若羌河水库建设水环境影响分析_古力米娜·赛依德.pdf

2023年3月收稿日期：20220925作者简介：古力米娜 赛依德（1984）,女，工程师，主要从事水文勘测工作。摘要：若羌河水库建设势必对流域及下游水环境产生影响。基于水库建设情况，经过实际调查和资料搜集，深入分析水库建设期、运行期对水质、地下水、下游用水等水环境的影响，认为水库建设期会产生污水，对水环境造成破坏；运行期不会对库区及下游水质、周边地下水、下游灌溉及发电用水等有影响，为水库建设提供了科学论证。关键词：水环境；水质；地下水；水资源；若羌河水库中图分类号：TV213.4；TV62+1文献标识码：A文章编号：1004-7328（2023）03-0036-04DOI：10.3969/j.issn.1004-7328.2023.03.010若羌河水库建设水环境影响分析古力米娜 赛依德（新疆巴音郭楞水文勘测局，新疆库尔勒841000）若羌河水库建设及建成后，势必对库区及下游水环境产生影响。为了减小影响，保护水环境，需对水库建设带来的水环境变化情况进行分析。1概况拟建的若羌河水库坝址位于若羌河出山口上游。工程主要由挡水建筑物、泄水建筑物、灌溉引水发电洞等组成，主要建设任务以防洪、灌溉、工业供水为主，兼顾发电1。水库坝址以上流域面积2 548 km2，坝址断面年均径流量 7 450万 m3。水库正常蓄水位1 635.00 m，总库容1 776万m3，其中防洪库容 553万m3。水库设计洪水标准取50 a一遇，校核洪水标准取1 000 a一遇。2施工期水环境影响分析工程施工期产生废水主要来源于砂石料加工系统、混凝土拌和站、机械保养站、隧洞废水和基坑排水，主要污染因子为 SS、CODcr和石油类2。生活污水主要污染指标为 BOD5、CODcr、粪大肠菌群等3。2.1砂石料加工系统废水工程在 1#冲沟左侧阶地混凝土骨料临时堆放区附近布设 1 套砂石料加工系统，距离若羌河约500 m。工程砂石筛分系统耗水量为 256.28 m3/h，由此估算施工高峰期砂石料加工系统废水产生量为 217.84 m3/d，废水中主要污染物为SS，浓度约为50 000 mg/L，但基本不含其他有毒、有害物质。工程砂石料加工系统废水产生量较大，如果这部分废水任意排放，就砂石料加工系统所处位置和地形来看，废水存在顺地势排向河道的可能，会对若羌河水质产生污染，造成河水悬浮物增加和浑浊，需较长距离的沉降才可消减，还可能影响工程生活用水取水水质。2.2混凝土拌和站废水工程设置了2个混凝土拌和站，其中1#混凝土拌和站位于坝址上游左岸 1#冲沟阶地上，距离河道约 400 m，废水排放量为 32 m3/h；2#混凝土拌和站位于坝址上游右岸泄洪兼导流洞进口明渠进口处，距离河道约100 m，废水排放量为25.2 m3/h。混凝土拌和站废水主要来源于混凝土转筒和料灌在每班末的冲洗过程，工程施工高峰期混凝土拌和站冲洗废水产生量为801 m3/d，呈碱性，pH 值为1112，主要污染物为SS，浓度约5 000 mg/L。若不注意收集处理而任意排放废水，将会影响河流水质。2.3机械保养站含油废水工地仅在坝址上游左岸1#冲沟阶地附近设机械修配保养站，距离若羌河约 200 m，负责机械设备的常规维护和保养，由此产生一定的含油废水，废水产生量平均约为 6 m3/d。废水中主要污染物成分为CODcr、SS和石油类，其浓度分别为25200、5004 000 和100 mg/L。若废水就地排放，将会威胁河流水质。2.4基坑排水基坑初期排水主要为围堰闭气后基坑集水、基础和堰体渗水，成份为河水，初期排水强度约 361 m3/h，污染物主要为 SS，没有其他有毒有害污染物。由于其具有排水量大、历时短等特点，如果修建大型构筑物来处理这部分初期排水，那么工程开挖造成的环海河水利362023.No.3境破坏、修建过程中“三废”排放对环境的不利影响较大。因此，从技术经济角度分析，对基坑初期排水进行处理既不经济也不现实。工程所处若羌河河段为类水体，禁止排污。