周一鳴，展衛(wèi)紅，張秋石，陳克紅，張智銘

（連云港市環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控中心，江蘇 連云港 222001）

1 基本情況

石梁河水庫地處江蘇省東海縣、贛榆區(qū)和山東省臨沭縣交界，位于新沭河中游，是江蘇省最大的人工水庫。水庫承泄新沭河上游以及沂河、沭河部分洪水，負(fù)責(zé)調(diào)蓄沂沭泗流域的洪水。近年來，受上游工業(yè)廢水、周邊農(nóng)田排水及庫區(qū)網(wǎng)箱養(yǎng)殖等影響，庫區(qū)水質(zhì)富營養(yǎng)化明顯，多次出現(xiàn)藍(lán)藻暴發(fā)現(xiàn)象，本文對藍(lán)藻暴發(fā)時期的石梁河水庫開展持續(xù)性監(jiān)測，研究石梁河水庫藍(lán)藻生長的影響因素并提出相應(yīng)的防治對策。

2 監(jiān)測情況

2.1 監(jiān)測方案

2021年6月至9月，對石梁河水庫庫區(qū)及主要入庫河流連續(xù)開展巡查監(jiān)測。在石梁河水庫庫區(qū)布設(shè)9個點位（見圖1），每周開展一次監(jiān)測，主要監(jiān)測庫區(qū)藍(lán)藻情況，監(jiān)測項目包括pH、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷、總氮、葉綠素a、藻密度。在入庫河流新沭河、蒼源河（新沭河支流）、穆疃河、塘子河各布設(shè)一個監(jiān)測斷面開展監(jiān)測，每周進(jìn)行現(xiàn)場巡查，每兩周開展一次監(jiān)測，監(jiān)測項目為pH、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷、總氮等。

圖1 石梁河水庫監(jiān)測點位圖

2.2 分析方法

pH采用《水質(zhì) pH值的測定 電極法》HJ 1147-2020；溶解氧采用《水質(zhì) 溶解氧的測定 電化學(xué)探頭法》（HJ 506-2009）；高錳酸鹽指數(shù)采用《水質(zhì) 高錳酸鹽指數(shù)的測定》（GB/T 11892-1989）；氨氮采用《水質(zhì) 氨氮的測定 納氏試劑分光光度法》（HJ 535-2009）；總磷采用《水質(zhì) 總磷的測定 鉬酸銨分光光度法》（GB/T 11893-1989）；總氮采用《水質(zhì) 總氮的測定 堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法》(HJ 636—2012)；葉綠素a采用《水質(zhì) 葉綠素a的測定 分光光度法》（HJ 897-2017）；藻密度采用顯微鏡人工計數(shù)法。

2.3 評價方法

水質(zhì)評價采用《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）；水質(zhì)超標(biāo)按照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)；水華程度評價采用《水華遙感與地面監(jiān)測評價技術(shù)規(guī)范》（HJ 1098-2020）。

3 監(jiān)測結(jié)果分析

3.1 水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計

3.1.1 庫區(qū)水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果

對石梁河水庫庫區(qū)共開展13次監(jiān)測，庫區(qū)葉綠素a均值21 μg/L，最大值45 μg/L；藻密度均值2 924萬個/L，最大值6 146萬個/L，庫區(qū)水華程度評價結(jié)果為輕度水華，與藍(lán)藻形成相關(guān)的其他水質(zhì)指標(biāo)[1]，水溫均值27.9 ℃；pH均值8.5，最大值9.4；溶解氧均值6.94 mg/L，最小值3.2 mg/L；總磷均值0.19 mg/L，最大值0.40 mg/L；總氮均值4.52 mg/L，最大值28.4 mg/L；高錳酸鹽指數(shù)均值4.6 mg/L，最大值7.6 mg/L，整個庫區(qū)2021年6～9月水質(zhì)指標(biāo)總磷、總氮超地表水水質(zhì)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。

