摘要：閩江竹岐作為“一閘三線”工程唯一補水水源地，準確評估水源地潛在水污染風險，制定合理的應急策略，對于保證竹岐水源地輸水水質安全具有重大意義。結合實地調研結果，通過專家分析法，對閩江竹岐水源地潛在農業生活水污染風險源進行評估和定位。融合矩陣LS法和二維水環境模擬方法，對流域水環境污染風險進行定量評估，最終給出應急調控策略，為工程建成后的水源地管理運行提供理論和決策支持。

　　關鍵詞：水環境污染;風險評估;應急策略;矩陣LS法;水環境模擬;竹岐水源地;閩江

　　0引言

　　福建省平潭及閩江口水資源配置(一閘三線)工程是國家172項節水供水重大水利工程之一，唯一一處補水水源地設在閩江竹岐，設計流量26.3m/s，經引水線路與主輸水線路匯合，向平潭綜合試驗區、福清市、長樂市、福州市南港片等區域供水。閩江竹岐不僅是一閘三線的重要的水源地，也是福州市西、北區水廠唯一的水源地[12]。

　　近年來，隨著閩江沿線經濟的發展，生活污染源排放時有發生，已經成為水源地周邊不可忽視的潛在的污染風險。很多學者對水環境風險評估領域進行了研究。練繼建等[3]建立了水庫突發水污染事件風險評價指標體系，采用層次分析法進行指標權重計算和確定，進行了水庫突發水污染事件風險計算;劉小華等[4]采用二維水動力模型耦合ECOLab水質模型，對比建庫前后取水口處流場分布以及氨氮等水質指標濃度分布，對建庫后的不同工況進行了風險評估;李春輝等[5]用類比法對突發水污染風險評價的方式進行歸類，依據環境風險特征對應急對策進行研究。

　　目前，我國對水源地風險評估研究主要集中在風險評估方法[69]以及風險評價指標[10上，但在精準辨識風險因子基礎上，利用平面二維模型進行風險評估，并根據研究結果提出應急策略的研究較少。為此，本文根據水源地踏勘調研資料，通過專家分析法開展污染因子調查，采用風險矩陣LS法對污染因子進行評價，然后建立平面二維水動力水質模型對突發水污染事件進行評估，以期為閩江竹岐補水水源地的安全運行與安全管理提供方法和思路，為水源地污染評價體系和污染預防措施提供參考依據。

　　1風險識別及評價

　　1.1風險識別步驟

　　閩江竹岐水源的風險源辨識從以下幾個方面開展：①查閱文獻數據，結合實地調研，按照污染的來源對影響閩江竹岐泵站范圍內的周邊生產、生活和交通運輸的突發污染風險進行分析并概化。②固定源風險調查。對流域內生產單位的生產工藝、廠區儲運、危險化學品管理、廢水收集、處理、排放等重點環節的事故隱患情況逐一排查。③流動源風險調查。調查內容包括通過公路、鐵路、水路運輸有可能影響水源地的危險化學品和危險廢物等有毒有害物質的種類和數量，沿線污染防控措施情況進行排查。污染風險源定位見圖。

　　1.2風險識別結果

　　由于閩江流域近年頻發水質污染突發事件，本文結合實地調研及有關部門內部統計，采用專家分析法開展污染因子調查，采用風險矩陣LS法對污染因子進行定性評價。評價結果為閩江上游入流污染物(突發)、沿線生活污染源(排口污染物)等級較高。為方便進一步風險評估，擬建立二維水動力水質模型進行數值仿真分析。

　　2二維水動力水質模型建立及工況設定

　　2.1水動力水質模型

　　2.1.1模型建立

　　本文參考2005年實測水底高程資料，模擬總時長為100h，渦粘系數0.28，建立了閩江竹岐段(水口水電站至文山里約55km的河段)的河道模型。

　　網格模型數9415個，節點數5297個，采用2020年月日12:00~5月日12:00，間隔1h的閩江竹岐潮位數據進行驗證。依據實測竹岐、候官個監測點的潮位過程、水質過程對該模型進行率定和驗證，根據平均絕對誤差(MAE)和均方根誤差(RMSE)進行誤差判定。結果顯示，該模型率定誤差較小，模型可以用于模擬水質計算。

　　2.1.2邊界條件

　　為使模型更加接近閩江竹岐實際水動力情況，初始條件通過實際測定下游邊界侯官泵站的水位條件(監測時間為2d，監測頻率為1h/次)作為數據基礎，將其進行數據前處理后作為模型下游邊界的邊界條件。根據閩江竹岐流域竹岐水文測站測定的逐年月平均流量成果，選取竹岐流域各年平均流量作為入流邊界條件。同時，通過對實際數據進行分析，可得下游邊界處受到到閩江潮水回溯作用影響，水位呈現較為明顯的周期性變化。

