三明市環(huán)保局信息中心 周 杰

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電站建設對三明市區(qū)飲用水源水質(zhì)的影響分析

三明市環(huán)保局信息中心 周 杰

三明市區(qū)兩個水廠（下洋水廠和富興堡水廠）的飲用水源均來自東牙溪水庫。由于電站的建設，東牙溪水庫的水沒有直接引到水廠，而是經(jīng)過多級電站后再進入水廠，因此電站出水水質(zhì)的好壞直接影響到水廠的水質(zhì)。該文針對電站的出水作為水廠的進水是否影響到三明市區(qū)人民的飲用水源進行調(diào)研和分析，經(jīng)實地調(diào)查和監(jiān)測結(jié)果分析，結(jié)果表明電站建設對飲用水源的水質(zhì)影響不大。

飲用水源 東牙溪水庫 電站 富營養(yǎng)化

1 三明市區(qū)飲用水源基本情況

1.1 飲用水源地

三明市轄區(qū)現(xiàn)有2個集中式飲用水水源地，下洋水廠和富興堡水廠的水源地為東牙溪水庫(源頭至富興堡水廠取水口下游100m)，白沙水廠的水源地為沙溪白沙段(臺江水電站壩下至白沙水廠取水口下游100m)。

1.2 水廠

三明市現(xiàn)建有下洋水廠(日供水能力10萬噸)、富興堡水廠(日供水能力2.5萬噸)和白沙水廠(日供水能力10萬噸，目前主要用于工業(yè)用水源)等3個自來水廠，總?cè)展┧芰_22.5萬噸。2008年，三明市建成區(qū)范圍供水總量3293.82萬 噸(不包括企業(yè)自備用水)，供水總?cè)丝?8萬人，其中集中式供水2946萬噸，供水人口21萬人。

1.3 引水工程

1.3.1下洋水廠引水工程

三明下洋水廠于1994年投產(chǎn)，其水源地為東牙溪水庫。引水工程如圖1。其中壩后電站總裝機3130kW，水廠電站總裝機500kW。

1.3.2富興堡水廠引水工程

富興堡水廠于上世紀80年代投產(chǎn)，其水源地為東牙溪水庫。引水工程如圖2。其中壩后電站總裝機3130kW，東牙溪電站總裝機3600kW。

圖1 下洋水廠引水工程示意圖

圖2 富興堡水廠引水工程示意圖

2 飲用水源保護區(qū)劃分

根據(jù)《福建省人民政府關于三明市區(qū)及永安市生活飲用水地表水源保護區(qū)劃定方案的批復》(閩政[2001]339號)，三明市飲用水源保護區(qū)劃分如下：

2.1 三明市東牙溪水源保護區(qū)

2.1.1一級保護區(qū)范圍：東牙溪水庫壩址至水尾水庫壩下、白水支流212省道坰瑤大橋以下水域，東牙溪水庫壩下至富興堡水廠取水口(前池)下游100米水域和兩水域兩側(cè)外延至一重山脊陸域、富興堡水廠取水池(前池)周圍100米以內(nèi)陸域。

2.1.2二級保護區(qū)范圍：東牙溪水庫一級保護區(qū)范圍以上的水域和匯水陸域（含東牙溪主干流和各支流）。

2.2 三明市白沙水廠水源保護區(qū)

2.2.1一級保護區(qū)范圍：沙溪三明下洋吊橋至白沙水廠取水口下游100米水域和白沙水廠廠區(qū)陸域。

2.2.2二級保護區(qū)范圍：擬建沙溪臺江水電站壩(址)下至三明下洋吊橋水域。

2.3 水質(zhì)監(jiān)測

三明市區(qū)水源地的水質(zhì)監(jiān)測由三明市環(huán)境保護監(jiān)測站負責，三明市區(qū)水源地的水質(zhì)每月監(jiān)測一次。據(jù)初步統(tǒng)計，經(jīng)三明市環(huán)境監(jiān)測站監(jiān)測，東牙溪水庫各項指標均符合地表水Ⅲ類水質(zhì)標準，下洋水廠水源地水質(zhì)達標率穩(wěn)定在100%，富興堡水廠水源地除3月份糞大腸菌群超標，其它月份水質(zhì)達標率為100%。

