安 娟,胡德胜,马兴华
(1.广东河海工程咨询有限公司,广东 广州 510635;2.西安交通大学法学院,陕西 西安 710049;3.珠江水利委员会珠江水利科学研究院,广州 510611)
21世纪以来,随着我国城市化进程的加快,城市建设日新月异,建筑规模越来越大,各种高楼大厦不断矗立在各大中小城市。然而,随着建筑规模的增大,开挖基坑的面积和深度也逐渐加大,基坑开挖时由于地下水的原因,会出现基坑积水或土质稀软,工人难以立足,无法施工;“流砂现象”导致边坡塌方,地质破坏;内部基坑土体发生较大的位移,影响邻近建筑物的安全等问题。因此,保持基坑干燥状态和边坡稳定,才能做到安全施工[1],因此需要排干地基中的地下水后才能开始建设。目前我国在地基中排干地下水的常用做法是降水法:在地基范围内布置多个排水管道,不日不夜地抽取地下水,降低地下水位,直到地基中的水排干为止,然后把从地基中抽出来的地下水直接排到市政排水管网,和城市生活污水一起排往污水沟。
但是,在我国城市建设过程中,水、土地、矿产等资源日益短缺,特别是人类和其他一切生物赖以生存和发展的水资源。在干旱半干旱地区,由于地表径流缺少,对地下水资源的需求很大,排干水的传统做法的直接后果是在很大程度上浪费了地下水资源,使水资源短缺问题越发尖锐。本文正是基于此,对建设工地排干水问题进行探讨,有非常重要的理论意义和现实指导意义。
1.1.1 诱发地质灾害
大范围内的长期抽排地下水会导致地壳表层和深部地质环境发生极大的、常具有不良后果的变化,主要表现为岩层疏干后引起其物理力学状态和应力状态变化,将使地基土承载力降低[2],招致地面塌陷、地面沉降、开裂和诱发地震活动,直接或间接危及地面建筑物和地下设施的安全。
1.1.2 破坏生态环境
在抽排水影响下,地表地下水的动力循环条件发生了改变,急剧的地下水位下降将会改变岩体含水状况及化学平衡,对环境造成一定的破坏[3]。在沿海地区,当地下水位过度下降,将会造成海水入侵,首先污染地下浅层水,破坏水质,进而通过地下含水层之间的越流补给,在垂向底层剖面上相互渗透混合,致使深层淡水受到污染。
1.1.3 破坏水资源天然平衡状态
区域性地下水位下降,地表水与地下水的天然联系将受到破坏,地区水资源均衡结构和地下水动态特征将发生变化。同时,过多的地下排干水,特别是在干旱半干旱地区,可以形成数千平方公里的地下水降落漏斗,地下水补给、径流、排泄条件都将发生重大变化,区域径流方向和水文地质作用总方向也发生变化,并且会造成地下水淡水资源枯竭,水质恶化,河水断流,排干水形成的降落漏斗区及影响区的城市供水、农田供水资源骤减,泉群及井点干涸[4]。大量的地下排干水,人为地破坏了水资源天然平衡状态。
1.1.4 极大浪费水资源
由于目前建设工地排干的地下水大多都是以污水的形式排放到污水渠中,致使大量的清洁能源白白地浪费掉,导致我国有限的水资源更加枯竭。假设以口径为10 cm的管子,抽水速率为10 cm/s,一天抽水10个小时,在地基处埋布设10根管子,这样一天的抽水量大为282.74 m3的水量,一个月按30 d计算将抽掉8 482.3 m3的水量,以人口生活定额80升/(人·天)计算,相当于3 534人的生活用水。可现实的情况是,建设工地在日夜不停地排干地下水,这样浪费的水量将相当可观。
1.2.1 国家现行法律管理中存在空白
现行《取水许可和水资源费征收管理条例》(2006年)中规定,为保障矿井等地下工程施工安全和生产安全必须进行临时应急取(排)水的,免于申请取水许可证和缴纳水资源费[5]。在条例中,可以看出国家对建设工地排干水可以免于申请取水许可证。这说明在建设工地排干水管理方面,在国家法律上是存在一定的空白。
1.2.2 部门管理上的限制
管理上受条件限制,未能形成管理上的一致力量,不能只靠水利部门抓,市政、城管、规划、环保和国土等管理部门没有建立部门联动机制,没有制定一定的法规得以执行,导致水资源无法统一调度。
1.2.3 施工技术的限制
施工技术跟不上,或者施工费用较高,一些成熟的、先进的技术不能得到应用。并且,对成熟的技术经验缺乏总结,重要的问题缺乏研究。
实践证明,建设工地排干水资源化的安全性在很大程度上不仅取决于它的技术先进程度,而且取决于管理体系的科学性和有效性。针对各建筑工地排水的无政府状况,由水利、市政、城管、规划、环保和国土等部门组成管理机构,将工地排干水纳入整个水资源管理体系中进行统一管制,按照独立性、法制性、透明性原则,由国家一级管理机构负责立法和制定政策,行业管理机构负责制定标准和规范,各管理机构负责组织和监督实施,建立起切实有效的管制措施。
2.1.1 完善相关的监测、管理措施
排干水再次利用所产生的结垢、滋生细菌、发生黑臭现象及污染环境等可能性较大,因此应完善相关的监测、管理措施,对工地排干水定期不定期地做水质化验,以便按不同用水标准制定相应的开发利用规划,防止二次污染的产生,避免盲目开发引起严重不良的用水后果。
2.1.2 强力推行工地排干水许可制度,构建完备的水价体系及处罚机制
目前,在城市水资源开发利用过程中所产生的一系列环境问题相对应的外部成本没有在现行水价(费)体系中得到正确反映,在全国范围内尚未建立城市生活污水的排放收费制度[6]。在建设工地上,地下水资源被无偿或低价使用。基于水资源所有权和经营权分离及水资源的稀缺性,需要有偿使用地下水资源,并以价格形式反映在水价构成中,构建完备的水价体系,实行工地排干水许可和排干水设施使用收费制度,对于排放量超过允许量的建设方,制定严格的处罚机制,规范建设工地排干水的管理。
