周文波，陳亞平，田慶華，岳艾儒，張 悅

(1四川省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，成都 610041;2四川省環(huán)?？萍脊こ逃邢挢?zé)任公司，成都 610041)

水庫(kù)是介于河流和護(hù)坡之間的半人工水體，是人類(lèi)水資源利用的重要手段［1］。隨著全國(guó)大江大河污染的日益加劇，水質(zhì)性缺水現(xiàn)象越來(lái)越突出，水庫(kù)作為區(qū)域性飲用水源的地位日顯重要［2］。然而，水庫(kù)和天然湖泊一樣，面臨著不同程度的富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象［3］。通常湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的自然演變過(guò)程極其緩慢，往往需要幾百年的時(shí)間，但由于人類(lèi)活動(dòng)的介入，富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)展進(jìn)程迅速，水庫(kù)因生命周期更短且易受生物非生物因素影響，其受人為因素的影響較天然湖泊更為嚴(yán)重。

黑龍灘水庫(kù)地處中國(guó)西南盆地丘陵區(qū)，屬長(zhǎng)江流域的岷江水系，是建國(guó)以來(lái)四川省興建的第一座以引蓄都江堰水源為主的大型囤蓄水庫(kù)，同時(shí)兼顧眉山市、仁壽縣300萬(wàn)人口飲用水源地功能。近來(lái)年，黑龍灘水庫(kù)由于其周邊經(jīng)濟(jì)發(fā)展、觀光旅游業(yè)的興起以及農(nóng)業(yè)面源的污染，有向富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)展的趨勢(shì)［4］。本研究以黑龍灘水庫(kù)為研究對(duì)象，根據(jù)黑龍灘水庫(kù)污染源調(diào)查、水質(zhì)現(xiàn)狀以及變化趨勢(shì)分析，探討水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化的潛在威脅因子，以期為此類(lèi)水庫(kù)的富營(yíng)養(yǎng)化預(yù)防和治理提供依據(jù)。

1 水庫(kù)污染源調(diào)查

2013年8月，四川省環(huán)科院對(duì)黑龍灘水庫(kù)進(jìn)行污染源現(xiàn)狀調(diào)查，根據(jù)調(diào)查結(jié)果，黑龍灘水庫(kù)保護(hù)區(qū)內(nèi)無(wú)工業(yè)污染源，集中式飲用水源的一級(jí)保護(hù)區(qū)內(nèi)無(wú)違章建筑物，主要污染來(lái)源為庫(kù)區(qū)流域面源污染、點(diǎn)源污染以及東風(fēng)渠源水。污染源結(jié)構(gòu)表見(jiàn)表1，污染負(fù)荷見(jiàn)表2。

表1 水庫(kù)污染源結(jié)構(gòu)Tab.1 Structure of reservoir pollution source

由表1可知:面源污染包括農(nóng)村面源 (生活污水、生活垃圾)、分散畜禽養(yǎng)殖、徑流 (農(nóng)村、城鎮(zhèn))、大氣污染、水土流失等;點(diǎn)源包括旅游污染 (農(nóng)家樂(lè)污水、船舶污染)、規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖、城鎮(zhèn)生活污水以及垃圾等，黑龍灘水庫(kù)供水渠道東風(fēng)渠流經(jīng)視高鎮(zhèn)、興盛鎮(zhèn)、里仁鄉(xiāng)和清水鎮(zhèn)4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，主要考慮源水本底值、水產(chǎn)養(yǎng)殖、生活污水、生活垃圾、徑流和水土流失帶來(lái)的污染負(fù)荷。

表2 水庫(kù)污染源負(fù)荷Tab.2 Load of reservoir pollution

圖1 水庫(kù)污染源比例餅圖Fig.1 Proportion of reservoir pollution source

由表2可知，點(diǎn)源CODCr輸入最多，占CODCr輸入量的64%;NH3-N和TN的輸入則按面源、點(diǎn)源、東風(fēng)渠順序遞減;TP的輸入則是源水影響最大，東風(fēng)渠來(lái)水TP輸入占比為12%。

將主要污染源按污染物單項(xiàng)所占比例作圖，由圖1可知，在調(diào)查的所有污染源中，農(nóng)村面源、東風(fēng)渠引水、旅游污染、規(guī)?；约胺稚B(yǎng)殖為主要污染源，主要污染源的污染物CODCr、NH3-N、TN和TP均占污染物總量的93%以上。

結(jié)合表1、表2和圖1可知，面源污染主要集中在農(nóng)村面源和分散畜禽養(yǎng)殖兩方面;點(diǎn)源污染主要為旅游污染的農(nóng)家樂(lè)廢水以及規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖兩方面;同時(shí)，東風(fēng)渠來(lái)水污染負(fù)荷也對(duì)黑龍灘水庫(kù)水質(zhì)也有一定影響。

