李穎卓

（遼寧省石佛寺水庫(kù)管理局，遼寧 沈陽(yáng) 110129）

1 石佛寺水庫(kù)生態(tài)建設(shè)簡(jiǎn)介

遼河石佛寺水庫(kù)一期工程是遼河干流唯一的一座控制性工程，壩址位于沈陽(yáng)市新城子區(qū)黃家鄉(xiāng)和法庫(kù)縣依牛堡鄉(xiāng)，距沈陽(yáng)市區(qū)約47 km。壩址以上流域面積164786 km2，其中省內(nèi)流域面積16161 km2。庫(kù)區(qū)淹沒(méi)范圍為50.41 km2，回水長(zhǎng)度21.17 km。淹沒(méi)區(qū)涉及沈北新區(qū)黃家鄉(xiāng)、法庫(kù)縣依牛堡鄉(xiāng)和鐵嶺縣新臺(tái)子鎮(zhèn)、阿吉鎮(zhèn)、凡河鎮(zhèn)共3個(gè)縣區(qū)、5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、24個(gè)自然屯。

2009年5—9月份對(duì)水庫(kù)進(jìn)行蓄水試驗(yàn)，蓄水位為46.2 m高程，水庫(kù)庫(kù)容1882萬(wàn)m3，水面面積達(dá)到16.13 km2，占水庫(kù)總淹沒(méi)面積的32%，生態(tài)治理面積達(dá)22.6 km2。庫(kù)區(qū)內(nèi)種植蘆葦143 hm2、蒲草 32.2 hm2。2010年 4—5月種植荷花 101.5 hm2。經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，由于生態(tài)環(huán)境逐步改善，水庫(kù)生態(tài)群落基本形成，包括挺水型、沉水型、浮水型和漂浮型植物，優(yōu)良的環(huán)境又吸引了大量的水鳥在此安家落戶，已經(jīng)形成了一個(gè)人與自然和諧相處的完整的濕地生態(tài)系統(tǒng)。挺水植物主要有：荷花、蘆葦、蒲草、澤瀉、水芹、雨久花、野慈姑、光棍草、紅蓼等；沉水植物主要有：金魚藻、黑藻、穗狀狐尾藻、小慈藻、黑藻、菹草、苦草等；浮水植物主要有：水陸兩棲蓼、眼子菜、睡蓮、丘角菱、荇菜等；漂浮型植物主要有：槐葉萍、水萍等。

2 水質(zhì)監(jiān)測(cè)情況及評(píng)價(jià)方法的選取

2.1 水質(zhì)監(jiān)測(cè)情況

蓄水試驗(yàn)實(shí)施過(guò)程中，對(duì)庫(kù)區(qū)水質(zhì)進(jìn)行了多點(diǎn)位監(jiān)測(cè)，在整個(gè)庫(kù)區(qū)布置地表水監(jiān)測(cè)斷面5個(gè)，共計(jì)13個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，按照水流方向由上至下分別為朱爾山斷面、陳平拉馬河支流斷面、庫(kù)區(qū)上斷面、庫(kù)區(qū)下斷面、泄洪閘下斷面。

蓄水試驗(yàn)工程以后，每月對(duì)入庫(kù)、庫(kù)中及出庫(kù)水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，共3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

2.2 評(píng)價(jià)方法的選取

水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法，既能定性評(píng)價(jià)、也能定量評(píng)價(jià)；既不會(huì)因個(gè)別水質(zhì)指標(biāo)較差就否定綜合水質(zhì)，又能對(duì)綜合水質(zhì)做出合理的評(píng)價(jià)。用標(biāo)識(shí)指數(shù)法對(duì)石佛寺水庫(kù)庫(kù)區(qū)地表水水質(zhì)進(jìn)行現(xiàn)狀評(píng)價(jià)，選取溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、生化需氧量、氨氮、總磷、總氮和氟化物8項(xiàng)指標(biāo)為評(píng)價(jià)因子，按照水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為GB3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3 計(jì)算過(guò)程與評(píng)價(jià)結(jié)果分析