2.1.3 建设工地排干水再生机制及相应的激励政策
建设工地排干水再生具有巨大的环境经济效益,应综合考虑水质、水量等因素,从水循环的大方向分析,在干旱半干旱地区,建议成立建设工地排干水再生机制,把再生机制纳入水资源利用整体系统中进行水量平衡规划,并制定严格的用水总量限制,建立相应的激励政策。
2.1.4 制定相应标准
对于建设工地排干水所造成的地下水位下降、水体污染、水源枯竭或地面塌陷以及综合开发利用等问题,至今还没有明文规定,使得水行政主管部门无法可依。因此,需要出台一套建设工地排干水的排放标准、相关规定以及综合开发利用的优惠政策,尽快将工地排干水的管理纳入法制轨道[4]。
2.2.1 积极对施工新技术推广应用
为了保护生态环境、节约水资源,在建设施工中要尽量采用保护和利用地下水的施工工艺和施工方法。比如采用旋喷水泥止水帷幕的施工设计方案,即在基坑开挖之前在需要开挖的侧面和底面形成一层止水帏幕,在需要开挖部分一定距离周围采用注浆的方式将注浆材料压入土体的孔隙之中,将地下水止于基坑之外,如沉井法、灌浆法、地下连续墙等方法,这样可以减少地下水的抽取量,保护地下水资源。与降水法相比,止水帷幕在开挖部分周围形成隔水层而不用采取强制降水的方式完成施工,对地下水和周围土体的影响较小,还可以对开挖周边土体起到加固的作用。但是止水帷幕一般造价较高,在处理地下水问题时,也要与降水方案综合分析来确定方案[7]。
另一种减少抽排地下水的方法,是在基坑边抽取地下水,同时在离基坑稍远处回灌抽取的地下水,在保持基坑内地下水位较低的情况下,保持基坑外较高的地下水位[3,9]。
2.2.2 合理利用工地排干水资源
政府应鼓励综合利用工地排干水,对于抽取的地下水,在满足施工要求的情况下要充分利用,如果选取合理的建设排干水处理方式以及充分地加以利用,则干旱半干旱地区排干水资源化在建设中将会起到非常有效的作用,同时也会表现出良好的经济效益和社会效益。
建设工地排干水的利用主要在两个方面:一个是本建筑施工中的利用,如建筑施工用水、工地钢筋混凝土的养护、现场临时消防用水、场地除尘和清洗用水等;另一个是本建筑施工外用水,施工单位可以主动与园林、环卫部门和居民社区联系,将其用于周边指定建筑施工周边的绿化用水、市政景观用水以及生态用水等。
建设工地排干水利用效益主要表现在:首先,缓解干旱半干旱地区用水不足的矛盾。在干旱半干旱地区,由于水资源总量小,其时空分布差异较大,使水资源显得更为短缺,特别是用于生态修复与建设、城市景观环境用水等极为不足。其次,减少污染,改善环境质量。合理利用建设工地排干水,可以减少污水排放数量,改善生态环境,同时也降低污水直接下渗对地下水产生的危害,保证地表和地下水资源的安全。
由于水资源价值定论的误导,形成了目前的重淡水资源开发利用,轻废水资源的二次或多次开发利用的局面[10]。首先应充分利用各种新闻媒介,通过多种途径和方式的教育宣传,在全社会树立珍惜水、保护水、节约水的责任感、紧迫感和危机感,提高全民节水意识,树立新时期水资源的价值观;其次国家应调整政策导向,促进对区域淡水资源,特别是干旱半干旱地区淡水资源价值的再认识,利用价格杠杆促进对建设工地排干水的开发利用,真正做到开源与节流并举。
由于全球性的水资源短缺,特别是在干旱半干旱地区,水资源短缺现象特别严重,然而,人们在建设施工的过程中将地下排干水白白地浪费掉,而没有进行处理利用,这样使得有限的水资源更为短缺。因此,本文正是针对建设工地排干水问题进行探讨,总结出目前建设工地排干水处理中所造成的危害以及现实管理中存在的问题,提出了建设工地排干水资源化的合理建议,包括:(1)健全建设工地排干水资源化管理体制;(2)开展排干水利用的理论和技术研究;(3)加强宣传,树立新时期水资源价值观。
[1]石正宇.地下水处理在基坑施工中的重要作用[J].四川建材.2006(2):184-185.
[2]杨先斌,杨俊波,白丽颖.基坑排水对地基承载力的影响[J].电力勘测.2003(3):17-19.
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[4]李月明,刘占拥,刘学芹等.浅谈莱芜市矿坑排水资源化的途径及对策[J].山东水利.2003(5,6期合刊):27-28.
[5]取水许可和水资源费征收管理条例[J].http://www.chinawater.com.cn/pub/zgsl/newscenter/dbtxw/t20060307_172386.htm.2006.
[6]王文瑞,南忠仁.西北干旱内陆区废水利用与生态环境建设[J].干旱区资源与环境.2004,18(8):143 -148.
[7]杨林,伍雪南.地下水资源现状及基础工程施工对地下水环境的影响分析[J].黑龙江科技信息.2007(2):199.
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[9]石雷.建筑施工中地下水的利用和保护[J].地下水.2005,27(2):14,43.
[10]王文瑞,南忠仁.西北干旱内陆区废水利用与生态环境建设[J].干旱区资源与环境.2004,18(8):143-148.