宋吉志

山東招遠(yuǎn)市自來水公司 山東 招遠(yuǎn) 265400

1 水庫簡介

城子水庫位于招遠(yuǎn)市畢郭鎮(zhèn)西城子村北，大沽河流域上游，控制流域面積120平方公里，是一座集防洪、灌溉、漁業(yè)養(yǎng)殖和城市供水于一體的中型水庫。水庫于1958年5月動工興建，當(dāng)年建成攔洪蓄水；2000年進(jìn)行了除險加固，2005年竣工驗收；2020年3月，按新的標(biāo)準(zhǔn)再次進(jìn)行除險加固，2020年12月30日完工。經(jīng)兩次加固后，水庫總庫容達(dá)到4857萬立方米，興利庫容2088萬立方米，死庫容112萬立方米。

城子水庫是招遠(yuǎn)市重要的城市飲用水水源地，自2001年開始向城區(qū)供水，平均年供水426萬立方米。

山東省環(huán)境保護(hù)廳文件魯環(huán)發(fā)【2010】124號《關(guān)于煙臺市飲用水水源保護(hù)區(qū)劃定方案的復(fù)函》規(guī)定，城子水庫一級保護(hù)區(qū)水域范圍為正常水位線以下的全部水域，陸域范圍為城子水庫正常水位線以上200m范圍內(nèi)的陸域；二級保護(hù)區(qū)水域范圍為城子水庫入庫河流上溯3000m范圍內(nèi)的河道水域，陸域范圍為陳子水庫周邊山脊線以內(nèi)的匯水區(qū)域、入庫河流上溯3000m范圍內(nèi)河岸縱深50m范圍內(nèi)區(qū)域。

2 水生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀

2.1 城子水庫水質(zhì)

自來水公司對城子采取自檢或外檢的方式，每月對《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB3838—2002中基本項目24項和集中式生活飲用水地表水源補充項目5項進(jìn)行檢測，按照該標(biāo)準(zhǔn)三類標(biāo)準(zhǔn)限值進(jìn)行合格性判斷，本次著重分析2018年1月以來的水質(zhì)情況。

自2018年1月到2022年1月49個月檢結(jié)果，總氮有38個月超過標(biāo)準(zhǔn)限值1.0mg/L，平均值5.44mg/L,最大值15.9mg/L，出現(xiàn)在2022年1月；總磷有18個月超過標(biāo)準(zhǔn)限值0.05mg/L，平均值0.081mg/L，最大值0.55mg/L，出現(xiàn)在2020年1月；硝酸鹽有5個月超過標(biāo)準(zhǔn)限值10mg/L,平均值4.55mg/L，最大值15.1mg/L，出現(xiàn)在2022年1月；高錳酸鹽指數(shù)有2個月超過標(biāo)準(zhǔn)限值6mg/L，平均值4.34mg/L，最大值6.80mg/L，出現(xiàn)在2020年10月；化學(xué)需氧量有3個月超過標(biāo)準(zhǔn)限值20mg/L，平均值小于17.59mg/L，最大值27.7mg/L，出現(xiàn)在2020年10月；其余檢測項均合格。

自2021年10月開始，城子水庫硝酸鹽氮一直在15.0mg/L以上。2022年3月，我們在水庫中選擇13個點取樣檢測，硝酸鹽氮值最少的15.58mg/L、最大的是閻家河入口處達(dá)40.84mg/L、其中離大壩500米水庫中心10米水深處取樣點為15.68mg/L，說明水庫水體均受到了污染，水環(huán)境惡化。

2.2 富營養(yǎng)化程度分析

水體富營養(yǎng)化是指在人類活動的影響下，生物所需的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)入湖泊、河湖、水庫和海灣等緩流水體，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質(zhì)惡化，魚類及其他生物大量死亡的現(xiàn)象。

多數(shù)學(xué)者認(rèn)為氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)濃度升高，是藻類大量繁殖的原因，其中又以磷為關(guān)鍵因素。一般采用的指標(biāo)是：水體中氮含量超過0.2-0.3ppm，磷含量大于0.01-0.02ppm。城子水庫含氮量平均值5.44ppm、磷含量平均值0.081ppm，大大超過了富營養(yǎng)化指標(biāo)，且總磷含量有時達(dá)到V類甚至劣V類。近幾年，不時爆發(fā)的藻類物質(zhì)的增多，充分說明了城子水庫水體已富營養(yǎng)化。