根据其他工程对基坑水的处理经验，仅向基坑投加聚合氯化铝絮凝剂让坑水静止沉淀 2 h后，悬浮物浓度一般能降到 200 mg/L 以下，这对初期排水中SS 的消减作用显著。基坑初期排水过后，即进入经常性排水期。经常性排水主要包括围堰和基坑渗水、混合混凝土养护水和冲洗水等，排水强度约48 m3/h，主要污染物为 SS，坑水呈碱性，排入河道后会使河水浑浊且 pH值升高。因此，除投加絮凝剂外，可适当加入酸性中和剂后进行洒水降尘和场地绿化。2.5生活污水施工期生活污水主要来自临时生活区和施工管理区。工程施工高峰期人数为 806人，临时生活区布置在 1#冲沟左侧，距离河道大于 500 m。按照生活用水定额 120 L/（人 d）4、排放系数 0.8计算，则排放量最大为 78 m3/d。工程施工管理区位于 1#临时生活区范围内，按照生活用水定额 120 L/（人 d）、排放系数 0.8估算，施工高峰期排放量为 3.75 m3/d。施工区所处若羌河河段为类水域，禁止污废水入河，生活污水如不经过严格处理任意排放，将会威胁区域水环境安全。工程施工期废污水排放情况，详见表1。序号12345污染源砂石料加工系统废水/（m3d-1）1#混凝土拌和站废水/（m3h-1）2#混凝土拌和站废水/（m3h-1）机械保养站含油废水/（m3d-1）基坑排水生活污水初期基坑排水/（m3h-1）经常性排水/（m3h-1）临时生活区/（m3d-1）施工管理区/（m3d-1）用水量256.2880637.5-96.724.68排放量217.843225.2636148783.75主要污染物及排放浓度SS：50 000 mg/LpH值：1112，SS：5 000 mg/LCODcr：25200 mg/L，SS：5004 000 mg/L，石油类：100 mg/LSS：2 000 mg/L，pH值：1112BOD5：500 mg/L，CODcr：600 mg/L表1工程施工期废污水排放情况3运行期水质影响分析3.1对库区水质的影响若羌河为山区河流，径流补给主要是季节性融雪水和降水，河水天然状态下年内实测最高水温较低，藻类生物量不高。若羌河水库建成后，将形成水体最深处约 60 m 的“U”形深窄水域，水体温度较天然河道还将降低，水库调度使水 体交换增强且进入库区的藻类生物量不高，库周亦无丰富的营养源输入，这些 因素均不利于藻类在库内大量繁殖，故若羌河水库运行不会带来水体富营养化影响。若羌河水库建成后，库区范围内水体流动速度远小于天然河道，利于洪水期水体携带的悬浮物发生物理沉降，同时重金属多附着于颗粒物上，水体流速减缓，沉降作用增大，利于重金属析出。若羌河水库上游仅零星分布着河岸林草，汛期洪水不存在携带枯枝树叶等漂浮物入库，又无水质和库区景观影响，因此水库运行无库面漂浮物对水库水质的影响。3.2对下游河道水质的影响若羌河水库运行后，坝址上游无城镇生活污水和工业污水入若羌河，库区水体不会发生大面积富营养化，同时由于水库对泥沙等悬浮物的沉淀作用，使得下泄水质有所改善，下游河水更加清澈，因此若羌河水库的运行不会对下游河道水质产生不利影响。3.3生活污水排放对水质的影响工程运行期生产生活管理站定员39人，按生活用水每人每天120 L、排放系数0.8计，则管理站满员状况下排放污水约3.75 m3/d。生活污水需收集处理后综合利用，禁止排放入河。4对地下水环境的影响4.1水库浸没对库周环境的影响若羌河水库位于中高山环抱之中，两岸比高达500800 m，属典型的峡谷型水库，坝址断面河谷呈“U”形，山体雄厚，库区两岸、库尾及水库中段基岩大部裸露，河床两岸、级阶地由于侵蚀作用大部分被冲走而缺失，水库正常蓄水位以上均为基岩岸坡，库岸整体稳定，且水库库区无人居住，无工业、农业等用水需求，不存在水库浸没问题。4.2水库渗漏对库区地下水的影响库区位于中、高山区“U”形谷中，河谷深切，沿河两岸发育数条冲沟，根据地质测绘，各冲沟沟头高程远高于正常蓄水位，库区两岸山体及分水岭高于古力米娜 赛依德：若羌河水库建设水环境影响分析372023年3月正常高水位，无低于库水位的邻谷存在。