3.1.2 入庫河流水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果

對石梁河水庫入庫河流新沭河共開展13次監(jiān)測，對塘子河、穆疃河共開展15次監(jiān)測，對新沭河支流蒼源河共開展8次監(jiān)測，四條河流水質(zhì)全部為劣V類。入庫河流中水質(zhì)最差的為蒼源河，超標(biāo)因子最多、超標(biāo)倍數(shù)最大，主要超標(biāo)因子為總磷、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮，總磷均值0.78 mg/L，超標(biāo)2.9倍，高錳酸鹽指數(shù)均值7.6 mg/L，超標(biāo)0.27倍，氨氮均值1.81 mg/L，超標(biāo)0.81倍；塘子河主要超標(biāo)因子為總磷、高錳酸鹽指數(shù)，總磷均值0.45 mg/L，超標(biāo)1.25倍，高錳酸鹽指數(shù)均值6.32 mg/L，超標(biāo)0.05倍；新沭河主要超標(biāo)因子為總磷，均值0.34 mg/L，超標(biāo)0.7倍；穆疃河主要超標(biāo)因子為總磷、高錳酸鹽指數(shù)，總磷均值0.33 mg/L，超標(biāo)0.65倍，高錳酸鹽指數(shù)均值6.1 mg/L，超標(biāo)0.017倍。

3.2 庫區(qū)藻密度變化及影響因素分析

3.2.1 空間變化分析

石梁河水庫庫區(qū)各點位藻密度均值變化見圖2。從圖2可見，庫區(qū)藻密度均值較大的點主要集中在1#～6#點，藻密度均值均在3 000萬個/L左右，7#、8#、9#點藻密度相對稍低，均值均在2 500萬個/L左右，按照水華程度分級標(biāo)準(zhǔn)，庫區(qū)9個點全部為輕度水華。從單次監(jiān)測數(shù)據(jù)看，1#、2#、4#、5#、8#、9#點位均有發(fā)現(xiàn)中度水華的情況，最高值為5#點2021年6月25日監(jiān)測結(jié)果，藻密度6 146萬個/L。從庫區(qū)監(jiān)測點位和入庫河流位置分析，位于新沭河入庫口的1#、2#點位和穆疃河、塘子河入庫口的4#、5#點位，藻密度均值較高，說明入庫河流水質(zhì)對庫區(qū)藍(lán)藻生長影響較大。

圖2 石梁河水庫庫區(qū)藻密度空間變化趨勢圖

3.2.2 時間變化分析

2021年6～9月，石梁河水庫庫區(qū)藻密度時間變化趨勢，見圖3。從圖3可見，石梁河水庫庫區(qū)13次監(jiān)測結(jié)果中，有6次藻密度均值超過3 000萬個/L，達(dá)到輕度水華程度，其中有5次出現(xiàn)在6月下旬至7月中旬，1次出現(xiàn)在8月中旬，尤其6月25日的監(jiān)測結(jié)果顯示庫區(qū)有多個點達(dá)到中度水華程度，當(dāng)日庫區(qū)藻密度均值4 591萬個/L，也接近中度水華。從藻密度變化情況看，石梁河水庫藍(lán)藻經(jīng)歷生長期、高峰期、老化期的變化過程大致分為兩個周期，第一周期從6月21日至8月4日、第二周期從8月12日至9月23日，藻密度的周期變化與藍(lán)藻的生命周期基本吻合[2]。從每個周期的藻密度結(jié)果看，第一周期藍(lán)藻密度大于第二周期，主要是第一周期藍(lán)藻發(fā)生后，引起了石梁河水庫管理處的高度重視，采取了打撈除藻等措施，因而減少了第二周期藍(lán)藻暴發(fā)的密度。

圖3 石梁河水庫庫區(qū)藻密度時間變化趨勢圖

3.2.3 影響因素分析

藍(lán)藻的生長與水體環(huán)境條件密切相關(guān)，資料顯示：藍(lán)藻生長最適宜的溫度為25 ℃～35 ℃、水體中性偏堿、豐富的氮磷營養(yǎng)物質(zhì)等條件最適合藍(lán)藻生長[3]。葉綠素a是反映水體藍(lán)藻現(xiàn)存量的重要指標(biāo)，因此可以通過分析葉綠素a與主要監(jiān)測因子均值的變化關(guān)系來確定藍(lán)藻的影響因素（圖4～圖8）[4]。

