一級(jí)水源保護(hù)區(qū)施工期間水質(zhì)保障措施及水質(zhì)監(jiān)測(cè)分析

許 真，李春偉，劉海博，徐 源，陳 奇

（中電建生態(tài)環(huán)境集團(tuán)有限公司，廣東 深圳 518102）

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城鎮(zhèn)生活污水、農(nóng)牧區(qū)地表徑流、工業(yè)廢水等流入水源保護(hù)區(qū)內(nèi)，使得進(jìn)水水質(zhì)達(dá)不到國(guó)家及地方要求。為加強(qiáng)水源保護(hù)，提升水源水質(zhì)，有必要在水源保護(hù)區(qū)內(nèi)實(shí)施水質(zhì)保障兜底工程。一級(jí)水源保護(hù)區(qū)是居民極為重要的生活飲用水缸，根據(jù)國(guó)家規(guī)定，取水點(diǎn)周圍半徑100 m 范圍內(nèi)水域被劃為一級(jí)水源保護(hù)區(qū)。因此，在一級(jí)水源保護(hù)區(qū)內(nèi)進(jìn)行施工時(shí)，必須做好水源水質(zhì)安全保障措施。施工期間，大量人員、機(jī)械進(jìn)入飲用水水源地內(nèi)開展密集的施工作業(yè)，會(huì)導(dǎo)致水源水質(zhì)污染風(fēng)險(xiǎn)顯著增加。水質(zhì)保障措施是解決該問題，確保水源水質(zhì)及供水安全，控制污染風(fēng)險(xiǎn)而采取的必要手段。

1 一級(jí)水源保護(hù)區(qū)施工期間水質(zhì)保障措施

工程帶水作業(yè)時(shí)，為了減少施工引起的水體污染物遷移，要采取嚴(yán)格的污染控制措施。一般工程涉水面較小，所產(chǎn)生的廢水量也較少，可采取施工廢水集中收集+旁路處理的方法來控制污染。主要處理技術(shù)分為物理法、化學(xué)法和生物法三類。針對(duì)持續(xù)供水的一級(jí)水源保護(hù)區(qū)施工，水源水質(zhì)需要穩(wěn)定維持在地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)或更高標(biāo)準(zhǔn)。帶水施工作業(yè)時(shí)，最主要的污染風(fēng)險(xiǎn)為泥沙擾動(dòng)所引起的水體濁度升高，其次為機(jī)械浮油或事故性溢油導(dǎo)致的有機(jī)污染物擴(kuò)散。采用物理法，構(gòu)建攔污過濾帶，對(duì)污染物進(jìn)行物理隔離，該方法高效且維護(hù)方便，成本節(jié)約，因此是本類工程的重要水質(zhì)保障措施。

1.1 攔污過濾帶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及攔污原理

為攔截施工期間產(chǎn)生的泥沙顆粒，圍截潛在的事故性溢油污染，在水源保護(hù)區(qū)進(jìn)水口圍堰、生態(tài)堤等施工點(diǎn)設(shè)置攔污過濾帶。攔污過濾帶的主體材料為非織造土工布、尼龍網(wǎng)和圍油欄自浮體，其通過拉錨繩、定位桿、混凝土塊等組件固定在施工面下游側(cè)。攔污過濾帶采用3 道布設(shè)的方式，即從上游至下游依此布設(shè)土工布+圍油欄、圍油欄、圍油欄，每道間隔5 ～10 m。

攔污過濾帶的主要攔污原理為對(duì)污染物進(jìn)行物理隔離，一方面，利用土工布幕簾的排水和反濾功能限制懸浮物（SS）遷移，加速SS 在攔污過濾帶內(nèi)側(cè)的沉降，另一方面，利用攔污過濾帶上部組合的圍油欄自浮體，將浮油圍截在施工作業(yè)面周邊，有效降低因施工導(dǎo)致的顆粒遷移及機(jī)械油污被沖刷入庫(kù)的風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 攔污過濾帶施工

