馮思軍，宋兵魁

（1.天津市水利科學研究院，天津300061；2.天津市環(huán)境科學研究院，天津300191）

于橋水庫周邊水污染源近期治理工程環(huán)境效益評估

馮思軍1，宋兵魁2

（1.天津市水利科學研究院，天津300061；2.天津市環(huán)境科學研究院，天津300191）

2010年以來，天津市投資2.8億元，實施了近4年的于橋水庫周邊水污染源近期治理工程，對庫區(qū)水體、水庫周邊及上游黎河支流開展了污染治理、生態(tài)修復及基礎設施建設等一系列工程。經(jīng)對近期治理工程進行科學環(huán)境效益評估，顯示該工程的實施有效消減了庫周和上游污染；庫周污染物入庫量和相應入庫比例明顯下降，庫周污染物年均入庫量TN、TP較工程實施前分別下降41%、15%。工程實施促進了水庫管理水平的提升，工程建設和治理效果達到了預期目標。

水源保護；環(huán)境效益評估；近期治理工程；于橋水庫

1 項目背景

于橋水庫是天津市引灤入津城市供水系統(tǒng)的重要調(diào)蓄水庫，是重要的城市飲用水源地。近年來，隨著灤河流域、于橋水庫上游匯水流域及庫區(qū)周邊村鎮(zhèn)經(jīng)濟發(fā)展，水庫水體富營養(yǎng)化呈加劇趨勢，水庫內(nèi)水草泛濫、藻類生長，水庫藻類暴發(fā)幾率增加，對天津市城市供水和市民飲用水安全構(gòu)成威脅。為確保庫區(qū)水安全、改善庫區(qū)水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，根據(jù)天津市委、市政府指示和《關(guān)于加強引灤水源保護近期工作意見》（津政發(fā)〔2009〕15號）的要求，天津市水務局在2009年開展的于橋水庫水污染防治及水環(huán)境保護工程（示范工程）的基礎上，進一步組織實施了于橋水庫周邊水污染源近期治理工程。通過采用生物、物理等措施，消減水庫營養(yǎng)鹽負荷，促進水庫生態(tài)系統(tǒng)向良性循環(huán)恢復；通過在湖濱帶建設防護林和蘆葦濕地，防止庫周污水污染物侵入庫區(qū)，保護庫區(qū)生態(tài)系統(tǒng)；通過對匯水區(qū)域的溝道坑塘、臨水村落環(huán)境等治理工程實施，消減入庫污染物，改善庫區(qū)的水生態(tài)環(huán)境和水質(zhì)狀況；通過黎河支流口示范工程實施，減輕黎河污染負荷，為水庫上游主要污染河道的治理總結(jié)經(jīng)驗，進而推動上游區(qū)域點面源治理的進程。最終，達到改善水庫及周邊環(huán)境現(xiàn)狀，遏制水質(zhì)惡化趨勢，防止水藻的爆發(fā)；降低庫區(qū)水體N、P濃度，在上游來水水質(zhì)不惡化的條件下，水質(zhì)總體水平由Ⅴ類提高到Ⅳ類，保障城市供水安全；建立較為完善的庫周垃圾分類、轉(zhuǎn)運、處理體系，改善人民生產(chǎn)生活質(zhì)量，促進新農(nóng)村建設與社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展；減少黎河支流口的污染物輸入、保障黎河輸水水質(zhì)安全的效果。

2 項目總體布置

于橋水庫周邊污染源近期治理工程主要針對水庫庫區(qū)、水庫庫周、水庫上游引灤輸水的黎河河道3大區(qū)域進行治理。

2.1 水庫庫區(qū)

庫區(qū)水體治理措施包括魚苗放養(yǎng)，水草（藻）打撈，湖濱帶防護林和蘆葦濕地建設。

2.2 庫周區(qū)域

庫周治理區(qū)包括溝道和村落治理兩部分。

（1）匯流溝道治理工程。選擇水庫周邊主要匯流的21條溝道，通過溝道清淤、溝坡整治和植被布置、溝口設置截污不攔洪的攔污控制壩，構(gòu)筑溝道生物凈化體系。同時，對溝道附近的坑塘清整后進行綠化，并與相近的溝道相連接，形成多級溝塘系統(tǒng)。