2 水質(zhì)狀況分析

2.1 水質(zhì)現(xiàn)狀分析

水環(huán)境現(xiàn)狀分析數(shù)據(jù)來(lái)自2012年眉山市環(huán)境監(jiān)測(cè)站和仁壽縣環(huán)境監(jiān)測(cè)站對(duì)黑龍灘水庫(kù)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)報(bào)告。以《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 (GB3838-2002)為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)測(cè)指標(biāo)CODMn、TN、TP為分析對(duì)象，采用單因子分析方法對(duì)黑龍灘水庫(kù)水質(zhì)現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià)，并在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，選取污染因子葉綠素a(Chla)、總磷 (TP)、總氮 (TN)、透明度 (SD)、高錳酸鹽指數(shù) (CODMn)進(jìn)行綜合富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù) (TLIc)計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果判斷水體富營(yíng)養(yǎng)化程度。

由圖2可知:2012年CODMn在3月～9月處于Ⅲ類(lèi)水平，其余月份為Ⅱ類(lèi);TN全年在Ⅰ～Ⅱ類(lèi)之間波動(dòng);TP在4月和9月出現(xiàn)峰值，為Ⅲ類(lèi)，其余月份為Ⅱ類(lèi);水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)狀況較為穩(wěn)定，TLIc在9月出現(xiàn)峰值，但未達(dá)到富營(yíng)養(yǎng)，全年處于中營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。黑龍灘水庫(kù)的主要超標(biāo)因子為CODMn和TP，主要超標(biāo)時(shí)段:CODMn為3月～9月，TP為4月和9月。

結(jié)合污染源調(diào)查結(jié)果和水質(zhì)現(xiàn)狀分析來(lái)看:造成CODMn超標(biāo)的主要因素可能為農(nóng)村面源污染，3月～9月正好處于農(nóng)業(yè)種植期和畜禽養(yǎng)殖期，農(nóng)業(yè)化肥施用以及畜禽養(yǎng)殖排污等產(chǎn)生的污染物致使CODMn此時(shí)段高于全年平均水平［5］;而造成TP季節(jié)性偏高的原因可能為東風(fēng)渠引水和旅游污染，4月為東風(fēng)渠引水灌溉時(shí)間，水庫(kù)水量波動(dòng)較大，來(lái)水TP較高，另外，9月為黑龍灘風(fēng)景區(qū)旅游旺季，大量旅游人口爆炸式增加，排污現(xiàn)象較為嚴(yán)重，造成TP超標(biāo)，這一現(xiàn)象也可從TN全年在9月出現(xiàn)峰值看出規(guī)律。

圖2 2012年水質(zhì)現(xiàn)狀Fig.2 Water quality status of 2012

2.2 水質(zhì)變化趨勢(shì)分析

根據(jù)眉山市環(huán)境監(jiān)測(cè)站和仁壽縣環(huán)境監(jiān)測(cè)站2004年～2012年連續(xù)8年黑龍灘水庫(kù)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)報(bào)告數(shù)據(jù)，選取主要超標(biāo)因子CODMn和TP 2項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)做年均值處理，進(jìn)行黑龍灘水庫(kù)水質(zhì)變化趨勢(shì)分析。由圖3可知:2004年CODMn和TP都為Ⅲ類(lèi)，在2006年黑龍灘水庫(kù)取締網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)后，水質(zhì)逐漸好轉(zhuǎn)，2006年～2012年，兩項(xiàng)指標(biāo)均為Ⅱ類(lèi)。隨著近年來(lái)黑龍灘周邊畜禽養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展以及觀光旅游業(yè)的興起，CODMn開(kāi)始有回升趨勢(shì)，若不加以控制和合理規(guī)劃，將對(duì)黑龍灘水庫(kù)造成一定影響。

圖3 2004年～2012年CODMn、TP趨勢(shì)Fig.3 Trend chart of 2004 ～ 2012′s CODMn，TP

2.3 富營(yíng)養(yǎng)化演變趨勢(shì)

根據(jù)眉山市環(huán)境監(jiān)測(cè)站和仁壽縣環(huán)境監(jiān)測(cè)站2004年～2012年連續(xù)8年黑龍灘水庫(kù)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)報(bào)告數(shù)據(jù)，采用綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法［6］對(duì)黑龍灘水庫(kù)近年來(lái)的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)變化趨勢(shì)進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 2004年～2012年富營(yíng)養(yǎng)化演變趨勢(shì)圖Fig.4 Eutrophication evolution trend of 2004 ～2012

