某饮用水源水环境质量现状评价及保护对策

徐龙君 周 乐

（重庆大学资源及环境科学学院 重庆 400030）

1 引言

本文所指饮用水源水库位于东经108°02′54″～108°03′59″，北纬 30°44′16″～33°44′80″，是该地区水厂的主要水源。其位于四川盆地东部边缘的渝东平行岭谷区的大池-干井背斜的北西翼，地形地貌受区域地质构造和地层岩性控制明显，局部地区亦与外营力作用关系密切，背斜成长条状低山，向斜呈宽缓状低山丘陵，山势走向与构造线基本一致。它是一座以农业灌溉为主，兼有防洪及农村人、畜饮水等综合功能的小型水利工程。水库于1957年开始动工兴建，1982年3月工程建设全部完成，水库枢纽工程由大坝、溢洪道及防水建筑物组成。该水库是该地区水厂的主要水来源，水库坝址以上主河道长3.25km，平均比降73.5%，控制流域集雨面积3.2k m2（包括水面450亩、耕地1290亩、林地1610亩、草地1075亩、道路面积10亩、房屋占地365亩），水库校核水位511.69m，相应库容173.2万k m2；水库正常蓄水位510.136m，相应库容137.0万k m2，水库设计有效灌面0.95万亩。

为了保护水资源，防治水污染，全面改善水库水环境质量，解除水源水质污染问题，达到水资源开发利用的良性循环，实现水资源的可持续利用，根据当地环保主管部门要求，针对水库水质进行评价。此文选用现状监测评价和水体富营养化指标对水库进行评价。

水体富营养化是水环境普遍存在的问题[1]。富营养化水体中部分藻类释放的一些毒素，能引起鱼类大量死亡。此外，富营养化水体由于亚硝酸盐和硝酸盐含量较高，人畜长期饮用也会中毒致病[2]。

2 水环境质量现状评价分析

2.1 水环境监测评价

2.1.1 水环境质量监测

为了全面了解W水库水源水质状况，委托当地环境监测站对水库取水点（水库整治前已建好）设置了水质监测断面，采样时分设左、中、右3条垂线，每条垂线取表层水样。监测分析参数有pH值、悬浮物、高锰酸盐指数、粪大肠菌群、氨氮、总磷、铁、硫酸盐和硝酸盐共9项。监测频率为监测2天，每天采样一次。

2.1.2 水质监测结果评价

水库取水点断面地表水环境质量现状评价根据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)对应的标准，根据《环境影响评价技术导则-地面水环境》（HJ/T2.3-93），地表水评价采用单因子指数法。评价模式如下：

式中，Si,j——水质评价因子i的标准指数；

Ci——水质评价因子i的实测浓度值，mg/L；

C0i——水质评价因子i的质量标准限值，mg/L。

pH的评价模式为：

表1 表水监测数据统计一览表 mg/L

式中，SpH,j——pH在j测点处的单项污染指数；

pHj——j测点处的pH值；

pHsu,pHsd——地表水质标准上、下限值。

单项污染指数计算结果一览表见表1。

从表1可以看出，W水库水体中pH、氨氮、铁、硫酸盐、硝酸盐满足国家规定的一级水源保护要求的标准，但是高锰酸盐指数、粪大肠菌群、总磷等指标值严重超标，其中高锰酸盐指数超标近0.9倍，粪大肠菌群超标6倍，而总磷更是超标20倍。由此可认为，目前该水库水源水质不适合做饮用水源，需要进行综合整治才能作为饮用源水。

2.2 富营养化程度评价

目前，湖泊富营养化评价的基本方法主要有营养状态指数法（卡尔森营养状态指数）(TSI)[3]、修正的营养状态指数、综合营养状态指数(TLI)、营养度指数法和评分法[4]。以上几种方法在实际工作中均有被采用，其中营养度指数法计算步骤繁琐、耗时长，而综合营养指数法则相对简便易行且应用较多，评分法在实际应用过程中相对简单[5-7]。

本文采取评分法评价W水库水体富营养化程度。评分法是一种简单通用的评价模式，在中国绝大部分水体都有应用[8]。评分值越高说明水体的富营养化程度越严重。各指标可单独使用，或选取其中数项使用[9]。

2.2.1 选择标准

（1）评价参数：根据富营养化评价标准，选取总氮、总磷、高锰酸盐指数3项参数进行富营养化评价。

（2）评价方法：采取评分法进行，根据选定的参数和评分标准计算各参数的评分值Mi，按M=(1/n)ΣMi计算平均评分指数值，评分指数越高，水体的富营养化程度越高。其中，M为富营养化程度的评分值（各调查点）；Mi为评价参数的评分值；n为评分参数的个数。

采用修正的卡森指数评分法评价：用1～100连续数字对水库富营养程度进行分级，分为极贫营养（10）、贫营养（20～30）、贫-中营养（40）、中营养（50）、富营养（60）、中-富营养（70）、重富营养（80）、严重富营养（90）、异常富营养（100）等 9个级别[9]。

2.2.2 评分法评价结果

由于水质监测资料中，缺乏藻量、叶绿素(Chla)、透明度(SD)数据。所以只选取了总氮(TN)、总磷(TP)、高锰酸盐指数 3项作为主要评价参数。本文采用当地环境监测站对W水库取水点监测的数据进行评价，且缺少的指标数据不进入评分。

应用表2湖泊、水库富营养状态评价标准，对水库取水点监测断面水质监测数据进行富营养化评价，评价结果显示取水点断面水质评分值为62.9，平均富营养状态属于富营养与中-富营养之间。数据表明W水库库区已经超过卡森指数评分法的富营养评分线(60分)，接近中-富营养化，随着目前农业的快速发展，库区水质有向中-富营养化发展的趋势。

