陳 鳴

（福建省交通科研院有限公司，福建福州 350000）

高速公路橋梁工程的不斷發(fā)展與大范圍施工，直接影響橋梁施工區(qū)域的水資源環(huán)境，甚至?xí)?duì)水體本身造成嚴(yán)重的污染，隨著水的循環(huán)流動(dòng)，加劇城市水污染問題。為了對(duì)水資源的污染程度進(jìn)行有效控制，需重視施工區(qū)域水質(zhì)狀態(tài)的監(jiān)控與檢測(cè)，明確水體污染情況，依托水質(zhì)污染檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)橋梁工程生態(tài)文明施工。

1 工程概況

某高速公路橋梁工程起點(diǎn)為福州，終點(diǎn)為永泰，其建設(shè)目的為帶動(dòng)福州經(jīng)濟(jì)發(fā)展。工程共設(shè)有6處互通、5處收費(fèi)站、4座特大型橋梁，每座長(zhǎng)度為6 202 m，29座大型橋梁，長(zhǎng)度10 183.5 m，10座中型橋梁，長(zhǎng)度597.08 m。高速公路全線總里程為66.33 km。

本工程施工橋梁跨越的主要河流為大樟溪，流域長(zhǎng)度為234 km，面積約4 843 km2，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘探，工程跨越的河流與水庫(kù)涉及多個(gè)二級(jí)保護(hù)區(qū)。工程竣工且運(yùn)行一段時(shí)間后，對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行實(shí)地勘探，主要調(diào)查對(duì)象為施工區(qū)域水環(huán)境整體情況以及水質(zhì)污染情況，記錄各項(xiàng)數(shù)據(jù)，完善該工程竣工水環(huán)境檢測(cè)與保護(hù)驗(yàn)收調(diào)查報(bào)告。

2 施工區(qū)水質(zhì)污染監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容

2.1 施工階段水環(huán)境檢測(cè)與保護(hù)措施

對(duì)特大橋區(qū)域大樟溪水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)酸堿度為6.9～7.2、固體懸浮物濃度（SS）為31～66、鉻法化學(xué)需氧量（CODcr）為11～18，氨氮（NH3-N）含量為0.37～0.72，流域中共含有0.05 L石油類物質(zhì)；對(duì)大橋施工區(qū)域水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)pH值6.9～7.1、SS 38～66、CODcr 10～19、NH3-N 0.30～0.72、石油類0.05 L。根據(jù)水環(huán)境質(zhì)量相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分析，各區(qū)域水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果在施工時(shí)期均達(dá)標(biāo)，橋梁跨越的水庫(kù)參數(shù)也能夠達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

施工期間，影響水源質(zhì)量的因素主要包括施工廢水、生活污水以及廢渣等。為了保證水質(zhì)始終處于達(dá)標(biāo)狀態(tài)，應(yīng)在施工過程中加大對(duì)水環(huán)境的保護(hù)力度。制作橋梁施工所需材料時(shí)，需遠(yuǎn)離地表水體，在施工區(qū)域附近設(shè)置沉淀池，使用經(jīng)過沉淀后的廢水開展施工場(chǎng)地灑水工作，定期清理沉淀池；施工時(shí)，嚴(yán)禁將施工產(chǎn)出的廢水與設(shè)備機(jī)油排放至水體中，注重施工設(shè)備的日常維護(hù)與檢修，規(guī)避設(shè)備漏油、冒油、跑油的現(xiàn)象發(fā)生；開展施工作業(yè)時(shí)，針對(duì)項(xiàng)目管理人員以及施工人員的休息區(qū)與居住區(qū)，就近租用辦公室與居民房，在工程附近修建化糞池，鼓勵(lì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶定期清理、淘用，將其用于農(nóng)田中，作為肥料促進(jìn)作物健康生長(zhǎng)。針對(duì)工程施工時(shí)修建的臨時(shí)設(shè)施，如物料堆場(chǎng)、垃圾站、預(yù)制場(chǎng)、拌和站等，在其附近開挖臨時(shí)排水溝與沉砂池，使排出的廢水可以直接排放至自然溝渠中，避免雨水沖刷，將廢水引入河流中，造成水體污染；采用鋼圍堰鉆孔灌注樁施工工藝開展水體中橋梁樁基的施工，盡可能在晴朗的天氣進(jìn)行，開展橋梁樁基施工時(shí)，避免大動(dòng)作擾亂河床，致使河流水質(zhì)受到污染。在岸邊設(shè)置泥漿池與沉淀池，將施工廢水與施工產(chǎn)生的泥漿排放至循環(huán)池中二次使用，將磚渣以及廢泥漿運(yùn)送至岸上，經(jīng)過晾曬處理后再運(yùn)輸至棄土場(chǎng)進(jìn)行處理。

2.2 橋梁投入使用后水質(zhì)污染檢測(cè)

