施孟杰

(慈溪市水利局，浙江 寧波 315300)

0 引言

近年來，慈溪市編制飲用水源保護(hù)規(guī)劃，實(shí)施生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，開展安全隱患專項(xiàng)整治，加強(qiáng)執(zhí)法監(jiān)管，推進(jìn)溪坑整治，實(shí)施農(nóng)村生活污水治理，飲用水源保護(hù)工作取得明顯成效.但從水庫飲用水源地保護(hù)的現(xiàn)狀看，還存在許多問題和不足［1－3］，主要體現(xiàn)在:

(1)農(nóng)業(yè)面源污染明顯.水庫上游種植竹筍、楊梅，當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶使用化肥不當(dāng)或過度使用，以及農(nóng)家肥豬糞、礱糠的使用，受雨水的沖刷流入水庫中，使水體中總氮、總磷含量急劇上升.

(2)生活污染對水庫水質(zhì)帶來嚴(yán)重影響.水庫周邊生活污水雖然截污納管，但還是存在未經(jīng)處理直接排放和利用溪流水直接洗滌各類生產(chǎn)、生活用品，對水庫產(chǎn)生較大危害.

(3)水庫周邊旅游開發(fā)對水質(zhì)的危害.部分水庫優(yōu)越的區(qū)位條件和一定的旅游資源，使水庫周邊及上游的保護(hù)區(qū)內(nèi)己相繼開發(fā)了一些旅游項(xiàng)目，旅游人數(shù)和旅游設(shè)施的增加、旅游垃圾的堆積，對飲用水源帶來一定的危害.

因此有必要分析和掌握慈溪水庫水源水質(zhì)現(xiàn)狀及其變化，對于保護(hù)水源、保障城市居民的身體健康、為政府部門制定和修改水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)對水源地的管理具有重要的現(xiàn)實(shí)意義.

本次調(diào)研旨在通過對慈溪市十個(gè)飲用水水庫中的其中一個(gè)水庫靈湖水庫水資源保護(hù)現(xiàn)狀的調(diào)查，分析現(xiàn)狀影響水庫水質(zhì)的主要問題和水資源保護(hù)工作的主要矛盾，研究提出改善靈湖水庫水資源保護(hù)工作的主要思路和對策措施，積極推動(dòng)水庫水資源保護(hù)工作的開展.

1 調(diào)查方法與內(nèi)容

靈湖水庫位于龍山鎮(zhèn)南端山麓.壩高6 m，壩長1281 m(其中東壩長393 m，西壩長540 m，北壩長348 m)，壩體均為斜墻土壩，壩頂寬3.3 ～3.5 m.集雨面積5.53 km2(包括:潘岙、上宅引水2.63 km2).2004年大壩安全鑒定為總庫容476萬m3，正常水位庫容438萬 m2，水域面積1.3 km2.

1.1 調(diào)查方法

設(shè)計(jì)現(xiàn)場調(diào)查表格，收集水庫運(yùn)行資料，開展野外調(diào)查，走訪水庫周邊環(huán)境以及和尋找當(dāng)?shù)鼐用窠徽?

1.2 調(diào)查內(nèi)容

調(diào)查水庫流域內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)概況，主要包括流域面積、流域范圍(鄉(xiāng)鎮(zhèn)數(shù)量)、流域人口數(shù)等;調(diào)查水庫流域內(nèi)污染源，主要包括工業(yè)污染、農(nóng)業(yè)污染、水產(chǎn)養(yǎng)殖等項(xiàng)目.

1.3 土壤檢測指標(biāo)

取樣化驗(yàn)農(nóng)作物種植地土壤，檢測指標(biāo)主要包括可溶性氮、水溶性磷等.

2 調(diào)查結(jié)果

靈湖水庫為典型的平原水庫，屬于飲用水源地，水庫周邊兩個(gè)山頭主要種植楊梅、桔子和毛竹，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，楊梅、桔子和毛竹的種植幾乎不打農(nóng)藥，少量甚至不用化肥，絕大部分施用有機(jī)肥.水庫上游有二個(gè)村，共計(jì)800戶，大概2300人.水庫周圍臨岸存有大量違章建筑，現(xiàn)場可以看到有工廠用管子直接從水庫取水，作灌溉和工廠用(見圖1).

圖1 靈湖水庫現(xiàn)場照

水庫高程7.5 m以下是歸水庫管 7.5 m以上是村里管.這個(gè)區(qū)間有小作坊洗衣服也在湖里洗.總體來說靈湖水庫水體污染來源多，受污染較嚴(yán)重，2年前暴發(fā)過藍(lán)藻.

2.1 農(nóng)業(yè)面源污染

表1是靈湖水庫土壤取樣地點(diǎn)經(jīng)緯度及土壤中總氮總磷測定值情況表.根據(jù)表1中土壤中總氮總磷的含量，以及《湖泊富營養(yǎng)化調(diào)查規(guī)范》里給出的調(diào)查公示，可以估算出由于地表徑流帶來的泥沙入庫量以及氮磷年入庫量.

