四方井水库水源地主要污染源治理方案研究

龚 新

(江西省水利规划设计研究院，江西 南昌 330029)

随着经济社会和城市的快速发展，城市供水安全面临的风险和挑战越来越大，对于供水水源单一的城市，应于2020年底前基本完成应急备用水源工程建设，目前全国各城市均已启动应急备用水源建设[1]。新建的四方井水利枢纽工程是我国“十三五”期间分步建设的172项节水供水重大水利工程之一，建成后水库将成为宜春市中心城区的重要供水水源地，将有效解决该城市从袁河供水的单一风险，使城市供水安全保障得到显著改善。

城市供水安全涉及因素复杂，水源地安全是城市供水安全的重中之重，水质又是影响城市水源地安全的首要问题[2- 3]，合理布局水源地污染源治理是水源地建设的重要保证措施[4]。四方井水库上游库尾的袁州区温汤集镇，是明月山风景名胜区(国家5A级景区)旅游度假集散中心；同时，库区移民绝大部分(约92%)均后靠安置于库区3个集中移民安置点。由此，水库上游温汤集镇居民(包括景区游客)所产生的废污水以及库区集中移民安置点生活污水等，将对建成后的水库水质产生较大不利影响，给作为城市水源地的供水水质安全造成较大风险。本文在分析四方井水库上游及库区主要水质污染源的基础上，结合库区公路改建工程布置和项目区域地形地势、水系及水环境功能分布等特点，通过多方案技术经济比较，论证和选定温汤镇污水处理厂厂址及尾水排放途径；同时兼顾移民安置点生活污水处理及排放，以确保建成后水库供水水质安全，并满足下游水环境功能目标，可为同类水库型水源地污染源治理与水质保护提供技术参考。

1 水库工程及区域概况

四方井水利枢纽工程是一座以防洪、供水为主，兼顾发电等综合利用效益的大(2)型水利枢纽。地处江西省宜春市袁州区境内，坝址位于赣江流域袁河一级支流温汤河下游，距宜春市中心城约7.0km。水库正常蓄水位152.00m(黄海高程，下同)，相应回水长度8.02km，总库容为1.19亿m3，属多年调节水库。建成后水库将向宜春市中心城区供水30.90万m3/d，对保障宜春中心城区供水安全和城市发展具有重要意义。水库淹没影响到4105人，由于移民安置环境容量和移民意愿等因素制约，移民采取后靠和外迁两种安置方式，规划选定4个集中移民安置点，安置人数长丰208人、仙巩1846人、下巩1726人、新康府325人；其中长丰安、仙巩和下巩安置点等3个为库区后靠安置点，距离库尾温汤集镇约2.0km，交通方便；新康府安置点为外迁安置点，位于宜春市城区，现有基础设施完备，见表1。库区淹没公路按三级公路标准进行改复建，沿着库周分东线(9.74km)、西线(5.59km)和北线(11.47km)三段进行布设，总长26.80km[5]，区域概貌如图1所示。

表1 四方井水库集中移民安置点基本情况

图1 四方井水库工程位置及区域概貌图

四方井水库位坝址以上流域面积约173km2，库尾末端为袁州区温汤集镇。据2014、2015年现场监测结果，库区上下游河段9个监测断面水质均能达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准，且大多数监测指标可达到Ⅱ类标准，温汤河水质状况总体良好[6]。水库坝址距离温汤河与主河袁河的汇入口约9.0km，交汇口附近袁河上下游河段分布有宜春市袁河水厂、滩下水厂、文笔峰水厂等3个现有水厂的取水口，分别位于交汇口上游0.50km、下游1.20km和1.60km，并划定了相应饮用水源保护区，如图2所示。

图2 袁河宜春市饮用水源保护区分布图

2 水库主要污染源分析

水库污染源包括外源性污染(点源污染、面源污染)和内源性污染，其中，点源污染和面源污染等外源性污染源是造成水库水体污染的主要原因，特别是流域内的排污口未得到有效治理，直接或间接进入水库水体，成为其主要污染来源；其次是水库上游和库周的农村养殖业、农田化肥农药使用、水土流失等面源污染也是影响水库水质的重要因素[2，8- 10]。四方井水库上游及库区无大的工矿企业，水库主要污染源为库区及上游的居民生活污水和农业面源等外源性污染，其中点污染源主要有水库上游库尾温汤集镇生活污水(包括旅游废水)和库区3个集中移民安置点生活污水等。

2.1 水库上游温汤集镇生活污水

根据《2016年袁州区统计年鉴》及《宜春市温汤镇总体规划》(2010—2030)，温汤集镇2015年2.5万人(其中旅游人口0.5万人)，近期2020年约3.0万人(其中旅游人口0.8万人)，远期2030年约4.0万人(其中旅游人口1.2万人)。按当地人均综合用水指标法估算该集镇基准年、近远期污水排放量分别为0.83万、1.00万和1.87万m3/d。

2.2 库区集中移民安置点生活污水

四方井水库库区3个集中移民安置点共安置3780人。参考有关农村居民生活污水量排放系数并结合当地景区的实际，按移民人均生活污水产生量120L/(d·人)估算，库区移民安置点生活污水排放量合计为453.60m3/d，其中：西线长丰安置点污水排放量为24.96m3/d；东线仙巩安置点、下巩安置点污水排放量合计为428.64m3/d。

3 主要水质污染源治理方案比选

3.1 温汤集镇污水处理方案及尾水排放途径

水库建成运行前，必须完成温汤集镇污水处理厂建设，对温汤集镇污水(含旅游废水)进行收集处理达标后，导排至库外适宜水域，确保建成后水库供水水质安全，又不影响下游受纳水体水环境功能区划目标。

