公路施工過程對飲用水源地污染防治與控制策略研究

關鍵詞：公路施工；水源地；污染防治；控制策略

中圖分類號：X32 文獻標志碼：B

前言

公路施工對水體影響顯著，主要涉及地下水、地表水和水質。施工可能導致地下水位下降，破壞生態平衡，加劇邊坡水土流失和地質災害。建筑垃圾和廢棄物丟棄河道附近，會改變地表水分布。同時，施工產生的廢水和污水排放到河流中，導致水質惡化。因此，公路施工對地下水、地表水和水質的影響不容忽視。

針對花莞高速公路沿線的飲用水水源地和河流進行采樣分析，分析水體中的pH、TDS、EC、不同類型的陰陽離子的含量和分布，研究不同季節和溫度條件下，公路施工過程中對河流和飲用水源地的污染和影響范圍。pH值反映水體酸堿平衡，影響生物生長；TDS體現水體礦物質含量，顯示無機鹽和有機物總量；EC間接表示離子含量，與水質導電性相關；陰陽離子直接評估水質和水生態影響。此外，生物、有機物、營養鹽和重金屬等指標。監測點位圖應基于地理、污染源、水流和水體特性布置。監測時段應考慮季節和溫度影響，進行定期評估。沿線水體類型（河流、水庫或地下水）應根據實際情況確定。通過Piper圖進行分析不同季節的飲用水和地表徑流的離子類別和含量所占比例，分析不同季節的水質類型。提出污染水源地的防控策略，為公路施工過程中減少水體污染和水源地提供基礎數據和科學依據。

1研究區概況

1.1公路概況

路線起于廣州市白云機場南出口與機場高速太成立交相連，向東途徑白云區人和鎮、鐘落潭鎮，黃埔區中新知識城、九龍鎮，增城區中新鎮、永寧街、仙村鎮、石灘鎮，終點于石灘鎮接人增莞深高速公路。花莞高速是粵港澳大灣區核心區域的一條重要交通動脈。此項目路線全長65.18 km，設計時速采用100 Km/h、雙向6車道、整體式路基寬度33.5m、橋梁寬度33 m的技術標準，橋涵設計荷載等級采用公路-Ⅰ級，全線共設置互通立交16處，良田集中住宿區1處，中心南管養中心1處，永寧服務區1處。

1.2氣候水文條件

項目研究區域屬中亞熱帶季風氣候，全年降水豐富，日照充足，夏季炎熱，秋冬涼爽。年平均降雨量1849.2 mm，主要集中在1月、4月、6月、11月、12月。丘陵地區基巖裂隙發育，平原區等地形平坦，有利于降水補給，形成豐富的地表水和地下水。年平均氣溫20.3℃，極端最高氣溫38.7℃。場區屬北江、東江水系，流溪河是主要河流，全長157 km，從北到南流經多個地區，最終注入南海。沿線還有多個水庫分布。

2公路沿線水體水質分析

2.1公路沿線水體的pH分析

不同的取樣點的水體的pH值在不同的季節下變化不顯著。水體呈現出一個中性到堿性的趨勢，與該公路路過的地段為喀斯特地形有關系，導致公路隧道的排水口呈現強堿性，公路施工過程中的隧道排水是導致水體呈現堿性的主要原因之一。pH值顯示范圍在7.81～8.41之間，符合國家飲用水的標準。

通過TDS判斷飲用水水源的水質好壞，研究區公路沿線的水體TDS值較為穩定，總體值較小，滿足淡水的指標要求，TDSlt;1000mg/L，水體的礦化程度較低，屬于飲用水的標準范圍。

電導率是一個常用的參數，反映水體中的鹽度和離子的含量情況，其大小來源于水體中的陰離子和陽離子，也是水體的一個重要指標。電導率差異表達了水體中不同離子濃度的差異。

2.2不同季節水體的化學類型

如圖1-圖4所示公路施工沿線不同季節水體的化學類型Piper圖形。圖1是春季公路施工沿線水體中不同離子組合的Piper圖。包含隧道口出水、地表水、地下水和河流等樣品的檢測結果。由圖1可知，主要包含的離子為鈣離子，當量百分百為76.5%，僅在隧道出水口排水水樣當中，堿金屬Mg的毫克當量百分比為64.3%，小于鈣的濃度。主導陰離子碳酸根、氯離子的平均克當量百分比為91.76%。地下水、地表水和河流化學類型為碳酸鎂型。隧道出口水體不屬于該類型，主要與Ca、Mg離子型為主。