3 飲用水水源地水質(zhì)狀況

3.1 評價指標

3.1.1執(zhí)行標準和評價方法

飲用水水源地水質(zhì)標準執(zhí)行國家《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838-2002)中的Ⅱ、Ⅲ類水質(zhì)標準。詳見表1。

表1 水質(zhì)評價標準

續(xù)表1

總氮mg/L≤0.5≤1.0 氨氮 mg/L≤0.5≤1.0 砷 mg/L≤0.05≤0.05 氰化物 mg/L≤0.05≤0.2 氟化物 mg/L1.01.0 溶解氧 mg/L≥6≥5 糞大腸菌群(個／L)200010000

3.1.2評價指標

在河流型飲用水源水質(zhì)評價中，參與評價的項目包括：pH值、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)、五日生化需氧量、氨氮、汞、鉛、揮發(fā)酚、石油類9項。

湖庫營養(yǎng)狀態(tài)評價選擇的項目為：葉綠素a(chla)、總磷(TP)、總氮(TN)、透明度(SD)和高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)五個項目。

3.2 評價方法

3.2.1河流型飲用水源

在河流型飲用水源水質(zhì)評價中，按照表2規(guī)定，用內(nèi)插方法計算得出斷面(或測點)每個參加水質(zhì)評價項目的評分值，根據(jù)各個項目的水質(zhì)評分值，取其最高評分值即為該斷面(或測點)的水質(zhì)綜合評分值。水質(zhì)綜合評分值計算如下式：

WGI = MAX(WGI (i))

表2 水質(zhì)類別與評分值對應表

依據(jù)各項水質(zhì)單個項目的濃度值，按以下公式計算單個項目的水質(zhì)評分值：

式中： C(i)為第i個水質(zhì)項目的監(jiān)測值；

C(i)l為第i個水質(zhì)項目所在類別標準的下限值；

C(i)h為第i個水質(zhì)項目所在類別標準的上限值；

WGI(i)l為第i個水質(zhì)項目所在類別標準下限值所對應的評分值；

WGI(i)h為第i個水質(zhì)項目所在類別標準上限值所對應的評分值；

WGI(i)為第i個水質(zhì)項目所在類別對應的評分值。

此外：《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838-2002)中兩個等級的標準值相同，則按低分數(shù)值區(qū)間插值計算。

水溫(℃)：人為造成的環(huán)境水溫變化應限制在：周平均最大溫升≤1℃，周平均最大溫降≤2℃時，則取評分值20分；周平均最大溫升＞1℃，周平均最大溫降＞2℃時，則取評分值100分。

pH值：如果大于6且小于9時，則取評分值20分；pH值如果小于6或者大于9時，則取評分值100分。

溶解氧：如果大于7.5mg/L，則取評分值10分。

3.2.2湖泊、水庫富營養(yǎng)化評價方法

湖庫類水源地富營養(yǎng)化按“貧”、“中”、“富”評價。

3.2.2.1 綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計算公式

綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)采用卡爾森指數(shù)方法，計算公式如下：

式中：TLI(∑)—綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；

Wj—第j種參數(shù)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的相關權(quán)重；

TLI(j)—代表第j種參數(shù)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)。

以chla作為基準參數(shù)，則第j種參數(shù)的歸一化的相關權(quán)重計算公式為：

式中：rij—第j種參數(shù)與基準參數(shù)chla的相關系數(shù)；

m—評價參數(shù)的個數(shù)。

中國湖泊(水庫)的chla與其它參數(shù)之間的相關關系rij及r2ij見表3。

表3 中國湖泊(水庫)部分參數(shù)與chla的相關關系

3.2.2.2單個項目營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計算公式

式中：chla單位為mg/m3，SD單位為m；其它項目單位均為mg/L。

3.2.2.3湖泊水庫營養(yǎng)狀態(tài)分級

采用0～100的一系列連續(xù)數(shù)字對湖泊營養(yǎng)狀態(tài)進行分級，包括：貧營養(yǎng)、中營養(yǎng)、富營養(yǎng)、輕度富營養(yǎng)、中度富營養(yǎng)和重度富營養(yǎng)，與污染程度關系如表4。

