电站建设对三明市区饮用水源水质的影响分析

三明市环保局信息中心 周 杰



电站建设对三明市区饮用水源水质的影响分析

三明市环保局信息中心 周 杰

三明市区两个水厂（下洋水厂和富兴堡水厂）的饮用水源均来自东牙溪水库。由于电站的建设，东牙溪水库的水没有直接引到水厂，而是经过多级电站后再进入水厂，因此电站出水水质的好坏直接影响到水厂的水质。该文针对电站的出水作为水厂的进水是否影响到三明市区人民的饮用水源进行调研和分析，经实地调查和监测结果分析，结果表明电站建设对饮用水源的水质影响不大。

饮用水源 东牙溪水库 电站 富营养化

1 三明市区饮用水源基本情况

1.1 饮用水源地

三明市辖区现有2个集中式饮用水水源地，下洋水厂和富兴堡水厂的水源地为东牙溪水库(源头至富兴堡水厂取水口下游100m)，白沙水厂的水源地为沙溪白沙段(台江水电站坝下至白沙水厂取水口下游100m)。

1.2 水厂

三明市现建有下洋水厂(日供水能力10万吨)、富兴堡水厂(日供水能力2.5万吨)和白沙水厂(日供水能力10万吨，目前主要用于工业用水源)等3个自来水厂，总日供水能力达22.5万吨。2008年，三明市建成区范围供水总量3293.82万 吨(不包括企业自备用水)，供水总人口28万人，其中集中式供水2946万吨，供水人口21万人。

1.3 引水工程

1.3.1下洋水厂引水工程

三明下洋水厂于1994年投产，其水源地为东牙溪水库。引水工程如图1。其中坝后电站总装机3130kW，水厂电站总装机500kW。

1.3.2富兴堡水厂引水工程

富兴堡水厂于上世纪80年代投产，其水源地为东牙溪水库。引水工程如图2。其中坝后电站总装机3130kW，东牙溪电站总装机3600kW。

图1 下洋水厂引水工程示意图

图2 富兴堡水厂引水工程示意图

2 饮用水源保护区划分

根据《福建省人民政府关于三明市区及永安市生活饮用水地表水源保护区划定方案的批复》(闽政[2001]339号)，三明市饮用水源保护区划分如下：

2.1 三明市东牙溪水源保护区

2.1.1一级保护区范围：东牙溪水库坝址至水尾水库坝下、白水支流212省道坰瑶大桥以下水域，东牙溪水库坝下至富兴堡水厂取水口(前池)下游100米水域和两水域两侧外延至一重山脊陆域、富兴堡水厂取水池(前池)周围100米以内陆域。

2.1.2二级保护区范围：东牙溪水库一级保护区范围以上的水域和汇水陆域（含东牙溪主干流和各支流）。

2.2 三明市白沙水厂水源保护区

2.2.1一级保护区范围：沙溪三明下洋吊桥至白沙水厂取水口下游100米水域和白沙水厂厂区陆域。

2.2.2二级保护区范围：拟建沙溪台江水电站坝(址)下至三明下洋吊桥水域。

2.3 水质监测

三明市区水源地的水质监测由三明市环境保护监测站负责，三明市区水源地的水质每月监测一次。据初步统计，经三明市环境监测站监测，东牙溪水库各项指标均符合地表水Ⅲ类水质标准，下洋水厂水源地水质达标率稳定在100%，富兴堡水厂水源地除3月份粪大肠菌群超标，其它月份水质达标率为100%。

3 饮用水水源地水质状况

3.1 评价指标

3.1.1执行标准和评价方法

饮用水水源地水质标准执行国家《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中的Ⅱ、Ⅲ类水质标准。详见表1。

