工地基坑排水對水環境影響與對策研究

張明浩，馮春苗，謝 昕，王 磊，袁 平，趙 亮

（1.南京市建鄴區水務局，江蘇 南京210000；2.南京市水利規劃設計院股份有限公司，江蘇 南京210000）

0 引 言

基坑排水通常包括三部分，地下水滲水、降水和部分施工用水，其中地下水滲水通常是基坑排水的主要來源。在基坑開挖過程中，當基底低于地下水水位時，由于土壤的含水層被切斷，地下水會不斷深入基坑內，形成基坑排水。目前已有研究表明，我國多處流域地下水污染較為嚴重[1]，水質總體呈下降趨勢。由于缺乏相應的排水規范和標準，基坑排水多采用簡單沉淀去除懸浮物后排入雨水管網或水體，對周邊水體水環境造成較大威脅。南京市建鄴區目前正面臨大規模開發建設，基坑排水量較大，水體污染物濃度高。如何管理各排水工地，保障地表水環境，是建鄴區水務部門面臨的難題。

1 基坑排水概況

1.1 區域地下水情況

河西南部地區位于南京主城西南部建鄴區境內，總面積約14.19 km2。區域場地整體地貌屬長江漫灘地貌，屬下揚子斷塊，印支及燕山運動早期，蓋層以褶皺變形為主，燕山運動中晚期及喜山運動早期以比較強烈的斷塊活動為主，形成斷隆、斷坳、斷凸、斷凹，并伴有強烈的巖漿活動。

根據勘察結果表明的地層結構和地下水的賦存條件，本區域地下水分為孔隙潛水、微承壓水和基巖裂隙水。地下水潛水埋深大部分為2.5～7.0 m，承壓水埋深在4.0～8.0 m，根據地下水埋深情況，工地基坑排水大部分為潛水。

1.2 基坑排水管理要求

針對基坑排水的處理，目前國家尚并未制定相應的政策法規及行業標準，不同省市對基坑水的管理要求也不盡相同。2015年3月，住建部在發布的《城鎮污水排入排水管網許可管理辦法》[2]中，提出“施工作業需排水的，建設單位應當修建預處理設施”等要求。2017年4月，湖南湘鄉市發布《城市排水許可證核發辦事指南》，要求“經由城市排水管網及其附屬設施后不進入污水處理廠、直接排入水體的污水，還應當符合《污水綜合排放標準》（GB 8978-1996）[3]或者有關行業標準。”2019年4月，浙江臨海市城鎮對于申領污水排入排水管網許可證的，要求“施工基坑水、地下水需經三級沉淀池沉淀達標后排入雨水管道，嚴禁泥漿水排入污水管道。”2019年7月，福建福州市城鄉建設局印發《福州市在建工地基坑排水排放措施技術導則》。2020年12月，河北滄州市申領排水許可證要求“施工基坑水、地下水經三級沉淀達標后排入污水管道，嚴禁直排管道或河道?！?/p>

1.3 基坑排水對水環境影響

建鄴區河西南部地區目前正面臨大規模開發與施工，據2019年底數據，82處施工工地中，涉及基坑排水用戶共22戶，排水總量約12～16萬t/d。受地下水影響，各排水工地基坑排水出現非常規性的水質惡化，監測結果顯示基坑排水中COD、氨氮、SS、鐵離子等污染物濃度較高。南京市對基坑排水僅要求經沉淀后排入周邊河道內，該方法只能去除部分泥漿等污染物，對氨氮等指標不能進行有效降解。由于基坑排水污染物濃度高，排放量較大，且區域河網水系連通性較強，施工期間河西南部大范圍河道水體遭受污染，水質逐漸惡化；現場調查發現基坑排水中鐵離子含量較高時，排入河道內氧化后造成河水發紅發黃，易引起河道感官變差。

1.4 現狀存在問題

（1）基坑排水中污染物濃度雖然較高，但尚未達到污水處理標準，無法納入污水管網，只能排入河道內；（2）目前南京市相關法規、條例僅要求建設工地設置沉淀池，缺乏對相應污染物排放標準的要求，難以約束基坑排水中高濃度污染物排入受納水體行為，易對受納水體造成污染；（3）建設工地管理方式落后，信息化程度較低，風險預警不到位，不利于建設項目的精細化、智能化管理。

2 基坑排水處理對策

針對以上問題，建鄴區水務局積極探索解決方案，從制定團體排放標準著手，引入第三方治水單位，加強對基坑排水處理的監測與監管，聯合建設單位打造智慧工地，制定基坑排水處理對策。