圖4 石梁河水庫庫區(qū)葉綠素與水溫關(guān)聯(lián)分析圖

圖5 石梁河水庫庫區(qū)葉綠素與氮磷比關(guān)聯(lián)分析圖

圖6 石梁河水庫庫區(qū)葉綠素與pH關(guān)聯(lián)分析圖

圖7 石梁河水庫庫區(qū)葉綠素與溶解氧關(guān)聯(lián)分析圖

圖8 石梁河水庫庫區(qū)葉綠素與高錳酸鹽指數(shù)關(guān)聯(lián)分析圖

從圖中可以看出，石梁河水庫藍(lán)藻在兩個生命周期的水溫均比較適宜，且8月19日溫度達(dá)到30 ℃以上，水體葉綠素a含量也達(dá)到了峰值，氮磷比大多在101～251的范圍。pH中性偏堿，并且在每個周期內(nèi)隨時間呈現(xiàn)由升到降的變化趨勢，這與藍(lán)藻從生長吸收空氣中二氧化碳導(dǎo)致水體pH升高，到死亡釋放酸性氣體導(dǎo)致水體pH下降的趨勢一致[5]。與此同時，每個周期內(nèi)庫區(qū)溶解氧呈現(xiàn)由升到降、高錳酸鹽指數(shù)呈現(xiàn)由低到高的過程，也與藍(lán)藻的生命周期變化一致。

3.3 入庫河流影響分析

2021年汛期以來，通過新沭河進(jìn)入石梁河水庫的洪水水量超過14億立方米，主要集中在7月27日至8月3日、8月30日至9月8日，分別達(dá)7.5億立方米、6億立方米。大量的山東泄洪來水對石梁河水庫水質(zhì)造成了巨大影響，也為藍(lán)藻生長創(chuàng)造了良好條件。

6月～9月對入庫河流的監(jiān)測結(jié)果顯示：石梁河水庫入庫河流主要污染物為總磷、總氮。新沭河總氮平均濃度為5.8 mg/L；穆疃河總氮平均濃度為3.6 mg/L；塘子河總氮平均濃度為4.8 mg/L；蒼源河總氮平均濃度為6.1 mg/L。石梁河水庫的總氮監(jiān)測期間均值為4.3 mg/L，除穆疃河總氮低于庫區(qū)均值外，其他入庫河流總氮均明顯高于庫區(qū)均值。石梁河水庫的總磷監(jiān)測期間均值為0.19 mg/L，入庫河流的總磷數(shù)值（見1.2節(jié)）全部高于庫區(qū)均值。

4 污染來源分析

通過汛期對石梁河水庫監(jiān)測和溯源巡查，發(fā)現(xiàn)石梁河水庫污染的主要原因是上游大量超標(biāo)客水下泄，但石梁河水庫生態(tài)修復(fù)緩慢也是污染的原因之一。從2020年以來，石梁河水庫修建了環(huán)湖公路，在環(huán)湖路內(nèi)進(jìn)行了岸線修復(fù)，采砂塘口全部關(guān)閉，網(wǎng)箱養(yǎng)殖也全部取締，同時取締了周邊部分圈養(yǎng)養(yǎng)殖，投放鰱魚等魚類來維護(hù)生態(tài)平衡。但水庫入庫口生態(tài)緩沖區(qū)建設(shè)、采砂塘口生態(tài)修復(fù)等關(guān)鍵工程仍未實施，水庫周邊農(nóng)村生活污水及農(nóng)業(yè)面源污染未有效解決。

4.1 汛期泄洪造成石梁河水庫總磷持續(xù)超標(biāo)

石梁河水庫是沂沭泗水系東調(diào)入海的重要工程，是山東魯南地區(qū)泄洪就近入海最便捷的通道。2020年汛期，石梁河水庫共接納山東入境超標(biāo)客水約38億立方米，造成水庫總磷濃度由7月初的0.05 mg/L，上升至8月初的0.465 mg/L，通過水庫自凈，直至2021年4月庫區(qū)總磷才恢復(fù)到0.05 mg/L。隨著氣溫的升高，水庫中藻類大量繁殖，5月上旬水庫藍(lán)藻暴發(fā)。

4.2 山東省臨沭縣大部分污水和尾水通過新沭河支流排入石梁河水庫

石梁河水庫主要水源為新沭河，水庫西北部有塘子河和穆疃河兩條入庫河流，均為季節(jié)性河流。因東西向新沭河和南北向沭河阻隔，能直接或通過支流進(jìn)入水庫的污水主要來自上游臨沭地區(qū)和水庫周邊贛榆區(qū)班莊鎮(zhèn)、東?？h石梁河鎮(zhèn)等部分地區(qū)。山東省臨沭縣大部分位于沭河以東和新沭河沿岸，其工農(nóng)業(yè)及居民排水絕大部分通過支流或入庫河流匯入石梁河水庫，其東北部鄉(xiāng)鎮(zhèn)排水則通過塘子河和穆疃河直接進(jìn)入水庫，其他區(qū)域只要通過蒼源河、穆疃河等支流就可進(jìn)入石梁河水庫。