若羌河河床基本为该段山体内的侵蚀基准面，库区内无区域性和规模较大的断层通过，组成库岸及库盘的岩性为中元古界蓟县系（Jx）塔什达坂群石英砂岩、石英片岩以及元古代侵入岩（2）等，岩体透水性差，因此水库蓄水后不存在永久性渗漏问题。4.3洞线工程对地下水位的影响坝址区地下洞室有灌溉引水发电洞和泄洪兼导流洞5。坝址岩性以石英砂岩、石英片岩及花岗岩为主，属坚硬岩，地下水为基岩裂隙水和孔隙潜水，水量贫乏，水位多低于各建筑物设计底板高程。隧洞沿线地下水主要为基岩裂隙水，主要受大气降水和融雪水入渗补给，向若羌河排泄，沿线未见泉水出露；潜水分布于河床及低阶地松散堆积物内，主要受河水、洪水渗漏及基岩裂隙水侧向补给。根据地面地质调查初步分析，隧洞大部分洞段无地下水干扰。另外，隧洞工程根据围岩情况采用不同衬厚的钢筋混凝土衬砌方式进行了防渗，基本不会因水流损失对隧洞外周地下水环境造成影响。因此，综合来看，隧洞工程建设运行基本不会对周边地下水径流走向及地下水环境产生不利影响。4.4对河谷区地下水位的影响工程坝下河段河谷区地下水主要受大气降水、融雪水、地表水及河谷两侧山体侧渗补给。工程建设对大气降水无影响，根据工程区地质条件，工程建设运行对河谷两侧山体侧渗补给河道的地下水影响也不大。根据水文情势预测，地表径流作为地下水重要的补给来源，工程运行后P=50%保证率下，坝下河道年径流量减少776.2万m3，减幅为9.11%，能够保证生态基流下泄；P=75%、P=95%保证率下，坝下河道年径流量分别增加360.1万、858.1万m3，增幅分别为 5.08%、14.97%。预计工程运行后，下游河谷区地下水位将不会发生明显变化。5对下游用水影响5.1初期蓄水对下游影响若羌河水库的主要任务是防洪、灌溉、工业供水，兼顾发电，水库为不完全年调节水库。计划施工期第三年10月1日开始蓄水，至次年4月13日蓄至正常水位，蓄水过程中利用泄洪兼导流洞控制下泄流量，以满足生态基流及灌区各业用水要求。初期蓄水期间坝址断面下泄流量及下游灌区、电站引水情况，详见表 2。表2工程初期蓄水坝址断面下泄流量及下游灌区、电站引水情况m3/s项目来流量坝址下泄流量变化量-灌区需引水流量山口电站设计引水流量现状引水流量初期蓄水可引水流量施工期第三年10月 12日2.142.10-0.041.283.102.142.1010月 330日2.142.10-0.041.283.102.142.1011月1.720.28-1.440.253.101.720.2812月0.650.28-0.370.243.100.650.28施工期第四年1月0.700.28-0.420.243.100.700.282月0.800.28-0.520.273.100.800.283月1.921.28-0.641.263.101.921.284月2.783.250.472.563.102.783.25由表2可知，初期蓄水期间若羌河水库坝址断面下泄流量满足下游灌区和生态基流用水要求。而且，坝址下游灌区各引水渠首均为全拦河建筑物，不会因水量减少、水位下降出现引水困难，故对灌区引水无影响。位于若羌河水库坝址下游的山口电站后接华峰电站、龙口电站、若羌一级电站和若羌二级电站，其中坝址下游第一级电站山口电站设计引水流量为3.1 m3/s，电站调度运行方式为当上游来水大于各电站设计引水流量时，电站满负荷引水发电；当上游来水小于设计引水流量时，电站按来水量全部引走发电。初期蓄水期间，除4月外，水库坝址断面下泄流量较天然来水有所减少，小于电站设计引水流量和现状实际引水流量，将导致各电站引水量减少，从而使其发电量减少，发电效益受损。5.2运行期对下游用水的影响5.2.1对灌区用水的影响若羌河下游灌区农牧业生产自然条件较好，以种植业为主，水库可控制下游灌溉面积5 466.94 hm2。由于若羌河径流年内分配不均匀，现状仅有山口电站引水渠首和老龙口引水渠首引水灌溉，缺乏控制性工程，天然来水无法调节，灌区季节性缺水严重。若羌河水库建成后，灌区不新增灌溉面积，通过水库年内“调峰补枯”作用，将解决灌区季节性缺水问题，对促进下游灌区可持续发展、提高灌区少数民族群众收入和维护民族团结起到积极作用。