由圖4可知:黑龍灘水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)狀況從2004年基本處于貧營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變到2006基本處于中營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，隨著2006年網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)的取締，2008年的TLIc值有一定程度下降，但由于農(nóng)村面源、畜禽養(yǎng)殖以及觀光旅游業(yè)的影響，2010年TLIc大幅升高，全年均處于中營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。黑龍灘水庫(kù)自2010年開(kāi)始實(shí)施水源地保護(hù)措施，對(duì)庫(kù)區(qū)附近實(shí)現(xiàn)污水、垃圾集中處理，到2012年已初見(jiàn)成效，TLIc有所降低，但仍處于中營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。

從營(yíng)養(yǎng)鹽年間變化來(lái)看，近年TLIc均在9月出現(xiàn)峰值，結(jié)合污染源調(diào)查結(jié)論分析，大致有以下幾個(gè)方面影響因素:

(1)點(diǎn)源:每年7月～9月為黑龍灘旅游旺季，旅游人口的增加，導(dǎo)致生活垃圾和生活污水量增加，從而引起水質(zhì)變差;

(2)面源:7月～9月為農(nóng)業(yè)收獲季節(jié)，農(nóng)業(yè)大量廢物秸稈進(jìn)入水體，也是水質(zhì)變差的一大因素;畜禽養(yǎng)殖的周期對(duì)水質(zhì)也有較大影響，畜禽糞污的產(chǎn)量和生長(zhǎng)期有密切關(guān)系，不同生長(zhǎng)期的畜禽糞污進(jìn)入水體，會(huì)對(duì)水質(zhì)環(huán)境造成不同影響。

黑龍灘水庫(kù)面源污染、旅游污染、畜禽污染在一定程度上造成了水質(zhì)惡化，若不加以控制，將對(duì)眉山市區(qū)、仁壽縣、井研縣近300萬(wàn)人民的飲用水安全造成影響。

3 結(jié)論與對(duì)策建議

3.1 根據(jù)污染源現(xiàn)狀調(diào)查，黑龍灘水庫(kù)面源污染主要集中在農(nóng)村面源和分散畜禽養(yǎng)殖兩方面;點(diǎn)源污染主要為旅游污染的農(nóng)家樂(lè)廢水以及規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖兩方面;同時(shí)，東風(fēng)渠來(lái)水污染負(fù)荷也對(duì)黑龍灘水庫(kù)水質(zhì)也有一定影響。

3.2 2012年黑龍灘水庫(kù)水質(zhì)在Ⅰ～Ⅱ類(lèi)之間波動(dòng)，時(shí)有月份達(dá)到Ⅲ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，主要超標(biāo)因子為CODMn和TP。主要超標(biāo)時(shí)段:CODMn為3月～9月，TP為4月和9月。

3.3 黑龍灘水庫(kù)水質(zhì)在2006年網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)取締后，逐漸趨于好轉(zhuǎn)，但CODMn在2010年后因旅游事業(yè)的發(fā)展和分散畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的成長(zhǎng)有上升趨勢(shì)，且旅游業(yè)發(fā)展與水質(zhì)污染加重呈正相關(guān)性。2006年～2012年年均CODMn和TP均為Ⅱ類(lèi)。

3.4 近8年黑龍灘水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)鹽指數(shù)整體處于上升趨勢(shì)，目前穩(wěn)定在中營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，鑒于黑龍灘水庫(kù)水體的脆弱性和不可恢復(fù)性，必須高度重視黑龍灘水庫(kù)流域的富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)程，采取有力的控制手段，持續(xù)改善現(xiàn)有水質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。

3.5 針對(duì)目前黑龍灘水庫(kù)水環(huán)境特點(diǎn)和污染源分布情況，庫(kù)區(qū)大量高效分散式污水處理裝置的增加或許對(duì)黑龍灘水庫(kù)庫(kù)區(qū)污染防治和水質(zhì)持續(xù)改善有一定幫助。

［1］ 盧碧林，嚴(yán)平川，田小海，等.湖北省主要大中型水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化狀況及特征分析［J］.長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境，2012，21(5):634-640.

［2］ 曹溪祿.孤東水庫(kù)水體富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)及生態(tài)控制研究［J］.環(huán)境科學(xué)，2011，32(4):990-994.

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［5］ 高永霞，朱廣偉，賀冉冉，等.天目湖水質(zhì)演變及富營(yíng)養(yǎng)化狀況研究［J］.環(huán)境科學(xué)，2009，30(4):673-678.

［6］ 中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站.湖泊水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法及分級(jí)技術(shù)規(guī)定［M］.北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2011.