2.1 制定團體排水標準

基于區域基坑排水現狀和污染特性，結合各地區已有的基坑排水處理要求，建鄴區基坑排水處理團體排放標準擬從以下幾個方面內容著手制定。

（1）規范和推進排水許可辦理，對排水許可進行細化，除對水量進行控制外，也要加入排放水質指標，做好排水許可審批工作；（2）基坑水排放標準應根據受納水體自身的水質現狀及水質目標綜合確定，一般不應低于《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）Ⅴ類，對于受納水體自身水環境容量不足、受納水體對周邊環境影響程度較大的，應適當提高處理標準；對于基坑排水中易引起水體感官較差的鐵離子，處理后排放濃度不應高于受納水體中鐵離子濃度；（3）根據排放后對周邊環境的影響程度及范圍，結合日常監測管理需求，優化排放路徑，合理布置排放點位。

2.2 引入第三方治水單位

通過購買第三方服務，引入第三方治水單位對施工場地基坑排水進行處理。結合各基坑排水具體水質狀況，有針對性地制定處理方案，選取適宜的處理工藝?；诮ㄠ拝^基坑排水中主要污染物為COD、氨氮、SS、鐵離子的特點，目前采用的主要處理措施包括化學氧化法和生物法。

化學氧化法主要利用化學藥劑與廢水中的污染物產生氧化還原反應，可將廢水中的有毒有害污染物轉化為無毒或者微毒物質，常采用的氧化劑有臭氧、氯、高錳酸鉀等。目前常用的生物法主要有曝氣生物濾池（BAF）、接觸氧化法和MBR三類。曝氣生物濾池（BAF）[4]是包含生物降解、固液分離過程的一體化生物膜處理設施，利用濾池內部填料上生長的生物膜，結合濾池底部曝氣，對污水中物質進行降解和截流；接觸氧化法依靠附著微生物的降解作用來去除有機物，微生物大部分以生物膜的狀態附著在固體填料上，少量生物絮體呈破碎生物膜狀懸浮于水體中[5]；MBR又稱膜生物反應器，是一種由膜分離單元與生物處理單元相結合的新型水處理技術，目前已廣泛應用于污水處理過程中[6]。

根據化學氧化法和生物法在基坑的適用條件及施工場地基坑排水特性，建議在需要應急處理、現場條件不夠、資金及維護成本預算有限的條件下可采取化學氧化法；在基坑排水處理長期運行、現場條件滿足的情況下，建議采取生物法處理為基坑水處理設施。

2.3 加強排水處理監測與監管

水質在線監測系統是基于水質在線分析儀器，采用現代監測、自動控制等技術，通過分析軟件和通訊網絡來實現水質在線監測的綜合性體系[7]。相較于傳統的實驗室檢測方法，水質在線監測系統以其測量時間短、分析數據及時、響應速度快、實時掌握水體水質等優點得以廣泛應用[8]。

要求排水工地對外排水質實行監測，一旦低于排放標準，應立即停止排放，通過處理設施或其他工藝處理達標后再允許排放。對經過處理后仍低于排放標準的工地，要求立即整改，整改穩定達標后才能再次排放。

2.4 打造智慧工地

智慧工地是指基于人工智能、無限傳感、5G技術的應用，建設工地逐漸實現施工管理智能化、數據采集自動化、過程監管可視化和行政決策科學化[9]。依靠建立信息協同共享、工作互聯互通、全面施工智能、科學高效管理、風險智慧預控的信息化生態圈，可以提高工程建設的整體質量、管理水平和決策能力[10]。目前，智慧工地建設在我國的北京、上海、深圳等多個城市都出現了比較成功的案例，并且已取得了良好成效[11-13]。

結合工地管控要求、河道管理需求，完善智慧工地安全生產標準化建設[14]。依托建立數字化信息監控系統、工地現場數據采集系統等基礎平臺，實時在線獲取工程的基本信息、工程進度安排、施工過程管理等，同時將水務信息納入監管體系，實現對工程建設周期的全局管控，形成一個政府、建設單位及現場工地三層架構的智慧建設平臺。

3 結 語

針對南京市建鄴區基坑排水排放對區域水體造成不良影響，建鄴區水務局通過調查研究及相關實驗，明確了地下水污染是基坑排水水質惡化的主要原因。為保障區域水環境質量，細化工地管控要求，建鄴區水務局圍繞排放標準的制定、處理方式的選取、水質監測與排放監管以及智慧工地的打造等方面，研究制定了基坑排水處理對策，并取得了良好成效，可為其他地區基坑排水處理提供借鑒和參考。