　　2.2工況設定

　　根據實測調研及相關風險分析，針對個不同風險點，選取特枯年、平水年、豐水年種典型代表年作為來流條件，選定污染程度為輕度污染、中度污染、重度污染種類別，參考GB8978——1996《污水綜合排放標準》、GB3838—2002《地表水環境質量標準》、實地調研確定輸入污染。點源污染日排放量設定見表。排放時間設定7d和30d，共54種工況。

　　3數值模擬結果分析

　　3.1典型工況結果輸移特征

　　以特枯時期閩江來流輸入7d輕度污染水體工況為例進行展示，從中可以看出氨氮輸移基本特征如下：時間特征。污染事件發生后，閩江竹岐取水口處氨氮濃度逐漸開始上升。污染事件發生后，185取水口達到峰值濃度1.30mg/L后，由于受到潮汐作用，開始在1.26~1.30mg/L之間周期性波動;396h開始遞減，在1.25~1.28mg/L周期性波動;污染事件發生個月后，仍在此區間之內周期波動。

　　4應急調控措施

　　參考GB3838—2002《地表水環境質量標準》，結合取水口氨氮、總磷和CODMn峰值濃度，對各工況進行突發水污染事件風險等級劃分，并制定污染應急調控標準。按照表中所述，在各污染工況下，取污染程度最高的水質指標確定該工況最終風險等級劃分結果。

　　詳細應急調控步驟如下：

　　(1)得知發生突發水污染事件后，迅速到達污染現場，在控制污染源繼續釋放的同時，確定污染源位置，測量污染源濃度和污染擴散范圍，估算已發生時間，根據現場情況判定污染風險等級，形成應急調控預案。污染物濃度風險等級若為低風險，視情況選取應急調控措施并正常輸水;風險等級為中、高風險則需閉閘調控，必要時采取局部處理措施。

　　(2)結合應急調控預案，預估污染事件發生趨勢，確定污染峰值濃度和對應的預警時間;然后通過綜合考慮風險等級及預警時間，確定污染事件的緊迫性及時處理的可能性;閉閘調控時，考慮水庫實際情況，對泵站取水口進行調控。確定污染源位置、各水質指標峰值時間、峰值濃度及其在潮汐作用下最終的波動范圍，根據調控目標對泵站取水口進行調控。

　　(3)根據處置后的水質是否達到指標考慮是否啟閘。

　　水資源論文范例：水資源與城市給水排水系統規劃研究

　　5結語

　　本文通過專家分析法，對閩江流域竹岐段水源地可能存在的風險進行風險辨識，采用矩陣LS法對辨識結果進行風險等級評估，建立平面二維水質水動力模型，對風險等級較高的竹岐水源地突發水環境污染進行結果預測和分析，得出以下結論：

　　(1)相較于不同排放時間及不同污染程度，不同來流量對于峰值時間、峰值濃度、波動范圍影響較大。隨著來流量的增加，峰值出現時間逐漸提前，最早為58h;不同來流量對于取水口氨氮峰值濃度的影響較大，最高為1.40mg/L;來流量的增加能加速水體置換速率，減少區域內氨氮聚集，有利于減小取水口處氨氮濃度的波動幅值，最小為0.01mg/L。

　　(2)排口位置對于取水口影響顯著。白沙鎮排口水污染排放時，取水口峰值時間出現最早，相應預警時間最少;相同條件下，閩江來流突發水污染排放，取水口峰值濃度較高。此種情況應予以重點關注。在潮汐作用下，西海岸排口對取水口會造成一定影響。

　　針對閩江竹岐水源地突發水污染事件，需結合應急調控預案預估污染事件發生趨勢、確定污染事件造成峰值濃度、允許采取措施的預警時間及其在潮汐作用下最終的波動范圍，綜合考慮風險等級及預警時間確定污染事件的緊迫性和及時處理的可能性，根據調控目標對泵站取水口進行調控，及時有效地處理水源地突發水污染事件。

　　參考文獻：

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　　[2]黃智剛.水利工程安全文明施工管理探索——以福建省平潭及閩江口水資源配置(一閘三線)工程(福州段)為例[J].中國水利，2018(12)：4647.

　　[3]練繼建，孫蕭仲，馬超，等.水庫突發水污染事件風險評價及應急調度方案研究[J].天津大學學報(自然科學與工程技術版)，2017，50(10)：10051010.

　　[4]劉小華，魏炳乾，黃磊，等.水庫壅水對水源地水環境的影響研究[J].水資源與水工程學報，2020，31()：5764.

　　[5]李春暉，田雨桐，趙彥偉，等.突發水污染風險評價與應急對策研究進展[J].農業環境科學學報，2020，39()：11611167.

　　[6]王越興，尹魁浩，林高松，等.城區水源地污染風險評估方法及實例研究[J].安全與環境學報，2014，14()：316320.

　　作者：陳鈺林1，李家樂2，姚燁2，陳宏景1，黃智剛3，許仁星4