3.1 單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)Pi的計(jì)算

利用石佛寺水庫(kù)庫(kù)區(qū)地表水13個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)狀評(píng)價(jià)，分別在枯水期（2010年4月）與豐水期（2010年8月）對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。選取8個(gè)評(píng)價(jià)因子對(duì)其水質(zhì)進(jìn)行現(xiàn)狀評(píng)價(jià)，水庫(kù)的水環(huán)境功能區(qū)類別為Ⅲ類，即f1=3。以庫(kù)區(qū)上中監(jiān)測(cè)的高錳酸鹽指數(shù)為例，其監(jiān)測(cè)值為6.24 mg/L，按照GB3838-2002可知：Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值6 mg/L<監(jiān)測(cè)值6.24 mg/L<Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值10 mg/L。因此X1=4，表示該指標(biāo)是Ⅳ類水；X2=（6.24-6）×10/（10-6）=0.6≈1；通過(guò)將該單項(xiàng)水質(zhì)類別與水環(huán)境功能區(qū)類別的比較可知，水質(zhì)類別差于功能區(qū)類別，且X2不為0，所以X3=4-3=1；因此單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)Pi=X1.X2 X3=4.11?？菟?、豐水期單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法對(duì)單項(xiàng)指標(biāo)水質(zhì)的評(píng)價(jià)結(jié)果見表1，2及圖1。

表1 枯水期單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法對(duì)單項(xiàng)指標(biāo)水質(zhì)的評(píng)價(jià)結(jié)果

從表1可以發(fā)現(xiàn)，表中8項(xiàng)評(píng)價(jià)因子中污染物的污染程度從大到小依次為：總氮、氨氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、生化需氧量、氟化物、溶解氧。主要超標(biāo)因子為總氮、氨氮和總磷。

表2 豐水期單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法對(duì)單項(xiàng)指標(biāo)水質(zhì)的評(píng)價(jià)結(jié)果

從表2可以發(fā)現(xiàn)，表中8項(xiàng)評(píng)價(jià)因子中污染物的污染程度從大到小依次為：總氮、生化需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、總磷、溶解氧、化學(xué)需氧量、氨氮、氟化物。主要超標(biāo)因子為總氮、生化需氧量、總磷。

圖1 單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法評(píng)價(jià)后的枯、豐水期各評(píng)價(jià)因子均值比較

由圖1可以清楚的看出，在枯水期嚴(yán)重超標(biāo)的總氮、總磷含量在豐水期有明顯的好轉(zhuǎn)，而氨氮含量變化不大。需要指出的是生化需氧量在豐水期成上升趨勢(shì)。

3.2 綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)Iwq的計(jì)算

水庫(kù)的水環(huán)境功能區(qū)類別為Ⅲ類，即f1=3。庫(kù)區(qū) 上 中 監(jiān) 測(cè) 點(diǎn) 的 溶 解 氧 ，CODMn，COD，BOD5，NH3-N，TP，TN，氟化物8個(gè)評(píng)價(jià)因子為例：

從監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中上述8個(gè)評(píng)價(jià)因子與水環(huán)境功能區(qū)目標(biāo)的對(duì)比看，X3=5，說(shuō)明有5個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)不能達(dá)到功能區(qū)目標(biāo)；綜合水質(zhì)類別差于水環(huán)境功能區(qū)類別，而且X2不為零，所以X4=5-3=2，所以綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)Iwq=4.852。

3.3 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

通過(guò)綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)的整數(shù)位和小數(shù)點(diǎn)后第一位X1.X2，可以判定綜合水質(zhì)級(jí)別?？菟诰C合水質(zhì)類別一般為Ⅳ類、Ⅴ類水，不能滿足水功能區(qū)類別。豐水期，綜合水質(zhì)類別一般為Ⅱ類、Ⅲ類水，豐水期較枯水期水質(zhì)好，豐水期水質(zhì)都能達(dá)到功能區(qū)類別。綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果見圖2。

圖2 綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果

4 石佛寺庫(kù)區(qū)地表水水質(zhì)現(xiàn)狀分析

對(duì)庫(kù)區(qū)2010年枯水期及豐水期水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，就不同時(shí)期主要污染因子進(jìn)行分析。

4.1 枯水期

綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果顯示庫(kù)區(qū)地表水水質(zhì)屬于Ⅳ—Ⅴ類水，枯水期水質(zhì)較差，主要是由于水庫(kù)蓄水過(guò)程中由于遼河水的引入造成庫(kù)區(qū)地表水水質(zhì)的惡化。

