張歆怡 李志東 曾朝帥 包涵

（沈陽(yáng)師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，遼寧沈陽(yáng) 110034）

1 引言

我國(guó)大多數(shù)水庫(kù)建于20 世紀(jì)50—70 年代，根據(jù)2013 年發(fā)布的《第一次全國(guó)水利普查公報(bào)》，共有98 002 座水庫(kù)，其中絕大多數(shù)為小型水庫(kù)，數(shù)量約為93 308 座，占水庫(kù)總數(shù)的95.2%［1］。水庫(kù)具有滯洪、蓄洪、供水、灌溉、發(fā)電、旅游、航運(yùn)等多種功能，在調(diào)節(jié)水資源時(shí)空分布以及優(yōu)化水資源配置中起著重要作用［2］。水庫(kù)在防洪、興利的同時(shí)，也產(chǎn)生了一系列環(huán)境問(wèn)題，主要體現(xiàn)在其改變了河流的生態(tài)變量和非生態(tài)變量［3］，如影響魚類遷移和河岸物種的擴(kuò)散及其連續(xù)性，隔斷了河流的自然流動(dòng)、破壞河道傳播途徑，致使河岸帶生態(tài)系統(tǒng)破碎化。此外，由于這些水庫(kù)普遍存在施工質(zhì)量差、后期管理與運(yùn)行不足等問(wèn)題，造成了如泥沙淤積、結(jié)構(gòu)受損、年久失修帶來(lái)的潰壩、垮壩等事件，存在著重大安全隱患，對(duì)人類生產(chǎn)生活造成了威脅［4-5］。在此背景下，國(guó)內(nèi)外都開(kāi)展了一系列的調(diào)查研究。國(guó)外從20 世紀(jì)70 年代開(kāi)始研究水庫(kù)對(duì)生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響，尤其是美國(guó)和澳大利亞等發(fā)達(dá)國(guó)家在這方面起步較早［6］。我國(guó)自2000 年開(kāi)始對(duì)病險(xiǎn)水庫(kù)開(kāi)展了降等報(bào)廢工作，截至2017 年年底，全國(guó)共降等與報(bào)廢水庫(kù)6 539 座，其中，降等4 021 座，報(bào)廢2 518 座［7］。查閱文獻(xiàn)可知，水庫(kù)降等報(bào)廢后，生物指標(biāo)是評(píng)價(jià)其恢復(fù)狀況的主要指標(biāo)。常用的指示生物包括魚類、底棲無(wú)脊椎動(dòng)物和著生藻類等［8］。本文選取河流水體的理化指標(biāo)和底棲動(dòng)物來(lái)評(píng)價(jià)拆壩后水庫(kù)恢復(fù)的進(jìn)程。

平山水庫(kù)位于遼寧省撫順市東洲區(qū)碾盤鄉(xiāng)丁莊村，處于渾河一級(jí)支流東洲河上，水庫(kù)控制面積1.7 km2，壩址以上河長(zhǎng)2.3 km［9］。水庫(kù)于1975 年竣工，至今已有40 余年歷史。由于當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)條件和一些特殊條件，平山水庫(kù)的施工質(zhì)量不高，設(shè)計(jì)要求不合理，配套設(shè)施也不完善。雖然于2006 年已經(jīng)加固除險(xiǎn)，但由于運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，缺乏維護(hù)資金，水庫(kù)存在各種問(wèn)題，屬于病險(xiǎn)水庫(kù)［10］，已于2016 年6 月進(jìn)行了拆壩施工。分別于2018 年3 月、7 月、10 月在該水庫(kù)河道的上游、中游、下游進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)與底棲動(dòng)物的統(tǒng)計(jì)分析，為后期研究分析提供了數(shù)據(jù)支撐。

2 監(jiān)測(cè)區(qū)域與方法

2.1 水樣的采集與處理

平山水庫(kù)拆壩后，在原水庫(kù)裸露的庫(kù)底形成了一條寬約1 m、深約0.5 m 的小河，查閱文獻(xiàn)后，對(duì)水樣的采集主要采取定性、定量的方法。具體過(guò)程為：用采水器采集水下10 cm 深水樣1 L，倒入水樣瓶中，加入魯哥氏液15 mL。將水樣帶回實(shí)驗(yàn)室后，沉淀24～48 h，濃縮至50 mL，貯存于棕色瓶中。

2.2 研究方法

2.2.1 監(jiān)測(cè)指標(biāo)與評(píng)價(jià)體系

結(jié)合水庫(kù)特點(diǎn)與監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的可行性與科學(xué)性，根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）中規(guī)定的基本項(xiàng)目，本研究監(jiān)測(cè)指標(biāo)為pH、電導(dǎo)率（EC）、化學(xué)需氧量（COD）、總懸浮固體（TSS）、總氮（TN）、總磷（TP）、氨氮（NH3-N）。其中，pH，EC 2 項(xiàng)指標(biāo)使用便攜式多參數(shù)測(cè)量?jī)x（奧立龍/ORION-520M-01A）現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量；COD，TSS，TN，TP 和NH3-N 等指標(biāo)使用多參數(shù)比色計(jì)（奧立龍/ORION-AQ3700）測(cè)量。本項(xiàng)目通過(guò)建立耦合水質(zhì)-水量-水生物的生態(tài)恢復(fù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，將拆壩前水生態(tài)系統(tǒng)狀況作為參照，對(duì)拆壩后水庫(kù)水生態(tài)恢復(fù)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，提供了一種較好的評(píng)價(jià)生態(tài)恢復(fù)效果的模式。

