浅析新建水库面源污染控制生态建设

2013-03-01陈立强顾令宇

治淮 2013年12期

关键词：浮岛富营养化面源

陈立强陈磊顾令宇

（淮河流域水资源保护局蚌埠 233000）

浅析新建水库面源污染控制生态建设

陈立强陈磊顾令宇

（淮河流域水资源保护局蚌埠 233000）

入库面源污染控制生态建设是可行的水质及水生态保护方案，也是解决水库富营养化威胁途径之一。本文以出山店水库为例对水库面源污染控制生态建设进行分析，为规划新建水库的面源污染控制生态建设提供参考。

水库面源污染生态建设

1 出山店水库面源污染基本情况

出山店水库规划建设位于河南省信阳市境内，控制流域面积2900km2，是历次淮河流域规划中列为淮干上游的唯一一座防洪控制工程，是一座以防洪为主、结合供水、灌溉、兼顾发电等综合利用的大型水利枢纽工程，水库总库容12.37亿m3，正常蓄水水位88.0m，相应库容1.839亿m3，规划为信阳市提供生活及工业供水8000万m3。水库入库面污染源主要包括库尾及库周的化肥农药污染源（农田种植）、禽畜养殖污染源、水产养殖污染源和农村分散居民生活污染源四个方面。根据环境现状调查，出山店水库涉及信阳市浉河区游河乡、吴家店镇、董家河乡、平桥区平昌关镇和高粱店乡（大坡岭地区）等5个乡镇。出山店水库库周及库尾的5个乡镇基本情况见表1。

经估算，出山店水库入库面源污染总负荷为COD 2203t/a、TN155.9t/a、NH3-N47.8t/a、TP28.3t/a，以化肥农药污染源（农田种植）和农村分散居民生活污染源为主，见表2。

2 水库富营养化分析

出山店水库TN、TP预测采用狄龙(Dillon)模式。

经过计算，在P=90%水文条件下出山店水库属于轻度富营养型。说明出山店水库在现状面源污染条件下，在库尾和水力学稳定、交换能力差的库叉存在发生富营养化可能，水库在枯水年份受到富营养化威胁，需要对入库面源污染进行控制（削减），以保证水库水质和水生态环境安全。

3 生态建设方案

开展水库小流域面源污染控制生态建设,对水库面源污染控制及水源涵养具有重要意义。针对出山店水库小流域特点，面源污染控制生态建设可分为水库水源涵养林生态建设、消落区植被生态建设、库尾及库叉自然湿地生态建设和植物浮岛生态建设。

3.1 水源涵养林生态建设

以研究信阳及桐柏地区水库水源林为主要对象，构建水源保护树种和本底树种的水源保护性立体植物群落，从信阳地区筛选出多种优良乡土树种，遵循阳性和阴性、深根和浅根、常绿和落叶、速生和慢生的树种搭配原则，在出山店水库流域范围内，尤其是在库周及库尾区域，设定若干个不同群落斑块,营造多层次、多林相、多结构的水源生态保护风景林。水源保护性林配套建设完成后，一方面能发挥很好的水土保护功能，控制土地营养元素流失入库；另一方面能涵养水源，对保护水库小流域陆生生态具有较大的生态功能。

表1 出山店水库库周及库尾的5个乡镇基本情况

表2 出山店入库面源污染负荷汇总表单位：t/a

3.2 水库消落区植被生态建设

出山店水库为平原型大型水库，水库消落区宽度为200m，库区整个消落带干湿交替，本身是面源污染一个重要产生源，并且没有拦截和净化入库面源污染的功能。库区消落带可作为防护林营造区进行生态建设，根据生态功能需要选择信阳地区亲水、喜湿、耐淹的植物种植,沿库周建成的消落区生态保护林群落，对入库面源污染具有较好的拦截、吸附和净化作用。通过对国内外植物净化研究分析，结合信阳地区常见的水生植物种类，建议种植物种：挺水植物，如芦苇、香蒲、菖蒲、水葱、千屈菜、水芹、茭白、风车草；漂浮植物，如浮萍、浮叶植物、荇菜；沉水植物，如苦草、黑藻和菹草等。

3.3 库尾及库叉自然湿地生态建设

出山店水库库尾位于大坡岭区域，不同水位库尾回水长度相差约10km，库尾面积较大；支流游河不同水位入库回水长度相差3km，在库尾及库叉河道两侧沿堤建设水生植物屏障，可有效拦截和削减入库面源污染负荷。库尾及库叉的自然湿地种植建议方案如下：

3.3.1 挺水植物群落

挺水植物群落种植区域主要选择位于库尾及库叉区水深小于1.2m的漫流湿地沿岸带，物种主要选择水葱、风车草、菖蒲、茭白、香蒲、芦苇等挺水植物，参考其他已建湿地种植密度分别为15丛/m2、15株/m2、40株/m2、20株/m2、20 株/m2、20株/m2。

3.3.2 浮水植物群落

浮叶植物群落种植位于挺水植物群落外侧,物种主要选择浮萍,种植密度70株/m2。

3.3.3 沉水植物群落

沉水植物群落种植区域选择位于水深1.5～2.0 m的浮叶植物群落外侧,物种主要选择菹草，种植密度20株/m2。在库尾及库叉区形成挺水植物—浮叶浮水植物—沉水植物群落系列构成的水生植被带，能过滤库区面源、净化水质、抑制蓝藻水华、提高生物多样性及改善水库自然生态景观等多种生态功能。

3.3.4 生态草沟建设

在水库库尾及库叉区域通过开挖草沟作为自然湿地前处理生态措施，构成水库周边初雨的最初收集系统。生态草沟底部以及靠水库一侧设置有碎石垫层,小雨通过垫层的过滤渗透入库,中雨通过草沟收集进入自然湿地处理后入主库,大雨通过草沟漫流进入库尾及库叉，发挥削减面源污染负荷的功能。草沟种植植物以两耳草、结缕草、麦冬草等草本植物及扶芳藤等藤本为主，杜绝使用外来物种。

3.4 植物浮岛生态工程

为进一步防止水库发生富营养化，在水库库湾及水力条件差的部分库周浅水区域（水深小于1.5m），采用植物浮岛生态工程技术，该生态工程主要以信阳地区特有水生植物制成的基质上培育水生植物，形成水面植物浮岛，利用植物及植物根系栖息的水生动物和微生物群落的综合作用实现其净化水体、提高生物多样性及改善自然生态景观等生态功能,主要用于入库初雨污染削减和改善水库自然生态景观。浮岛植物可以选择挺水植物或者观赏类植物（如美人娇），每个生态浮岛面积控制在0.25～1.0m2，整个出山店水库浮岛总数量初步估算需要约500个。

3.5 面源污染控制生态建设效果分析

生态建设对TN、TP的去除主要是利用水生植物的生长而引起的对营养物质吸收，参考太湖流域面源污染控制工程，在面源污染生态工程管理适宜的条件下，生态工程面积削减TN量为0.45t/（a·hm2）、削减TP量为0.083t/（a·hm2）。据此，前述出山店水库面源污染控制生态建设实施后，每平方千米生态工程TN、TP削减入库为45t/a、8.3t/a，通过初步估算建设约1.13km2的综合生态工程，就可以解决出山店水库富营养化问题。