下面針對(duì)各污染因子加以分析：

1）總氮

布置的13個(gè)庫(kù)區(qū)地表水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)顯示總氮濃度均嚴(yán)重超標(biāo)，最大超標(biāo)倍數(shù)為27.5倍。總氮在靠近主河槽內(nèi)濃度最大，庫(kù)區(qū)內(nèi)較主河槽總氮濃度小，即遼河右岸較遼河左岸濃度大，庫(kù)區(qū)下較庫(kù)區(qū)上總氮濃度大，閘下總氮濃度相對(duì)最低。

2）氨氮

除庫(kù)區(qū)上監(jiān)測(cè)斷面，其余監(jiān)測(cè)斷面的監(jiān)測(cè)點(diǎn)處氨氮均超標(biāo)，最大超標(biāo)倍數(shù)為2.88倍。對(duì)于氨氮超標(biāo)情況，在庫(kù)區(qū)內(nèi)與庫(kù)區(qū)外氨氮濃度比較均勻，濃度值沒(méi)有太大波動(dòng)。

3）高錳酸鹽指數(shù)

在布置的5個(gè)監(jiān)測(cè)斷面上的所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)上，所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)高錳酸鹽指數(shù)均超標(biāo)，最大超標(biāo)倍數(shù)達(dá)4.05倍，出現(xiàn)在遼河上游。綜合分析，遼河左岸較遼河右岸水質(zhì)差，庫(kù)區(qū)內(nèi)高錳酸鹽指數(shù)污染因子的變化規(guī)律為：庫(kù)區(qū)下較庫(kù)區(qū)上水質(zhì)差。

4.2 豐水期

綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果顯示庫(kù)區(qū)地表水水質(zhì)屬于Ⅱ—Ⅲ類水，豐水期水質(zhì)較枯水期水質(zhì)好。下面針對(duì)各污染因子加以分析：

1）總氮

豐水期總氮濃度與庫(kù)區(qū)水總氮相比，濃度顯著降低，雖然布置的13個(gè)庫(kù)區(qū)地表水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)顯示總氮濃度均有輕微超標(biāo)，但最大超標(biāo)倍數(shù)僅為5.5倍。與枯水期總氮濃度變化趨勢(shì)相似，總氮在靠近主河槽內(nèi)濃度較大，庫(kù)區(qū)內(nèi)較主河槽總氮濃度小，即遼河右岸較遼河左岸濃度大，庫(kù)區(qū)下較庫(kù)區(qū)上總氮濃度大。

2）生化需氧量

各監(jiān)測(cè)斷面顯示生化需氧量也存在一定程度的超標(biāo)問(wèn)題，最大超標(biāo)倍數(shù)為5.05倍。遼河左岸較遼河右岸的生化需氧量污染嚴(yán)重，遼河下游較遼河上游生化需氧量低。

3）總磷

對(duì)于總磷的污染情況分析顯示，總磷的污染程度較輕，只有在遼河上游斷面出現(xiàn)總磷的部分超標(biāo)，最大超標(biāo)倍數(shù)為2.25倍。

4.3 2013年庫(kù)區(qū)水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

2013年庫(kù)區(qū)水質(zhì)較2010年有明顯好轉(zhuǎn)，大部分指標(biāo)達(dá)到地表水水質(zhì)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，主要超標(biāo)項(xiàng)為總磷、總氮、鐵、猛及糞大腸菌群，水庫(kù)出口水質(zhì)好于水庫(kù)入庫(kù)水質(zhì)。但4月份以后葉綠素指標(biāo)明顯上漲，按營(yíng)養(yǎng)化指標(biāo)價(jià)評(píng)價(jià)，采用透明度、高錳酸鹽指數(shù)、總氮、總磷、葉綠素α等5個(gè)參數(shù)分別評(píng)價(jià)，綜合評(píng)價(jià)入庫(kù)口、庫(kù)區(qū)、出庫(kù)，均處于輕度富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。水庫(kù)生態(tài)工程實(shí)施，對(duì)入庫(kù)水質(zhì)起到了一定的凈化作用，呈現(xiàn)良性循環(huán)的趨勢(shì)?？偟⒖偭滓琅f是主要的超標(biāo)項(xiàng)目。