表2 温汤集镇污水处理厂厂址比选

3.1.1处理规模及排放标准

根据温汤集镇近远期污水排放量预测结果，确定该污水处理厂处理规模为2万m3/d，其中近期1.0万m3/d。考虑受纳水体功能要求，并参照宜春市中心城区污水处理厂排放标准，执行GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准。

3.1.2污水处理厂厂址方案比选

结合温汤集镇发展规划、水库移民安置点及库周公路复建布置，拟定两处厂址进行比选。

厂址一：结合温汤镇总体规划和移民安置点规划，布置于集镇东北面大布村揭家里西面山谷，有利于全镇污水重力收集，同时兼顾西线长丰移民安置点污水收集处理。

厂址二：结合水库库区公路复建及移民安置点规划，将库区东线环库公路沿线污水统一收集处理的需要，将污水处理厂布置于巫山副坝下游龙布头附近。

通过两厂址优缺点比较，见表2，考虑温汤集镇污水量较大而集中，对库区水质污染风险较大，宜在长距离输送前净化处理更为妥当，故将污水处理厂布置于温汤镇下游揭家里村东更为合适，可同时兼顾西线长丰移民安置点生活污水的一并处理。

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3.1.3污水处理厂尾水排放途径比选

结合温汤集镇周边地形地势、水系分布和库区公路复建及集中移民安置点建设，拟定3个尾水排放途径方案进行比选。

方案一：采用压力管沿四方井水库西线和北线复建公路边敷设至水库主坝东侧，与东线安置点尾水汇合后沿进库公路、昌黎路排至袁河文笔峰水厂取水口下游300m外。

方案二：采用压力管沿西线复建公路、明月大道至仙巩后沿东线排至水库巫山副坝后重力流至坝下游，与西线安置点尾水一同沿东线排至水库副坝后、再沿进库公路、规划昌黎路排至袁河文笔峰水厂取水口下游300m外。

方案三：温汤镇污水厂出水采用压力管沿西线复建公路、明月大道至仙巩后继续沿明月大道排至南庙乡双田村南庙河(袁河支流)，中途需跨越控制高点200m和235m。

从管线建设技术指标、建设投资、运行费用、运行安全及管理等方面比较，综合三个方案优缺点，推荐采用方案一，见表3。

3.2 移民安置点污水处理方案及排放途径

利用温汤镇污水处理厂和尾水排放管网，对3个库区集中移民安置点生活污水收集处理，并将处理后尾水排放至库外，以解决库区集中移民安置点生活污水对水库水质影响。

3.2.1处理规模及排放标准

长丰安置点(西线安置区)：污水排放量为24.96m3/d，通过污水收集管道汇入温汤镇污水处理厂一并处理，其排放标准为该污水处理厂排放标准。

仙巩和下巩安置点(东线安置区)：污水排放量合计为428.64m3/d，两处安置点污水排至下巩安置区处小规模污水处理厂(一体化污水处理设施)，规划处理规模为1000m3/d，排放标准执行GB 18918—2002一级B标准。

3.2.2移民安置区污水排放途径

长丰安置区(西线安置区)：经温汤镇污水处理厂处理后一并排至昌黎大桥下游袁河。

仙巩和下巩安置区(东线安置区)：采用重力流管道HDPE增强缠绕管d400沿东线公路敷设长6km，至下巩安置区处小规模污水处理厂处理；处理后的尾水沿东线公路压力PE管D200排入主坝东侧主排污管井内，沿主排污管排至昌黎大桥下游袁河内。移民安置区污水厂尾水需提升排放，提升水泵扬程约30m，需尾水提升站。

3.3 其他污染源控制措施

(1)四方井水库建成后将成为城市供水水源地，应按照《江西省生活饮用水水源污染防治办法》(2012年)、HJ 338—2018《饮用水水源保护区划分技术规范》等有关要求，提出水库水源保护区划方案，报省人民政府批准后严格执行饮用水源保护区相关规定。

表3 污水处理厂尾水排放途径方案比选

(2)严格控制坝址以上流域点源污染，对坝址以上流域所有新、改、扩建的带有排污性质项目严格控制，严禁污染水体及不符合主体功能定位的开发活动。

(3)加强库区及上游面源污染治理，加强水源涵养林保护与恢复工程，减轻对土壤流失造成的水体污染。应提高农药、化肥的利用效率，控制或削减化肥、农药的使用量，推广高效、低毒和低残留化学农药，以降低化肥、农药流失造成的水库污染负荷。

(4)加快农村生活污染源治理，大力推广沼气池建设。在库区及上游区大力推广户用沼气池建设，结合农村居民改厨、改厕、改圈等进行沼气池建设，既可显著改善农村人居环境，较好地解决农村生活能源问题，又可有效控制农村生活污染。

4 结语

将作为城市供水水源地的四方井水库，在建成运行前必须解决水库上游温汤集镇生活污水和库区移民安置点生活污水等主要水质污染源治理和尾水排放问题，以达到消减和控制入库污染负荷的目的，确保城市供水水质安全。

结合水库周边地形地势、水系分布以及库区公路复建和集中移民安置点建设等，通过多方案技术经济比选，选定库尾温汤集镇污水处理厂厂址、库区集中移民安置点生活污水的收集处理和尾水排放途径方案，并兼顾下游受纳袁河水环境功能目标要求。

治理尾水导排管网沿库岸公路敷设也存在一定安全隐患，如出现故障污水将直接排入水库，增加了水库水体污染事故的风险，应加强防范监控和风险管控机制建设。