4.3 水庫周邊未經(jīng)處理的污水直排入石梁河水庫

水庫與入庫河流周邊涉及贛榆區(qū)、東海縣及山東臨沭縣的較多村莊，在現(xiàn)場巡查中發(fā)現(xiàn)，幾乎所有入庫河流都受到了河流附近村莊居民污水排放的影響。該區(qū)域內(nèi)居民生活污水管網(wǎng)不完善，集中處理率較低，平時大部分污水蓄積于溝塘，后期隨雨水排入河中。此外，現(xiàn)場巡查發(fā)現(xiàn)蒼源河、穆瞳河附近水產(chǎn)養(yǎng)殖聚集，觀塘河上游的大興鎮(zhèn)在河流邊建有養(yǎng)殖場，養(yǎng)殖廢水直排，影響庫區(qū)水質(zhì)。班莊鎮(zhèn)、石梁河鎮(zhèn)均有不同規(guī)模的個體養(yǎng)殖戶，露天放養(yǎng)羊、雞、鵝等畜禽，有部分養(yǎng)殖污物隨意排放。

4.4 農(nóng)田退水

受降雨、灌溉水等影響，大量農(nóng)田退水匯入石梁河水庫。

5 對策和建議

2021年汛期結(jié)束后，石梁河水庫總磷仍超標(biāo)，來年藍(lán)藻暴發(fā)或有隱患，對石梁河水庫藍(lán)藻防治有以下建議：

5.1 科學(xué)編制藍(lán)藻暴發(fā)應(yīng)急預(yù)案，備齊應(yīng)急處置技術(shù)和人員

制定完善科學(xué)的應(yīng)急預(yù)案，配備專門人員和裝備，加強對入庫河流的監(jiān)測預(yù)警，關(guān)注上游客水水質(zhì)。在入庫河口及藍(lán)藻頻繁暴發(fā)區(qū)域設(shè)立水質(zhì)自動站或浮標(biāo)站，建立常態(tài)監(jiān)測機制，研發(fā)適用本區(qū)域藍(lán)藻生長的數(shù)據(jù)模型，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)提前預(yù)警，研判治理方法，早發(fā)現(xiàn)、早治理。同時建立應(yīng)急處置隊伍，科學(xué)應(yīng)對庫區(qū)藍(lán)藻暴發(fā)。

5.2 加強石梁河水庫生態(tài)修復(fù)及入庫口生態(tài)緩沖區(qū)建設(shè)

一是對采砂塘口進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，恢復(fù)水生植被；加強庫區(qū)岸線淺水生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)建設(shè)，促進(jìn)庫區(qū)生物多樣化，充分利用水生植物凈化水質(zhì)，科學(xué)投放魚類，維持生態(tài)平衡；二是加強入庫口河流整治，提升上游來水水質(zhì)，嚴(yán)控入湖污染源，限制入河排污總量，同時開展送水通道截污治污能力建設(shè)，實現(xiàn)源頭治理；三是在主要入庫河流入庫口建設(shè)緩沖區(qū)，緩流、滯留汛期入庫洪水，緩解庫區(qū)污染壓力。

5.3 盡快完善庫區(qū)周邊生活污水、養(yǎng)殖廢水治理設(shè)施

推進(jìn)周圍村莊人居環(huán)境整治，加快完成庫區(qū)周邊村鎮(zhèn)污水處理工程建設(shè)，實現(xiàn)污水處理設(shè)施行政村全覆蓋，對生活污水、企業(yè)污水、畜禽養(yǎng)殖污染物排放進(jìn)行截污治污，保證污水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，并完善相應(yīng)的管理監(jiān)督機制；定期整治庫區(qū)周邊農(nóng)村河網(wǎng)，消除污水塘、斷頭溝，改善水體流動性，提升區(qū)域河道水質(zhì)。

5.4 加強區(qū)域合作，共同治理石梁河污染

石梁河庫區(qū)處于兩省三縣交叉地區(qū)，加強贛榆區(qū)、東?？h和臨沭縣區(qū)域合作，促進(jìn)區(qū)域水利、環(huán)境監(jiān)測、污染源數(shù)據(jù)共享和工作協(xié)調(diào)，消除治理和執(zhí)法的真空地帶，推進(jìn)石梁河水庫庫區(qū)水質(zhì)持續(xù)向好。