表4 水質(zhì)類別與評分值對應表

3.3 水質(zhì)評價

3.3.1水質(zhì)現(xiàn)狀監(jiān)測結(jié)果

2008年三明市環(huán)境監(jiān)測站對各水源地的監(jiān)測數(shù)據(jù)（略）。

3.3.2水質(zhì)現(xiàn)狀評價

3.3.2.1評價時段

評價時段為枯(10月~次年2月)、豐(3月~6月)、平(7月~9月)水期。

3.3.2.2水質(zhì)標準

單項水質(zhì)項目的具體評價標準為《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838-2002)中所列指標。

三明市區(qū)共有2個水源地，只對用電站出水的下洋水廠和富興堡水廠進行計算，2008年三明市區(qū)各水源地的水質(zhì)評價結(jié)果見表5、表6。

表5 地表水水源地水質(zhì)評價結(jié)果(東牙溪水源)

由表5可知，東牙溪飲用水水源地的水質(zhì)綜合評分值見表6。

表6 水源地水質(zhì)評價結(jié)果

由各水源地的水質(zhì)評價結(jié)果可知，三明市區(qū)東牙溪水庫（下洋水廠和富興堡水廠水源地）各水質(zhì)監(jiān)測指標（pH值、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)、五日生化需氧量、氨氮、總氮、汞、鉛、揮發(fā)酚、石油類10項）均能符合國家地表水Ⅱ類標準，但是5月份糞大腸菌群超Ⅱ類標準1.4倍（符合Ⅲ類標準）。

3.3.3營養(yǎng)狀態(tài)評價

三明市下洋水廠和富興堡水廠使用同一個水源——東牙溪水庫，本次只針對三明市東牙溪水庫進行營養(yǎng)狀態(tài)評價。

表7 東牙溪水庫2008年監(jiān)測資料(mg/L)

續(xù)表7

16鎘0.00010.00010.0001 17總磷0.0900.0330.062 18鋅0.0010.0010.001 19銅0.0010.0010.001 20陰離子表面活性劑0.0200.0200.020 21硒0.00130.0010.001 22氟化物0.060.0870.073 23石油類0.0050.0050.005 24糞大腸菌群(個/升)3766.71066.72416.67 25硫化物0.0020.0020.002 26葉綠素a(mg/m3)2.1148

根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)，東牙溪水庫的富營養(yǎng)化評價結(jié)果見表8。東牙溪水庫的富營養(yǎng)化總評分值為44.45，屬中營養(yǎng)，水質(zhì)良好。

表8 東牙溪水庫的富營養(yǎng)化評價結(jié)果

3.3.4綜合評價結(jié)果

根據(jù)水質(zhì)評價結(jié)果可知，三明市東牙溪飲用水源地各水質(zhì)較好，各水質(zhì)監(jiān)測指標(pH值、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量、氨氮、汞、鉛、揮發(fā)酚、石油類9項)均能達到國家的標準要求。

3.4 入河(庫)水體水質(zhì)現(xiàn)狀

三明市東牙溪飲用水源地匯水面積已劃為飲用水源保護區(qū)，保護區(qū)上游無排放生產(chǎn)廢水的工業(yè)企業(yè)。根據(jù)水質(zhì)評價結(jié)果可知，目前三明市東牙溪飲用水源地各水質(zhì)較好，能達到國家的標準要求。

