度脆弱區(qū)。具體劃分如下。

3.1.1 一級管理區(qū)

總面積456 km2，包括4個亞區(qū)。

I1區(qū)(泉源管理區(qū)):距晉祠泉泉口1.5 km的范圍(包括晉祠公園)，面積 3.0 km2。

I2區(qū)(古交汾河段重點管理區(qū)):從西向東經(jīng)羅家曲、古交、寨上、河口的汾河河谷地區(qū)，面積51 km2。

I3區(qū)(西部邊山斷裂帶重點管理區(qū)):西銘、大虎峪、上冶峪、店頭(包括天龍山自然保護區(qū))、馬坊、南峪、李家樓、西梁泉以東，閆家溝往南沿鐵路至羅城、北大寺、姚村、清源鎮(zhèn)、水屯營以西，西銘、北寒、閆家溝以南，西梁泉、水屯營以北，面積167 km2。

I4區(qū)(盆地淺層地下水重點管理區(qū)):西部邊山沿線以東及汾河以西沖洪積平原區(qū)，面積235 km2。

污水排放管理的具體措施為:①生產(chǎn)和生活廢水須經(jīng)管道或有防滲工程的溝渠排放才可通過此區(qū)域;②禁止煤炭開采及煤礦生產(chǎn)和生活污水、煤矸石和其他固體污染物的排放;③對現(xiàn)有排污企業(yè)進行關(guān)停并轉(zhuǎn)，暫時難以關(guān)停的要進行嚴格管理、監(jiān)測與監(jiān)督控制，將排污量嚴格控制在現(xiàn)狀水平年之內(nèi)，并做好關(guān)停的規(guī)劃;④對已有的生活垃圾、煤矸石和其他固體污染物應(yīng)予以清理或重新選址轉(zhuǎn)存。

3.1.2 二級管理區(qū)

總面積1574 km2，包括1個亞區(qū):

Ⅱ區(qū)(后山徑流補給管理區(qū)和前山徑流排泄管理區(qū)):廟前山、石千峰分水嶺至王封村以西地區(qū)和以東地區(qū)。

污水排放管理的具體措施為:嚴格控制生產(chǎn)、生活廢水排放量，并加強地下水的水質(zhì)和水量監(jiān)測。

3.2 實行污染物排放總量控制

根據(jù)流域基流量和不同規(guī)劃水平年計算出流域水質(zhì)目標濃度，作為污染物排放總量控制的依據(jù)，按照流域內(nèi)工礦企業(yè)的生產(chǎn)和污染物排放特點，逐級逐企業(yè)分配。以污染物排放量為管理指標，不達標者不允許排放，可有效促進工礦企業(yè)通過改進生產(chǎn)工藝，盡量減少用水，不用或少用易產(chǎn)生污染的原料、設(shè)備和工藝流程，鼓勵企業(yè)發(fā)展閉路循環(huán)的水處理系統(tǒng)，提高工業(yè)用水重復(fù)利用率。

3.3 加強建設(shè)項目水資源論證和水環(huán)境影響評價

對于泉域內(nèi)生產(chǎn)建設(shè)類項目，加強水資源論證和水環(huán)境影響評價管理。在常規(guī)水資源論證和水環(huán)境影響評價技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，特別要強調(diào)必須對排水量進行預(yù)測評價，科學分析預(yù)測排污量及污染物種類;必須開展污水排放對水資源的影響類型、影響量和影響范圍評價;必須對地表水、地下水的影響范圍、影響層位、水量、水質(zhì)、村莊、人口、土地、水利工程等內(nèi)容進行分析評價;必須對流域內(nèi)排污企業(yè)的排污總量進行復(fù)核，對流域的納污能力進行評價;必須提出對水資源影響的治理補償方案、措施和投資概算，編制污水綜合利用規(guī)劃，其中礦坑水的處理率要求達到100%，明確礦坑水的回用對象，如配套建設(shè)洗煤廠、焦化廠、矸石電廠、坑口電廠等。

3.4 加強污水排放及對水資源的影響監(jiān)測

考慮到地下水污染具有隱蔽性和難以逆轉(zhuǎn)性，因此，必須加強對污水排放和地下水環(huán)境的動態(tài)監(jiān)測。在這里重點強調(diào)對污水排放的動態(tài)監(jiān)測。由于動態(tài)監(jiān)測具有長期性和穩(wěn)定性，故監(jiān)測范圍與布局應(yīng)由大到小，逐步普及;監(jiān)測的內(nèi)容應(yīng)擴大為用水量、礦坑排水量、回用水量、排水量、排水水質(zhì)、影響范圍及面積等;具體監(jiān)測方法根據(jù)各行政分區(qū)的具體情況自定，有條件的可實行遠程自動遙測。對監(jiān)測資料要進行系統(tǒng)整編、分析、研究，提出對策措施。

3.5 開展地下水污染應(yīng)急預(yù)案研究

由于地下水系統(tǒng)自身的復(fù)雜性和脆弱性，建立地下水預(yù)警與應(yīng)急系統(tǒng)可以有效預(yù)報地下水的變化情況，以便及時采取相應(yīng)的措施，控制和減少對地下水資源的破壞。地下水污染過程緩慢，不易察覺，而一旦地下水發(fā)生污染，恢復(fù)和處理起來極為困難，因此建立地下水預(yù)警與應(yīng)急系統(tǒng)，實行“預(yù)防為主”，是保護地下水資源最有效的方法。

近年來我國發(fā)生的一些重大水環(huán)境事故，如松花江污染事件、黃河油污事件、沱江污染事件等，造成了巨大的社會影響和經(jīng)濟損失。這些事件的發(fā)生和處理過程，暴露了我們在重大環(huán)境污染災(zāi)害的預(yù)警與應(yīng)急體系方面存在嚴重缺陷。因此，盡快開展晉祠泉域地下水污染的預(yù)警和應(yīng)急體系研究，必要而迫切。

3.6 其他管理措施

一是加大宣傳力度，提高公眾環(huán)境意識。通過廣播、電視、報紙等信息媒體及培訓(xùn)班等不同宣傳手段，提高全社會對地下水污染危害性的認識，增強全民的環(huán)境保護意識;二是禁止企事業(yè)單位利用滲井、滲坑、裂隙和溶洞排放、傾倒含有毒污染物的廢水、含病原體的污水及其他廢棄物;三是在無良好隔滲地層，禁止企事業(yè)單位使用無防止?jié)B漏措施的溝渠、坑塘等輸送或者存貯含有毒污染物的廢水、含病原體的污水和其他廢棄物;四是在開采多層地下水的時候，如果各含水層的水質(zhì)差異較大，應(yīng)當分層開采。對已受污染的潛水和承壓水，不得混合開采;五是興建地下工程設(shè)施或開展地下勘探、采礦等活動，應(yīng)當采取保護性措施，防止地下水污染;六是人工回灌補給地下水時，應(yīng)注意不得惡化地下水質(zhì)。

4 結(jié)語

晉祠泉域地下水環(huán)境直接關(guān)系到西部邊山城鄉(xiāng)居民的飲水安全、水資源開發(fā)治理及循環(huán)利用。制定晉祠泉域地下水環(huán)境管理保護方案，可為下一步泉域污水治理總體規(guī)劃制定、實行節(jié)水減排、壓縮取水指標等提供決策依據(jù)，從而逐步使泉域水環(huán)境達到良性循環(huán)，最終實現(xiàn)人與自然和諧相處及水資源的可持續(xù)利用。