（2）村落治理工程。針對垃圾和養(yǎng)殖污染進行治理，建立村內(nèi)垃圾收集轉(zhuǎn)運系統(tǒng)以及垃圾處理場，處理庫周生活垃圾。同時，對庫周未規(guī)劃搬遷村落建設戶用沼氣池和養(yǎng)殖小區(qū)沼氣池。

2.3 水庫上游引灤輸水的黎河河道

利用人工濕地等生態(tài)修復措施，實施西山橋、龍灣橋、高各莊、崔家莊4個主要黎河支流治理工程，凈化上游黎河河道污染物。

3 項目主要建設內(nèi)容

項目分一期和二期，包括以下8方面建設內(nèi)容。

3.1 庫區(qū)水體生態(tài)恢復工程

包括投放魚苗1 880萬尾，購置水草收割及運轉(zhuǎn)船只15艘，建設堆草場6處、浮動碼頭12座、船只停放場1處，埋設界樁1 387個。

3.2 村落治理工程

一期包括庫周7個鄉(xiāng)鎮(zhèn)111個村落垃圾清運、轉(zhuǎn)運系統(tǒng)購置4 812個垃圾箱、413輛保潔車、34輛清運車，建設垃圾轉(zhuǎn)運站1處、戶用沼氣池2 771座和養(yǎng)殖小區(qū)規(guī)模沼氣池15座。二期包括建設戶用沼氣池2 200座，治理大辛莊村溝道，在庫區(qū)北岸馬伸橋鎮(zhèn)建立1座規(guī)模為150 t/d的生活垃圾處理場。

3.3 污水多級溝塘處理工程

包括治理水庫周邊主要徑流匯水溝道21條、馬伸橋濕地系統(tǒng)工程、坑塘治理工程38個。

3.4 庫區(qū)周邊魚池清除工程

包括清理庫北七里峰以南、大巨各莊以東和庫南五百戶以北的魚塘共150 hm2。

3.5 湖濱帶生態(tài)防護林建設工程

包括在水庫周邊栽植防護林153.33 hm2，建設濕地棧橋1處。

3.6 水質(zhì)監(jiān)測設施完善工程

包括新建黎河入境斷面水文水質(zhì)聯(lián)合監(jiān)測斷面、完善水文水質(zhì)監(jiān)測設備，新建沙河水文測量斷面、配備對應的河段基礎設施和水文測報設施。

3.7 軟科學研究工程

開展于橋水庫水質(zhì)改善技術(shù)研究與示范項目和于橋水庫藍藻水草監(jiān)測系統(tǒng)研究項目的科研工作，全面調(diào)查摸清當前于橋水庫污染程度和生物結(jié)構(gòu)，建立于橋水庫藍藻預警指標和風險等級，研究改善水質(zhì)、降低藍藻爆發(fā)風險等措施。

3.8 上游黎河支流口濕地治理示范工程

一期包括西山橋支流口治理工程、規(guī)模4 500 m3/d，龍灣橋支流口治理工程、規(guī)模3 400 m3/d；二期包括高各莊支流口治理工程、規(guī)模4 876 m3/d，崔家莊支流口治理工程、規(guī)模8 704 m3/d。

4 工程環(huán)境效益評估

4.1 評估目的

（1）以近期治理工程去除的污染物（COD、TN、 NH3-N、TP、SS）為重點，通過對每個工程建設與運行效果的現(xiàn)場連續(xù)運行監(jiān)測調(diào)查和試驗分析，結(jié)合于橋水庫污染物出入庫變化的現(xiàn)狀數(shù)據(jù)和歷史資料，系統(tǒng)評估于橋水庫周邊水污染源近期治理工程的實施對于橋水庫水質(zhì)所起的作用，客觀評價工程的真實效益，提出改進對策。

（2）對相關(guān)區(qū)域的生態(tài)環(huán)境改善和公眾水環(huán)境保護意識進行評估，重點對于橋水庫周邊村莊、溝道、坑塘的垃圾清運和綠化管理工作以及庫周村落居民公眾水環(huán)境保護意識的評估，明確于橋水庫近期治理工程所產(chǎn)生的生態(tài)效益及公眾對該項工程的滿意度及環(huán)保意識提高情況。