攔污過濾帶由若干單元拼接而成，每個(gè)單元長(zhǎng)度為10 m，主要由土工布、尼龍網(wǎng)、圍油欄自浮體、拉錨繩、定位桿、混凝土塊和主連接繩等組成。

土工布的橫向固定裝置由拉錨繩、浮球和土工布下緣懸墜體組成。懸墜體選用C20 預(yù)制混凝土砌塊（長(zhǎng)×寬×高=30 cm×30 cm×30 cm），水平間距為3 m。混凝土塊用鋼絲繩下吊至庫(kù)底，鋼絲繩端頭固定在定位鋼管上，以便更換過濾帶時(shí)取出庫(kù)底的混凝土塊。圍油欄自浮體和土工布連接處應(yīng)采取可靠措施，做到緊密連接。土工布施工時(shí)在岸邊組裝成型，土工布搭接采用手提式縫紉機(jī)縫合，搭接長(zhǎng)度至少為0.15 m，土工布接縫應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求，縫合完成后由人工配合操作船從岸邊拉起，向?qū)Π斗€(wěn)步前進(jìn)，施工時(shí)需要保證土工布不被破壞。過濾帶組裝要求高度不能小于現(xiàn)狀水深，預(yù)制混凝土塊滿足下沉要求。

圍油欄自浮體間隔3 m 布置，其為漂浮發(fā)泡泡沫塑料，下墜土工布時(shí)的沉降量不能過大。主連接繩采用6×19 圓股鋼絲繩，直徑為20 mm。拉錨繩采用超強(qiáng)聚乙烯繩，直徑為25 mm，設(shè)計(jì)拉斷力為245 kN。土工布布放完畢，根據(jù)水深調(diào)整土工布的拉錨繩，使過濾帶的底端與庫(kù)底保持適當(dāng)?shù)目臻g，保證土工布的正常使用；定期巡視檢查，如出現(xiàn)破損情況，及時(shí)修補(bǔ)或更換，以免影響防污效果。

2 水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置及取樣檢測(cè)

鐵崗水庫(kù)是深圳市的國(guó)家一級(jí)水源保護(hù)區(qū)。應(yīng)人石河口生態(tài)堤施工期間，該水庫(kù)采用“土工布+尼龍網(wǎng)+頂部漂浮聚氯乙烯（PVC）圍油欄”過濾帶，在施工場(chǎng)地與水庫(kù)之間間隔布置三道，形成物理隔離。其間需要對(duì)施工區(qū)域周圍0.3 km范圍內(nèi)的水庫(kù)水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。具體來說，以過濾帶為界線，在過濾帶內(nèi)外兩側(cè)分別設(shè)置水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，固定點(diǎn)1 位于第一道過濾帶上游3 ～5 m 處，固定點(diǎn)2 位于第三道過濾帶下游3 ～5 m 處。每周定期對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行取樣檢測(cè)，水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)如圖1所示。

圖1 應(yīng)人石河口生態(tài)堤施工期間水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)

水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)分為兩類，共有6 個(gè)。一類指標(biāo)包括懸浮物（SS）和石油類，二類指標(biāo)包括化學(xué)需氧量（COD）、氨氮（NH-N）、總磷（TP）和總氮（TN）。其中，一類指標(biāo)為施工可能對(duì)水體帶來污染的指標(biāo)，二類指標(biāo)為水體常規(guī)監(jiān)測(cè)指標(biāo)。

取樣時(shí)，每個(gè)點(diǎn)位使用2 個(gè)取樣瓶。對(duì)于懸浮物、化學(xué)需氧量、氨氮、總磷和總氮5 項(xiàng)指標(biāo)，使用500 mL 聚乙烯廣口取樣瓶取樣。對(duì)于石油類，使用500 mL 琥珀色玻璃廣口取樣瓶取樣。

