姚少華

（太原供水集團(tuán)有限公司水質(zhì)監(jiān)測(cè)中心 山西太原 030009）

近年來(lái)，太原市對(duì)生活飲用水的需求量不斷增大。據(jù)太原供水集團(tuán)有限公司供水量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2005年太原市日供水量首次突破50萬(wàn)t，2012年突破60萬(wàn)t。2016年，太原市平均日用水量約為62萬(wàn)t，單日最高量為67.7萬(wàn)t。2017年7月份，太原市用水量突破80萬(wàn)t，較平時(shí)增長(zhǎng)了30%。自2014年起，太原市西張水源由原來(lái)的備用水源轉(zhuǎn)為常規(guī)供水水源，承擔(dān)起為太原市區(qū)供給部分生活飲用水的任務(wù)。因此對(duì)西張水源水質(zhì)做系統(tǒng)分析評(píng)價(jià)有著十分重要的意義，可為太原市城市供水局部區(qū)域水質(zhì)變化趨勢(shì)預(yù)測(cè)、制定有效應(yīng)對(duì)措施提供數(shù)據(jù)支持。

1 西張水源地概況

西張水源地位于太原市西北部西張村，水源為松散層孔隙水，下含水組含水層埋深50～120 m，富水性強(qiáng)，是西張水源的主要開(kāi)采層位。設(shè)立西張村東北部、東南部帶狀區(qū)域?yàn)槲鲝埶匆患?jí)保護(hù)區(qū)，現(xiàn)擁有水源井40余眼。

2 西張水源地水質(zhì)調(diào)查

2.1 水質(zhì)調(diào)查內(nèi)容

依據(jù)《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 14148-93）及太原市地下水主要水質(zhì)特征，水質(zhì)調(diào)查的內(nèi)容分別為：總硬度、揮發(fā)酚、氰化物、砷、汞、鉻（六價(jià)）、鐵、錳、鉛、高錳酸鹽指數(shù)、硫酸鹽、氟化物、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮等14項(xiàng)水質(zhì)組分。

2.2 調(diào)查對(duì)象

根據(jù)西張水源地水源井分布及實(shí)際供水情況，確定24眼在用水源井作為調(diào)查對(duì)象，各水質(zhì)組分分析數(shù)據(jù)由2016年至2017年對(duì)調(diào)查對(duì)象共12次水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)取平均值得出。

3 水質(zhì)評(píng)價(jià)程序

3.1 水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14148-93）質(zhì)量劃分標(biāo)準(zhǔn)，I、II類(lèi)主要反映地下水化學(xué)組分的天然背景含量，適用于各種用途；III類(lèi)以人體健康基準(zhǔn)值為依據(jù)，適用于集中式生活飲用水水源及工、農(nóng)業(yè)用水；IV類(lèi)以農(nóng)業(yè)和工業(yè)用水為依據(jù)；V類(lèi)不宜飲用，其他用水可根據(jù)使用目的選用。因此，以III類(lèi)水作為此次評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 水質(zhì)評(píng)價(jià)方法

采用單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)法和綜合評(píng)價(jià)法，對(duì)調(diào)查對(duì)象做地下水水質(zhì)分析評(píng)價(jià)。

3.2.1 單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)

依據(jù)《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14148-93）所列分類(lèi)指標(biāo)，劃分為5類(lèi)，代號(hào)與類(lèi)別代號(hào)相同，不同類(lèi)別標(biāo)準(zhǔn)值相同時(shí)，從優(yōu)不從劣。

例如：揮發(fā)酚類(lèi)I、II類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)值均為0.001 mg/L，若某水源井揮發(fā)酚類(lèi)項(xiàng)目分析結(jié)果為0.001 mg/L，應(yīng)定為I類(lèi)，F(xiàn)i賦值為 0；不應(yīng)定為 II類(lèi)，F(xiàn)i賦值為 1。

根據(jù)各水源井水質(zhì)分析結(jié)果，確定單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)分值Fi，單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)分值見(jiàn)表1。

表1 單項(xiàng)組分評(píng)價(jià)分值Fi

3.2.2 綜合評(píng)價(jià)

按式（1）和式（2）計(jì)算綜合評(píng)價(jià)分值F。

式中：F——某水源井水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)分值；

Fi——某水源井單項(xiàng)水質(zhì)組分評(píng)價(jià)分值；

Fmax——某水源井各單項(xiàng)水質(zhì)組分評(píng)價(jià)分值Fi的最大值；

n——某水源井水質(zhì)組分項(xiàng)數(shù)，n＝14。

根據(jù)公式計(jì)算得出各水源井綜合評(píng)價(jià)分值F，依據(jù)表2劃分各水源井水質(zhì)量級(jí)別。

表2 地下水質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

4 評(píng)價(jià)結(jié)果及影響預(yù)測(cè)評(píng)估

4.1 西張水源地水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果

依據(jù)《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 14148-93）對(duì)24眼水源井水質(zhì)進(jìn)行分值評(píng)價(jià)，結(jié)果見(jiàn)表3，生成水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)表4。