表1 土壤取樣點(diǎn)及氮磷檢測值

根據(jù)采用《湖泊富營養(yǎng)化調(diào)查規(guī)范》上給出的形式，綜合研究區(qū)域內(nèi)不同土地利用類型的降雨、土壤、地形、植被、耕作方式和水土保持措施的值，估算氮磷污染物年入庫量，估算公式(1)［4－6］:

式中:Wa—水庫流域泥沙中吸附態(tài)污染物年入庫量，t/a.;

Cs—泥沙中污染物濃度;泥沙中污染物濃度是土壤中污染物濃度實(shí)測值的2倍

Y—流域的泥沙流失量，Y=0.2×A

A—土壤侵蝕量，采用美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究所的水土流失方程(USLE)，A=1.29×R×K×LS×C×P

式中:R—侵蝕因子;

K—土壤因子;

LS—地形因子;

C—生物因子;

P—水土保持因子.

參考中國幾位研究者建立的降雨、土壤、地形、植被、耕作方式和水土保持措施與土壤侵蝕量的關(guān)系，得到慈溪市水庫周邊林地土壤侵蝕量與各因子的直接的數(shù)量關(guān)系(見表2).

經(jīng)計(jì)算，2014年水庫研究區(qū)域內(nèi)流入庫區(qū)的泥沙總量是201.1 t，泥沙中 TN 濃度為 862.6 mg/kg，TP的濃度為4.84 mg/kg.因此，2014年通過地表徑流作用，進(jìn)入庫區(qū)的吸附態(tài)氮的量為594.42 kg，吸附態(tài)磷的量為1.96 kg.

表2 水庫流域土壤侵蝕量

表3 2014年通過地表徑流氮磷入庫量

2.2 生活污染

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，靈湖上游有兩個(gè)村莊潘岙、上岙，共計(jì)人口2300人，根據(jù)國家環(huán)?？偩滞扑]的人口輸出系數(shù)(見表4)，我們推算靈湖水庫庫區(qū)內(nèi)由生活污水污染造成的總氮負(fù)荷量分別為1012 kg/a，總磷負(fù)荷量分別為368 kg/a.實(shí)際上靈湖水庫上游的農(nóng)村均裝有污水收集處理設(shè)施，絕大部分污水統(tǒng)一收集處理，處理完之后的污水排人下游河道.所以理論上由生活污水造成的氮磷負(fù)荷率應(yīng)該低于實(shí)際值.但水庫周邊的工廠直接從水庫里取水，會(huì)帶人部分的垃圾和污染源.

表4 生活污水氮磷排放量

3 防治措施

靈湖水庫，富營養(yǎng)化嚴(yán)重，但從根本上治理水庫的藍(lán)藻暴發(fā)，到目前為止仍是世界性難題.但可通過科學(xué)合理的技術(shù)、方法，進(jìn)行較長時(shí)間的治理，達(dá)到有效控制藍(lán)藻生長、暴發(fā)，直至消除藍(lán)藻暴發(fā)和有效降低富營養(yǎng)化、根據(jù)國內(nèi)外湖泊、水庫的成功經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，慈溪水庫可以根據(jù)具體情況采取其中若干類措施［7－9］.

3.1 控源截污是基本措施

控制外源和消減其污染負(fù)荷入庫(簡稱控源截污)，主要是減少NP入庫及其他點(diǎn)源、面源直接入庫，大幅度減少藍(lán)藻營養(yǎng)源.其中減少外源入庫主要大幅度減少生活、工業(yè)、畜禽規(guī)模養(yǎng)殖等點(diǎn)源污染和減少種植業(yè)、地面徑流等面源入庫，也包括增加水庫的環(huán)境容量和提高其自凈能力.

3.2 打撈清除藍(lán)藻是標(biāo)本兼治的新措施

打撈清除藍(lán)藻措施是國內(nèi)外湖泊水庫治理的標(biāo)本兼治的新措施，是消減內(nèi)源主要措施之一.此處所指的打撈藍(lán)藻為一項(xiàng)系列工作，還包括藻水分離和資源化利用.打撈清除藍(lán)藻可以直接削減藍(lán)藻數(shù)量、減輕藍(lán)藻暴發(fā)程度和大幅度減少水體中NP，可調(diào)整藻類結(jié)果和降低藍(lán)藻在藻類中的比重，防止慈溪水庫水源地發(fā)生藍(lán)藻暴發(fā)型規(guī)?！昂骸焙捅ＷC供水安全.

3.3 隔離防護(hù)工程是減少人為污染的有效措施之一

在水庫周邊設(shè)置圍網(wǎng)和防護(hù)林，在水庫飲用水源地保護(hù)區(qū)邊界設(shè)立物理或生物隔離防護(hù)工程，減少人類活動(dòng)等對水源地的干擾.

