田寧寧¹，王凱軍¹，吳穎¹，孟光輝²，汪宏玲²
( 1.北京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，北京100037；2.北京市城市節(jié)約用水辦公室，北京?100083)

　　摘　要：在北京市嚴(yán)重缺水且需水量劇增的情況下，提出了利用淺層地下水噴灑道路、抑制揚(yáng)塵的設(shè)想，并對(duì)其水量、水質(zhì)及抑塵效果進(jìn)行了研究，結(jié)果表明該措施具有突出的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。
　　關(guān)鍵詞：淺層地下水；道路抑塵；水資源利用?
　　中圖分類號(hào)：TU991.11
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C
　　文章編號(hào) ：1000-4602(2002)10-0078-03

　　北京市淺層地下水因受到輕微污染而不再適合飲用，但是在未經(jīng)處理的情況下其水質(zhì)完全能夠滿足低質(zhì)用水的要求，可以代替部分清潔水用于生活雜用、綠化、道路抑塵等。在北京市嚴(yán)重缺水且需水量劇增的情況下，研究開(kāi)發(fā)淺層地下水的綜合利用是非常必要的。

1　淺層地下水資源狀況

1.1　水量
　　淺層地下水的儲(chǔ)存量即埋深為30m以內(nèi)的地下水的總量，也稱為靜儲(chǔ)量。淺層地下水補(bǔ)給包括地下水側(cè)向徑流補(bǔ)給、河湖滲漏補(bǔ)給、上下水管道漏失補(bǔ)給、灌溉補(bǔ)給、雨洪補(bǔ)給等。
　　按水文地質(zhì)富水性的不同可將北京市區(qū)分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ區(qū)來(lái)分別計(jì)算淺層地下水儲(chǔ)存量，地層厚度按地質(zhì)剖面統(tǒng)計(jì)(每區(qū)取3個(gè)以上點(diǎn)的平均值)，其巖性分砂礫卵石、中粗砂、粉細(xì)砂、粘性土等四類，給水度參考工程手冊(cè)選取相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)字，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

表1　淺層地下水儲(chǔ)存量計(jì)算結(jié)果 水文地質(zhì)分區(qū) 位置 面積(km²) 儲(chǔ)存量(10⁸m³) Ⅰ 西部 134.7 4.19 Ⅱ 中(南)部 58.4 1.37 Ⅲ 東部 61.0 1.14 Ⅳ 北部 20.4 0.18 Ⅴ 北部 12.9 0.06 合計(jì) 287.4 6.94

　　北京市區(qū)內(nèi)地形較為平坦，西北高、東南低(坡度為0.1%左右)，故地下水流流向?yàn)樽晕鞅毕驏|南，上層滯水埋深為3～7m，潛水埋深為14～17m(變幅為3～5m/a)，承壓水頭為170～190kPa左右(變幅為10～30kPa/a)。市區(qū)內(nèi)淺層水量較為豐富，富水性較好，且西部好于東部、南部好于北部。降深為3～5m時(shí)，西部及西南部地區(qū)的單井出水量為30～40m³/h，而在東部地區(qū)為10～20m³/h、中部地區(qū)為20～30m³/h、北部地區(qū)則小于5m³/h。
　　統(tǒng)計(jì)資料表明，北京市淺層地下水的儲(chǔ)量和補(bǔ)給量是相當(dāng)可觀的，僅西城、東城、宣武和崇文區(qū)就約有8000×10⁴m³/a的淺層地下水量可供開(kāi)采利用。
1.2　水質(zhì)
　　在市區(qū)內(nèi)淺層水的各個(gè)富水區(qū)，對(duì)現(xiàn)有建筑工地的基礎(chǔ)施工排水進(jìn)行了采樣分析(工地排水井都屬淺水井)，結(jié)果見(jiàn)表2。?
按照GB/T14848—93《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行分析，表1所列的TDS、總硬度及COD指標(biāo)中有很多超出了Ⅲ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其中TDS超標(biāo)的水樣有7個(gè)(占54%)，COD超標(biāo)的水樣有6個(gè)(占46%)，總硬度超標(biāo)的水樣有7個(gè)(占54%)。
　　淺層地下水已經(jīng)受到輕微污染，但是與污水廠二級(jí)出水、中水、生活雜用水的水質(zhì)相比則是非常潔凈的。