運(yùn)作過程中影響水體質(zhì)量的主要因素是由服務(wù)站以及收費(fèi)站排放的生活污水，施工中需要對(duì)其進(jìn)行科學(xué)處理，引入到沿河流域，不會(huì)保護(hù)區(qū)水質(zhì)造成污染。在流域范圍內(nèi)，共設(shè)置7處地埋式的污水處理儀器，采用水解酸化+二級(jí)接觸氧化工藝對(duì)污水進(jìn)行處理。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，處理過后的污水被用于工程附近綠化施工中，達(dá)到一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，符合流域?qū)λ|(zhì)的要求。

2.3 方案制定

檢測(cè)人員需在檢測(cè)前明確該項(xiàng)工作開展的目的、意義與內(nèi)容，做好實(shí)地考察工作，全面掌握施工區(qū)域的水質(zhì)環(huán)境，為后續(xù)檢測(cè)工作的實(shí)施提供保障。依托先進(jìn)的檢測(cè)手段與技術(shù)，采用科學(xué)的檢測(cè)方法，從根本上提高檢測(cè)質(zhì)量與效率，嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水樣檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置。使用各類檢測(cè)技術(shù)時(shí)，先對(duì)該技術(shù)的可行性以及實(shí)用性進(jìn)行全面分析，檢查檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)作情況，避免水質(zhì)污染狀態(tài)檢測(cè)過程中出現(xiàn)故障，推動(dòng)檢測(cè)工程的有序且高效進(jìn)行，降低技術(shù)、設(shè)備等外在因素對(duì)檢測(cè)成果的影響。

2.4 采樣點(diǎn)規(guī)劃

本工程中，分別在各處收費(fèi)站以及服務(wù)站污水處理進(jìn)、出口設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，檢測(cè)排放的水質(zhì)是否符合污水排放標(biāo)準(zhǔn)；在施工區(qū)域的水庫(kù)以及橋梁下方水域布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，邀請(qǐng)當(dāng)?shù)亟煌ōh(huán)境監(jiān)測(cè)中心對(duì)本工程水質(zhì)污染情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

水質(zhì)主要檢測(cè)內(nèi)容為pH值、SS、石油類、CODcr、NH3-N，監(jiān)測(cè)頻率為2 d，每日監(jiān)測(cè)2次，分別在上午、下午，依托《地表水與污水監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》內(nèi)容對(duì)施工區(qū)域的水體進(jìn)行采樣。對(duì)水體進(jìn)行酸堿度檢測(cè)時(shí)，采用玻璃電極法，使用的儀器為便攜式酸度測(cè)定儀；檢測(cè)CODcr時(shí)，應(yīng)用重鉻酸鹽法，檢測(cè)裝置設(shè)置酸式滴定管及回流裝置；NH3-N檢測(cè)時(shí)，利用納氏試劑分光光度法，檢測(cè)分析設(shè)備為722E分光光度計(jì)；開展SS與石油類檢測(cè)工作時(shí)，采取的檢測(cè)方法分別為重量法以及紅外光度法，前者使用萬(wàn)分之一電子分析天平，后者使用紅外分光測(cè)油儀。

2.5 檢測(cè)結(jié)果

東收費(fèi)站進(jìn)口水質(zhì)pH值、SS、CODcr、NH3-N、石油類在第1天上午與第2天下午的采樣數(shù)據(jù)為7.34、150 mg/L、228 mg/L、25.1 mg/L、0.36 mg/L；7.38、147 mg/L、231 mg/L、25.3 mg/L、0.34 mg/L。該收費(fèi)站入口的水質(zhì)各項(xiàng)參數(shù)為（檢測(cè)內(nèi)容順序與上述相一致）7.29、52 mg/L、43 mg/L、9.17 mg/L、0.36 mg/L；7.27、53 mg/L、39 mg/L、8.47 mg/L、0.17 mg/L。

分析數(shù)據(jù)可知，東收費(fèi)站進(jìn)口水質(zhì)的各項(xiàng)參數(shù)均出現(xiàn)變化，但變化幅度較小，西收費(fèi)站進(jìn)口水質(zhì)的NH3-N含量變化幅度較大。污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的SS值小于70，東收費(fèi)站進(jìn)口水質(zhì)污染情況明顯超標(biāo)，規(guī)定的CODcr排放標(biāo)準(zhǔn)不得大于100，綜合數(shù)據(jù)分析，該區(qū)域水體已被嚴(yán)重污染。

3 施工區(qū)水質(zhì)環(huán)境檢測(cè)的有效措施

3.1 科學(xué)布設(shè)點(diǎn)位

（1）對(duì)橋梁施工區(qū)域進(jìn)行全方位考察，深入了解并掌握區(qū)域內(nèi)水源的實(shí)際情況，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)科學(xué)且具有可行性的檢測(cè)方案，開展水樣采集工作。