圖2是夏季公路施工沿線水體中不同離子組合的Piper圖。包含隧道口出水、地表水、地下水和河流等樣品的檢測結果。由圖2可知，四個取樣點主導離子為鈣離子，當量百分百為60%～80%，僅在隧道出水口排水水樣當中，堿金屬Mg的毫克當量百分比為20%，小于鈣的濃度。陰離子碳酸根、氯離子的平均克當量百分比為10%～40%。地下水、地表水和河流化學類型為氯化鎂和氯化鈣型。隧道出口水體不屬于該類型，主為碳酸鈣和氯化物類型。

圖3是秋季公路施工沿線水體中不同離子組合的Piper圖。包含隧道口出水、地表水、地下水和河流等樣品的檢測結果。由圖3可知，只要包含的離子為鈣離子，當量百分百為76.5%，地表水、地下水和隧道口排水水樣當中，碳酸根和碳酸氫根的毫克當量百分比范圍為20%～60%，小于鈣的濃度。主導陰離子碳酸根、氯離子的平均克當量百分比為55.65%。地下水、地表水和河流化學類型為碳酸氫鈣和碳酸氫鎂型。隧道出口水體不屬于該類型，主要以硫酸根離子型為主。

圖4是冬季公路施工沿線水體中不同離子組合的Piper圖。包含隧道口出水、地表水、地下水和河流等樣品的檢測結果。由圖4可知，主要是鎂離子，毫克當量百分百為52.3%，僅在河流和地表水中，堿金屬Mg的毫克當量百分比范圍為60%～80%。主導陰離子碳酸根、氯離子的平均克當量百分比為50%。地下水、地表水和河流化學類型為碳酸鎂型。隧道出口水體不屬于該類型，主要以Mg離子型為主。

3施工過程中的防控策略

3.1合理規劃

在公路施工之前，針對公路線路和發展的規劃需要提前考慮，在給需要帶來經濟效益的同時，也要考慮公路運營過程中的安全，應該從地質和地形上選著地質條件較為穩定的路線，盡量避開地質不穩定的地方。

3.2避開水源保護區

在公路設計前期，需要對沿線的水源地進行充分的實地調研和研究，線路的走向也要盡量的避開水源保護地，同時路線需要交叉的時候，需要從水源的下游經過，保證地面徑流和地下徑流不受影響。此外，沿線的服務區、停車場和收費站附近不要設置在水源地附近。減少對水源地的污染，保證當地居民的飲水安全。

3.3綠色施工

在公路施工過程中，產生的污水和廢水不外排，建設廢水處理池，就地對公路施工過程中產生的固廢進行處置，處置完成符合排放標準后再排入地表徑流和河流中。此外，可以使用國內外先進綠色的施工工藝和廢棄物處理方法。從源頭上杜絕對公路沿線水源的污染和周邊生態環境的污染。同時，可以在公路沿線設置污水池，如果在施工過程中發生了污染物泄露和原料的污染，可以臨時把污染物排放到污水池中，然后再經過處理后排放。

4結論

綜上所述，通過對花莞高速公路沿線水體的研究，發現TDS值先增后穩再降，總體滿足淡水標準，礦化程度低，屬于飲用水范圍。根據對水體電導率的分析，可以得出，公路施工沿線的水體的EC值都高于附近湖泊河流的電導率，表明在公路施工過程中，對飲用水體有一定污染。公路施工過程中對飲用水源地的污染控制手段主要有公路路線的合理規劃，避開水源地所在地；公路停車區、服務區和收費站的設置也要遠離水源地和河流等淡水資源。同時在施工過程中，選擇綠色施工工藝和先進工藝，減少污染物和廢水的排放。這些措施對于保護沿線水質量和維護飲用水安全具有重要意義。同時，應持續關注水體變化，為公路施工提供科學依據。