以1號(hào)井為例，2016年至2017年共對(duì)其監(jiān)測(cè)12次，總硬度平均濃度為293.8 mg/L，地下水質(zhì)量分類(lèi)指標(biāo)規(guī)定I類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)為≤150 mg/L、II類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)為≤300 mg/L、III類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)為≤450 mg/L、IV類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)為≤550 mg/L、V類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)為＞550 mg/L，因此應(yīng)歸為II類(lèi)，賦評(píng)價(jià)分值為1。其他水質(zhì)組分評(píng)價(jià)分值賦值方法同上。

1號(hào)井共分析水質(zhì)組分14項(xiàng)，即n=14；各單項(xiàng)水質(zhì)組分評(píng)價(jià)分值見(jiàn)表 3，則，從而計(jì)算出1號(hào)井水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)分值

表4 水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)表

各水源井水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，西張水源地水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)中水質(zhì)良好級(jí)別出現(xiàn)率為95.8%，水質(zhì)較差級(jí)別出現(xiàn)率為4.2%，水質(zhì)優(yōu)良、較好、極差級(jí)別出現(xiàn)率為0。其中，超III類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)組分為錳、亞硝酸鹽氮等；各水源井水質(zhì)組分總硬度、揮發(fā)酚均在《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 14148-93）中III類(lèi)水限值范圍內(nèi)，其余組分基本在I類(lèi)、II類(lèi)水限值范圍內(nèi)。

4.2 影響預(yù)測(cè)評(píng)估

西張地下水供給量對(duì)全市城市供水增量有較大貢獻(xiàn)，在并網(wǎng)后可能會(huì)對(duì)相應(yīng)供水區(qū)域的生活飲用水水質(zhì)產(chǎn)生一定的影響，因此需要進(jìn)行水質(zhì)影響預(yù)測(cè)評(píng)估。

4.2.1 建立數(shù)學(xué)模型

假設(shè)生活飲用水在供給環(huán)節(jié)中各水質(zhì)組分濃度無(wú)衰減，按式（3）計(jì)算混合后水中各水質(zhì)組分濃度：

其中：ci——混合后水中化學(xué)成分i的濃度，mg/L；

c0——原城市供水中化學(xué)成分i的濃度，mg/L；

V0——原城市供水區(qū)域日供水量，m3；

c1——西張水源水中化學(xué)成分i的濃度，mg/L；

V1——西張水源水在區(qū)域日供水增量，m3。

4.2.2 評(píng)估結(jié)果

根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，西張某些水源井水質(zhì)組分中錳、亞硝酸鹽氮、總硬度濃度較高，據(jù)統(tǒng)計(jì)最高值可達(dá)到錳 0.215 mg/L、亞硝酸鹽氮 0.038 mg/L、總硬度560.1mg/L，區(qū)域供水增量的變化比重會(huì)直接影響相應(yīng)供水區(qū)域內(nèi)各水質(zhì)指標(biāo)濃度水平，供水增量變化對(duì)水質(zhì)指標(biāo)濃度影響見(jiàn)評(píng)估表5。

表3 各水源井單項(xiàng)水質(zhì)組分Fi的分析評(píng)價(jià)結(jié)果

以水質(zhì)組分錳為例，某供水區(qū)域日供水量為V0，當(dāng)西張某水源井供水增量為100%，即V1=V0時(shí)，c0=0.000 50 mg/L，c1=0.215 mg/L ，則

表5 西張水源地供水增量-區(qū)域供水水質(zhì)指標(biāo)濃度變化評(píng)估表

結(jié)果顯示，若含有高濃度錳、亞硝酸鹽氮、總硬度等水質(zhì)組分的西張水源水供水增量大于100%時(shí)，錳、亞硝酸鹽氮的含量顯著升高至《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 14148-93）限值標(biāo)準(zhǔn)，總硬度含量接近限值標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)水燒開(kāi)后產(chǎn)生碳酸鈣碳酸鎂沉淀明顯增多，極大影響用戶(hù)飲水體驗(yàn)。

5 結(jié)論及預(yù)防措施

由于部分水質(zhì)組分含量很高，西張水源水并入供水管網(wǎng)后可能會(huì)引起區(qū)域供水水質(zhì)明顯變化，影響區(qū)域用戶(hù)飲用水體驗(yàn)，為減少或避免此種不利影響，根據(jù)實(shí)際供水情況提出幾點(diǎn)意見(jiàn)及預(yù)防措施：

1）掌握西張水源地供水區(qū)域范圍、供給流向及供給水量；

2）加強(qiáng)對(duì)西張水源地水質(zhì)監(jiān)測(cè)，重點(diǎn)關(guān)注錳、亞硝酸鹽氮、鈣、鎂、總硬度等水質(zhì)指標(biāo)變化；

3）對(duì)西張各水源井出水各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行摸排，形成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資料，有效避免水質(zhì)超標(biāo)源水并入管網(wǎng)，影響水質(zhì)。

目前，太原市城市供水形勢(shì)嚴(yán)峻，城市需水量不斷增加已成為必然趨勢(shì)。加強(qiáng)對(duì)水源水質(zhì)監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確掌握水源地水質(zhì)數(shù)據(jù)，做好水源水質(zhì)評(píng)估工作，對(duì)保障城市供水水質(zhì)安全意義重大。