龙山水库饮用水源地富营养化评价及防治对策

熊太玲 李振安

（河南省信阳水文局 信阳 464000）

龙山水库饮用水源地富营养化评价及防治对策

熊太玲 李振安

（河南省信阳水文局 信阳 464000）

本文对龙山水库污染源、水库水质状况进行调查，运用综合营养状态指数对龙山水库进行富营养化评价，结果显示，水库综合营养状态属中营养，水质良好；文中还提出了污染防治对策，对保护龙山水库饮用水有一定的借鉴作用。

龙山水库 饮用水源地 富营养化 评价

1 概况

龙山水库位于河南省光山县，淮河一级支流潢河的中游，在光山县城西南7km，控制流域面积1220km2，平均年水量6.347亿m3,是一座以防洪、灌溉、供水为主的中型水库，年供水量约800万m3。

2 污染源调查

2.1 分散式畜禽养殖

经调查，龙山水库周边分散式畜禽养殖场共有37家，养殖场所产生的污染物全部采用直排的方式，分散式畜禽养殖场的年排放量：粪便1859t，尿液4836t，COD389t，总氮65t，总磷8t，铜0.2t，锌0.4t，氨氮22t。

2.2 农村生活污水

水库周边农村住户居住分散，由于卫生设施不健全，无完整的生活污水收集系统，排水大都随处泼洒或排入门前明塘，而粪尿污水则通过管道排入化粪池后施用于农田。

水库保护区内有5个村的生活污水、生活垃圾、畜禽养殖粪便直接流入龙山水库，5个村的总人口12368人，年排放生活污水92万t，生活垃圾2.2万t，畜禽养殖粪便0.17 万t，年排入龙山水库COD557t、氨氮38t。

2.3 农业种植

光山县为传统的农业耕作区域，农业种植以水稻、茶叶为主。在农业生产过程中，大量使用化肥、农药，这些化肥、农药没有被土壤、农作物完全吸收，其残留量随水流排入水库中，使库区水质氮化物、有机物超标，改变饮用水水质的理化性质。农村面源污染在库区水体中逐渐积累，一旦突破水体的自净能力，便会给水源地的水质带来危害。根据调查资料，光山县总氮和总磷的流失量分别为575t和18t。

3 水库水质情况

龙山水库所在的水功能区是潢河光山饮用水源区，水质目标Ⅲ类，水质现状Ⅲ类，功能区长度25km。

龙山水库的上游来水主要是塔沙河、吴陈河、泼河。结合《地表水环境质量标准》（GB3838-2002），按照单因子水质评价方法，对龙山水库4个监测断面的水质进行评价。评价结果见表1。

表1 主要入库支流地表水评价结果（2012年）

评价结果表明，龙山水库主要入库支流水质现状均未达标，除泼河为Ⅳ类水外，其他均属于劣Ⅴ类水质。龙山水库坝上的水质一直能达到Ⅲ类标准，水质状况良好。

4 营养状态现状评价

采用综合营养状态指数法对湖库营养状态进行评价。

4.1 营养状态评价因子

湖库营养状态评价选择的因子为：叶绿素a（Chla）、总磷（TP）、总氮（TN）、透明度（SD）和高锰酸盐指数（CODM n）5个项目。

4.2 营养状态评价时段

按照水库丰、平、枯水期进行评价。

4.3 湖泊、水库富营养化评价方法

湖库类水源地富营养化按“贫”、“中”、“富”评价。

4.3.1 综合营养状态指数计算公式

综合营养状态指数采用卡尔森指数方法，计算公式如下:

式中：TLI（∑）——综合营养状态指数；

Wj——第j种参数的营养状态指数的相关权重；

TLI（j）——代表第j种参数的营养状态指数。

以Chla作为基准参数，则第j种参数的归一化的相关权重，计算公式为：

式中：rij——第i种参数与基准参数Chla的相关参数；

M——评价参数的个数。

中国湖泊（水库）的Chla与其他参数之间的相关关系rij及见表2。

4.3.2 单个项目营养状态指数计算公式

式中：Chla单位为mg/m3，SD单位为m，其他项目单位均为mg/L。

4.3.3 湖泊水库营养状态分级

采用0～100的一系列连续数字对湖泊营养状态进行分级，包括：贫营养、中营养、富营养、轻度富营养、中度富营养和重度富营养，与污染程度关系见表3。

根据以上公式计算可得2008～2011年的单因子营养状态指数和综合营养状态指数，见表4。

表2 中国湖泊（水库）部分参数与Chla的相关关系rij及值

表2 中国湖泊（水库）部分参数与Chla的相关关系rij及值

参数 C h l a T P T N r i j 1 0 . 8 4 0 . 8 2 r i j 2 1 0 . 7 0 5 6 0 . 6 7 2 4 S D -0 . 8 3 0 . 6 8 8 9 C O DMn0 . 8 3 0 . 6 8 8 9

表3 水质类别与评分值对应表

表4 2008～2011年综合营养状态指数和分级表

对照综合营养状态评级表，龙山水库水源地综合营养状态属于中营养，水质良好，但湖泊、水库属于封闭或半封闭的水生态系统，水体自净能力差，恶化速度快，一旦污水或地表径流中大量的营养盐类流入水体，就会长期滞留于库内，并逐渐积累，且湖、库水的置换期长，一旦水体富营养化，水体内藻类以及其他水生物过量繁殖，水体透明度下降，溶解氧降低，造成水质恶化，从而使湖泊、水库生态系统和水功能受到破坏。

根据龙山水库近几年的水质监测数据，总氮和总磷总体呈上升趋势，水体水质富营养化程度同样也呈上升趋势，说明近年来随着光山县经济和旅游业的发展，水体富营养化程度呈上升趋势。

5 防治对策

（1）在水库一级保护区陆域边界设置界桩。对大坝上来往的车辆严格管理，在大坝的两端设置明显标志，对于运输可能污染水源水质物品的车辆应严格检查，避免车辆事故造成对水源的污染。

（2）在二级及准保护区内，对乡镇生活污染、养殖场污染及农业面源污染进行防治。

采用人工湿地技术对龙山水库流域农村生活污水进行处理，通过生态处理系统内的微生物和水生植物的共同作用，实现污染物的去除。

目前，龙山水库有5个村产生的生活垃圾影响水库水质。建议采用三级转运的形式，即在村民组主干道设置垃圾堆放点，垃圾定时清运，同时结合堆肥、生态处理等方式进行处理。

依据政府有关政策和流域内的乡镇实际情况，可分步、限期取缔龙山水库畜禽养殖散养户。合理核算畜禽养殖散养户取缔补偿金额，按一定的支付方案给予散养户一次性补贴。建立其他配套政策和保障措施，确保散养户取缔工作顺利完成。

水库流域内规模化养殖场的粪便污水处理方式可采取以下措施：粪便分离，固粪堆积发酵后出售或还田，污水经过人工湿地设施处理后，再用于灌溉农田或浇树；进行堆粪发酵，杀灭细菌和寄生虫；建立沼气池，变废为宝等。

（3）结合水库的实际情况，可采取以下措施保护与修复水库水生生态系统。

控制外源污染的输入，保护生物赖以生存的环境因素，重点放在控制外源强的输入。加强水土保持工作，减少泥沙输入。控制草食性鱼类和肉食性鱼类的放养密度，保持水生生物链平衡，适度放养滤食性鱼类，控制藻类繁殖。禁止对水生植物进行破坏性收割或过量收割，保护水生植物正常的繁衍更新。对已破坏的水生生态环境，可进行人工辅助恢复或人工修复，可在入库处设置厌氧塘，种植水生植物，上游所来废水经厌氧塘降低污染物后，再进入库区。保持湖泊水位，保护生物多样性环境。

（4）建议当地政府加强龙山水库污染源的治理，将龙山水库饮用水保护工作纳入目标管理，建立领导责任制，切实增强保护好龙山水库饮用水资源的责任感和紧迫感，抓好各项措施的落实■