3 水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

每周定期對(duì)固定點(diǎn)1 和固定點(diǎn)2 進(jìn)行水質(zhì)取樣，自2019年2月（工程開工前）至2019年9月（工程施工中），共取水樣47 期。各項(xiàng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)開展測(cè)定，各項(xiàng)指標(biāo)分析方法及地表水環(huán)境參考指標(biāo)如表1所示。固定點(diǎn)1 和固定點(diǎn)2 兩處水樣的各項(xiàng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)結(jié)果如圖2 至圖7所示。

圖2 固定點(diǎn)1 和固定點(diǎn)2 的懸浮物濃度對(duì)比（期次）

圖3 固定點(diǎn)1 和固定點(diǎn)2 的石油類濃度對(duì)比

圖4 固定點(diǎn)1 和固定點(diǎn)2 的COD 濃度對(duì)比

圖5 固定點(diǎn)1 和固定點(diǎn)2 的氨氮濃度對(duì)比

圖6 固定點(diǎn)1 和固定點(diǎn)2 的總磷濃度對(duì)比

圖7 固定點(diǎn)1 和固定點(diǎn)2 的總氮濃度對(duì)比

表1 水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)分析方法

施工期間，應(yīng)人石河口生態(tài)堤施工區(qū)域內(nèi)固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，入庫(kù)水體的懸浮物與石油類分別控制在地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)、地表水Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)范圍以內(nèi)，表明施工作業(yè)對(duì)水體造成污染的風(fēng)險(xiǎn)得到有效控制。同時(shí)，過濾帶對(duì)入庫(kù)水體的化學(xué)需氧量、氨氮、總磷和總氮等常規(guī)指標(biāo)也有一定阻隔作用。但水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果有部分凸出點(diǎn)，分別為第5 次、第18 次、第25 次、第34 次、第38 次和第45 次。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工記錄得知，由于汛期突降暴雨，施工區(qū)域河道上游水閘存在開閘放水情況，導(dǎo)致水體污染物指標(biāo)明顯高于標(biāo)準(zhǔn)限值，部分下游點(diǎn)位水樣指標(biāo)超標(biāo)，但固定點(diǎn)2 的水質(zhì)仍好于固定點(diǎn)1。這表明，施工作業(yè)未對(duì)水庫(kù)水質(zhì)造成影響，隨著水質(zhì)保障措施的實(shí)施，水庫(kù)上游來水得到進(jìn)一步凈化。

4 水質(zhì)保障措施效果評(píng)價(jià)

攔污過濾帶作為一種臨時(shí)性方案，在面對(duì)各類突發(fā)情況與極端天氣時(shí)，仍難以保證水庫(kù)來水的質(zhì)量，存在一定短板。但從整體監(jiān)測(cè)效果來看，攔污過濾帶確實(shí)有效降低了水庫(kù)施工區(qū)域顆粒物及油污被沖刷入庫(kù)的風(fēng)險(xiǎn)，確保了居民的用水安全，同時(shí)為項(xiàng)目的順利開展提供了強(qiáng)有力的支撐?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)施情況和水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果也得到了政府相關(guān)職能部門的一致認(rèn)可。

5 結(jié)論

本文從一級(jí)水源保護(hù)區(qū)內(nèi)施工出發(fā)，針對(duì)水源保護(hù)區(qū)施工可能對(duì)水源造成污染的問題，提出了一種攔污過濾帶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工的保障措施，并結(jié)合具體案例，設(shè)置水質(zhì)監(jiān)測(cè)對(duì)比點(diǎn)，在施工期間持續(xù)對(duì)水庫(kù)水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，施工前設(shè)置攔污過濾帶，確實(shí)可以隔離水庫(kù)外來污染物，保障水庫(kù)水質(zhì)，表明此保障措施效果較好，也凸顯了永久性保障工程的建設(shè)勢(shì)在必行。同時(shí)，該保障措施為后期類似工程的開展提供借鑒，因此具有一定示范意義。