蔡臨明

（浙江省水文局，310009，杭州）

浙江省水庫星羅棋布，大多數(shù)水庫建于20世紀50—70年代。隨著水資源日益緊缺和平原河網(wǎng)水污染的加重，一些主要大中型水庫已由建庫初期以農(nóng)灌功能為主逐漸轉(zhuǎn)變成目前以生活飲用為主導(dǎo)功能。同時隨著氣候和環(huán)境的變化，水庫營養(yǎng)水平和庫內(nèi)水生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生了很大變化，主要表現(xiàn)為水庫總氮、總磷含量的普遍增高。近年，浙江省一些水庫型飲用水水源地“水華”事件多發(fā)，對水資源利用、飲水安全構(gòu)成嚴重的威脅。如何控制水庫的富營養(yǎng)化進程，保障飲水安全已成為水庫型飲用水水源地保護的首要任務(wù)。

一、富營養(yǎng)化基本形成機理

富營養(yǎng)是一個狀態(tài)，而富營養(yǎng)化指的是一個過程。藍藻水華發(fā)生是生態(tài)系統(tǒng)對富營養(yǎng)化的響應(yīng)。富營養(yǎng)化是自然演變的過程，但人類活動對其富營養(yǎng)起了促進作用。

水庫的富營養(yǎng)化，實質(zhì)上是水中自養(yǎng)型生物（主要是浮游植物）在水體中建立優(yōu)勢的過程，是水中藻類等生產(chǎn)性有機體（除藻類外，還有一些光能和化學(xué)能微生物、有色原生物等）在利用太陽能和化學(xué)能，把簡單的無機物（氮、磷、碳、氫、氧等）合成為復(fù)雜的有機物的過程。

湖庫的富營養(yǎng)化進程能否順利完成，除了需要不斷供給浮游生物生長所必須的營養(yǎng)物質(zhì)外，還應(yīng)有一個適合它們生長繁殖的良好環(huán)境條件。如水的溫度、光照、流態(tài)、風(fēng)浪、湖庫水滯留時間、水動力，生物構(gòu)成和數(shù)量，底質(zhì)狀況，乃至湖庫的形態(tài)特征等，在上述諸因素綜合作用下，水體將產(chǎn)生一系列的生態(tài)連鎖反應(yīng)。除在湖庫性狀，湖庫內(nèi)動植物的種類、組成、數(shù)量、底質(zhì)性狀方面發(fā)生明顯變化外，由于大量藻類的過度繁殖，使水體中攝食一次生產(chǎn)物的生物增多，水中總氮、總磷和葉綠素量明顯增加，進而引起湖水透明度降低、下層水中的氧消耗過程加劇。故在評價富營養(yǎng)化時，常選擇這些與富營養(yǎng)化過程最為密切的項目作為評價參數(shù)。主要評價參數(shù)的內(nèi)在聯(lián)系如圖1所示。

二、重要水庫型飲用水水源地營養(yǎng)化狀況

根據(jù)富營養(yǎng)化形成機理，水庫營養(yǎng)化程度評價采用《水資源公報編制規(guī)程》（GB/T 23598—2009） 中規(guī)定方法，營養(yǎng)狀態(tài)評價項目為總磷、總氮、高錳酸鹽指數(shù)、透明度、葉綠素。

2009年，對浙江省69個重要水庫型水源地進行營養(yǎng)化狀況評價，全省已無貧營養(yǎng)水庫。其中，中營養(yǎng)水庫占85.5%，輕度富營養(yǎng)水庫占10.1%，中度富營養(yǎng)水庫占4.4%。而在2000年，全省重要水庫型水源地中，貧營養(yǎng)水庫占3.1%，中營養(yǎng)水庫占84.4%，輕度富營養(yǎng)水庫占9.4%，中度富營養(yǎng)水庫占3.1%。近10年，水庫水源地營養(yǎng)化程度明顯加重，見表1。

三、水庫營養(yǎng)狀態(tài)年際變化

根據(jù)2000—2009年水質(zhì)監(jiān)測資料，對全省重要水庫型飲用水水源地進行營養(yǎng)狀況評分，評分結(jié)果見表2。

由表2可以看出：

①10年來，浙江省重要水庫型飲用水水源地營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)變化總體趨勢是逐步增大，特別是4—9月營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)最小值變大趨勢明顯，表明水庫營養(yǎng)狀態(tài)年際變化總體有加重趨勢。

②在年內(nèi)時空分布上，4—9月營養(yǎng)狀態(tài)評分值普遍大于年平均值，表明入庫營養(yǎng)鹽主要來源于汛期入庫徑流，浙江省水庫水體中營養(yǎng)鹽主要是外源性輸入。