表1 水质评价标准

续表1

总氮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 粪大肠菌群(个／L)200010000

3.1.2评价指标

在河流型饮用水源水质评价中，参与评价的项目包括：pH值、溶解氧、高锰酸盐指数(CODMn)、五日生化需氧量、氨氮、汞、铅、挥发酚、石油类9项。

湖库营养状态评价选择的项目为：叶绿素a(chla)、总磷(TP)、总氮(TN)、透明度(SD)和高锰酸盐指数(CODMn)五个项目。

3.2 评价方法

3.2.1河流型饮用水源

在河流型饮用水源水质评价中，按照表2规定，用内插方法计算得出断面(或测点)每个参加水质评价项目的评分值，根据各个项目的水质评分值，取其最高评分值即为该断面(或测点)的水质综合评分值。水质综合评分值计算如下式：

WGI = MAX(WGI (i))

表2 水质类别与评分值对应表

依据各项水质单个项目的浓度值，按以下公式计算单个项目的水质评分值：

式中： C(i)为第i个水质项目的监测值；

C(i)l为第i个水质项目所在类别标准的下限值；

C(i)h为第i个水质项目所在类别标准的上限值；

WGI(i)l为第i个水质项目所在类别标准下限值所对应的评分值；

WGI(i)h为第i个水质项目所在类别标准上限值所对应的评分值；

WGI(i)为第i个水质项目所在类别对应的评分值。

此外：《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中两个等级的标准值相同，则按低分数值区间插值计算。

水温(℃)：人为造成的环境水温变化应限制在：周平均最大温升≤1℃，周平均最大温降≤2℃时，则取评分值20分；周平均最大温升＞1℃，周平均最大温降＞2℃时，则取评分值100分。

pH值：如果大于6且小于9时，则取评分值20分；pH值如果小于6或者大于9时，则取评分值100分。

溶解氧：如果大于7.5mg/L，则取评分值10分。

3.2.2湖泊、水库富营养化评价方法

湖库类水源地富营养化按“贫”、“中”、“富”评价。

3.2.2.1 综合营养状态指数计算公式

综合营养状态指数采用卡尔森指数方法，计算公式如下：

式中：TLI(∑)—综合营养状态指数；

Wj—第j种参数的营养状态指数的相关权重；

TLI(j)—代表第j种参数的营养状态指数。

以chla作为基准参数，则第j种参数的归一化的相关权重计算公式为：

式中：rij—第j种参数与基准参数chla的相关系数；

m—评价参数的个数。

中国湖泊(水库)的chla与其它参数之间的相关关系rij及r2ij见表3。

表3 中国湖泊(水库)部分参数与chla的相关关系

3.2.2.2单个项目营养状态指数计算公式

式中：chla单位为mg/m3，SD单位为m；其它项目单位均为mg/L。

3.2.2.3湖泊水库营养状态分级

采用0～100的一系列连续数字对湖泊营养状态进行分级，包括：贫营养、中营养、富营养、轻度富营养、中度富营养和重度富营养，与污染程度关系如表4。

表4 水质类别与评分值对应表

3.3 水质评价

3.3.1水质现状监测结果

2008年三明市环境监测站对各水源地的监测数据（略）。

3.3.2水质现状评价

3.3.2.1评价时段

评价时段为枯(10月~次年2月)、丰(3月~6月)、平(7月~9月)水期。

3.3.2.2水质标准

单项水质项目的具体评价标准为《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中所列指标。

三明市区共有2个水源地，只对用电站出水的下洋水厂和富兴堡水厂进行计算，2008年三明市区各水源地的水质评价结果见表5、表6。

表5 地表水水源地水质评价结果(东牙溪水源)

由表5可知，东牙溪饮用水水源地的水质综合评分值见表6。

表6 水源地水质评价结果

由各水源地的水质评价结果可知，三明市区东牙溪水库（下洋水厂和富兴堡水厂水源地）各水质监测指标（pH值、溶解氧、高锰酸盐指数(CODMn)、五日生化需氧量、氨氮、总氮、汞、铅、挥发酚、石油类10项）均能符合国家地表水Ⅱ类标准，但是5月份粪大肠菌群超Ⅱ类标准1.4倍（符合Ⅲ类标准）。