3.4 合理放養(yǎng)紫根葫蘆

靈湖水庫氮含量超標(biāo)，可以適當(dāng)放養(yǎng)一定量的紫根水葫蘆.水葫蘆有兩類，普通水葫蘆(鳳眼蓮)和紫跟水葫蘆.

水葫蘆是外來引進(jìn)植物，是水體中吸收NP和凈化水體速度最快的植物之一.去除N/P效果好，每生產(chǎn) 100 kg鮮重生物量，可吸收 N158 g、P25.8 g.水葫蘆可以抑制藍(lán)藻生長，但不能消除藍(lán)藻.另外因其生產(chǎn)繁殖快容易在水面上泛濫，影響或者污染水體.

紫根水葫蘆，是2007年利用”生物誘導(dǎo)劑GPIT”成功培育的小葉柄紫巨根水葫蘆，可以高效吸收NP抑制藍(lán)藻生產(chǎn)繁殖.紫根水葫蘆葉片的生產(chǎn)速度僅為水葫蘆的1/3～1/6，由于其柄短葉小，生長慢，生物量少，不產(chǎn)生瘋長現(xiàn)在，紫根水葫蘆連續(xù)放養(yǎng)3～5年，只要冬天撈走，基本不會(huì)造成二級污染，因其有很強(qiáng)自我凈化能力，能增加水中DO，根系難以腐爛.是目前發(fā)現(xiàn)的世界上唯一能夠直接消除藍(lán)藻的高等植物.2012年12月24日，環(huán)保部組織以中國工程院院士金鑒明為組長的專家鑒定組通過了對紫根水葫蘆新品種及其作用的鑒定，認(rèn)為其達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)域領(lǐng)先和國際先進(jìn)水平.如滇池草海放養(yǎng)紫根水葫蘆，NP消減率，6 d達(dá)到60% ～75%，15～20 d超過94%，效果顯著.

4 結(jié)論

靈湖水庫每年的氮磷入庫量巨大，主要包括兩方面，一方面是農(nóng)業(yè)污染，另一方面是庫區(qū)的生活污染.靈湖水庫研究區(qū)域內(nèi)每年流入庫區(qū)的泥沙入庫總量是201.1 t，泥沙中總磷的濃度為862.6 mg/kg，總氮的濃度為4.84 mg/kg，通過地表徑流作用，進(jìn)入庫區(qū)的吸附態(tài)氮的量為594.42 kg，吸附態(tài)磷的量為1.96 kg.由生活污水污染造成的總氮負(fù)荷量分別為1012 kg/a，總磷負(fù)荷量分別為368 kg/a.另外，靈湖水庫上游有旅游景點(diǎn)，清明、春節(jié)以及楊梅季節(jié)都會(huì)有游客乘船到上游休閑度假和觀光旅游，不可避免會(huì)造成水源污染.

靈湖水庫，富營養(yǎng)化嚴(yán)重，要改善水庫水質(zhì)，最基本的辦法是控制外源氮磷入庫，這是治理水庫富營養(yǎng)化的基本措施和主要措施，但不是唯一措施.水庫的污染還包括內(nèi)源藍(lán)藻污染和底泥釋放污染的問題，僅控制外源NP入庫解決不了藍(lán)藻暴發(fā)和底泥釋放污染的全部問題，還需要與消減藍(lán)藻數(shù)量、清淤、調(diào)水和生態(tài)修復(fù)等其他措施密切結(jié)合才能徹底治好水質(zhì)問題［10］.

［1］王壽兵，柏紅霞，張 弛，等.慈溪市飲用水源地環(huán)境安全評價(jià)與保障對策［J］.復(fù)旦大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2008，47(4):509－514.

［2］程曉如，陳永祥，方 正，等.武漢東湖西南區(qū)外源污染調(diào)查與評價(jià)［J］.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2001，7(4):40 －42.

［3］梁瀚文，劉俊新.3種典型地區(qū)農(nóng)村污水排放特征調(diào)查分析［J］.環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2011，9(5)，2054 －2059.

［4］楊勝天，程紅光.全國土壤侵蝕量估算及其在吸附態(tài)氮磷流失量匡算中的應(yīng)用［J］.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2006，26(3):366 －374.

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［8］王鴻涌，張海泉，朱 喜，等.太湖藍(lán)藻治理創(chuàng)新與實(shí)踐［M］.北京:中國水利水電出版社，2012:98－104.

［9］楊柳燕，肖 琳.湖泊藍(lán)藻水華暴發(fā)、危害與控制［M］.北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社，2011.

［10］朱 喜，胡明明.中國淡水湖泊藍(lán)藻暴發(fā)治理與預(yù)防［M］.北京:中國水利水電出版社，2014:103－117.