水利樞紐建設對地表水環境的影響

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水利樞紐建設對地表水環境的影響

[摘要]采用定性和定量方法分析樞紐在建設期和運行管理期各污染物排放對莫莫克水庫地表水環境的影響。結果表明:建設期對地表水環境產生影響的主要污染源為砂石料加工系統產生的廢水,建設期產生的各種廢水建議全部回用;運行管理期對地表水環境產生影響的主要污染源來自庫區上游農業面源污染,預測水平年水庫出口水質優于地表水Ⅱ類標準,庫區上游污染物不會對水庫地表水環境產生顯著影響。建議加強樞紐運行管理期庫區水體保護,禁止將水庫管理站污水直接排放到河道中,管理人員定期對水庫中的漂浮物進行清理,并且將此項工作列入日常管理制度中。分析方法和措施可為南疆塔里木河山區流域其它工程提供借鑒。

[關鍵詞]莫莫克水利樞紐建設期和運行管理期;地表水環境;影響;措施

0前言

莫莫克水利樞紐工程位于新疆喀什地區葉城縣提孜那甫河中游河段上,樞紐主要以防洪、灌溉為主,兼顧發電等。樞紐建成后將會使下游保護對象遭遇洪水風險的水平大大降低,同時通過攔蓄冬閑水解決提孜那甫河灌區每年4月~5月份5124.27萬m3缺水問題,在確保防洪和灌溉功能之外,可進行發電,樞紐裝機容量26MW,多年平均發電量0.7636億kW•h。莫莫克水利樞紐工程等別為Ⅲ等,工程規模為中型,水庫總庫容為0.927億m3,興利庫容0.664億m3,死庫容0.180億m3,防洪庫容411萬m3,正常蓄水位1894.0m,死水位1873.0m。各主要建筑物級別如下:瀝青混凝土心墻壩,最大壩高73.2m,為2級建筑物;泄水建筑物、發電引水建筑物和發電廠房為3級;臨時建筑物為4級,此外還有保護提孜那甫河魚類的過魚設施和魚類增殖放流站等建筑物。因樞紐工程屬于攔河型,其在建設期和運行管理期排放的污染物會對地水環境產生一定影響,根據《中國新疆水環境功能區劃》[1]提孜那甫河全河段位于二級水功能區域,樞紐在建設期和運行管理期水質應滿足《地表水環境質量標準》[2]的Ⅱ類標準。鑒于此本文將分析這兩個時期對地表水環境產生影響的具體污染源和污染源排放的污染物對地表水環境的影響程度。

1建設期對地表水環境影響分析

1.1污染源和影響程度分析

根據工程類比分析,樞紐建設期對地表水環境產生影響的污染源有:砂石料加工系統產生的廢水、混凝土拌合系統中產生的廢水、施工生活區產生的污水、機修車間產生的含油廢水、基坑排水等。砂石料加工系統設計生產能力140t/h,用水規模為207m3/h,廢水產生量165.6m3/h,廢水中主要污染物為SS,濃度在20000mg/L~50000mg/L,不含其它有毒或者有害物質;混凝土拌合系統設計生產能力80m3/h,廢水產生量30m3/d,廢水呈堿性,pH高達11~12,SS濃度約為5000mg/L;施工期生活污水主要包括食堂廢水、糞便污水、洗滌污水及淋浴污水等,所含污染物主要為BOD5、COD、SS等,按照施工高峰期人數907人/d和南疆地區平房及簡易樓房的農村居民用水定額[3]20L/(d•人)~30L/(d•人)計算,生活污水最大排放量為25m3/d,污染物濃度:BOD5為150mg/L、COD為205mg/L、SS為150mg/L;機修車間施工高峰期產生最大含油污水的排放量為20m3/d,石油類污染物濃度為30mg/L~50mg/L;基坑排水主要來自壩體基坑開挖排水,分為經常性排水和初期排水,開挖壩體基礎初期排水量為1800m3,該水屬于原有河道中在壩址處的積水,因此污染物濃度較低,開挖壩體基礎經常性排水為31m3/h,由降雨和混凝土養護用水產生,廢水呈堿性,pH高達9~11,SS濃度約為2000mg/L。根據以上各污染源廢水排放量和所含污染物濃度可以得出樞紐在建設期影響地表水環境的主要污染源為砂石料加工系統產生的廢水,其具有排放量大,SS濃度高等特點。

