黔中水利樞紐一期工程平寨水庫水污染突發事件的應急處置

李杰

（貴州省黔中水利樞紐工程建設管理局，貴州貴陽 550002）

0 引言

為了研究黔中水利樞紐一期工程平寨水庫水污染突發事件及其后果分析，利用MIKE21 軟件，建立平寨水庫水污染突發事件污染物運移二維水質模型，參照不同工況下的模擬結果，建立不同的應急處置措施。

1 工程概況

黔中水利樞紐工程水源工程位于三岔河中游六枝與織金交界的平寨河段，壩址屬六枝的牛場鄉和織金的雞場鄉，距六枝縣城約45km。壩址以上集水面積為3492km2，占三岔河總集水面積的48.1%，河長166km，平均比降5.66‰。水庫總庫容108900 萬m3，興利庫容44800 萬m3，設計供水量60760 萬m3。

2 污染源及突發事件

水庫庫區流域范圍內污染源主要有工業源、生活源和農業源畜禽養殖等。水污染突發事件可能的原因如下。

（1）突發性的工礦企業、污水處理廠大量污水集中排放導致的水源地污染事件。

（2）運輸有害化學品的車輛及船只側翻導致危化品入河的水污染突發性事件，有害化學品。

（3）突發性暴雨導致耕地使用的化肥、農藥大范圍入河引發的水污染突發性事件。

（4）農村養殖業產生的糞便，居民生活產生的垃圾、生活污水大量入河導致的水污染突發性事件。

（5）恐怖主義組織有目的、有組織進行投毒活動，導致的水污染突發事件。

3 突發事件污染物遷移模擬

突發水污染事件是制約水質安全的主要因素，因此，掌握突發水污染事件污染物輸移擴散規律是非常重要的。利用MIKE21 軟件建立平寨水庫水污染突發事件污染物運移二維水質模型，參照3 種不同工況下的模擬結果，研究出污染物運移擴散規律，為突發事件預警、應急調控科學提供支持。

3.1 模型網格劃分情況

為了更好地模擬平寨水庫水動力以及水質，將模型區域劃分約為50000 個曲線三角網格單元（圖1）。

圖1 平寨水庫網格劃分

3.2 模擬結果

3.2.1 工況1

通過對200t 污染物從平寨水庫準保護區邊界進行模擬，最不利條件下，1d 后污染物向東方向遷移8.6km，距離取水口15.5km，污染物最大濃度為164.3mg/L；3d 后污染物向東方向遷移13.7km，距離取水口10.4km，污染物最大濃度為73.9mg/L；8d1.6h 后污染物向東南方向遷移24.1km，距離取水口0km，污染物最大濃度為24.2mg/L。

由于泄漏口位置和不利風向的影響，平寨水庫入庫口污水泄漏后3d 進入水源地二級保護區，污染物漂移8d1.6h 后達到取水口（圖2），此時水質惡化至Ⅳ類[1]，因此應采取適當的措施對污染物進行攔截，防止污染物的漂移與擴散，才能保護好水源地的水質安全。

圖2 8d1.6h 后污染物擴散情況

3.2.2 工況2

通過對100t 污染物從大小河入三岔河匯水口處進行模擬，由預測結果可知，最不利條件下，納雍河大橋附近發生污染物入水事件后，污染物入河100t，1d 后污水向東方向遷移3.2km，距離取水口11.7km，污染物最大濃度為67.6mg/L；3d 后污水向東方向遷移6.3km，距離取水口8.6km，污染物最大濃度為27.1mg/L；6d22.6h后污水向東南方向遷移14.9km（圖3），距離取水口0km，污染物最大濃度為13.1mg/L。

圖3 6d22.6h 后污染物擴散情況

由于泄漏口位置和不利風向的影響，污染物漂移6d22.6h 后達到取水口，此時取水口水質惡化至Ⅳ類，因此應采取適當的措施對污染物進行攔截，防止污染物的漂移與擴散，才能保護好水源地的水質安全。

3.2.3 工況3

通過對45t 污染物從大小河入三岔河匯水口處進行模擬，由預測結果可知，最不利條件下，大小河入三岔河匯水口處發生污染物入水事件后，污染物入河45t，1d 后污水向東方向遷移3.5km，距離取水口11.4km，污染物最大濃度為31.7mg/L；3d 后污水向東方向遷移6.9km，距離取水口8.0km，污染物最大濃度為13.4mg/L；6d23.3h 后污水向東南方向遷移14.9km（圖4），距離取水口0km，污染物最大濃度為7.0mg/L。

圖4 6d23.3h 后污染物擴散情況

由于泄漏口位置和不利風向的影響，污染物漂移6d23.3h 后達到取水口，此時取水口水質惡化至Ⅲ類，因此應采取適當的措施對污染物進行攔截，防止污染物的漂移與擴散，才能保護好水源地的水質安全。

4 水污染突發事件分類及其應急處置

根據前述模擬出的污染物運移擴散規律，針對不同的水污染突發事件做出應急處置方案，為進一步提高黔中水利樞紐應急水污染突發事件的能力，保障供水范圍內居民的飲用水安全具有重要意義。

4.1 移動源水污染事件及其應急處置

對于移動源污染事件，根據調研結果表明，主要為運輸危險品車輛途徑平寨水庫保護區時，由于人為因素、自然因素等原因，導致運輸的危險品入河的風險，其易發生污染情況。運輸危險品車輛主要以罐車為主。車內可以裝運的貨物根據溶水性可以將運載液體分為兩類：其中一類是可與水相溶的液體：液氨、酒精、硝酸、硫酸、氫氧化鈉等。另一類是難溶于水的液體，包括汽油、煤油、柴油、原油、食用植物油、煤焦油等。