3.5 飲用水水源地環(huán)境問題分析

三明市區(qū)2個水源地的水質(zhì)評價結(jié)果為：除個別指標外，基本達到國家地表水Ⅱ類標準，水源地的水質(zhì)狀況較好。

3.5.1水源地主要污染物及來源分析

三明市東牙溪水庫除總氮超Ⅱ類標準但符合Ⅲ類標準外，其余各監(jiān)測項目均符合Ⅱ類標準?？偟^Ⅱ類標準的原因主要是二級保護區(qū)內(nèi)有散養(yǎng)的畜禽，總規(guī)模為2.5萬頭豬，其它原因為居民的生活污水未經(jīng)污水處理廠處理，農(nóng)田中的化肥和農(nóng)藥污染所致。

3.5.2水源地污染變化趨勢分析

三明市區(qū)飲用水源地有二個，即東牙溪及沙溪，東牙溪水源地保護較好，水質(zhì)變化不大，未來飲用水水源地的污染物排放總量將呈下降的趨勢。

3.5.3水源地現(xiàn)狀與存在問題

三明市區(qū)湖庫型水源地只有一個，即三明市東牙溪水庫，在劃定的三明市東牙溪水庫保護區(qū)，植被覆蓋率高達90%，主要為次生林(以杉木、馬尾松、毛竹和闊葉林為主)，在112km2的水源保護區(qū)中，水土流失面積僅為0.8km2，水土流失輕微。水源保護區(qū)內(nèi)的主要污染源為面源，即畜禽養(yǎng)殖和種植業(yè)。調(diào)查結(jié)果表明，上述兩項面源的主要污染物排放量為COD 830.69t/a，氨氮106.43t/a。

存在的主要環(huán)境問題為：由于東牙溪水庫水源保護區(qū)將所在地三元區(qū)中村鄉(xiāng)約90%土地面積劃入，制約了當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展，當?shù)刎斦杖肷佟Ｓ捎谀壳吧鷳B(tài)補償機制尚未建立，當?shù)卣媾R發(fā)展經(jīng)濟和保護水源的雙重壓力。

3.6 飲用水水源評價結(jié)論

三明市東牙溪水庫飲用水源地的水質(zhì)較好，各水質(zhì)監(jiān)測指標（pH值、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量、氨氮、汞、鉛、揮發(fā)酚、石油類9項)均能達到國家的標準要求。一般情況下，各水源地豐水期的水質(zhì)相對較差，而枯水期的水質(zhì)相對較好。

存在的主要環(huán)境問題為：由于目前生態(tài)補償機制尚未建立，水源保護區(qū)面臨發(fā)展經(jīng)濟和保護水源的雙重壓力。

4 水廠水質(zhì)

4.1 三明下洋水廠水質(zhì)

4.1.1水廠進水水質(zhì)(即電站出水水質(zhì))

三明下洋水廠自1994年建成投產(chǎn)以來，每年對水廠進水水質(zhì)進行了分析測試，從歷年的分析測試結(jié)果看，三明下洋水廠進水水質(zhì)除了總大腸菌群和大腸埃希氏菌這2個指標外，其它指標均可達標。而總大腸菌群和大腸埃希氏菌的超標原因是水源地上游生活污水及養(yǎng)殖業(yè)污水無序排放引起，這需要對飲用水源地進行綜合整治。電站建設并不會引起總大腸菌群和大腸埃希氏菌的超標。說明電站建設不會對水廠水質(zhì)造成大的不良影響。

4.1.2水廠出水水質(zhì)（即水廠處理后水質(zhì)）

三明下洋水廠自1994年建成投產(chǎn)以來，每年對水廠出水水質(zhì)進行了分析測試，從歷年的分析測試結(jié)果看，三明下洋水廠出水水質(zhì)全部符合標準，并未因電站建設發(fā)生大的改變。說明電站建設不會對水廠出水水質(zhì)造成大的不良影響。

4.2 富興堡水廠水質(zhì)

4.2.1水廠進水水質(zhì)（即電站出水水質(zhì)）

富興堡水廠自上世紀80年代建成投產(chǎn)以來，每年對水廠進水水質(zhì)進行了分析測試，從歷年的分析測試結(jié)果看，富興堡水廠進水水質(zhì)除了總大腸菌群和大腸埃希氏菌這2個指標外，其它指標均可達標。而總大腸菌群和大腸埃希氏菌的超標原因是水源地上游生活污水及養(yǎng)殖業(yè)污水無序排放引起，這需要對飲用水源地進行綜合整治。電站建設并不會引起總大腸菌群和大腸埃希氏菌的超標。水質(zhì)并未因電站建設發(fā)生大的改變。說明電站建設不會對水廠進水水質(zhì)造成大的不良影響。

