工地基坑排水對水環(huán)境影響與對策研究

張明浩，馮春苗，謝 昕，王 磊，袁 平，趙 亮

（1.南京市建鄴區(qū)水務(wù)局，江蘇 南京210000；2.南京市水利規(guī)劃設(shè)計院股份有限公司，江蘇 南京210000）

0 引 言

基坑排水通常包括三部分，地下水滲水、降水和部分施工用水，其中地下水滲水通常是基坑排水的主要來源。在基坑開挖過程中，當(dāng)基底低于地下水水位時，由于土壤的含水層被切斷，地下水會不斷深入基坑內(nèi)，形成基坑排水。目前已有研究表明，我國多處流域地下水污染較為嚴重[1]，水質(zhì)總體呈下降趨勢。由于缺乏相應(yīng)的排水規(guī)范和標準，基坑排水多采用簡單沉淀去除懸浮物后排入雨水管網(wǎng)或水體，對周邊水體水環(huán)境造成較大威脅。南京市建鄴區(qū)目前正面臨大規(guī)模開發(fā)建設(shè)，基坑排水量較大，水體污染物濃度高。如何管理各排水工地，保障地表水環(huán)境，是建鄴區(qū)水務(wù)部門面臨的難題。

1 基坑排水概況

1.1 區(qū)域地下水情況

河西南部地區(qū)位于南京主城西南部建鄴區(qū)境內(nèi)，總面積約14.19 km2。區(qū)域場地整體地貌屬長江漫灘地貌，屬下?lián)P子斷塊，印支及燕山運動早期，蓋層以褶皺變形為主，燕山運動中晚期及喜山運動早期以比較強烈的斷塊活動為主，形成斷隆、斷坳、斷凸、斷凹，并伴有強烈的巖漿活動。

根據(jù)勘察結(jié)果表明的地層結(jié)構(gòu)和地下水的賦存條件，本區(qū)域地下水分為孔隙潛水、微承壓水和基巖裂隙水。地下水潛水埋深大部分為2.5～7.0 m，承壓水埋深在4.0～8.0 m，根據(jù)地下水埋深情況，工地基坑排水大部分為潛水。

1.2 基坑排水管理要求

針對基坑排水的處理，目前國家尚并未制定相應(yīng)的政策法規(guī)及行業(yè)標準，不同省市對基坑水的管理要求也不盡相同。2015年3月，住建部在發(fā)布的《城鎮(zhèn)污水排入排水管網(wǎng)許可管理辦法》[2]中，提出“施工作業(yè)需排水的，建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)修建預(yù)處理設(shè)施”等要求。2017年4月，湖南湘鄉(xiāng)市發(fā)布《城市排水許可證核發(fā)辦事指南》，要求“經(jīng)由城市排水管網(wǎng)及其附屬設(shè)施后不進入污水處理廠、直接排入水體的污水，還應(yīng)當(dāng)符合《污水綜合排放標準》（GB 8978-1996）[3]或者有關(guān)行業(yè)標準。”2019年4月，浙江臨海市城鎮(zhèn)對于申領(lǐng)污水排入排水管網(wǎng)許可證的，要求“施工基坑水、地下水需經(jīng)三級沉淀池沉淀達標后排入雨水管道，嚴禁泥漿水排入污水管道?！?019年7月，福建福州市城鄉(xiāng)建設(shè)局印發(fā)《福州市在建工地基坑排水排放措施技術(shù)導(dǎo)則》。2020年12月，河北滄州市申領(lǐng)排水許可證要求“施工基坑水、地下水經(jīng)三級沉淀達標后排入污水管道，嚴禁直排管道或河道?！?/p>

1.3 基坑排水對水環(huán)境影響

建鄴區(qū)河西南部地區(qū)目前正面臨大規(guī)模開發(fā)與施工，據(jù)2019年底數(shù)據(jù)，82處施工工地中，涉及基坑排水用戶共22戶，排水總量約12～16萬t/d。受地下水影響，各排水工地基坑排水出現(xiàn)非常規(guī)性的水質(zhì)惡化，監(jiān)測結(jié)果顯示基坑排水中COD、氨氮、SS、鐵離子等污染物濃度較高。南京市對基坑排水僅要求經(jīng)沉淀后排入周邊河道內(nèi)，該方法只能去除部分泥漿等污染物，對氨氮等指標不能進行有效降解。由于基坑排水污染物濃度高，排放量較大，且區(qū)域河網(wǎng)水系連通性較強，施工期間河西南部大范圍河道水體遭受污染，水質(zhì)逐漸惡化；現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)基坑排水中鐵離子含量較高時，排入河道內(nèi)氧化后造成河水發(fā)紅發(fā)黃，易引起河道感官變差。

1.4 現(xiàn)狀存在問題

（1）基坑排水中污染物濃度雖然較高，但尚未達到污水處理標準，無法納入污水管網(wǎng)，只能排入河道內(nèi)；（2）目前南京市相關(guān)法規(guī)、條例僅要求建設(shè)工地設(shè)置沉淀池，缺乏對相應(yīng)污染物排放標準的要求，難以約束基坑排水中高濃度污染物排入受納水體行為，易對受納水體造成污染；（3）建設(shè)工地管理方式落后，信息化程度較低，風(fēng)險預(yù)警不到位，不利于建設(shè)項目的精細化、智能化管理。

2 基坑排水處理對策

針對以上問題，建鄴區(qū)水務(wù)局積極探索解決方案，從制定團體排放標準著手，引入第三方治水單位，加強對基坑排水處理的監(jiān)測與監(jiān)管，聯(lián)合建設(shè)單位打造智慧工地，制定基坑排水處理對策。