平寨水庫由于庫區面積較大，對于在二級保護區范圍外，準保護區邊界處距離平寨水庫大壩約25km，二級保護區邊界距離平寨水庫大壩約8km。準保護區范圍內的區域，當發生單輛載重30t 的車輛發生側翻的情況，由于油膜覆蓋層厚度會隨著水流的遷移，也隨著河道斷面的不斷加寬，其油膜厚度不斷減小，其對平寨水庫取水口的影響不大。盡管如此，仍需要采取適當的緊急處置措施對污染源進行控制，并對污染區域進行快速水質恢復。對于二級保護區范圍內的區域，因其水域面積較廣，當發生運輸危險品車輛側翻時，當運載量30t 時，由于其距離平寨水庫取水口距離較近，為了防止污染一級保護區，在枯水期，應及時關閉平寨水庫取水口閘門，可以減慢污染物向下游運移速率，以便對污染物進行集中快速處理；在豐水期，可以減小飲水量和泄水量的辦法，減慢污染物向下游運移速率，但為了防止污染物短時間內到達一級保護區范圍內，須快速對污染源進行處理，并對污染物進行攔截，在污染物進入一級保護區前恢復到Ⅱ類水質。

4.2 面源水污染突發事件及其應急處置

由于庫區村鎮人口眾多，生活垃圾轉移處理率較低[2]，農村養殖業排放物、村鎮生活污水及農林耕種使用了大量的農藥、化肥，成為面源污染的主要污染源。

禽畜的糞便是村鎮產生面源污染的主要形式之一。禽畜養殖業分布面廣，污染源多，養殖戶缺乏環保意識，污水貯存和處理能力不足。在調研過程中發現，有村民將禽畜垃圾隨意堆放于居所四周、河邊等易入河的地點，對水環境產生嚴重的威脅。飼料中50%~70%左右的氨，以糞便的型式被排泄出來，糞便中的有機物腐敗分解產物造成污染、富營養化及生物病原污染。平寨水庫上游流域地形起伏較大，三岔河兩側多為高山，糞便的淋浴性強，在降雨條件下尤其是強降雨條件下易形成的地表徑流匯入三岔河中，使水體的含氧量下降，水中的硝酸根離子增加，同時禽畜糞便中還帶有大量的促長劑、金屬化合物、細菌、病毒等，對水源地居住的人們及禽畜都會造成嚴重的傷害。此外，糞便中大量的病原微生物河寄生蟲卵使環境中的病原種類增多，使蚊蟲、病原菌、寄生蟲大量繁殖，也同樣加速了人畜傳染病的發生和傳播。

三岔河地區農田分布廣泛，農藥可以用來防治蟲害和雜草，化肥能夠增加農產品產量，因此農業生產不可避免要使用化肥和農藥。過量施用化肥，農田土壤中氮、磷含量極具增加，在降雨條件下，雨水將氮磷帶入水體中，導致水體中氮磷含量增加，極有可能導致水體出現富營養化，導致藻類水生植物大量繁殖，形成水華災害，同時也消耗了水中的溶解氧和礦物質；農藥的施用，會導致農藥被雨水沖入水體中，增加或者降低了水體的酸度，使得水生生物大量死亡或大批繁殖，造成當地魚類食鉺不足，或是使水體富營養化嚴重，含氧量下降，導致水生生物窒息死亡。除三岔河容易產生此類面源外，庫區內的白水河、扈家河及水公河兩側的流域也有較大的危險。這類面源導致的水污染事件不僅不會流域水質帶來嚴重的危害，而且如果面源源強過大，也會導致應急處置所用時間過長，其危害性較大。

對于強降雨情況下的面源污染事件，由于其危險源分布范圍廣，污染物源強的不確定性較大，且難以準確把控。因此，在強降雨情況下，容易出現水源地水質惡化到Ⅳ類及以下水質。當出現水體有惡化趨勢現象時，應提高應急監測的頻率，時刻關注水質變化情況。如出現污染物濃度持續上升的情況，應快速進入應急預警狀態，采取必要的應急處置措施及響應的應急調度方案。

4.3 點源水污染突發事件及其應急處置

將工礦企業作為點源污染重點考慮[3]，對于平寨水庫保護區范圍外，但位于三岔河流域范圍的工礦企業及非工礦企業，是對水環境威脅較大的危險源。若發生突發水污染事件，如排污量較大，水質惡化嚴重，且影響范圍較大，根據水文氣象條件結合污染物運移擴散規律研判污染物運移速率較快，已經影響到水源地一級保護區范圍內的水質，并可能對供水產生影響，應立即通知切斷供水，對工況企業進行排污口進行封堵，并通知可能會受影響的水源地提前關閉閘門停止取水[4]。

4.4 恐怖主義投毒造成的水污染突發事件及其應急處置

將恐怖主義投毒造成的水污染作為其中一種突發事件，當遇投毒突發事件發生時，應急救援和搶護人員第一時間需與環保部門配合對污染物進行處理和堵截。根據污染物種類、遷移情況，經應急指揮機構研討會商，決定是否會影響水源地取水口水質。

5 結語

各類突發水污染事件是制約供水水質安全的主要因素，通過對污染物輸移擴散規律的研究，為突發事件預警、應急指揮機構研討會商[5]提供技術支持，通過源頭預防、早期介入、控制污染、保障了水質安全，為進一步做好黔中水利樞紐工程平寨水庫水環境保護提高應對突發事件能力，對切實保障黔中城市群供水和水環境安全具有重要意義。