4.2.2水廠出水水質(zhì)（即水廠處理后水質(zhì)）

富興堡水廠自上世紀八十年代建成投產(chǎn)以來，每年對水廠出水水質(zhì)進行了分析測試，從歷年的分析測試結(jié)果看，富興堡水廠出水水質(zhì)全部符合標準，出水水質(zhì)并未因電站建設發(fā)生大的改變。說明電站建設不會對水廠出水水質(zhì)造成大的不良影響。

5 潛在風險

5.1 風險因素

電站對飲用水水質(zhì)存在潛在風險，主要風險因素是油泄漏?？煞譃闄C械油和變壓器油的泄漏，但以上兩種油均未與水有直接接觸。

5.2 風險防范措施

為避免可能發(fā)生的因油泄漏引起水質(zhì)污染事件，可采取如下措施：

①加強管理，保持設備良好的運行狀態(tài)，避免可能發(fā)生的油泄漏。

②設置事故收集池，萬一發(fā)生油泄漏，將油收集在事故池中，避免進入水體。

③將水廠取水口設置在水面下方，萬一發(fā)生油泄漏，由于取水口設置在水面下方，而油浮于水面，不會進入水廠取水口。

④加強管理，不要讓設備檢修產(chǎn)生的廢水進入水體。

⑤加強管理，不要讓電站生活污水進入水體。

6 調(diào)查結(jié)論

6.1 引水工藝結(jié)論

經(jīng)過對三明市區(qū)兩個自來水廠（下洋水廠和富興堡水廠）的引水工程調(diào)查分析，得到以下結(jié)論：

6.1.1下洋水廠從東牙溪水庫到廠區(qū)共經(jīng)過2個電站，分別是壩后電站和水廠電站，其中壩后電站位于東牙溪水庫壩后、水廠引水口前，水經(jīng)壩后電站發(fā)電后再經(jīng)5km引水隧道于下洋水廠處理設施前經(jīng)水廠電站發(fā)電后進入水廠處理系統(tǒng)。

6.1.2富興堡水廠從東牙溪水庫到廠區(qū)共經(jīng)過3個電站，分別是壩后電站、東牙溪電站和富興堡電站，其中壩后電站位于東牙溪水庫壩后，水經(jīng)壩后電站發(fā)電后通過引水隧道再由東牙溪電站發(fā)電后經(jīng)富興堡電站發(fā)電，富興堡電站發(fā)電后的水進入富興堡水廠處理系統(tǒng)。

6.2 水質(zhì)分析結(jié)論

通過對水源地水質(zhì)、水廠進水水質(zhì)、水廠出水水質(zhì)多年的水質(zhì)分析測試報告分析，認為：

6.2.1水源地水質(zhì)較好，可滿足國家標準要求；

6.2.2水廠進水水質(zhì)除了總大腸菌群和大腸埃希氏菌這2個指標外，其它指標均可達標。而總大腸菌群和大腸埃希氏菌的超標原因是水源地上游生活污水及養(yǎng)殖業(yè)污水無序排放引起，這需要對飲用水源地進行綜合整治。而電站建設并不會引起總大腸菌群和大腸埃希氏菌的超標。水廠進水水質(zhì)并未因電站建設造成不良影響。

6.2.3水廠出水水質(zhì)全部符合標準，并未因電站建設對水廠出水水質(zhì)造成不良影響。

經(jīng)上述對引水工程和水質(zhì)結(jié)論的分析，并結(jié)合三明下洋水廠和富興堡水廠多年運行的實踐經(jīng)驗證明，只要電站建設合理，管理辦法得當，電站建設不會對水廠出水水質(zhì)造成大的不良影響。水廠前建設電站是可行的。