2.3 W水库主要污染因素分析

W水库污染源主要来自集雨区内农业面源污染、居民生活污染、禽畜养殖和网箱养鱼等。

2.3.1 农业面源污染

库区周边集雨区内点、面源污染较多，存在边治理边污染情况。水库因其水量丰富、库容较大、稀释自净能力较强，多年前水库水质一直较好。但随着近十几年来地方经济的发展，大量的农药、化肥也开始在集雨区内使用，导致库区受到了不同程度的污染，部分作物由于耕作强度大，带来了严重的水土流失问题。水土流失的加剧也是库区污染物的一个重要来源，泥沙是水土流失的最明显的污染物，泥沙的细粒部分又是有机质、氨离子、磷酸盐以及金属离子的主要携带者。

2.3.2 居民生活污染

当地居民环境保护意识落后，环保基础设施严重缺乏，生活污染源的控制也迫在眉睫。W水库集雨区范围内现有农户457户，共计人口1753人，污水产生量按100L/人·d计，由此计算出水库集雨区生活污水产生量为175.3t/d，年排放量为63984.5 t/a。水库集雨区的生活垃圾产生量按0.90kg/人·d估算，由此计算出水库集雨区范围内日产垃圾量为1.577t/d。当地生活污水直接排入河流，生活垃圾随处堆放，而且很多都是堆放在河流沿岸，水面上随处可见漂浮的垃圾，既没有进行垃圾的收集，也没有经过初处理，大量的污染物最终汇入水库，引起了水库水质的恶化和逐年趋于严重的富营养化。

2.3.3 禽畜养殖、网箱养鱼

目前，库区周围农村畜禽肥还田率在30%～50%，可见造成的浪费和环境污染很大。据调查，水库集雨区范围内出栏生猪720头，养牛250头，小家禽养殖数鸡5000只，鸭3200只（其中养鸡3000只的养殖户1家、养鸭2000只的养殖户1家，其余的家禽均是散养）；水库以及周边水域存在一些不合理的网箱肥水养鱼，据调查，水库中放养白鲢、花鲢、鲤鱼各一万多尾，水库内未投加饲料，主要投加化肥，每年投加量超过50t（其中碳铵、磷肥各超过30t，尿素超过10t）。所以，水库周边禽畜养殖，库区内长期的肥水养鱼，导致了水库底泥中磷、有机质的累积，这给水库水质的治理增加了难度。

3 水资源保护的措施及建议

3.1 农业面源污染控制措施

尽快做出集雨区内科学的环境功能区划，根据区划改变现有的不合理的土地利用方式。考虑到防治水华，应该严格控制氮、磷总量，应将库区沿岸周边土地设置为第一层保护圈，采取严格的封山育林（限制种类）措施予以保护，严禁砍伐岸边的生态林；对岸边已经水土流失严重的地面，直接种植生态林，强化水土保持工作，减少水土流失量，加强对水库集雨区内的林地草地进行保护；充分发挥高科技在面源污染控制中的作用，实施生态农业工程建设，在集雨区内严禁使用有毒农药，推广生物防治病虫害，减少农药使用量，逐渐减少使用高残留、高毒性、难降解农药，提倡用生态肥料替代部分化肥，改变施肥技术，增加生物肥料的使用比例，提高肥料利用率，改变旧的农业耕作方式，改善当地农业生态系统的状态。

3.2 居民生活污染控制措施

建议在条件允许下修建集中的污水处理池，对各种不同的生活污水进行集中处理后引至库坝外排放；利用农村地广人稀的优势，修建沼气池，既能处理生活污水和部分有机垃圾，又能产生新能源可以被居民使用，从而达到资源可持续利用的宗旨。目前，在水库集雨区范围内有约60户居民已经开始使用沼气，可以将这种新型的能源利用方式大量推广，尽最大限度减少生活废水和生活垃圾的排放。同时，对这种无节制、无组织的废水、垃圾排放进行综合整治；在水库水源集雨区就近修建垃圾收集点，然后由环卫部门收集转运，进行无害化处理，减少随意排放造成的不可恢复污染。

3.3 禽畜养殖、网箱养鱼污染控制措施

对水库内现存的网箱养鱼、肥水养鱼立即取缔，开展批评教育或经济处罚，制定类似情况的处罚规定；禁止稻田养鱼；禁止在水库集雨区内新建规模化禽畜养殖场、控制农户的畜禽散养污染，将集雨区内现有的畜禽养殖户场逐步调迁、搬出或予以关闭；控制农户的畜禽散养污染，将养殖产生的粪便收集后，进入沼气池处理，然后储存入粪池后农用。

3.4 其它污染控制措施

在路旁植树栽草，在干燥等天气进行道路湿润，减少颗粒灰尘飞扬，规整道路排水沟，针对水坝公路可能出现的危险翻车情况，可以在道路邻水库侧修建防护栏；在水库周边不得新修建度假村、农家乐、宾馆、饭店、水上游乐等设施；在水库严禁垂钓，管理部门应制定相关管理及处罚规定，确保水库水质；定期打捞水体中的垃圾或漂浮物。陕西水利

[1]李艳红,杨丽原,刘恩峰.等南四湖富营养化评价与原因分析 [J].济南大学学报(自然科学版),2010,24(2)：212-215.

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[4]荆红卫,华蕾,孙成华.北京城市湖泊富营养化评价与分析[J],湖泊科学，2008，20(3)：357-363.

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