1.2措施建議

樞紐在建設期各污染源排放污水具有相對的獨立性,污水所含污染物的種類和濃度也不同,因此建議各污水單獨處理。

2運行管理期對地表水環境影響分析

2.1污染源

樞紐運行管理期對地表水環境產生影響的污染源有:庫區周圍工業污染源、農業面源污染源及生活污水污染源等。根據提孜那甫河流域污染源的調查結果,結合流域設計水平年2030年社會經濟和需水量預測成果,對工業、農業、生活污水等污染源排放量進行預測。莫莫克庫區上游區域主要為農村地區,無工業污染源,預測水平年2030年也不會新增工業污染源,因此庫區工業污染源排放量為零。根據2016年統計資料,莫莫克庫區上游農業有效灌溉面積14626畝,水庫建成后不會淹沒現有耕地,并且在新疆南疆地區用水總量控制的政策下,預測水平年現有耕地面積只會減少不會增加,因此農業面源污染排放量按現有耕地面積,按最不利情況進行計算。庫區上游耕地主要施用氮肥和磷肥,參考《第一次全國污染源普查-農業污染源肥料流失系數手冊》[4]中數值,本工程具體取值:COD為10kg/畝、TN為0.267kg/畝、TP為0.015kg/畝、NH3-N為0.027kg/畝;農業面源污染物入庫系數取值0.1。莫莫克庫區上游生活污水來源于農村地區,預測水平年庫區上游農村人口達到3萬人,農村居民用水定額為20L/(d•人)~30L(d•人),生活污水產生量按照用水的80%計,生活污水污染物的濃度具體取值為:COD為250mg/L、TN為11mg/L、TP為1.8mg/L、NH3-N為8.3mg/L,生活污水污染物入庫系數取值0.1。結合上述預測結論,預測水平年莫莫克水庫上游主要污染物入庫量為:COD為14.85t、NH3-N為0.06t、TN為0.42t、TP為0.02t,庫區周圍污染物主要來源為農業面源。

2.2影響程度

根據《環境影響評價技術導則地表水環境》[5]采用湖庫均勻混合模型對污染物進入莫莫克水庫后的水質進行預測,污染物生化過程按照一級動力學反應考慮:根據模型預測結果,莫莫克水庫出水口水質優于地表水Ⅱ標準,污染物經過水庫的凈化作用后,濃度明顯降低,水庫出水口水質優于原有河道水質。

2.3措施建議

根據模型預測結果,莫莫克水庫庫區上游生活污水和農業面源排放的污染物進入水庫后,并未對原有河流水質產生顯著影響,因此對庫區上游生活污水和農業面源不需要采取專門的措施,但是也要加強監測,防止上游污染物產生環境與預測條件發生變化。在水質模型預測中并沒有考慮水庫在建設期庫低原有積累的污染物和水庫在運行管理期水庫管理人員產生的生活污水。對于庫底積累的污染物在水庫蓄水前進行清理;莫莫克水庫運行管理期常駐管理人員為50名左右,生活污水的產量為3.61m3/d,對于該生活污水建議安裝專門的生活污水處理設施,處理后用于庫區綠化和沖洗廁所用水,禁止外排。此外,庫區上游漂浮物會隨著水庫蓄水慢慢聚集在庫區,這些漂浮物尤其是生活垃圾會對水庫地表水環境產生一定影響,建議水庫管理人員每年定期清理一次庫區漂浮物,將此項工作納入到管理制度中,實現常態化管理。

3結論

莫莫克水利樞紐建設期對地表水環境產生影響的主要污染源為砂石料加工系統產生的廢水,建設期產生的各種廢水建議采取有效措施,全部回用,避免排放到提孜那甫河中。運行管理期對地表水環境產生影響的主要污染源來自庫區上游農業面源污染,預測水平年水庫出口水質優于地表水Ⅱ類標準,庫區上游污染物不會對水庫地表水環境產生顯著影響。建議加強樞紐運行管理期庫區水體保護,禁止將水庫管理站污水直接排放到河道中,管理人員定期對水庫中的漂浮物進行清理,并且將此項工作列為日常管理制度中,以降低因工程建設對莫莫克水庫地表水環境的影響。莫莫克水利樞紐在南疆塔里木河山區流域具有典型代表性,影響分析方法及措施可供其它水利工程在建設期和運行管理期進行參考。

參考文獻

[1]新疆維吾爾自治區環境保護局.中國新疆水環境功能區劃[S].烏魯木齊:新疆電子出版社,2003.

[2]GB3838-2002,地表水環境質量標準[S].北京:中國環境科學出版社,2002.

[3]新疆維吾爾自治區人民政府辦公室.新疆維吾爾自治區工業和生活用水定額[Z].

[4]國務院第一次全國污染源普查領導小組辦公室.第一次全國污染源普查城鎮生活源產排污系數手冊[EB/OL].

[5]HJ2.3-2018,環境影響評價技術導則地表水環境[S].北京:中國環境科學出版社,2019.

[6]劉洪燕,代巍.淺談河流污染物綜合衰減系數的確定方法[J].河南科技,2014(04):171-172.

作者:肖國鋒 單位:新疆喀什宏途工程監理有限公司

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