（2）將最初制定的檢測(cè)方案落實(shí)到采樣工作中，嚴(yán)格按照其中提出的要求開展取樣工作。

（3）對(duì)選擇的水源處做好標(biāo)識(shí)，分別進(jìn)行標(biāo)號(hào)、取樣與試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)位布設(shè)的全面性、科學(xué)性。開展水源檢測(cè)點(diǎn)選擇與取樣作業(yè)時(shí)，若忽視對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的考察，無(wú)法對(duì)檢測(cè)區(qū)域進(jìn)行了解與掌握，所取檢測(cè)點(diǎn)達(dá)不到檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，與所設(shè)計(jì)的檢測(cè)方案相違背，還會(huì)對(duì)檢測(cè)流程與工藝產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，致使檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性得不到相應(yīng)的保障。

（4）同一施工區(qū)域水源的檢測(cè)數(shù)據(jù)存在差異性，采樣時(shí)，需對(duì)檢測(cè)方案內(nèi)容進(jìn)行全面掌握，嚴(yán)格按照方案中制定的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)開展采樣工作，使檢測(cè)數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確、可靠，為后續(xù)其他區(qū)域點(diǎn)位布設(shè)與水樣取樣提供參考，為橋梁工程的生態(tài)、綠色施工提供數(shù)據(jù)支持。

本項(xiàng)目東收費(fèi)站進(jìn)口水質(zhì)在施工期間以及投入使用后被嚴(yán)重污染，需加強(qiáng)對(duì)該區(qū)域污水排放的監(jiān)管，嚴(yán)格控制污水排放行為。為了保證檢測(cè)結(jié)果的真實(shí)性、準(zhǔn)確性，需在該區(qū)域的不同位置另設(shè)多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，以此為基礎(chǔ)，制定相應(yīng)的保護(hù)措施。

3.2 創(chuàng)建水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

利用GPS技術(shù)開展系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作，將CC2530芯片作為采樣船與游弋船的控制器，對(duì)控制船的行動(dòng)方向與路線進(jìn)行控制，借助485總線，在GPRS模塊中接入GPS定位與數(shù)據(jù)傳感器模塊。在模塊與技術(shù)的共同作用下，依托互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的服務(wù)器中，對(duì)施工區(qū)域水質(zhì)進(jìn)行解析，達(dá)到水質(zhì)污染狀態(tài)檢測(cè)的目的。采用該方法設(shè)計(jì)出的檢測(cè)系統(tǒng)在水質(zhì)信息采集方面的效率不高，且系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)得不到保證。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)作，確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，就需落實(shí)系統(tǒng)功能、結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

對(duì)水質(zhì)污染監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)明確系統(tǒng)具備的基本功能：借助PLC監(jiān)控子站完成施工區(qū)域水質(zhì)樣本的采集，使用檢測(cè)儀器，得到各采集樣本對(duì)應(yīng)的參數(shù)；監(jiān)控中心下發(fā)指令后，依托GSM網(wǎng)絡(luò)將參數(shù)傳輸至監(jiān)控中心的服務(wù)器主機(jī)中，主機(jī)接收到該信息后再下達(dá)后續(xù)指令，控制子站操作。檢測(cè)人員只需通過分析反饋回的數(shù)據(jù)信息，及時(shí)做出響應(yīng)。

（1）監(jiān)測(cè)基站系統(tǒng)。

監(jiān)測(cè)基站系統(tǒng)的組成部分包括GSM模塊、水質(zhì)參數(shù)檢測(cè)儀器、PLC控制單元、現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)。將通訊模塊安裝在工控機(jī)上，實(shí)現(xiàn)控制中心與施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)共享采集到的檢測(cè)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，需利用控制繼電器對(duì)取水、沖洗設(shè)備進(jìn)行控制，也可以對(duì)管道的閉合狀態(tài)進(jìn)行調(diào)控，保證采樣、沖洗以及取水等工作高效率完成。

（2）監(jiān)控中心系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

監(jiān)控中心主要由調(diào)制解調(diào)器及服務(wù)器構(gòu)成。服務(wù)器可以接收來自不同基站的報(bào)警信息與水質(zhì)參數(shù)，將獲取的各項(xiàng)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)至顯示器上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化分析。檢測(cè)人員只需利用服務(wù)器對(duì)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行掌握，通過對(duì)水質(zhì)參數(shù)的變化情況了解水質(zhì)污染狀態(tài)，有利于處理措施的制定，達(dá)到降低水質(zhì)污染程度的效果，從整體上提升高速公路橋梁工程施工的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益與生態(tài)效益。

4 結(jié)論

為了降低高速公路橋梁施工對(duì)水資源的污染程度，需要注重對(duì)水質(zhì)環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)控與檢測(cè)，了解并掌握水質(zhì)污染檢測(cè)的主要內(nèi)容，結(jié)合施工區(qū)域以及水體污染實(shí)際情況，搭建水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，保證檢測(cè)點(diǎn)布設(shè)的科學(xué)性、合理性，以提高水質(zhì)污染狀態(tài)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。