4.2 評估方法

主要采用4種方法，即現(xiàn)場調(diào)查法、污染負荷估算法、現(xiàn)場試驗法、模型計算法。具體情況，見表1。

4.2.1 現(xiàn)場調(diào)查法

調(diào)查近期治理工程實施前于橋水庫周邊基本情況、水庫水質(zhì)情況、已開展的工程建設情況。對每一項治理工程，實地調(diào)查了解工程建設和完成情況、運行效果以及周邊居民對工程的意見建議。調(diào)查近期工程實施后，水庫周邊環(huán)境和水庫水質(zhì)變化情況。現(xiàn)場調(diào)查本次治理涉及的于橋水庫上游支流沿線的污染情況。

4.2.2 污染負荷估算法

對產(chǎn)生污染去除的分項工程，采用通用污染負荷估算法，評估工程建設運行對主要污染物去除量、入庫量大小的核算。

4.2.3 現(xiàn)場試驗法

對于產(chǎn)生污染去除的部分分項工程，采用現(xiàn)場試驗方法，修正各項工程的污染負荷估算方法。在汛期、非汛期，就各項工程對降雨徑流污染去除情況進行現(xiàn)場監(jiān)測。模型計算法中，也采用現(xiàn)場試驗法。

4.2.4 模型計算法

測算工程實施以來于橋水庫污染物入庫量，對庫周面源采用SWAT模型測算，對上游3條支流和引灤來水的污染負荷采用一級反應動力學方程進行測算。

4.3 評估結(jié)論

4.3.1 工程實施取得了顯著的環(huán)境效益

（1）有效消減庫周和上游污染，庫周污染入庫量明顯下降，入庫比重降低。工程實施以來，年去除污染物TN、TP、COD、NH3-N入庫量分別為290.27、49.52、258.62、26.81 t，有效消減了庫周和部分上游污染物，特別是全方位去除了庫周農(nóng)村、養(yǎng)殖、溝道污染物。庫周2009—2011年污染物年均入庫量TN、TP分別為355、29 t，較水庫1983—2008年污染物年均入庫研究結(jié)果分別下降了41%、15%。于橋水庫庫周主要污染物入庫量變化情況，見表2。

表1 于橋水庫近期治理工程環(huán)境效益評估采用主要方法

表2 于橋水庫庫周主要污染物入庫量變化情況

工程實施以來，庫周污染物入庫比重降低。2009—2011年于橋水庫入庫TN負荷中，3條支流占43.5%，引灤來水占46%，水庫周邊占10.5%；入庫TP負荷中，3條支流占58%，引灤來水占34%，水庫周邊占8%。水庫周邊污染物負荷比例，較2008年前（TN負荷占13.9%、TP負荷占38.57%）均出現(xiàn)下降。3大支流和引灤輸水仍是水庫污染物的主要來源。于橋水庫近期治理工程實施以來主要污染物入庫量計算結(jié)果，見表3。

（2）除引灤輸水期外，于橋水庫水質(zhì)基本保持穩(wěn)定。治理工程實施以來，2009、2010、2011年于橋水庫管理處水質(zhì)常規(guī)監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，除了歷次引灤輸水期和2012年7—8月的3場暴雨影響外，水庫污染物基本保持穩(wěn)定。2009—2011年于橋水庫水體中TN整體呈下降趨勢，2011年好于2010年，2010年好于2009年（2011年部分月份偏高是由于引灤來水TN偏高所致）；水庫水體中高錳酸鹽指數(shù)含量保持穩(wěn)定；再次說明近期治理工程取得了較好的水環(huán)境保護效果。縱觀2009—2012年近4年水庫水質(zhì)指標變化情況發(fā)現(xiàn)，TN、TP和高錳酸鹽指數(shù)總體呈略上升趨勢，如圖1-3所示，圖中水質(zhì)數(shù)據(jù)包括2009—2011年全年以及2012年前11個月的水質(zhì)常規(guī)監(jiān)測數(shù)據(jù)，圖中細橫線為地表水Ⅲ類水質(zhì)標準，粗橫線為水質(zhì)指標近4年變化趨勢線。