（下转第42页）海河水利382023年3月固滨笼直立式护岸工程护脚结构采用 1.0 m1.0 m及1.0 m1.5 m固滨笼双层搭接的型式9，根据河道冲刷深度计算成果，本设计河底以下1 m为固滨笼护脚的基础埋深。固滨笼直立式护岸工程护脚长度为1 136 m，具体情况详见表11。4结语黑峪河为季节性河流，汛期流量大，平常水流较小，且河道位于山区，水流下切河床，容易对河岸及坡脚造成破坏，严重危及岸后村庄安全。由于山区河道流速大，黑峪河干流河道两岸大多无系统防护工程，局部段有工程防护措施但不连贯，在河道上游和局部转弯段河道冲刷严重，岸坡极不稳定，在汛期水量较大时极易造成塌岸，危及河道两岸人民财产安全。因此，根据河道实际情况，在黑峪河新建不同类型的护岸工程非常必要。参考文献1 金娉婷.清新区滨江治理工程河道护岸型式综述J.黑龙江水利科技，2021（7）：104-105，151.2 余锦辉，范财权.河道治理生态护岸的设计与应用J.水利技术监督，2021（10）：108-111.3 巩建军.凉水河干河子河道治理工程护岸设计综述J.黑龙江水利科技，2021（8）：105-108，198.4 李大银.格宾石笼在泄洪河道护岸加固中的应用J.水利技术监督，2021（11）：189-191，210.5 蔡峰，马爱华.塔河整治软弱基础岸坡治理方案应用研究J.水利规划与设计，2021（7）：114-118.6 杨蕾.河道治理护岸护坡生态修复技术的应用研究J.黑龙江水利科技，2021（6）：167-170.7 陈国旭.连江县官坂镇合山溪河道生态治理护岸形式比选分析J.四川水利，2021（3）：87-90.8 程耀炜.乌洲涌升级改造工程中河道护岸加固设计及施工方法J.水利技术监督，2021（5）：183-187.9 王晓文.北分干刘家闸至蒲河景观路段护岸工程设计综述J.黑龙江水利科技，2021（1）：115-118.表10黑峪河直立式护岸纵向控制设计数据河心桩号H13+979H14+043H14+090H14+147现状岸顶高程148.38151.80151.90154.94设计水面线150.79150.95151.22153.91设计护岸顶高程151.29151.80151.90-备注黑峪河桥m表11固滨笼直立式护岸工程各段护脚长度统计村庄黑峪村对子峪村对子峪村合计-河心桩号范围HL14+025HL14+147HL6+785HL7+230HL6+084HL6+653-岸别左岸左岸左岸-长度/m1224455691 1365.2.2对下游电站引水发电的影响工程实施后，因若羌河水库水量调蓄作用，年内枯水期各月流量增加，有利于下游各电站枯水期调峰能力的增强。根据水文情势预测成果，P=75%频率下，除 13、78、11 月上游断面来水减少0.071.71 m3/s外，46、910、12月这 6个月断面来水增加 0.021.95 m3/s。由此可以看出，设计水平年工程建成后，各月若羌河干渠内的水量与现状年相比有所增加。由于各电站取水均来自于若羌河总干渠（为“串葫芦式”发电过程），所以在设计水平年若羌河水库的调蓄作用将提高下游各电站发电引水保证率，提高其发电能力。6结语通过分析评价可知，若羌河水库建设中，由于工程施工产生废污水，对当地水环境造成威胁，需加强管理，废污水经过处理方能排放。水库建成后，不会对库区和下游水质以及周边地下水产生影响，而且通过水库调蓄可以提高下游农业生产和发电用水保障率，有利于下游水环境保护。参考文献1 魏娟.若羌河水库建设对流域水资源配置影响分析J.陕西水利，2022（1）：53-54.2 魏东.吉音水利工程施工对水环境的影响分析J.黑龙江水利科技，2017,45（6）：47-49.3 李宗强.湛江市某生活污水处理厂提标改造工程J.广东化工，2022，49（8）：157-158,168.4 王丽.新疆某生猪规模养殖场用水合理性分析研究J.水利科学与寒区工程，2022，5（1）：56-59.5 李淑珍.西南水利水电工程考察对新疆水利工程建设的启示J.陕西水利，2018（5）：31-33.（上接第38页）左坤：黑峪河河道护岸工程设计探讨42