四、氮磷對水體營養(yǎng)化的作用分析

根據(jù)利貝格最小值定律，植物生長取決于外界提供給它的所需養(yǎng)料中數(shù)量最小的一種。由此可見，在藻類分子式中所占的重量百分比最小的兩種元素是氮和磷，據(jù)此計算臨界的氮磷比按元素計應(yīng)為16∶1，按重量計應(yīng)為7.2∶1。從理論上講，如果氮磷比小于該比值，氮將限制藻類增長；如果氮磷比大于該比值，則可認為磷是藻類增長的限制因素。在實際中，藻類增長所需的氮磷均為可溶性的NO3-、NH4+或 PO43-，一般認為，當(dāng)?shù)字亓勘却笥?0時，磷可以考慮為藻類增長的限制因素。

表1 2009年與2000年浙江省重要水庫型飲用水水源地營養(yǎng)化程度比對表

表2 2000—2009年浙江省重要水庫型飲用水水源地營養(yǎng)狀況表

2008年10月，通過對全省119座水庫進行同步監(jiān)測，其結(jié)果表明：水庫氮磷重量比均大于10。這說明，在浙江省范圍內(nèi)，水庫的營養(yǎng)化主要受磷控制。

五、水庫營養(yǎng)鹽來源

1996年，浙江省水文局完成了“全省大中型水庫水質(zhì)調(diào)查分析”課題；2008年10月又對全省119座水庫進行水質(zhì)調(diào)查分析，全省水庫水體總氮、總磷含量1996年普遍低于2008年。表明，浙江省水庫水體中營養(yǎng)鹽主要是外源性氮、磷輸入。

輸入水庫的磷、氮主要由于過度的人為活動（如旅游、土地開發(fā)、庫區(qū)畜禽養(yǎng)殖等），使農(nóng)業(yè)、生活、工業(yè)污水中的大量營養(yǎng)物質(zhì)排入水體，造成水庫水體中的磷、氮負荷增加。這些分別來自水庫匯水區(qū)內(nèi)的種植業(yè)、網(wǎng)箱養(yǎng)殖業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活、工業(yè)污水的磷、氮營養(yǎng)物是浙江省水庫外源營養(yǎng)物主要來源。

根據(jù)浙江省重要水庫污染源調(diào)查分析結(jié)果，水庫污染源主要來源于庫區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染、生活污染。

六、對策與建議

一是制定水庫水質(zhì)保護中長期規(guī)劃。目前，大部分水庫還未制定水質(zhì)保護、環(huán)境改善中長期規(guī)劃，沒有一個從庫區(qū)上游群眾生活改善、環(huán)境改造、項目投入、資金籌集等的長效機制。建議，各水庫型水源地盡早制定水質(zhì)保護中長期規(guī)劃。

二是控制營養(yǎng)鹽入庫。浙江省水庫營養(yǎng)鹽輸入，首先是控磷，其次是控氮。根據(jù)浙江省水庫污染源主要來源于庫區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染和生活污染的特點，加快推進庫區(qū)村落的無動力厭氧生態(tài)濕地處理工程，嚴格按要求控制庫區(qū)化肥施用量，從源頭減少營養(yǎng)鹽入庫，是抑制水庫富營養(yǎng)和藻類水華的治本措施。

三是加強藍藻水華預(yù)警。藻類水華發(fā)生，其水體的理化指標、藻類數(shù)量都有一個從量變到質(zhì)變的過程。浙江省典型水華案例監(jiān)測表明，水華臨發(fā)前夕，水體表層的溶解氧、pH值異常升高。經(jīng)綜合分析，浙江省水庫水體中的溶解氧為9.6 mg/L或pH值為8.7，可作為水庫藍藻水華預(yù)警的限制指標。通過水庫水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)實時信息及時進行水華預(yù)警。

四是調(diào)整原水價格。目前，浙江省一些水庫原水水價格明顯偏低，如供臺州市近300萬人生活生產(chǎn)用水的長潭水庫，原水水價僅0.15元/t，使庫區(qū)水資源保護缺乏必要的自我補償和資金投入，不利于水庫水質(zhì)的改善。建議政府及早調(diào)整至合理價位。

[1]汪恕誠.加快水價改革 完善管理制度 大力推進水資源的可持續(xù)利用[J].中國水利，2003（8）.

[2]金相燦，屠清瑛.湖泊富營養(yǎng)化調(diào)查規(guī)范(第2版)[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社，1990.