3.3.3营养状态评价

三明市下洋水厂和富兴堡水厂使用同一个水源——东牙溪水库，本次只针对三明市东牙溪水库进行营养状态评价。

表7 东牙溪水库2008年监测资料(mg/L)

续表7

16镉0.00010.00010.0001 17总磷0.0900.0330.062 18锌0.0010.0010.001 19铜0.0010.0010.001 20阴离子表面活性剂0.0200.0200.020 21硒0.00130.0010.001 22氟化物0.060.0870.073 23石油类0.0050.0050.005 24粪大肠菌群(个/升)3766.71066.72416.67 25硫化物0.0020.0020.002 26叶绿素a(mg/m3)2.1148

根据现有的数据，东牙溪水库的富营养化评价结果见表8。东牙溪水库的富营养化总评分值为44.45，属中营养，水质良好。

表8 东牙溪水库的富营养化评价结果

3.3.4综合评价结果

根据水质评价结果可知，三明市东牙溪饮用水源地各水质较好，各水质监测指标(pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、氨氮、汞、铅、挥发酚、石油类9项)均能达到国家的标准要求。

3.4 入河(库)水体水质现状

三明市东牙溪饮用水源地汇水面积已划为饮用水源保护区，保护区上游无排放生产废水的工业企业。根据水质评价结果可知，目前三明市东牙溪饮用水源地各水质较好，能达到国家的标准要求。

3.5 饮用水水源地环境问题分析

三明市区2个水源地的水质评价结果为：除个别指标外，基本达到国家地表水Ⅱ类标准，水源地的水质状况较好。

3.5.1水源地主要污染物及来源分析

三明市东牙溪水库除总氮超Ⅱ类标准但符合Ⅲ类标准外，其余各监测项目均符合Ⅱ类标准。总氮超过Ⅱ类标准的原因主要是二级保护区内有散养的畜禽，总规模为2.5万头猪，其它原因为居民的生活污水未经污水处理厂处理，农田中的化肥和农药污染所致。

3.5.2水源地污染变化趋势分析

三明市区饮用水源地有二个，即东牙溪及沙溪，东牙溪水源地保护较好，水质变化不大，未来饮用水水源地的污染物排放总量将呈下降的趋势。

3.5.3水源地现状与存在问题

三明市区湖库型水源地只有一个，即三明市东牙溪水库，在划定的三明市东牙溪水库保护区，植被覆盖率高达90%，主要为次生林(以杉木、马尾松、毛竹和阔叶林为主)，在112km2的水源保护区中，水土流失面积仅为0.8km2，水土流失轻微。水源保护区内的主要污染源为面源，即畜禽养殖和种植业。调查结果表明，上述两项面源的主要污染物排放量为COD 830.69t/a，氨氮106.43t/a。

存在的主要环境问题为：由于东牙溪水库水源保护区将所在地三元区中村乡约90%土地面积划入，制约了当地的经济发展，当地财政收入少。由于目前生态补偿机制尚未建立，当地政府面临发展经济和保护水源的双重压力。

3.6 饮用水水源评价结论

三明市东牙溪水库饮用水源地的水质较好，各水质监测指标（pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、氨氮、汞、铅、挥发酚、石油类9项)均能达到国家的标准要求。一般情况下，各水源地丰水期的水质相对较差，而枯水期的水质相对较好。

存在的主要环境问题为：由于目前生态补偿机制尚未建立，水源保护区面临发展经济和保护水源的双重压力。

4 水厂水质

4.1 三明下洋水厂水质

4.1.1水厂进水水质(即电站出水水质)

三明下洋水厂自1994年建成投产以来，每年对水厂进水水质进行了分析测试，从历年的分析测试结果看，三明下洋水厂进水水质除了总大肠菌群和大肠埃希氏菌这2个指标外，其它指标均可达标。而总大肠菌群和大肠埃希氏菌的超标原因是水源地上游生活污水及养殖业污水无序排放引起，这需要对饮用水源地进行综合整治。电站建设并不会引起总大肠菌群和大肠埃希氏菌的超标。说明电站建设不会对水厂水质造成大的不良影响。