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié) 論

水庫(kù)蓄水前全年庫(kù)區(qū)范圍內(nèi)遼河水質(zhì)為Ⅴ類水，蓄水后庫(kù)區(qū)水質(zhì)豐水期屬于Ⅱ～Ⅲ類水，枯水期為Ⅳ類水。蓄水后加之庫(kù)區(qū)生態(tài)工程建設(shè)的實(shí)施，庫(kù)區(qū)出庫(kù)斷面的水質(zhì)要好于入庫(kù)斷面；豐水期水質(zhì)好于枯水期水質(zhì)；庫(kù)區(qū)內(nèi)水體總氮的濃度無(wú)論的枯水期還是豐水期都是污染因子中最高的，2013年監(jiān)測(cè)結(jié)果表明總氮依舊是主要污染因子，需加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，針對(duì)性的采取治污措施。在濕地植物選擇上增加吸收氮效果更佳的水生植物。

5.2 建議

5.2.1 加大污染源的治理和防治力度

加強(qiáng)庫(kù)區(qū)及上游地區(qū)污染源的治理是遼河石佛寺庫(kù)區(qū)水質(zhì)改善的關(guān)鍵。石佛寺水庫(kù)是典型的平原水庫(kù)，水庫(kù)庫(kù)區(qū)面積大，涉及的縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)較多，只有從源頭上控制污染,庫(kù)區(qū)的生態(tài)環(huán)境才能得到有效保護(hù)。遼河兩岸保護(hù)區(qū)的劃定，河灘地一定范圍內(nèi)禁止耕種農(nóng)田，減少了化肥、農(nóng)藥排入遼河的總量，對(duì)改善水質(zhì)起到尤為重要的作用。建議對(duì)排污單位收取排放保證金，用于控制達(dá)標(biāo)排水。

5.2.2 進(jìn)行水庫(kù)生態(tài)調(diào)度研究

石佛寺水庫(kù)為典型的平原水庫(kù)，水庫(kù)蓄水后庫(kù)區(qū)水流由原來(lái)的流動(dòng)狀態(tài)改變?yōu)橄鄬?duì)靜止，水的流態(tài)、流速以及水面均發(fā)生較大變化，由于水流條件的改變，水體中污染物的擴(kuò)散和自凈能力將發(fā)生相應(yīng)的變化。水流相對(duì)蓄水前變緩，荷花種植區(qū)在庫(kù)區(qū)的左岸，遠(yuǎn)離主河槽，水流流速很小，水深較淺，是誘發(fā)該庫(kù)區(qū)水體富營(yíng)養(yǎng)化甚至爆發(fā)“水華”的因素之一。在水庫(kù)蓄水初期由于水流對(duì)庫(kù)底的擾動(dòng)等因素，水體中懸浮物等指標(biāo)將出現(xiàn)一定時(shí)期的增高，蓄水期間庫(kù)灣和庫(kù)尾有機(jī)污染會(huì)加重，并存在發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化的趨勢(shì)。因此，必須要進(jìn)行水庫(kù)的生態(tài)調(diào)度，在適當(dāng)時(shí)間改變水庫(kù)的泄量，進(jìn)而改變水體流態(tài)，改善水庫(kù)水質(zhì)。

5.2.3 加強(qiáng)庫(kù)區(qū)水環(huán)境監(jiān)測(cè)

水環(huán)境監(jiān)測(cè)是水資源保護(hù)管理的基礎(chǔ)。石佛寺水庫(kù)處于蓄水初期，對(duì)工程運(yùn)用與庫(kù)區(qū)水質(zhì)的關(guān)系、水生植物對(duì)庫(kù)區(qū)水質(zhì)的影響、蓄水前后庫(kù)區(qū)水質(zhì)變化、人工濕地建設(shè)等都需要長(zhǎng)期的水環(huán)境監(jiān)測(cè)資料。

［1］遼寧省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.石佛寺水庫(kù)蓄水試驗(yàn)應(yīng)急防護(hù)工程實(shí)施方案設(shè)計(jì)報(bào)告［R］.2008，11.

［2］遼寧省水文水資源勘測(cè)局沈陽(yáng)分局.石佛寺水庫(kù)環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)與評(píng)價(jià)報(bào)告［R］.2010，12.

［3］王徹華，劉輝，余明星，周偉.三峽水庫(kù)蓄水至135 m庫(kù)區(qū)水質(zhì)變化分析與保護(hù)建議［J］.水利水電快報(bào)，2006（07）：24-27.