表2　淺層水水質(zhì)分析結(jié)果　　mg/L 井深(m) COD TDS 硝酸鹽氮 TP 亞硝酸鹽氮 SO₄^2- Cl^- 總硬度 10 ＜5 1 830 2.35 0.069 ＜0.003 5.391 70.1 44 3.963 17 ＜5 1 813 2.26 ＜0.025 ＜0.003 6.438 119.3 323. 855 30 ＜5 1 754 2.17 0.043 ＜0.003 8.020 87.4 452.090 19 ＜5 755 3.52 0.076 0.015 7.526 79.55 520.499 30 ＜5 189 0.41 0.049 ＜0.003 8.342 29.30 184.61 18 1.29 1 036 8.75 ＜0.025 0.05 　 110.07 5 45.2 19 5.65 490 0.54 ＜0.025 ＜0.003 7.70 　 306.38 10 2.3 1 141 ＞2 ＜0.025 ＜0.003 9.07 　 689.35 30 1.75 1 079 0.079 0.04 ＜0.003 9.05 　 1 079 　 1.9 256 1.549 2.094 0.034 6.54 20.06 348.08 17 1.15 1 031 8.416 0.233 0.028 4.11 98.91 526.69 18 1.78 612 0.094 ＜0.025 ＜0.003 15.46 61.06 382. 52 17 1.00 679 0.262 ＜0.025 ＜0.003 14.85 58.4 377.5 7

2　道路抑塵試驗(yàn)

2.1　道路揚(yáng)塵情況
　　計(jì)算道路揚(yáng)塵排放因子的經(jīng)驗(yàn)公式為：?
?　　　　　　　E=K(SL/2)^0.65(W/3)^1.5?　　(1)
　　式中?E——排塵系數(shù)，g/(輛·km)
?　　　　K——[ZK(]不同粒徑顆粒物基準(zhǔn)排放系數(shù)，g/(輛·m)
?　　　　W?——道路行駛車輛的平均質(zhì)量，t
?　　　　SL?——道路表面塵量，g/m²
　　由式(1)可知,減小道路表面塵量是減少道路交通揚(yáng)塵的最為可行和有效的方法。
　　北京市道路的塵土負(fù)荷為：較清潔路面平均為4.8g/m²；不受施工影響和屬等級(jí)道路的路面平均為16.2g/m²；受市政道路施工影響的路面平均為319.2g/m²；受建筑施工影響的路面平均為190.2g/m²；非等級(jí)道路平均為71.8g/m²。
　　北京市的道路塵負(fù)荷總量為18.28×10⁴t/a，其中較清潔路面占35%，其他等級(jí)道路占29%，非等級(jí)道路占3%，受道路施工影響的路面占16%，受建筑施工影響的路面占16%。
　　靠傳統(tǒng)的灑水、清掃等手段來(lái)降塵實(shí)際上是治標(biāo)不治本。水蒸發(fā)后浮塵依然會(huì)留在路面上，而且當(dāng)路面有水時(shí)，道路與車輪作為膠體磨是濕磨，塵的產(chǎn)量可能更高，而清掃不當(dāng)反而會(huì)增加浮塵量。據(jù)估算，北京市因清掃而揚(yáng)起并飄向遠(yuǎn)距離的塵埃量約為0.07×10⁴t/a，因此應(yīng)逐步發(fā)展使用真空吸塵式道路清潔器械對(duì)路面進(jìn)行日常清掃，并采用水沖刷路面或噴霧壓塵的抑塵方式。
2.2 抑塵試驗(yàn)
　　采用淺層地下水對(duì)路面進(jìn)行了沖刷與噴霧壓塵試驗(yàn)，試驗(yàn)地點(diǎn)在北京市比較繁華的街道。沖刷試驗(yàn)是在夜間車輛較少的時(shí)候進(jìn)行，而噴霧壓塵試驗(yàn)是在白天車輛較多的時(shí)候進(jìn)行，其結(jié)果分別見(jiàn)表3、表4。