表3 于橋水庫近期治理工程實施以來主要污染物入庫量計算結(jié)果

圖12009 -2012年于橋水庫庫中心TN濃度變化趨勢

（3）水庫水生態(tài)環(huán)境明顯改善。近期治理工程實施的魚苗放養(yǎng)和水草打撈等水體生態(tài)修復工程，在水庫生態(tài)改善方面發(fā)揮了明顯作用。于橋水庫的魚比往年增多了，魚類對水藻的吞噬作用對抑制菹草和藻類產(chǎn)生發(fā)揮了一定作用，間接改善了水庫水質(zhì)。于橋水庫捕撈秩序是近幾年來最好的，特別是通過延長封庫休漁期，漁業(yè)資源得到有效保護，2012年出現(xiàn)鯽魚、鯉魚集群現(xiàn)象。水草打撈有效去除了大量繁殖的菹草，保持了水生植物的生態(tài)平衡。

圖2 2009-2012年于橋水庫庫中心TP濃度變化趨勢

圖3 2009-2012年于橋水庫庫中心高錳酸鹽指數(shù)濃度變化趨勢

4.3.2 工程實施有效提升了水庫的管理水平

工程實施建立了沙河水文測量斷面、在老果河橋下游增設了一省界水文水質(zhì)監(jiān)測斷面和購置了水文、水質(zhì)自動監(jiān)測設施，實現(xiàn)了迅捷、準確地提供上游水質(zhì)、水量變化信息，解決了水文與水質(zhì)監(jiān)測斷面不一致，彌補了引灤黎河河道水質(zhì)自動監(jiān)測的不足，提高了水量水質(zhì)監(jiān)控水平，為推動于橋水庫上游水源保護工作提供了重要基礎保障。科學研究項目實施建立了于橋水庫藍藻預警系統(tǒng)，提出了水生植物、動物管理方案，為今后優(yōu)化于橋水庫管理調(diào)度、保障城市供水安全提供了技術(shù)支撐。

4.3.3 工程實施產(chǎn)生了廣泛的社會效益

（1）庫周村落基礎設施不斷完善，村容村貌顯著提升。村落垃圾治理及處理轉(zhuǎn)運工程實現(xiàn)了村內(nèi)、村外及水庫周邊環(huán)境整潔，水庫湖濱帶及村落內(nèi)原來隨意丟棄的垃圾被徹底清除干凈，農(nóng)村居住環(huán)境煥然一新?？犹痢系乐卫砉こ痰膶嵤?，使原有淤積嚴重、垃圾遍布的溝道及坑塘得到了徹底清理，也使得水庫周邊居民生活環(huán)境大大改善。實施的大量沼氣池建設工程，解決了農(nóng)村生活污水和垃圾以及畜禽養(yǎng)殖污染問題，改善了水庫周圍村落村容村貌。

（2）庫周居民環(huán)境保護意識明顯提高。近期治理工程是一項公益工程、民生工程。經(jīng)走訪調(diào)查顯示，近期治理工程得到了當?shù)鼐用竦拇罅χС趾蛽碜o，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)在對居民宣傳教育基礎上，建立了垃圾收集的長效管理機制，確保了各項措施發(fā)揮效益。水庫周邊居民切身體會到了工程實施后帶來的環(huán)境效益，環(huán)境保護意識明顯提高。

5 后續(xù)治理建議

5.1 政策建議

一是將引灤水源保護納入京津冀協(xié)同發(fā)展重要國家戰(zhàn)略規(guī)劃；二是推動潘家口、大黑汀水庫及黎河輸水河道劃定為飲用水源保護區(qū)；三是積極研究建立引灤水源保護跨省生態(tài)補償機制。

5.2 管理建議

一是強化近期治理工程后期運行管理；二是妥善做好庫區(qū)移民搬遷工作；三是加強于橋水庫周邊污染點源管理；四是全面加強水庫水質(zhì)預警執(zhí)法；五是扎實推進飲用水源突發(fā)事件應急能力建設。

5.3 工程建議

一是加快實施于橋水庫入庫口前置庫工程；二是進一步完善庫周污染治理工程；三是實施周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)面源污染治理工程；四是繼續(xù)開展上游沿線污染治理示范工程；五是進一步優(yōu)化后期治理工程設計；六是建立沙河、淋河上游的水文水質(zhì)監(jiān)測斷面，實現(xiàn)沙河、淋河水文水質(zhì)的聯(lián)合監(jiān)測和數(shù)據(jù)共享。

TV213.4;X524

B

1004-7328（2014）04-0010-04

10.3969/j.issn.1004-7328.2014.04.004

2014-03-20

天津市水利基金項目（H-201208-Z-G-026）

馮思軍（1978-），男，工程師，主要從事飲用水源地保護、水資源研究工作。