2.1 制定團體排水標準

基于區(qū)域基坑排水現(xiàn)狀和污染特性，結(jié)合各地區(qū)已有的基坑排水處理要求，建鄴區(qū)基坑排水處理團體排放標準擬從以下幾個方面內(nèi)容著手制定。

（1）規(guī)范和推進排水許可辦理，對排水許可進行細化，除對水量進行控制外，也要加入排放水質(zhì)指標，做好排水許可審批工作；（2）基坑水排放標準應(yīng)根據(jù)受納水體自身的水質(zhì)現(xiàn)狀及水質(zhì)目標綜合確定，一般不應(yīng)低于《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB 3838—2002）Ⅴ類，對于受納水體自身水環(huán)境容量不足、受納水體對周邊環(huán)境影響程度較大的，應(yīng)適當(dāng)提高處理標準；對于基坑排水中易引起水體感官較差的鐵離子，處理后排放濃度不應(yīng)高于受納水體中鐵離子濃度；（3）根據(jù)排放后對周邊環(huán)境的影響程度及范圍，結(jié)合日常監(jiān)測管理需求，優(yōu)化排放路徑，合理布置排放點位。

2.2 引入第三方治水單位

通過購買第三方服務(wù)，引入第三方治水單位對施工場地基坑排水進行處理。結(jié)合各基坑排水具體水質(zhì)狀況，有針對性地制定處理方案，選取適宜的處理工藝。基于建鄴區(qū)基坑排水中主要污染物為COD、氨氮、SS、鐵離子的特點，目前采用的主要處理措施包括化學(xué)氧化法和生物法。

化學(xué)氧化法主要利用化學(xué)藥劑與廢水中的污染物產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)，可將廢水中的有毒有害污染物轉(zhuǎn)化為無毒或者微毒物質(zhì)，常采用的氧化劑有臭氧、氯、高錳酸鉀等。目前常用的生物法主要有曝氣生物濾池（BAF）、接觸氧化法和MBR三類。曝氣生物濾池（BAF）[4]是包含生物降解、固液分離過程的一體化生物膜處理設(shè)施，利用濾池內(nèi)部填料上生長的生物膜，結(jié)合濾池底部曝氣，對污水中物質(zhì)進行降解和截流；接觸氧化法依靠附著微生物的降解作用來去除有機物，微生物大部分以生物膜的狀態(tài)附著在固體填料上，少量生物絮體呈破碎生物膜狀懸浮于水體中[5]；MBR又稱膜生物反應(yīng)器，是一種由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的新型水處理技術(shù)，目前已廣泛應(yīng)用于污水處理過程中[6]。

根據(jù)化學(xué)氧化法和生物法在基坑的適用條件及施工場地基坑排水特性，建議在需要應(yīng)急處理、現(xiàn)場條件不夠、資金及維護成本預(yù)算有限的條件下可采取化學(xué)氧化法；在基坑排水處理長期運行、現(xiàn)場條件滿足的情況下，建議采取生物法處理為基坑水處理設(shè)施。

2.3 加強排水處理監(jiān)測與監(jiān)管

水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)是基于水質(zhì)在線分析儀器，采用現(xiàn)代監(jiān)測、自動控制等技術(shù)，通過分析軟件和通訊網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)水質(zhì)在線監(jiān)測的綜合性體系[7]。相較于傳統(tǒng)的實驗室檢測方法，水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)以其測量時間短、分析數(shù)據(jù)及時、響應(yīng)速度快、實時掌握水體水質(zhì)等優(yōu)點得以廣泛應(yīng)用[8]。

要求排水工地對外排水質(zhì)實行監(jiān)測，一旦低于排放標準，應(yīng)立即停止排放，通過處理設(shè)施或其他工藝處理達標后再允許排放。對經(jīng)過處理后仍低于排放標準的工地，要求立即整改，整改穩(wěn)定達標后才能再次排放。

2.4 打造智慧工地

智慧工地是指基于人工智能、無限傳感、5G技術(shù)的應(yīng)用，建設(shè)工地逐漸實現(xiàn)施工管理智能化、數(shù)據(jù)采集自動化、過程監(jiān)管可視化和行政決策科學(xué)化[9]。依靠建立信息協(xié)同共享、工作互聯(lián)互通、全面施工智能、科學(xué)高效管理、風(fēng)險智慧預(yù)控的信息化生態(tài)圈，可以提高工程建設(shè)的整體質(zhì)量、管理水平和決策能力[10]。目前，智慧工地建設(shè)在我國的北京、上海、深圳等多個城市都出現(xiàn)了比較成功的案例，并且已取得了良好成效[11-13]。

結(jié)合工地管控要求、河道管理需求，完善智慧工地安全生產(chǎn)標準化建設(shè)[14]。依托建立數(shù)字化信息監(jiān)控系統(tǒng)、工地現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等基礎(chǔ)平臺，實時在線獲取工程的基本信息、工程進度安排、施工過程管理等，同時將水務(wù)信息納入監(jiān)管體系，實現(xiàn)對工程建設(shè)周期的全局管控，形成一個政府、建設(shè)單位及現(xiàn)場工地三層架構(gòu)的智慧建設(shè)平臺。

3 結(jié) 語

針對南京市建鄴區(qū)基坑排水排放對區(qū)域水體造成不良影響，建鄴區(qū)水務(wù)局通過調(diào)查研究及相關(guān)實驗，明確了地下水污染是基坑排水水質(zhì)惡化的主要原因。為保障區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量，細化工地管控要求，建鄴區(qū)水務(wù)局圍繞排放標準的制定、處理方式的選取、水質(zhì)監(jiān)測與排放監(jiān)管以及智慧工地的打造等方面，研究制定了基坑排水處理對策，并取得了良好成效，可為其他地區(qū)基坑排水處理提供借鑒和參考。