3 污染原因分析

3.1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污染

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污染主要來自農(nóng)藥和化肥使用形成的面源污染、畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的糞便及污水[2]。城子水庫上游屬于丘陵區(qū)，非常適宜農(nóng)作，區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)耕地面積10.9萬畝，主要以糧田和果園為主，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動COD排放量為1090t，NH3—N排放量為218t；畜禽養(yǎng)殖場20余處，畜牧業(yè)折算成豬為5.0萬頭，年生產(chǎn)COD排放量為326t，NH3—N排放量為65.7t。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過量N、P肥料及殘留在土壤中的農(nóng)藥和化肥、畜禽糞便及污水隨降雨徑流進(jìn)入水庫污染水體。

3.2 農(nóng)村生活污染

農(nóng)村生活污染主要指生活污水和垃圾，城子水庫壩址以上共有46個行政村，人口4.6萬人，隨著農(nóng)村居民生活水平的提高，廚房廢水和洗滌廢水越來越多，每年產(chǎn)生生活廢水35.18萬噸，農(nóng)村生活污水的特征是水質(zhì)比較穩(wěn)定，有機物和氮、磷等營養(yǎng)物含量較高，區(qū)域內(nèi)農(nóng)村居民生活年COD排放量為564t，NH3—N排放量為40.3t；農(nóng)村生活垃圾也逐年增多，現(xiàn)在每年可產(chǎn)生生活垃圾25180 噸。這些廢水、垃圾隨地表徑流進(jìn)入水庫，造成水體污染。

3.3 工業(yè)污染

城子水庫上游工業(yè)污染，主要是農(nóng)副產(chǎn)品加工產(chǎn)生的廢水，區(qū)域內(nèi)僅有4家企業(yè)，用水量較少，廢水不外排。

3.4 水庫底泥污染

水庫建成以來，接納了上游大量泥砂、農(nóng)藥、化肥、垃圾、動物糞便及動植物腐殖質(zhì)等，堆積在庫底。一旦受到擾動，底泥中的污染物便會釋放到水中，污染水體。

3.5 水資源承載能力低

水資源承載能力就是在當(dāng)?shù)厮Y源保證生態(tài)用水和環(huán)境用水，維系良好生態(tài)系統(tǒng)的前題下，能夠持續(xù)支撐國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展（包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)、社會、人民生活等）的能力[1]。城子水庫上游多年平均降水632mm，多年平均水資源量2184萬m3，人均占有水資源量475m3。聯(lián)合國有關(guān)部門研究認(rèn)為，人均水資源量小于3000m3輕度缺水，小于2000m3為中度缺水，小于1000m3為重度缺水，小于500m3為極度缺水[1]。按此標(biāo)準(zhǔn)，城子水庫以上流域?qū)儆跇O度缺水。而城子水庫以上流域年平均用水多達(dá)1657萬m3，占水資源總量的75.9%。因此，城子水庫上游河道多數(shù)時間斷流、干涸，基本沒有生態(tài)環(huán)境用水，自然生態(tài)調(diào)節(jié)功能嚴(yán)重降低，大大減弱了河道的自凈能力。

4 對策

作為城區(qū)主要的供水水源地，鑒于城子水庫水生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，急需采取工程措施、生態(tài)措施和管理措施等對污染源加以控制、對污染物進(jìn)行處理降解，不斷提升水庫水質(zhì)，達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》III類標(biāo)準(zhǔn)。

4.1 合理開發(fā)利用水資源，保障生態(tài)環(huán)境用水

水資源不僅是自然資源，而且是對環(huán)境有相當(dāng)制約的環(huán)境資源[2]。要使城子水庫有一個良好的水生態(tài)環(huán)境，在水資源開發(fā)利用過程中，要充分考慮資源的持續(xù)供給能力，還要確保生態(tài)環(huán)境的長期承受能力，使資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)得以協(xié)調(diào)發(fā)展[3]。要綜合運用行政的、法律的和經(jīng)濟(jì)的手段來規(guī)范水資源開發(fā)利用中的人類行為，從而實現(xiàn)對有限水資源優(yōu)化配置和合理利用[2]，保障生態(tài)環(huán)境用水。為了達(dá)成相關(guān)目標(biāo)，可通過制定前期策劃的形式來控制水資源的合理開發(fā)利用。當(dāng)出現(xiàn)新的開發(fā)需求時，需充分分析該需求的應(yīng)用必要性，同時通過加強監(jiān)督審批的形式，避免不合規(guī)水資源開發(fā)的情況出現(xiàn)。要清晰的認(rèn)識到生態(tài)環(huán)境與水資源之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，對于開發(fā)可能造成生態(tài)環(huán)境破壞的需盡量避免。