2.2.2 底棲動(dòng)物的采集與處理方法

采集樣品時(shí)，定量采樣使用索伯網(wǎng)或采泥器，定性采樣使用D 型網(wǎng)。將采到樣的網(wǎng)放在水中輕輕搖蕩，洗去樣品中的污泥（若樣品量大可分幾次洗滌），最后用水將網(wǎng)中的渣滓沖入塑料袋中，并寫上標(biāo)簽，將袋口縛緊帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分檢。將上述采得的樣品當(dāng)場(chǎng)或帶回室內(nèi)進(jìn)行分檢。將塑料袋內(nèi)的樣品倒入分樣篩內(nèi)，在自來(lái)水中沖洗（或在岸邊水中篩洗），直至污泥完全洗凈，然后將渣滓倒入白色解剖盤內(nèi)，加入清水，檢出底棲動(dòng)物，放入裝有75%酒精的試劑瓶中固定保存。搖蚊幼蟲和寡毛類要使用畢瑞斯膠或加拿大膠封片觀察。標(biāo)本需用小鑷子、解剖針或吸管檢選，柔軟較小的動(dòng)物也可用毛筆檢選，要避免損傷蟲體。

3 結(jié)果與分析

3.1 水性質(zhì)分析

2018 年3 月、7 月、10 月平山水庫(kù)水質(zhì)指標(biāo)監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 2018 年3 月、7 月、10 月平山水庫(kù)各采樣點(diǎn)水質(zhì)指標(biāo)監(jiān)測(cè)結(jié)果

由表1 可知，在2018 年3 月、7 月、10 月的監(jiān)測(cè)中，平山水庫(kù)水質(zhì)主要在Ⅴ類和劣Ⅴ類之間變動(dòng)，總體特征為一年之中3 月水質(zhì)最好，上游水質(zhì)比中游和下游水質(zhì)好。

針對(duì)水質(zhì)理化指標(biāo)變化較大這一問(wèn)題進(jìn)行分析，可能的原因有：水庫(kù)周圍存在大面積農(nóng)田，在耕種季節(jié)農(nóng)田施肥使水中的TN，TP 指數(shù)升高；由于TN，TP 失衡，生化系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致COD 異常。

3.2 底棲動(dòng)物分析

2018 年3 月、7 月、10 月平山水庫(kù)各點(diǎn)位底棲動(dòng)物種類構(gòu)成見(jiàn)表2。

表2 2018 年3 月、7 月、10 月平山水庫(kù)各采樣點(diǎn)底棲動(dòng)物種類構(gòu)成

2018 年3 月、7 月、10 月平山水庫(kù)各點(diǎn)位底棲 動(dòng)物具體種類數(shù)量見(jiàn)表3。

表3 2018 年3 月、7 月、10 月平山水庫(kù)各采樣點(diǎn)底棲動(dòng)物種類數(shù)量

2018 年3 月、7 月、10 月平山水庫(kù)各采樣點(diǎn)底 棲動(dòng)物監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 2018 年3 月、7 月、10 月平山水庫(kù)各采樣點(diǎn)底棲動(dòng)物監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)表4 的優(yōu)勢(shì)種及優(yōu)勢(shì)種比例判斷，平山水庫(kù)總體屬于中度污染水體；根據(jù)BI 指數(shù)計(jì)算可以得知，該水庫(kù)上游均屬于輕度-中度污染水體；根據(jù)Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)的計(jì)算，平山水庫(kù)總體屬于中度-重度污染水體，2018 年10 月采集結(jié)果顯示重度污染，可能原因是底棲動(dòng)物種類數(shù)量太少，影響了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。對(duì)3 種結(jié)果進(jìn)行綜合比較，得出平山水庫(kù)水質(zhì)屬于中度污染水體。

4 討論

平山水庫(kù)于2016 年徹底拆除，本研究從2015年起至今對(duì)平山水庫(kù)進(jìn)行了長(zhǎng)期的水質(zhì)和水生物指標(biāo)監(jiān)測(cè)。數(shù)據(jù)分析顯示，平山水庫(kù)退役后的河流生態(tài)系統(tǒng)正逐步恢復(fù)，水質(zhì)從最初的劣Ⅴ類向Ⅴ類轉(zhuǎn)變，底棲動(dòng)物的多樣化在逐步提高。

由于生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，并且以前的水壩攔截了大量的泥沙和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，使下游河流所攜帶沉積物大量減少，打破了河流與河岸帶之間的沉積動(dòng)態(tài)平衡，進(jìn)而使下游河岸帶沼澤、濕地不斷萎縮。為了使平山水庫(kù)退役后的河岸帶生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能恢復(fù)到一定水平，建議平山水庫(kù)退役后的生態(tài)恢復(fù)主要依靠自然恢復(fù)，當(dāng)自然恢復(fù)無(wú)法達(dá)到預(yù)期效果時(shí)，可采取必要的措施輔助恢復(fù)，如改變河岸帶結(jié)構(gòu)、種植植被等。