4.1.2水厂出水水质（即水厂处理后水质）

三明下洋水厂自1994年建成投产以来，每年对水厂出水水质进行了分析测试，从历年的分析测试结果看，三明下洋水厂出水水质全部符合标准，并未因电站建设发生大的改变。说明电站建设不会对水厂出水水质造成大的不良影响。

4.2 富兴堡水厂水质

4.2.1水厂进水水质（即电站出水水质）

富兴堡水厂自上世纪80年代建成投产以来，每年对水厂进水水质进行了分析测试，从历年的分析测试结果看，富兴堡水厂进水水质除了总大肠菌群和大肠埃希氏菌这2个指标外，其它指标均可达标。而总大肠菌群和大肠埃希氏菌的超标原因是水源地上游生活污水及养殖业污水无序排放引起，这需要对饮用水源地进行综合整治。电站建设并不会引起总大肠菌群和大肠埃希氏菌的超标。水质并未因电站建设发生大的改变。说明电站建设不会对水厂进水水质造成大的不良影响。

4.2.2水厂出水水质（即水厂处理后水质）

富兴堡水厂自上世纪八十年代建成投产以来，每年对水厂出水水质进行了分析测试，从历年的分析测试结果看，富兴堡水厂出水水质全部符合标准，出水水质并未因电站建设发生大的改变。说明电站建设不会对水厂出水水质造成大的不良影响。

5 潜在风险

5.1 风险因素

电站对饮用水水质存在潜在风险，主要风险因素是油泄漏。可分为机械油和变压器油的泄漏，但以上两种油均未与水有直接接触。

5.2 风险防范措施

为避免可能发生的因油泄漏引起水质污染事件，可采取如下措施：

①加强管理，保持设备良好的运行状态，避免可能发生的油泄漏。

②设置事故收集池，万一发生油泄漏，将油收集在事故池中，避免进入水体。

③将水厂取水口设置在水面下方，万一发生油泄漏，由于取水口设置在水面下方，而油浮于水面，不会进入水厂取水口。

④加强管理，不要让设备检修产生的废水进入水体。

⑤加强管理，不要让电站生活污水进入水体。

6 调查结论

6.1 引水工艺结论

经过对三明市区两个自来水厂（下洋水厂和富兴堡水厂）的引水工程调查分析，得到以下结论：

6.1.1下洋水厂从东牙溪水库到厂区共经过2个电站，分别是坝后电站和水厂电站，其中坝后电站位于东牙溪水库坝后、水厂引水口前，水经坝后电站发电后再经5km引水隧道于下洋水厂处理设施前经水厂电站发电后进入水厂处理系统。

6.1.2富兴堡水厂从东牙溪水库到厂区共经过3个电站，分别是坝后电站、东牙溪电站和富兴堡电站，其中坝后电站位于东牙溪水库坝后，水经坝后电站发电后通过引水隧道再由东牙溪电站发电后经富兴堡电站发电，富兴堡电站发电后的水进入富兴堡水厂处理系统。

6.2 水质分析结论

通过对水源地水质、水厂进水水质、水厂出水水质多年的水质分析测试报告分析，认为：

6.2.1水源地水质较好，可满足国家标准要求；

6.2.2水厂进水水质除了总大肠菌群和大肠埃希氏菌这2个指标外，其它指标均可达标。而总大肠菌群和大肠埃希氏菌的超标原因是水源地上游生活污水及养殖业污水无序排放引起，这需要对饮用水源地进行综合整治。而电站建设并不会引起总大肠菌群和大肠埃希氏菌的超标。水厂进水水质并未因电站建设造成不良影响。

6.2.3水厂出水水质全部符合标准，并未因电站建设对水厂出水水质造成不良影响。

经上述对引水工程和水质结论的分析，并结合三明下洋水厂和富兴堡水厂多年运行的实践经验证明，只要电站建设合理，管理办法得当，电站建设不会对水厂出水水质造成大的不良影响。水厂前建设电站是可行的。