4.2 采用污水生態(tài)處理技術(shù)，實行污水集中處理

污水生態(tài)處理技術(shù)就是利用土壤-植物-微生物復(fù)合系統(tǒng)的物理、化學(xué)、生物學(xué)和生物化學(xué)特征對污水中的水、肥資源加以回收利用，對污水中可降解污染物進(jìn)行凈化的工藝技術(shù)。根據(jù)農(nóng)村水質(zhì)、水量的特點，同時考慮到發(fā)展趨勢，結(jié)合城子水庫上游農(nóng)田果園多，可進(jìn)行污水灌溉和污泥用作農(nóng)肥等便利條件，下一步應(yīng)建立污水集中收集處理系統(tǒng)，采用污水生態(tài)處理技術(shù)，將污水處理與利用相結(jié)合，與保護(hù)和改善當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和水環(huán)境相結(jié)合，實現(xiàn)區(qū)域性的生態(tài)環(huán)境和水資源的良性循環(huán)。

4.3 實施垃圾集中處理，減輕環(huán)境污染

農(nóng)村垃圾主要由居民生活垃圾、村鎮(zhèn)街道垃圾、商業(yè)、食品加工業(yè)與餐飲業(yè)等的廢棄物構(gòu)成。隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，農(nóng)村居民的生活水平和生活方式逐步與城市靠近，村民生活垃圾成分主要以包裝物和廚余垃圾為主，數(shù)量逐漸增多，對環(huán)境的污染越來越嚴(yán)重，急需收集后進(jìn)行集中處理。

根據(jù)農(nóng)村生活垃圾的實際情況，按處理與處置方式或資源回收利用的可能性把垃圾分為四類，每類所包含的成分及相應(yīng)的處理方式見表1，垃圾按此分類收集好后，再分別有針對性地進(jìn)行處理。

表1 農(nóng)村生活垃圾的類型及處理方向

此外針對部分農(nóng)民的垃圾處理意識不高、水資源保護(hù)未形成習(xí)慣的背景，可通過加強前期宣傳教育，增加過程中引導(dǎo)，同時在進(jìn)行水資源保護(hù)措施探索的過程中，充分發(fā)揮政府監(jiān)管部門的強制能力。通過制度保障的約束，加以加強前期管理的形式，來提高農(nóng)民的垃圾處理意識與環(huán)境保護(hù)意識。

4.4 發(fā)展有機農(nóng)業(yè)，科學(xué)施肥用藥

按照有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，通過不采用基因工程獲得的生物及其產(chǎn)物，不使用化學(xué)合成的農(nóng)藥、化肥、生長調(diào)節(jié)劑、飼料添加劑等物質(zhì)，遵循自然規(guī)律和生態(tài)學(xué)原理，實施等高耕作、梯田耕作，降低徑流水力坡度，減少土壤表層的為擾動，降低污染物進(jìn)入水中的概率。

在農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中，化肥與農(nóng)藥的使用就目前來看還無法避免。探索通過一系列措施來減少施肥與用藥過程對水資源造成的破壞。充分分析該水庫的生物類型，盡量避免因施肥或用藥造成的殘留，破壞水庫生物的穩(wěn)定與多樣平衡。

推廣測土配方精準(zhǔn)施肥，實施化肥減施，盡可能的減少化學(xué)制劑在農(nóng)業(yè)耕種中的使用；通過精準(zhǔn)化施肥技術(shù)和畜禽糞便、農(nóng)村固體廢棄物資源化利用，施用有機肥培肥地力，減輕農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對化學(xué)肥料的過度依賴，也能同步解決有機垃圾亂排亂放的問題。推廣病蟲綜合防治技術(shù)，通過以低毒、低殘留農(nóng)藥替代高毒農(nóng)藥，以生物防治、物理防治部分替代化學(xué)防治，減輕農(nóng)藥污染和用量。

4.5 科學(xué)規(guī)劃養(yǎng)殖業(yè)，實施糞便無害化處理

城子水庫飲用水源地一、二級保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)劃為禁養(yǎng)區(qū)，其他區(qū)域劃為限養(yǎng)區(qū)。限養(yǎng)區(qū)應(yīng)合理規(guī)劃畜禽養(yǎng)殖場的結(jié)構(gòu)和布局，新建、改建、擴建畜禽養(yǎng)殖場必須進(jìn)行環(huán)境影響評價，辦理有關(guān)審批手續(xù)，并嚴(yán)格執(zhí)行“三同時”制度和“排污申報”制度，提倡生態(tài)養(yǎng)殖模式。污染防治設(shè)施和管理應(yīng)符合《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染防治技術(shù)規(guī)范》（HJ/T81-2001）要求，各類污染物排放應(yīng)達(dá)到《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18596-2001）要求，實現(xiàn)污染物無害化率達(dá)到100%。畜禽糞便直接或通過加工成有機肥用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，畜禽污水達(dá)到零排放，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