表3　不同沖水量的道路塵負(fù)荷削減率沖刷路面方式 塵負(fù)荷削減率(%) 沖水量(kg/m²) 30 0.5 35 0.6 41 0.7 49 0.8 56 0.9 60 1.0 67 1.1 72 1.2 78 1.3 84 1.4 88 1.5 93 1.6 96 1.7 98 1.8

表4　不同含水率比值的控制效率噴霧壓塵方式 CE(%) Mc/Mu(含水率比值) 10 1.05 20 1.12 30 1.20 40 1.29 50 1.41 60 1.58 65 1.69 70 1.83 75 2.00 80 2.24 85 2.58 90 3.16 95 4.47 99 10.00 注：Mc為灑水后的塵含水率(%)，M?u為灑水 前的塵含水率(%)，CE為控制效率。

　　表3表明，用水沖刷路面的塵負(fù)荷削減率主要取決于沖水量,沖水量愈大則路面沖刷得愈干凈，沖水量超過(guò)1.3kg/m²時(shí)路面基本可沖刷干凈。而目前北京市的沖水量?jī)H為0.53～0.63kg/m²,對(duì)道路的塵負(fù)荷削減率還不到40%,所以應(yīng)加大沖水量。
　　表4表明，噴霧壓塵的抑塵效果主要取決于灑水后的塵含水率與灑水前的塵含水率的比值,此比值愈大則對(duì)路面的抑塵效果愈好，含水率比值＞2時(shí)路面抑塵的效果才最為明顯。目前北京市噴霧壓塵后的含水率比值達(dá)到2.3,道路抑塵效果較為明顯。

3　經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

　　全市每天清掃的街道面積為5580×10⁴m²，其中用水沖刷的路面面積為1384×10⁴m²(約占24.8%)，費(fèi)用為1.6元/m²；機(jī)掃路面面積為2000×10⁴m²(約占35.8%)，費(fèi)用為2.3元/m²。若道路沖刷用水量以1.0L/m²計(jì)，則總用水量約為5.58×10⁴m³/d，若1年以240d計(jì)則消耗水量為1339.2×10⁴m³/a，消耗水費(fèi)為2142.72萬(wàn)元/a。
　　如果用淺層地下水噴灑、沖刷路面則只需一次性投入打井費(fèi)用且運(yùn)行費(fèi)用很低。根據(jù)測(cè)算，出水量為10m³/h的淺層井，如果1 d工作10 h則服務(wù)面積是30000m²。建設(shè)一個(gè)10m³/h規(guī)模的供水站所需費(fèi)用約為5萬(wàn)元，占地面積約為10m²，運(yùn)行費(fèi)用為0.2元/m³ 。可見(jiàn)，與處理后的污水、中水相比，使用淺層地下水可省去大量的水處理費(fèi)用，且還具有工 程費(fèi)用低、不用建立用水管網(wǎng)、用水半徑小等多方面優(yōu)點(diǎn)，另外其水質(zhì)更有保障；與自來(lái)水相比，使用淺層地下水在水價(jià)方面更是具有較大的優(yōu)勢(shì)。所以，將其用于道路保潔是可行的，且對(duì)節(jié)水、環(huán)保具有重大意義。

4　結(jié)語(yǔ)

　　北京市淺層地下水的水量、水質(zhì)完全可滿足道路抑塵及綠化要求，同時(shí)還可以節(jié)省大量的清潔水源，緩解缺水壓力，此外這對(duì)消除多年來(lái)由于過(guò)度開(kāi)采承壓水而造成的地面沉降具有深遠(yuǎn)的意義。

　　電　　話：(010)68308002?
　　收稿日期：2002-06-27