對于所規(guī)定的養(yǎng)殖區(qū)需要加強管理。對于監(jiān)管部門應(yīng)增加對相關(guān)問題的監(jiān)管力度，提出誰污染誰防治的方針，來約束附近的養(yǎng)殖戶遵守養(yǎng)殖業(yè)規(guī)劃規(guī)定。也可通過進(jìn)行技術(shù)核心和主動引導(dǎo)的形式來實施養(yǎng)殖糞便的無害化處理。通過養(yǎng)殖業(yè)與種植業(yè)聯(lián)動的形式，減少糞便對水資源的污染問題，同時也能減少對化學(xué)肥料的使用，真正實現(xiàn)一舉多得。

4.6 設(shè)立庫濱污染防治緩沖帶，攔截周邊污染

城子水庫周邊許多農(nóng)田果園幾乎與水面直接接觸，徑流挾帶的大量農(nóng)藥化肥等不受阻攔的直接進(jìn)入庫中，污染水體，對于這種具有明顯非點源特征的污染源可以通過讓農(nóng)田果園退出岸邊一定距離，建設(shè)庫濱污染防治緩沖帶來解決。庫濱污染防治污染防治緩沖帶，包括截留系統(tǒng)、庫濱帶植被緩沖帶、和挺水水生生態(tài)系統(tǒng)三部分。截留系統(tǒng)對面源污染有著較好的收集作用，尤其在湖庫畔農(nóng)田旁邊設(shè)置截留系統(tǒng)，可以有效截留N、P、農(nóng)藥等物質(zhì)，防止其流入水庫。在庫岸50m左右布設(shè)庫濱帶植被緩沖帶，將農(nóng)田與水體隔開，通過林灌木或草地過濾，可以有效地減少農(nóng)田地表和地下徑流帶來的非點源污染物。挺水植物水生系統(tǒng)位于岸邊及離岸邊較近淺水區(qū)，其主要的功能就是吸附有機物、吸收營養(yǎng)鹽、吸收重金屬元素、對水質(zhì)凈化。

4.7 建立人工濕地，截留凈化上游污染

濕地系統(tǒng)是將污水有控制地投配到土壤處于飽和狀態(tài)且生長有濕生沼澤植物的土地上，污水在沿一定方向流動的過程中，在水生植物和土壤聯(lián)合作用下得到凈化的一種土地處理系統(tǒng)。人工濕地是一種由人工建造和監(jiān)督控制的類似沼澤的系統(tǒng)，在一定長寬比、一定坡度的地塊中，由土壤和填料組成填料床，使污水在床體的填料縫中或在床體表面流動，床體表面可種植蘆葦、香蒲等植物，形成一個獨特的動植物生態(tài)系統(tǒng)，它利用自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物作用來實現(xiàn)污水的凈化，如在表面種植蘆葦則稱蘆葦人工濕地處理系統(tǒng)。

在城子水庫上游的河道、溝汊及坡面上，利用河道邊低洼地帶、天然洼地、荒地等適當(dāng)?shù)胤叫藿ㄈ斯竦匚鬯幚硐到y(tǒng)，對雨水徑流帶來的泥沙、有機物、氮、磷、化肥及農(nóng)藥等形成有效的截留和凈化，可以有效地消減農(nóng)村生活污水和農(nóng)業(yè)非點源的污染。

4.8 實行底泥生態(tài)疏浚，減輕內(nèi)源污染

底泥是水生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是水體營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)的中心環(huán)節(jié)，也是水土界面物質(zhì)(物理的、化學(xué)的、生物的) 積極交換帶。城子水庫底泥中富含的營養(yǎng)物是水體的內(nèi)污染源，是造成城子水庫水體富營養(yǎng)化和營養(yǎng)鹽來源之一。因此，對城子水庫底泥進(jìn)行疏浚，可以清除沉積在淤泥中N、P、農(nóng)藥和化肥等污染物。

5 結(jié)語

本文針對招遠(yuǎn)市城子水庫水生態(tài)環(huán)境展開研究。通過一系列的分析數(shù)據(jù)不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前該水庫生態(tài)環(huán)境情況是有待提高的，而基于這一特性提出一系列管理措施十分必要。鑒于該水庫處于農(nóng)村位置，再進(jìn)行生態(tài)環(huán)境管控和水資源管理的過程中也需考慮到農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展。本文所提出的一系列管理對策均是具有一定實際價值的。通過一系列管理措施，旨在提高生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性，為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展賦能。